Как пишется звук на кинопленку

Звук на кинопленке

Совмещённая фонограмма — фонограмма, размещённая на общем носителе с изображением в кинематографе и видеозаписи. Чаще всего понятие употребимо применительно к оптической или магнитной фонограммам, нанесённым на киноплёнку в совмещённых фильмокопиях. За счёт использования общего носителя при демонстрации фильмов с совмещённой фонограммой синхронизация звука с изображением не требуется.

Оптическая фонограмма, фотографическая фонограмма — одна или несколько дорожек с оптической записью звука на киноплёнке, предназначенных для воспроизведения фотоэлектрическим методом.
Магнитная фонограмма получается копированием звуковой дорожки фильма на полоски магнитного лака, нанесённые на киноплёнку со стороны подложки. Большинство современных кинематографических систем рассчитано на использование оптических или магнитных совмещённых фонограмм, однако некоторые из них, такие как IMAX, предусматривают отдельный носитель в виде оптического диска или магнитной ленты, требующих дополнительной синхронизации с изображением.

Технология изготовления  Первоначально в профессиональном кинематографе оптическая фонограмма записывалась непосредственно с микрофонов на специальную «фонограммную» киноплёнку отдельным аппаратом. Синхронизация соблюдалась за счёт общего привода или синхронных электродвигателей в раздельных механизмах киносъёмочного и звукозаписывающего аппаратов. Питание на электродвигатели обоих аппаратов подавалось от общего источника переменного тока, обеспечивая синфазность их вращения. Отдельная киноплёнка необходима из-за различия фотографических характеристик, требующихся для записи изображения и звука, и для раздельного монтажа. Поэтому синхронная съёмка с созданием совмещённой фонограммы непосредственно на исходном негативе, использовалась только в первые годы развития звукового кино. В дальнейшем технология нашла ограниченное применение в документальном кино и на телевидении в узкоплёночных камерах, а звук художественных фильмов записывался на отдельный носитель. Записанный на отдельной киноплёнке негатив фонограммы после проявления мог быть использован для печати совмещённых фильмокопий, однако, предварительно с него печатался рабочий позитив фонограммы, который монтировался параллельно с рабочим позитивом изображения. Смонтированные рабочие позитивы изображения и фонограммы сдавались приёмной комиссии, утверждавшей фильм «на двух плёнках» С распространением магнитной звукозаписи классическая технология получения оптической фонограммы уступила место «магнитофотографическому» процессу. В СССР полный переход на магнитную технологию изготовления первичных фонограмм первой осуществила Киностудия имени А. Довженко в 1949—1950 годах. При магнитофотографическом процессе исходные фонограммы записываются на магнитную ленту. После монтажа и сведения нескольких исходных фонограмм в одну общую, она перезаписывается с магнитной ленты на киноплёнку. Проявленная оптическая фонограмма (негатив перезаписи) используется при тиражировании фильмокопий. Для получения негатива перезаписи на 35-мм киноплёнке в СССР использовались звукозаписывающие аппараты «1Д—3». Аналогичное устройство под названием «1Д—4» позволяло записывать одновременно две фонограммы на киноплёнке шириной 32-мм , предназначенной для печати 16-мм фильмокопий.
Фильмокопии для кинопроката печатаются на кинокопировальных фабриках с дубльнегативов, получаемых с мастер-позитива, на котором в процессе печати обычно происходит совмещение изображения и оптической звуковой дорожки Фотографическая фонограмма печатается контактным способом с негатива перезаписи только при непрерывном движении киноплёнки. В кинокопировальных аппаратах прерывистой печати фонограмма копируется на отдельном барабане. В аппаратах непрерывной (ротационной) печати фонограмма может печататься на общем барабане с изображением, если оригиналом служит совмещённый дубльнегатив, или в отдельном «звукоблоке». В последнем случае, характерном для изготовления монтажных фильмокопий, печать с негатива изображения происходит на одном барабане, а с негатива фонограммы — на другом. Со второй половины 1950-х годов кроме оптической совмещённой фонограммы в кинематографических системах «Синемаскоп» и «Todd AO», а также их вариациях получила распространение магнитная. Дорожки магнитного лака наносились на соответствующие участки фильмокопии после её химико-фотографической обработки. В СССР для этого использовались специальные поливочные машины «МП-4», «МП-6» и «МП-7» производительностью 1400—2000 погонных метров в час. Затем на эти дорожки магнитными головками специальных электрокопировальных установок записывали готовую фонограмму фильма. Магнитная фонограмма «Синемаскоп» (как и её советского аналога «Широкий экран») состояла из четырёх дорожек, нанесённых снаружи и изнутри перфорации. В результате фильмокопия содержала три фронтальных канала звука и один эффектный: с помощью записанного на четвёртой дорожке управляющего сигнала звуковые эффекты подавались на дополнительные громкоговорители, размещённые вокруг зрителей]. Шестиканальная фонограмма «Todd AO» также размещалась на четырёх магнитных дорожках, и предусматривала пять фронтальных каналов и один эффектный, работавший по принципу, сходному с широкоэкранными фильмокопиями. В конце 1960-х годов магнитные совмещённые фонограммы широкоэкранных «стереофонических» фильмокопий стали заменять оптической дорожкой, размещённой там же, где и в классическом формате[20]. Это было связано с многочисленными неудобствами, недолговечностью и более низким качеством магнитных фонограмм на киноплёнке по сравнению с записанными на обычной магнитной ленте.

 Фотографическая запись основана на воздействии светового потока на светочувствительный слой носителя записи — киноленты (рис. 3.7, а). Электрический сигнал от микрофона М через усилитель записи УЗ поступает на модулятор света МС. Промодулированный световой поток образует на светочувствительном слое негативной ленты НЛ узкий пишущий штрих переменной ширины или переменной интенсивности. После фотохимической обработки и копирования образуется позитивная фонограмма ПФ. При воспроизведении источник света — читающая лампа ЧЛ — с помощью оптической системы О создает в плоскости позитивной фонограммы узкий читающий штрих. Промодулированный фонограммой световой поток попадает на фотоэлемент ФЭ.

 Схема фотографической записи звука (а) и получаемые оптические фонограммы переменной ширины (б) и переменной плотности (в).

•    Различают фонограмму переменной ширины ( б) 
•  переменной плотности (в).

В первом случае ширина фонограммы меняется, а прозрачность остается постоянной, во втором — при неизменной ширине фонограммы меняется ее прозрачность. Преимущество способа переменной плотности — более широкая полоса частот, т.к. он менее критичен к точности установки пишущего штриха. Но при записи способом переменной плотности требуется тщательный подбор режима проявления, при отступлении от него увеличиваются нелинейные искажения. Кроме того, отдача фонограммы переменной плотности меньше отдачи фонограммы переменной ширины. По указанным причинам в подавляющем большинстве случаев используют фонограмму переменной ширины. В зависимости от конструкции модулятора света фонограмма получается односторонней ( б), двусторонней (симметричной) и даже с несколькими одинаковыми дорожками.    Ширину пишущего штриха выбирают равной примерно 5 мкм, что позволяет уменьшить нелинейные искажения записи и получить освещенность пишущего штриха порядка 106 лк. Это облегчает процесс записи. Ширину читающего штриха берут больше, примерно 20 мкм, чтобы увеличить световой поток, падающий на фонограмму, и соответственно увеличить фототок.   В качестве модулятора света используют преобразователи электромеханического типа, электроскопического типа и электронно-лучевого типа. По этим же причинам от магнитных дорожек позднее отказались и на широкоформатных фильмокопиях. Им на смену пришли цифровые оптические фонограммы, обладающие улучшенным звучанием по сравнению с аналоговыми оптическими и магнитными фонограммами. В настоящее время в кинопроизводстве используется цифровая звукозапись первичной фонограммы, которая в дальнейшем перекодируется в цифровые и аналоговую оптические совмещённые фонограммы. Современные фильмокопии могут содержать до трёх совмещённых фонограмм, одна из которых аналоговая, а две другие — цифровые. Как правило, это фонограммы, закодированные в системах SDDS «Sony» и Dolby Digital. Для воспроизведения таких фонограмм на кинопроектор устанавливается специальный цифровой звукоблок, поддерживающий одну из систем. Печать нескольких фонограмм предназначена для совместимости фильмокопий с наибольшим количеством кинотеатров, поддерживающих разные системы.
Многоканальные фонограммы    Цифровые и аналоговые фонограммы, используемые в современных фильмокопиях, содержат несколько каналов звуковой информации для создания объёмного звучания и эффекта следования звука за своим источником на экране. Идея многоканальной оптической дорожки появилась одновременно с появлением звукового кино, но впервые реализована в 1940 году в системе оптической звукозаписи «Фантасаунд», не получившей распространения из-за сложности]. Успешные системы многоканального звука впервые реализованы в магнитных фонограммах на отдельной магнитной ленте киносистем «Синерама» и «Кинопанорама». Совмещённые многоканальные фонограммы появились только после изобретения технологии нанесения магнитного лака на киноплёнку. Первым был четырёхканальный звук системы «Синемаскоп», а вслед за ним шестиканальный звук появился в широкоформатной системе «Todd AO». Современные цифровые оптические фонограммы позволяют записывать от 5 до 8 каналов звука.

Современные совмещённые фонограммы  Наиболее высокую отдачу оптической фонограммы обеспечивают чёрно-белые киноплёнки, фонограмма которых состоит из металлического серебра. Появление цветного кино на многослойных киноплёнках заставило искать способы улучшения качества фонограммы, поскольку изображение таких киноплёнок состоит из красителей, а серебро растворяется при отбеливании. Фонограмма, состоящая из красителей, обладает более низким качеством звучания, поскольку значительно хуже, чем серебро, задерживает сине-фиолетовое излучение, к которому наиболее чувствительны самые распространённые типы фотоэлементов. Таким недостатком не обладали фильмокопии, отпечатанные гидротипным способом, поскольку их фонограмма состояла из серебра чёрно-белого бланкфильма, на который предварительно печаталась. Однако, гидротипный способ печати фильмокопий сравнительно дорог, и распространение получила технология изготовления серебряной фонограммы на цветных многослойных киноплёнках. Для получения серебряной фонограммы применялись специальные проявочные машины, раздельно обрабатывавшие участки с изображением и фонограммой. Уменьшения эффекта заплывания добивались печатью только в верхнем пурпурном слое киноплёнки. На участок с отпечатанной таким образом фонограммой специальным аппликаторным устройством наносился вязкий защитный слой, препятствующий действию отбеливателя. В результате, серебро, находившееся в месте расположения фонограммы, оставалось в киноплёнке]. С 2006 года начала повсеместно использоваться технология так называемых циановых фонограмм (англ. Dye Track. Такая фонограмма состоит только из голубого (англ. cyan) красителя цветной киноплёнки (печатается в красном чувствительном слое киноплёнки через красный светофильтр) и не требует сложных технологий для получения серебряной фонограммы. Применение специальных звукочитающих блоков с источником красного света, позволяет достичь эффективности, сопоставимой с серебряной фонограммой. Голубой краситель задерживает красный свет в наибольшей степени, поскольку является дополнительным к нему. Большинство современных фильмокопий выпускается с «циановыми» аналоговой фонограммой Dolby SR и цифровой SDDS, которые считываются в кинопроекторе звукоблоком на основе красного светодиодного лазера, а также нейтрально-серой цифровой фонограммой Dolby Digital (напечатанной в трёх слоях киноплёнки). Звукоблоками для чтения таких фонограмм могут дополнительно оснащаться кинопроекторы с устаревшими звукочитающими системами.

Аналоговые фонограммы  В прокатных фильмокопиях могут использоваться обесшумленные аналоговые фонограммы трёх типов:

•     Монофоническая — классическая оптическая фонограмма, существующая с момента стандартизации звукового кино в 1932 году. Такая фонограмма может представлять собой одну, две и более дорожек переменной ширины, на которых записан один канал звука. Чаще всего встречается двухдорожечная одноканальная фонограмма, снижающая искажения заплывания. Другое число дорожек в современных фильмокопиях не используется.  Монофоническая оптическая дорожка встречается на архивных фильмокопиях, выпущенных советским кинопрокатом до конца 1980-х годов. Ширина, отведённая ей на 35-мм киноплёнке, оставалась неизменной с 1932 года и составляла 1/10 дюйма, или 2,54 мм. По ГОСТ 25704-83 двухдорожечная фотографическая фонограмма 35-мм фильмокопий занимала ширину 1,90 мм, а на 16-мм фильмах этот же размер составлял 1,50 мм. С начала 1990-х годов оптическая фонограмма получила новый международный стандарт ISO 17266 и на 35-мм киноплёнке располагается на дорожке шириной 1,93 мм. 16-мм фильмокопии в настоящее время не выпускаются. Современная аналоговая фонограмма создаётся по более сложной технологии и может быть двух разновидностей:
•     Dolby Stereo — четырёхканальная фонограмма с шумоподавлением системы «Dolby». Магнитная фонограмма, которая служит источником для такой дорожки, содержит четыре канала: три фронтальных и один канал окружения. После компрессирования и кодирования матричным устройством «Долби Стерео-35» звуковая информация записывается в аналоговой форме на две дорожки оптической фонограммы];
•     Dolby SR (англ. Spectral Recording) — четырёхканальная фонограмма, аналогичная «Dolby Stereo», но с улучшенными характеристиками звучания за счёт разделения сигналов на 67 частотных полос. Кроме четырёх таких же каналов возможно получение дополнительного пятого эффектного выделением низких частот из основных каналов. В случае отсутствия процессора, поддерживающего стандарты «Dolby Stereo» и «Dolby SR», оба типа фонограммы воспроизводятся как одноканальная;
• Последний тип фонограммы обеспечивает наиболее высокое качество звука: динамический диапазон 60 дБ, полоса частот до 12,5 кГц (до 16 при записи лазером) и коэффициент гармоник менее 1%].

Цифровые фонограммы  Первым цифровым форматом кинематографического звука стал CDS (англ. Cinema Digital Sound), разработанный компанией Optical Radiation Corporation совместно с Kodak в 1990 году. Шестиканальная оптическая цифровая фонограмма такого стандарта впечатывалась на киноплёнку вместо стандартной аналоговой между перфорацией и изображением. По такой системе были выпущены всего несколько фильмов из-за невозможности проката фильмокопий стандартными кинопроекторами. В дальнейшем получили распространение цифровые фонограммы других стандартов, располагающихся на других участках киноплёнки, что позволило сохранить аналоговую фонограмму на привычном месте в качестве резервной и для стандартных киноустановок. При нарушениях считывания цифровой фонограммы из-за повреждений киноплёнки или по другим причинам, звукоблок проектора автоматически переключается на воспроизведение аналоговой до момента восстановления нормальной работы цифрового звука.  В отличие от стандарта CDS, не использовавшего компрессию звукоданных, современные цифровые фонограммы предусматривают различные технологии сжатия с потерями, основанные на удалении «избыточной» информации. Как правило, на большинстве фильмокопий присутствует несколько цифровых фонограмм разных стандартов, что позволяет осуществлять прокат в кинотеатрах, оснащённых разным оборудованием, поддерживающим какую-либо из этих систем. Наибольшее распространение получили два типа совмещённых цифровых фонограмм.

Цифровые оптические фонограммы:

• Sony Dynamic Digital Sound (SDDS);
• Dolby Digital (между отверстий перфорации);
• аналоговая оптическая; метки (DTS).

В центре участка цифровой фонограммы Dolby виден логотип, печатаемый вместе с информацией на каждой перемычке   Dolby Digital  В 1991 году компания Dolby Laboratories разработала цифровую технологию оптической записи и воспроизведения многоканального звука для 35-мм киноплёнки Dolby Digital. Независимые левый, центральный, правый каналы, раздельные левый и правый каналы окружающего звука зала, плюс канал низкочастотных эффектов преобразовывались в цифровой поток, который затем подвергался информационному сжатию по алгоритму Dolby AC-3. Цифровая информация была размещена на «нерабочей» части пленки — между отверстиями перфорации. Дополнительно к многоканальности, оптическая цифровая запись Dolby Digital обеспечивает большой динамический диапазон в 97 дБ, полосу частот от 20 Гц до 20 кГц, низкий уровень гармонических искажений 0,001% и повышенную износоустойчивость фонограммы. Показ первого фильма с использованием системы Dolby Digital, «Бэтмен возвращается», состоялся в кинотеатрах в 1992 году. В настоящее время стандарт Dolby Digital получил в отечественном кинопрокате наибольшее распространение, несмотря на относительно невысокое качество звука по сравнению с другими цифровыми стандартами. Более современная версия Dolby Digital Surround EX содержит дополнительный тыловой канал, и впервые использована в картине «Звёздные войны. Эпизод I: Скрытая угроза» в 1999 году.

Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) — цифровая система многоканального звука фирмы «Сони». Впервые система была использована для записи звука картины «Последний киногерой» в 1993 году]. Восьми- или шестиканальное звуковое сопровождение к фильму печатается фотографическим методом в голубом слое 35-мм киноплёнки с её обоих краёв за пределами перфорации. Обе дорожки «циановой» фонограммы с взаимным смещёнием на 7 кадров, дублируют друг друга для повышения надёжности воспроизведения. В системе SDDS используется кодирование с потерями ATRAC (англ. Adaptive Transform Acoustic Coding). В восьмиканальной фонограмме SDDS скорость цифрового потока составляет 1136 кбит/c. Для совместимости с уже установленным в кинотеатрах оборудованием, разработчики предусмотрели декодирование восьмиканальной фонограммы в шести- и четырёхканальный звук.

Опти́ческая за́пись зву́ка — запись электрических колебаний звуковой частоты, осуществляемая фотографическим способом на движущейся светочувствительной киноплёнке.

Опти́ческая фоногра́мма, фотографическая фонограмма — одна или несколько аналоговых или цифровых звуковых дорожек на киноплёнке, предназначенные для воспроизведения фотоэлектрическим методом. Может быть получена:

• фотографическим способом на киноплёнке, путём копирования с аналоговой или цифровой фонограмм, полученных в результате перезаписи при озвучении фильма. После проявления получается негатив фонограммы, представляющий собой полоски переменной ширины (плотности) или набор штрихов цифровых данных, состоящие из металлического серебра. Полученный негатив в дальнейшем используется для печати совмещённого дубльнегатива;
• при гидротипной технологии печати цветных фильмокопий оптическая фонограмма печатается на бланкфильме и также состоит из металлического серебра, в отличие от изображения, состоящего из красителей, наносимых на бланкфильм матрицами.

При печати совмещённых фильмокопий производится печать фонограммы на той же плёнке, на которой происходит печать изображения, поэтому при демонстрации готового фильма синхронизация звука с изображением не требуется. Фонограмма, напечатанная на одной киноплёнке с изображением, называется совмещённой.

Воспроизведение фонограммы

Вне зависимости от метода записи фонограммы её воспроизведение осуществляется с помощью лампы накаливания или светодиода, оптической системы, формирующей изображение узкой звукочитающей щели поперёк фонограммы и фотоэлектрического датчика (нескольких датчиков при многоканальной записи). Электрический выходной сигнал датчика усиливается усилителем звуковой частоты. Воспроизведение оптической фонограммы фильма осуществляется звукочитающей системой кинопроектора. В последнее время наиболее широко используются звукочитающие системы с лазерным источником света.

Методы записи аналоговой фонограммы

Звукозаписывающий аппарат представляет собой свето­непроницаемую камеру, в которой с помощью лентопротяжного механизма производится равномерное продвижение светочувстви­тельной кинопленки. На движущуюся кинопленку падает световое пятно в форме прямоугольника, называемое пишущим штрихом. Это световое пятно создается источником света, кото­рый питается постоянным электрическим током. Постоянный поток света на своем пути к светочувствительной пленке про­ходит через так называемое светомодулирующее устройство, назначение которого — изменять (модулировать) проходящий постоянный световой поток в соответствии с подводимыми к моду­лятору электрическими сигналами звуковой частоты^[1].

Пишущий штрих характеризуется толщиной , длиной и освещённостью . Величина светового потока определяется выражением

Изменение светового потока во времени может осуществляться различными методами.

Фонограмма переменной ширины

Изменяя длину штриха , получают фонограмму переменной ширины. При этом время экспозиции (выдержка) постоянно и равно

(где  — линейная скорость движения киноплёнки)

В СССР модуляция света длиной штриха была осуществлена в 1926—1928 гг А. Ф. Шориным. Для этого он использовал струнный гальванометр.

В системе записи звука по Шорину свет от лампы накаливания собирается конденсором, проходит через отверстие в северном полюсе магнитной системы гальванометра, фокусируется микрообъективом на нити. Далее световое пятно, положение и размер которого определяется мгновенным значением звукового сигнала (усиленного усилителем), вторым микрообъективом фокусируется на движущуюся кинполёнку.

Ширина нити гальванометра выбирается так, чтобы при нулевом значении сигнала была освещена ровно половина ширины звуковой дорожки.

Фонограмма переменной плотности

Фонограмма переменной плотности позволяла получать модулированный звуковой сигнал за счет просвечивания звуковой дорожки с участками разной прозрачности. Фотоэлемент превращал падающий на него переменный световой поток в электрические колебания зависимости от плотности киноплёнки. К преимуществу такого способа записи относят более широкую полосу частот, так как он менее критичен к точности установки пишущего штриха. Однако, на этапе создания фильмокопии требуется тщательный подбор режима проявления – при малейшем отступлении от него увеличиваются нелинейные искажения. Кроме того, отдача фонограммы переменной плотности меньше отдачи фонограммы переменной ширины. ^[2]

Модуляция шириной щели

При постоянной длине и освещённости модуляцию светового потока осуществляют шириной . Для этого в схеме Шорина поворачивают гальванометр на 90°, так что нить его оказывается параллельна щели. В этом случае ширина щели меняется от до , а выдержка изменяется порпорционально ширине щели.

Управление световым потоком

П. Г. Тагер в 1926—1928 годах разработал и впервые применил поляризационный модулятор света. В его системе свет от лампы проходит через поляризатор и попадает в наполненную нитробензолом ячейку Керра. К обкладкам ячейки Керра приложено выходное напряжение усилителя звуковой частоты. В результате линейно поляризованный поляризатором свет на выходе из ячейки Керра оказывается эллиптически поляризованным. Далее световой поток попадает на второй поляризатор, служащий анализатором. Его плоскость поляризации повёрнута так, чтобы при нулевом напряжении на конденсаторе получить среднюю величину экспозиции (обычно — около 45°).^[3]

По данной системе^[4], названной «Тагефон», был снят первый советский звуковой художественный фильм «Путёвка в жизнь».

Модуляция яркостью лампы

В 1929—1930 гг советский изобретатель В. Д. Охотников осуществил запись фонограммы переменной плотности, применив специально сконструированную лампу накаливания с тонкой нитью и напрямую регулируя ток её накала напряжением звуковой частоты. Благодаря малой массе тонкой нити ему удалось получить приемлемую характеристику записи для частот около 3-5 килогерц, при том, что инерционность стандартных ламп накаливания полностью «гасит» колебания с частотами выше 200—400 Гц.

Именно по этой схеме производилась запись звука в фильмах «Слава мира» Владимира Вайнштока и Аркадия Кольцатого (1932), «Люблю ли тебя?» Сергея Герасимова (1934), «Переворот».

Однако, помимо большой тепловой инерции, ограничивающей диапазон частот, лампы накаливания имеют существенно изменяющийся спектр излучения, что затрудняет их применение в качестве модулированного звуком источника света с цветными киноматериалами. Дополнительные трудности вносит нелинейность модуляционной характеристики, достигающая десятков процентов (каковые и вносят основной вклад в нелинейные искажения итогового сигнала).

Поэтому в дальнейшем в таких устройствах стали применять газоразрядные лампы, питаемые током высокой частоты, амплитудно модулированным звуковым сигналом.

Также в таких схемах возможно применение практически безынерционных (в звуковом диапазоне), экономичных светодиодов.

Серебряная и «циановая» фонограммы

Использование в звукочитающих системах кинопроекторов фотоэлемента делало наиболее предпочтительной фонограмму, состоящую из металлического серебра чёрно-белой киноплёнки. Появление цветного кино на многослойных киноплёнках заставило искать способы улучшения качества фонограммы, поскольку изображение таких киноплёнок состоит из красителей, а металлическое серебро растворяется при отбеливании. Фонограмма, состоящая из красителей, обладает более низким качеством звучания, поскольку значительно хуже, чем серебро, задерживает сине-фиолетовое излучение, к которому наиболее чувствительны самые распространённые типы фотоэлементов. Таким недостатком не обладали фильмокопии, отпечатанные гидротипным способом, поскольку их фонограмма состояла из серебра чёрно-белого бланкфильма, на который предварительно печаталась. Однако, гидротипный способ печати фильмокопий сравнительно дорог, и распространение получила технология изготовления серебряной фонограммы на цветных многослойных киноплёнках. Для получения серебряной фонограммы применялись специальные проявочные машины, раздельно обрабатывавшие участки с изображением и фонограммой^[5]. На участок с фонограммой специальным аппликаторным устройством наносился вязкий защитный слой, препятствующий действию отбеливателя. В результате, серебро, находившееся в месте расположения фонограммы, оставалось в киноплёнке.

С середины 2000-х годов нашла своё применение технология так называемых «циановых» фонограмм (англ. Dye Track)^[6]. Такая фонограмма состоит только из голубого (англ. cyan) красителя цветной киноплёнки (печатается в красном чувствительном слое киноплёнки) и не требует сложных технологий для получения серебряной фонограммы. Применение специальных звукочитающих блоков с источником красного света, позволяет достичь эффективности, сопоставимой с серебряной фонограммой. Голубой краситель задерживает красный свет в наибольшей степени, поскольку является дополнительным к нему. Большинство современных фильмокопий выпускается с «циановой» аналоговой фонограммой Dolby SR, которая считывается в кинопроекторе звукоблоком на основе красного лазерного светодиода, и цифровой фонограммой Dolby Digital (нейтрально-серой, напечатанной в трёх слоях киноплёнки), считываемой в кинопроекторе цифровым ридером. Звукоблоками для чтения таких фонограмм могут дополнительно оснащаться кинопроекторы с устаревшими звукочитающими системами.

Частотные характеристики

Частотный диапазон аналоговой фотографической фонограммы ограничен разрешающей способностью киноплёнки, применяемой для изготовления прокатных фильмокопий. Для аналоговой оптической фонограммы 35-мм фильмокопии, непрерывная скорость движения которой составляет 456 мм/сек максимальная^[7] воспроизводимая частота не превышает 8—9 кГц. Для 16-мм фильмов, скорость движения которых 183 мм/сек, частотный диапазон ещё уже: оптическая фонограмма таких фильмов не может воспроизводить звук с частотой больше 4—4,5 кГц. Ещё большее ухудшение частотных характеристик происходит при контактной печати из-за взаимного проскальзывания негатива фонограммы и позитивной киноплёнки, имеющих разную степень усадки. Для уменьшения этого эффекта в кинокопировальных машинах применяются специальные компенсаторы проскальзывания. При использовании цифровых фонограмм частотный диапазон не зависит от фотографических свойств киноплёнки, а задаётся при кодировании звука. Частотный диапазон современных цифровых фонограмм соответствует другим цифровым носителям и, как правило, превышает возможности человеческого восприятия.

Шумы и динамический диапазон

При изготовлении аналоговой оптической фонограммы к шумам электронного канала усиления добавляются шумы, образованные зерном кинопленки, поскольку изображение фонограммы строится зернами металлического серебра. Поэтому для улучшения отношения сигнал/шум при изготовлении фонограмм и печати фильмокопий применяются специальные мелкозернистые киноплёнки. Однако, собственные шумы фонограммы на киноплёнке неизбежны и, в сочетании с относительно небольшой шириной дорожки звукозаписи, это накладывает строгие ограничения на максимальный динамический диапазон, составляющий для большинства аналоговых фотографических фонограмм не более 40 Дб. Цифровые оптические фонограммы обладают динамическим диапазоном, задаваемым при кодировании и не зависят от киноплёнки.

Многоканальные фонограммы

Цифровые и аналоговые фонограммы, используемые в современных фильмокопиях, содержат несколько каналов звуковой информации для создания объёмного звучания и эффекта следования звука за своим источником на экране.

Цифровые оптические фонограммы

Dolby Digital

В конце 1980-х Dolby Laboratories разработала цифровую технологию оптической записи и воспроизведения многоканального звука для 35-мм киноплёнки Dolby Digital. Независимые левый, центральный, правый каналы, разделенные левый и правый каналы окружающего звука зала, плюс канал низкочастотных эффектов преобразовывались в цифровой поток, который затем подвергался информационному сжатию по алгоритму Dolby AC-3. Цифровая информация была размещена на «нерабочей» части пленки — между отверстиями перфорации.^[8] Дополнительно к многоканальности, оптическая цифровая запись Dolby Digital обеспечивает чрезвычайный динамический диапазон, широкую полосу частот, низкий уровень гармонических искажений и повышенную износоустойчивость фонограммы.^[9] Показ первого фильма с использованием системы Dolby Digital, «Бэтмен возвращается», состоялся в кинотеатрах в 1992 году.

SDDS

Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) — цифровая cистема пространственного звучания фирмы Sony. Впервые система была использована для записи звука картины «Последний киногерой» в 1993 году. Звуковое сопровождение к фильму печатается непосредственно на 35-мм киноплёнку оптическим методом в цифровом закодированном виде. Фонограмма может содержать 6 или 8 каналов. В системе SDDS используется кодирование с потерями ATRAC (Adaptive Transform Acoustic Coding). В системе SDDS скорость цифрового потока составляет 1168 кбит/c для 8 канальной фонограммы.

DTS

DTS — тип фонограммы для кинотеатров, созданный компанией Digital Theater System, который не является оптической фонограммой, поскольку находится на отдельном компакт-диске, поставляемом вместе с плёночной фильмокопией. На киноплёнке в пространстве между аналоговой фонограммой и изображением печатается только временной код, который считывается специальной головкой звукочитающей системы и с кадровой точностью синхронизирует воспроизведение фонограммы на лазерном диске с изображением^[10]. Формат дебютировал в 1993 году в фильме Стивена Спилберга «Парк Юрского периода».

Преимущества и недостатки

Оптическая фонограмма получила наибольшее распространение в кинопоказе, так как не требует синхронизации изображения и звука, записанных на одном носителе. Кроме того, достигается бо́льшая долговечность, благодаря отсутствию размагничивания и отслоения, присущих магнитным фонограммам, получившим распространение в широкоформатных киносистемах. Недостатками аналоговых оптических фонограмм были невысокий динамический диапазон, узкая полоса воспроизводимых частот и зависимость уровня гармонических искажений от фотографических свойств киноплёнки. Все эти недостатки устранены в современных цифровых фонограммах, пришедших на смену многодорожечным магнитным.

См. также

• Звукозапись
• История звукозаписи
• Sony Dynamic Digital Sound
• DTS
• Dolby Digital

Примечания

Литература

• Е. А. Иофис § 27. Звук в позитиве // Кинофотопроцессы и материалы. — 2-е изд. — М.: «Искусство», 1980. — С. 137—139. — 239 с.

• С. М. Проворнов §14. Фотографический метод звукопередачи // Кинопроекционная техника. — 2-е. — М.,: «Искусство». — Т. 1. — С. 70—81.

• Е. М. Голдовский. Советская кинотехника. Издательство Академии Наук СССР, Москва-Ленинград. 1950, C. 40-68

• Т.Ю.Розинкина Синхронная киносъёмка // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.

Ссылки

• Леонид Коновалов Звуковая дорожка в цветном фильме  (рус.). Кинофотопроцессы. Leonid Konovalov (17 мая 2012). Архивировано из первоисточника 22 ноября 2012. Проверено 11 ноября 2012.

Пионером оптической звукозаписи можно считать немецкого физика Эрнста Вальтера Румера (Ernst Walter Ruhmer), который в 1900 году начал проводить опыты по созданию фонограмм на пленке и уже в 1901 году запатентовал «Photographophone» (Фотографофон) – аппарат фотографической записи звука.

В 1914 году финский изобретатель Эрик Тигерстедт (Eric Tigerstedt) получил немецкий патент на систему оптической звукозаписис на кинопленке.

PROJECTOPHON (Прожектофон) – 1918 год.

TRI-ERGON («Три-Эргон» – Дело трех) – 1919 год.

Датские инженеры Арнольд Поульсен (Arnold Poulsen) и Аксель Петерсен (Axel Petersen) в 1923 году запатентовали систему оптической записи переменной ширины, в которой звук записывался на отдельной кинопленке и демонстрировался синхронно с изображением.

PHONOFILM (Фонофильм) – 1919 год.

Создание отечественной системы звукового кино началось почти одновременно в Москве Павлом Григорьевичем Тагером в 1926 году и в 1927 году Ленинграде Александром Федоровичем Шориным.

Fox Movietone -1926 год.

СИСТЕМА  П.Г. ТАГЕРА – 1926 год.

СИСТЕМА  А.Ф. ШОРИНА – 1927 год.

Фонограмма переменной плотности (Sound Tracks Variable Density) “ТАГЕФОН” из фильма “Груня Корнакова” (1936)		Фонограмма переменной плотности (Sound Tracks Variable Density) Western Electric		Фонограмма переменной ширины двухсторонняя (Duplex Variable Area Blue) по системе ШОРИНА из фильма “Майская ночь (1940)		Sound Tracks Maurer or Tobis-Klang Film Sound Track (1941) из киножурнала “Die Deutsche Wochenschau” №583 (1941)		Фонограмма переменной ширины односторонняя (Duplex Variable Area ) по системе ШОРИНА из фильма “Далеко в Азии” (1931)		Фонограмма переменной ширины двойная двухсторонняя (Dual Bilateral Variable Area)

 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

 ===============================================

===============================================

==================================

ЗВУКОВОЙ КИНЕМАТОГРАФ

ПЕРВЫЙ ЗВУКОВОЙ ФИЛЬМ В СТРАНЕ