جادوي صدا: نگاهي به روند توسعه ابزارهاي ذخيرهسازي صدا (بخش دوم)
در قسمت قبلي به مطالعه اولين ابزارهاي ذخيرهسازي صدا پرداختيم و با آلات موسيقي خودكار همچون پيانولا و روشهاي فيزيكي ذخيره و بازپخش صدا آشنا شديم. در اين قسمت به مطالعه نسل دوم ابزارهاي ذخيرهسازي صدا ميپردازيم. اميدواريم تا انتها اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران را همراهي كنيد.
مجموعه جادوي صدا؛ نگاهي به روند توسعه ابزارهاي ذخيرهسازي صداجادوي صدا: نگاهي به روند توسعه ابزارهاي ذخيره سازي صدا (قسمت اول) جادوي صدا: نگاهي به روند توسعه ابزارهاي ذخيرهسازي صدا (بخش سوم و پاياني)
ابزارهاي ذخيرهسازي مغناطيسي صدا
ابزارهايي مانند فونوگراف و گرامافون با گذر زمان به قطعات الكترونيكي بيشتري مجهز شدند؛ اما اساس كاركرد آنها همچنان ثابت مانده بود؛ ارتعاشات صدا برروي شيارهايي كه در سطح ديسكها و استوانهها قرار داشتند حك ميشد و از آنها براي بازتوليد صدا استفاده ميشد. در سال ۱۸۹۸، مهندسي دانماركي بهنام والدمار پولسن موفق شد اولين ابزار مغناطيسي ذخيرهسازي صدا را توليد كند. اما رواج استفاده از نوارهاي مغناطيسي ۴۰ سال بعد در آلمان و در دوران جنگ جهاني دوم شروع شد. در اين بخش از جادوي صدا، روند توسعهي ابزارهاي مغناطيسي ذخيره و بازپخش صدا را از انديشه متخصصين ميگذرانيم.
سيمهاي مغناطيسي
اولين تلاشها براي استفاده از ميدانهاي مغناطيسي جهت ذخيرهي صدا در واپسين سالهاي قرن ۱۹ و توسط پولسن دانماركي انجام شد. او در نهايت در سال ۱۸۹۸ موفق به ساخت دستگاهي براي ثبت و پخش صدا شد؛ وي اين دستگاه را «تلگرافون» ناميد.
نمونهاي از تلگرافون
اساس كار تلگرافون كه توسط پولسن ايجاد شد، در تمام ابزارهاي ذخيرهسازي مغناطيسي بعدي نيز مورد استفاده قرار گرفت. براي ذخيرهسازي صدا، سيگنالهاي الكتريكي كه اطلاعات صوتي را در خود جاي دادهاند به قطعهاي موسوم به «هِد ضبط كنند» (Record Head) منتقل ميشوند. اين هد الگويي مغناطيسي را برروي يك رسانه (سيم مغناطيسي، نوار مغناطيسي و...) ثبت ميكند. الگوي ثبت شده مادامي كه ميدان مغناطيسي به وسيلهي عوامل خارجي تغيير پيدا نكند روي اين رسانه باقي خواهد ماند. براي پخش صدا نيز قطعهاي كه «هِد پخش كننده» (Playback Head) ناميده ميشود روي رسانه (براي مثال، سيم مغناطيسي يا نوار مغناطيسي) قرار ميگيرد. رسانه با همان سرعتي كه در زمان ضبط شدن اطلاعات صوتي حركت ميكرده به حركت در ميآيد. هِد تغييرات ميدان مغناطيسي را تشخيص داده و نوسانات الكتريكي ايجاد ميكند؛ از اين نوسانات الكتريكي براي بازپخش ارتعاشات صدا استفاده ميشود. پولسن ساختهي خود را در سال ۱۹۰۰ در نمايشگاه جهاني پاريس به نمايش گذاشت. وي در اين نمايشگاه صداي امپراطور وقت اتريش، فرانز جوزف را ثبت كرد؛ اين صداي ثبت شده، قديميترين نمونهي صدايي است كه بهصورت مغناطيسي ضبط شده و هنوز نيز حفظ شده است.
يكي از بزرگترين موفقيتهاي تكنيك ضبط مغناطيسي در روز كريسمس ۱۹۳۲ رقم خورد؛ در اين روز بيبيسي پذيرفت كه استفاده از ابزارهاي ذخيرهسازي مغناطيسي را شروع كند. اين ابزارها بسيار آسيبپذير بودند و حمل و نگهداريشان نيازمند توجه و دقت بالا بود؛ اما اجازهي ضبط و بازپخش صدا به مدت ۳۰ دقيقه را فراهم ميكردند. علاوهبر اين، از سيمهاي مغناطيسي بهعنوان ابزاري براي ديكته استفاده ميشد. ديگر نيازي نبود كه سخنان چهرههاي سرشناس (نظير رجال سياسي) توسط تند نويسان ثبت شود؛ بلكه ميشد آنها را روي سيمهاي مغناطيسي ثبت كرد و بعدا از صداي ضبط شده براي تهيهي متن سخنان اين افراد استفاده كرد.
تصويري قديمي از پوستر تبليغاتي دستگاه سيم مغناطيسي Webster-Chicago
علاوه بر متخصصدهاي سازماني، سيمهاي مغناطيسي براي ذخيرهسازي موسيقي نيز استفاده ميشدند. همچنين، خانوادهها ميتوانستند صحبتهاي خود را به آساني و به مدت طولاني روي سيمهاي مغناطيسي ذخيره كنند. در حالي كه ضبط كنندههاي گرامافون خانگي تنها چند دقيقه صدا را ضبط ميكردند؛ يك حلقهي ۲۲۰ سانتيمتري سيم مغناطيسي كه تنها ۷.۶ سانتيمتر قطر داشت ميتوانست مدت ۶۰ دقيقه صدا را ضبط كند.
سيمهاي مغناطيسي در دهههاي ۴۰ و ۵۰ ميلادي به اوج محبوبيت رسيدند و پس از آن تدريجا جاي خود را به نوارهاي مغناطيسي دادند؛ اما در دههي ۶۰ نيز در برخي محصولات خاص و همچنين در سيستم سرگرمي هواپيماهاي مسافربري استفاده از آنها ادامه پيدا كرد. يكي از اشكالات اساسي سيم مغناطيسي، پاره شدن سيمها بود، اين سيمها مقاومت كمي در برابر فشار داشتند و به سادگي پاره ميشدند. علاوه بر اين، اگرچه كيفيت آنها براي ذخيرهي سخنان روزمره و ديكته مناسب بود؛ اما براي ذخيرهي موسيقي از كيفيت خوبي برخوردار نبودند و نميتوانستند با گرامافونها رقابت كنند.
در اين ويدئو ميتوانيد به نمونه موسيقي پخش شده توسط سيم مغناطيسي گوش فرا دهيد.
نوارهاي مغناطيسي و مگنتافون
اولين نمونه از نوارهاي مغناطيسي متخصصدي در دههي ۳۰ در يك لابراتوار آلماني بهنام «شركت شميايي BASF» و با همكاري راديوي ملي آلمان و شركت صنايع الكترونيك AEG توليد شد. اين نوار براي اولين بار در سال ۱۹۳۵ در دستگاهي به نام «مگنتافون كِي-۱» (Magnetophone K1) مورد استفاده قرار گرفت. توليد نوارهاي اوليه با قرار گرفتن پودر اكسيد آهن روي سطح نوارهاي كاغذي انجام ميشد. مادهاي كه «همبستگر» يا «بايندر» ناميده ميشد وظيفهي ثابت كردن پودر اكسيد آن روي كاغذ را بر عهده داشت؛ ضمن اينكه از برخي مواد ديگر براي محكمتر شدن نوار استفاده ميشد. پس از مدتي، آلمانيها به تكنيكي موسوم به AC Biasing دست پيدا كردند؛ در اين تكنيك، حين ضبط صدا، سيگنالهايي با فركانسهاي غير قابل شنيدن (در محدودهي ۴۰ تا ۱۵۰ كيلوهرتز) به سيگنال صوتي اصلي اضافه ميشد. در نتيجهي اضافه كردن اين سيگنال، جزئيات صوتي ثبت شده افزايش پيدا ميكرد.
مگنتافون
تلاشهاي دانشمندان آلماني در زمينهي نوارهاي صوتي منجر به توليد نوارهاي مغناطيسي و دستگاههاي ضبط و پخشكنندهاي شد كه ميتوانستند صدا را با كيفيت و جزئيات عالي ثبت كند. در جريان جنگ جهاني دوم، سخنرانيهاي راديويي مقامات نازي بهطور همزمان از چندين مكان پخش ميشد؛ برخي از متخصص كارشناسان متفقين معتقد بودند كه اين سخنرانيها ضبط شده هستند، اما كيفيت صداي شنيده شده بسيار بالا بود و مدت سخنرانيها نيز بالاتر از ظرفيت صفحههاي ويژهي ضبط گفتار بود. هرچند متفقين ميدانستند كه آلمانيها پيش از شروع جنگ اقدام به ساخت مگنتافون كرده بودند؛ اما از ساخت نوارهاي با كيفيت PVC و تكنيكهاي جديد ضبط صدا كه توسط دانشمندان آلماني ايجاد شده بودند اطلاع نداشتند. پس از مدتي، نيروهاي متفق از پيشرفتهاي آلمانيها در زمينهي ضبط و بازپخش صدا آگاه شدند و توانستند چندين نمونه از آخرين مگنتافونهاي آلماني را به دست آورند. مشاهدهي پيشرفتهاي دانشمندان آلماني در زمينهي ذخيرهسازي صدا با ابزارهاي مغناطيسي توجه زيادي را در جامعهي علمي غرب به خود معطوف كرد.
خط توليد مگنتافون
نوارهاي حلقه باز
يكي از افرادي كه بيشترين نقش را در موفقيت تجاري نوارهاي مغناطيسي داشت شخصي بود به نام جان مولين. وي پس از پايان جنگ جهاني دوم توانست چند دستگاه مگنتافون آلماني را تصاحب كند. او چندين سال از زندگي خود را به بهبود مگنتافونها اختصاص داد و زماني كه مطمئن شد مگنتافون را به تكامل رسانده، راهي هاليوود شد تا اين دستگاه را به رؤساي شركت رسانهاي MGM نشان دهد. رؤساي MGM با شنيدن كيفيت صداي مگنتافونِ بهبود يافتهي مولين و با آگاه شدن از ظرفيت ذخيره و بازپخش آن، دانستند كه اين دستگاه از پتانسيل تجاري بالايي برخوردار است. از آن لحظه به بعد، نوارهاي مغناطيسي به ابزاري استاندارد براي پخش موسيقي در ميان طرفداران پر و پاقرص موسيقي و استوديوهاي موسيقي تبديل شدند. همانگونه كه ميدانيد، از اين نوارها براي ذخيرهي دادههاي رايانهاي نيز استفاده ميشده است.
در زمان گسترش متخصصد نوارهاي مغناطيسي، اين ابزارها نه با نام مگنتافون، بلكه با عنوان «نوار حلقه باز» (Open-Reel Tape) يا «نوار حلقه به حلقه» (Reel-to-Reel Tape) شناخته ميشدند. دليل اين مسئله اين است كه در اين دستگاهها نوار دور يك حلقه پيچيده ميشود و در زمان پخش بايستي حلقه روي دستگاه قرار گيرد و انتهاي نوار به يك حلقهي خالي متصل ميشود. اولين دستگاه حلقه باز تجاري با نام Ampex Model 200 در سال ۱۹۴۸ به بازار عرضه شد. يك سال بعد نيز دستگاههاي ارزانارزش خانگي ارائه شدند كه در خانهها و مراكز يادگيريي مورد استفاده قرار ميگرفتند.
نوار حلقه باز
در دستگاههاي خانگي از نوارهايي با عرض يكچهارم اينچ استفاده ميشد كه با سرعت ۱.۸۷۵ اينچ بر ثانيه حركت ميكردند؛ اما در دستگاههاي حرفهايتر از نوارهايي با عرض ۳.۷۵ اينچ استفاده ميشد كه با سرعت ۷.۵ اينچ بر ثانيه حركت ميكردند. قطر حلقهها نيز بهطور معمول ۷، ۵ يا ۳ اينچ بود. نوارهايي كه با سرعت بالاتر حركت ميكردند از كيفيت بالاتري برخوردار بودند؛ اما اين به معني مصرف نوار بيشتر بود.
حلقههاي نوار مغناطيسي با موسيقي از پيش ضبط شده در سال ۱۹۴۹ در ايالات متحده عرضه شدند؛ پس از آن ارائهي اين حلقهها از سال ۱۹۵۲ در بريتانيا نيز شروع شد و در دههي ۶۰ نوارهاي مغناطيسي حلقه باز به اوج محبوبيت خود رسيدند. اما در اواخر دههي ۷۰، نوارهاي حلقه به حلقه بهطور كل از خانهها رخت بربسته بودند؛ اگرچه ادامهي استفاده از آنها در استوديوهاي حرفهاي تا دههي ۸۰ ادامه داشت. دليل اصلي افول اين دستگاهها عرضهي كاستهاي نوار مغناطيسي بود. در حالي كه دستگاههاي پخش نوارهاي حلقه باز نسبتا بزرگ و جاگير بودند و استفاده از نوارهاي حلقهباز نيز بهخاطر مكانيزم دستي اتصال حلقهها اشكال بود؛ كاستها ميتوانستند به آساني مورد استفاده قرار گيرند. همين عامل نيز تدريجا زمينهي مرگ نوار حلقه باز را فراهم كرد.
در اين ويدئو ميتوانيد نمونه صداي پخش شده توسط دستگاه نوار حلقه باز را بشنويد.
كاستهاي نوار مغناطيسي
در دههي پنجاه، برخي شركتها با جاي دادن حلقههاي نوار مغناطيسي در محفظههايي، سعي كردند محصولي سادهتر ارائه كنند. از آنجا كه حلقههاي عادي بسيار حجيم بودند و قرار دادن آنها در يك محفظهي كوچك ممكن نبود؛ شركتها سعي ميكردند از نوارهاي باريكتر با سرعت حركت پايينتر استفاده كنند تا حجم اين محفظهها كه بعدا «كاست» نام گرفتند كاهش پيدا كند. براي مثال ميتوان به محصولي بهنام Mohawk Midgetape اشاره كرد كه در آن دو حلقه روي هم در يك محفظه جاي گرفته بودند.
كاست و دستگاه ضبط و پخش Mohawk Midgetape
هرچند حمل و نقل اين كاستهاي اوليه آسانتر بود؛ اما استفاده از نوارهاي باريكتر و سرعت پايينِ حركت نوار به معني كيفيت پايينتر صداي ضبط شده نيز بود، به همين دليل، اين كاستها براي ضبط و بازپخش موسيقي مناسب نبودند و از آنها فقط براي ضبط صداي افراد در جلسات و سخنرانيها استفاده ميشد. در دههي پنجاه شركتهاي مختلفي مانند ديكتافون و فيليپس كاستهاي ويژهي ديكته را ارائه ميكردند.
كارتريج نوار صوتي
در سال ۱۹۵۸، RCA كه يكي از اصليترين شركتهاي فعال در زمينهي ارائهي سيستمهاي صوتي بود، دست به ارائهي محصولي موسوم به «كارتريج نوار صوتي» (Sound Tape Cartridge) زد؛ هدف RCA ارائهي محصولي بود كه جايگزين نوارهاي حلقه باز شود. در اين محصول از نوارهاي يكچهارم اينچي استفاده شده بود كه با سرعت ۳.۷۵ اينچ بر ثانيه حركت ميكرد و ميتوانست مجموعا ۶۰ دقيقه موزيك را در خود جاي دهد. كيفيت صداي توليد شده عالي نبود؛ اما براي مصارف خانگي كفايت ميكرد. عليرغم اهداف بلندپروازانهي RCA، تاخير در عرضهي دستگاههاي پخش كننده و همچنين تاخير در عقد قرارداد با شركتهاي توليد كنندهي موسيقي موجب شد اين محصول به يك شكست تبديل شود؛ به گونهاي كه در سال ۱۹۶۴ ارائهي اين محصول پايان يافت.
دستگاه پخش كارتريج نوار صوتي
كارتريجهاي 4Track و 8Track
در سال ۱۹۶۲ شخصي به نام ارل مونتز دست به ارائهي كارتريجهايي موسوم به 4Track يا Stereo-Pak زد؛ اين كاستها براي پخش موسيقي در خودروها ساخته شده بودند اما بعدا پخش كنندههاي خانگي نيز ارائه شدند. عليرغم كيفيت نه چندان بالاي صدا، به دليل اندازهي كوچك كارتريجها، اين محصول با اقبال نسبي روبهرو شد و استفاده از آن تا سال ۱۹۷۰ ادامه داشت.
Stereo-Pak جاي خود را به رقيبي داد كه 8Track يا «استريو-۸» (Stereo 8) ناميده ميشد. اين محصول توسط مجموعهاي از شركتها ارائه ميشد؛ اصليترين اعضاي اين مجموعه فورد، جنرال موتورز، موتورولا، RCA، Ampex و Learjet بودند. استريو-۸ در سال ۱۹۶۴ عرضه شد و هدف اصلي آن آوردن موسيقي به درون خودروها بود. به لطف برخورداري از حمايت خودروسازاني همچون فورد و به واسطهي رشد بازار خودرو در ايالات متحده، استريو-۸ به يك موفقيت تمام عيار تبديل شد.
دليل انتخاب نام «استريو-۸» يا 8Track اين بود كه نوارهاي مغناطيسي مورد استفاده در آن به ۴ مسير يا Track تقسيم شده بودند و هر Track نيز به دو مسير فرعي براي ثبت سيگنالهاي صوتي چپ و راست تقسيم شده بود؛ به همين دليل از نام استريو-۸ استفاده ميشد. ساختار استريو-۸ نيز در نوع خود جالب بود، اين كارتريجها تنها يك حلقه داشتند؛ نوار از بخش دروني حلقه خارج ميشد و پس از پخش شدن، روي بخش بيروني جمع ميشد (به تصوير زير توجه كنيد). به واسطهي استفاده از تنها يك حلقه، امكان حركت نوار بهصورت معكوس وجود نداشت. در سال ۱۹۶۶ پخش كنندههاي خانگي استريو-۸ نيز معرفي شدند؛ اما استقبال چنداني از آنها صورت نگرفت.
نماي بيروني و اجزاي داخلي كارتريج استريو-۸
استريو-۸ نيز عليرغم موفقيتاش از اشكالاتي رنج ميبرد. در بسياري از موارد نوار در كارتريج گير ميكرد؛ كيفيت صدا نيز به هيچوجه دلچسب نبود و طرفداران پر و پا قرص موسيقي را آزردهخاطر ميكرد. توليد كنندگان نيز تدريجا براي كاهش هزينهها دست به استفاده از نوارهايي با كيفيت پايينتر زدند كه موجب افت بيش از پيش كيفيت صدا شده بود. در دههي هشتاد استريو-۸ تدريجا از رده خارج شد تا جاي خود را به نوار كاست دهد. در اين ويدئو ميتوانيد نمونه صداي پخش شده توسط يك پخش كنندهي خانگي استريو-۸ را بشنويد.
نوار كاست
نوار كم حجم (Compact Cassette) كه در ايران بيشتر با نام نوار كاست شناخته ميشد را ميتوان موفقترين ابزار ذخيرهسازي صدا به صورت مغناطيسي به شمار آورد. اين كاستها در سال ۱۹۶۳ توسط فيليپس و به منظور ديكته ارائه شدند؛ اما كيفيت مناسب و ابعاد كوچك آنها به اين معني بود كه براي ذخيره و پخش موسيقي نيز مناسب بودند. نوارهاي استفاده شده به ۴ مسير (Track) تقسيم ميشدند؛ هر دو مسيري كه در كنار هم قرار داشتند نيز براي ذخيرهي سيگنالهاي چپ و راست مورد استفاده قرار ميگرفتند. به اين شكل، با حركت نوار در هر جهت، صداي ثبت شده روي دو مسير پخش ميشد و با تغيير جهت حركت نوار، امكان گوش دادن به صداهاي متفاوتي وجود داشت.
كارتريج نوار صوتي (سمت راست) در مقايسه با نوار كاست (سمت چپ)
قطر نوارهاي استفاده شده ۴ ميليمتر بود و با سرعت ۴.۷۶ سانتيمتر بر ثانيه حركت ميكردند. كاستها معمولا در ظرفيتهاي ۶۰ دقيقهاي (۳۰ دقيقه در هر سمت)، ۹۰ دقيقهاي (۴۵ دقيقه در هر سمت) و ۱۲۰ دقيقهاي (۶۰ دقيقه در هر سمت) ارائه ميشدند. كاستهايي كه ظرفيت بالاتري داشتند معمولا از نوارهاي نازكتري استفاده ميكردند كه كيفيت پايينتري داشتند و به آساني پاره ميشدند؛ به همين دليل حتيالامكان از كاستهاي ۶۰ دقيقهاي براي ذخيرهي موسيقي استفاده ميشد. كاستهايي با ظرفيت ۱۵ دقيقه نيز ارائه ميشدند؛ اما از آنها بيشتر براي ذخيرهي داده استفاده ميشد.
با گذر زمان، مواد استفاده شده براي ساخت كاستها نيز دستخوش تغييراتي شدند؛ در كاستهاي نوع اول (Type I) از نوارهايي با پوشش فريك اكسيد استفاده ميشد. در نوارهاي نوع دوم (Type II)، فريك اكسيد جاي خود را به كروم داد. براي مدتي نيز نوارهاي نوع سوم (Type III) با تركيبي از فريك اكسيد و كروميوم دياكسيد ارائه ميشدند. آخرين نوع از كاستها نيز كه نوع چهارم (Type IV) نام گرفتند از ذرات فلز خالص براي پوشش نوار استفاده ميكردند.
فيليپس به شركتهاي سازندهي موسيقي اجازه داد بهطور مجاني و بدون نياز به پرداخت حق امتياز از نوارهاي كاست براي پخش موسيقي استفاده كنند. اين مسئله، در كنار كيفيت مناسب نوارها باعث شد نوارهاي كاست به موفقيتي تمامعيار تبديل شوند. نوارهاي كاست با موسيقي از پيش ذخيرهشده از سال ۱۹۶۵ در اروپا به فروش ميرسيدند؛ طي دهههاي ۷۰ و ۸۰ نوار كاست به عنوان اصليترين ابزار ذخيره و فروش موسيقي شناخته ميشدند؛ اما در دههي ۹۰ تدريجا جاي خود را به لوحهاي فشرده (CD) دادند.
واكمن
يكي از دلائل محبوبيت نوارهاي كاست، پخشكنندههاي كوچك و قابل حملي بودند كه توسط سوني عرضه ميشدند و «واكمن» نام داشتند. اولين واكمن در ابتداي جولاي ۱۹۷۹ (۱۰ تير ۱۳۵۸) عرضه شد. در زماني كه خبري از آيپاد و موبايلهاي هوشمند نبود؛ واكمن ابزاري رؤيايي براي پخش موسيقي بود. سوني در مجموع ۲۰۰ ميليون پخش كنندهي نوار كاست از سري واكمن را به فروش رساند كه يك موفقيت تمامعيار قلمداد ميشود. سوني در محصولات بعدي خود نيز به استفاده از برند واكمن ادامه داد و سعي كرد تا از محبوبيت اين برند خوشنام استفاده كند.
در اين قسمت به معرفي ابزارهاي مغناطيسي ذخيرهسازي صدا پرداختيم و اصليترين تحولات صورت گرفته در زمينهي ذخيرهسازي صدا در دهههاي ۳۰ تا اوائل دههي ۹۰ را مرور كرديم. در بخش بعدي جادوي صدا نگاهي خواهيم داشت بر ابزارهاي ذخيرهسازي صدا در عصر ديجيتال.
واكمن سوني
هم انديشي ها