Przełom XIX i XX wieku to okres wielu odkryć, m.in. sposobu rejestrowania dźwięku, czyli fonografii. W pierwszej połowie XX wieku znano dwie metody zapisu dźwięku: mechaniczną i fotograficzną. Do zapisu dźwięku metodą mechaniczną były wykorzystywane płyty woskowe lub szelakowe, na których rylec żłobił rowki w takt zmiany ciśnienia powietrza. Zapis dźwięku metodą fotograficzną polegał na zmianie naświetlania filmu w takt zmian prądu elektrycznego, płynącego z mikrofonu za pośrednictwem wzmacniacza.

Podczas projekcji filmom niemym towarzyszyła muzyka lub dubbing na żywo - niekiedy nagrywany na płytach gramofonowych. Niemniej przyjmuje się, iż rozwój filmu dźwiękowego został zapoczątkowany dopiero w latach 20. Wcześniej dźwięk był zapisywany, synchronicznie z obrazem, np. na płycie woskowej. Dzisiaj bardzo trudno odtworzyć tego rodzaju nośniki. Stan ich zachowania jest bardzo zły, z powodu kruchości materiału oraz rozmiaru, były one bowiem kilkakrotnie większe od standardowych płyt gramofonowych.

Równolegle z formowaniem zapisu dźwięku na płytach powstawał zapis fotooptyczny, którego opatentowanie (1922) spowodowało szybki rozwój sztuki kinematograficznej pod względem technicznym, jak i artystycznym.

Pierwszym fabularnym filmem dźwiękowym był Śpiewak jazzbandu (1927).

---

Dźwięk w filmie jest obecny od ponad 80 lat. I jest konsekwencją rozwoju techniki dźwięku od wynalazku pierwszego mikrofonu przez Leona Scotta w roku 1857. Następnie wybitny wynalazca Thomas Edison w roku 1877 opatentował metodę rejestracji dźwięku na cylindrach i odtwarzanego na urządzeniu zwanym phonografem. Urządzenie to wykorzystywało zasadę utrwalania drgań membrany pobudzanej falą dźwiękową przez rylec umocowany na membranie i zaznaczający drgania na ruchomym wałku o powierzchni pokrytej woskiem.

Thomas Edison z phonografem				Józef Tykociński-Tykociner (1877-1969)

 

W późniejszych latach zasada zamiany ciśnienia fal dźwiękowych na zapis z pośrednictwem przetwornika mechanicznego na nośniku była stale doskonalona i na długie lata wpisała się w technologię dźwięku w filmie. Również doskonalono techniki konwersji natężenia światła na wielkości elektryczne. I tak, w roku 1880 Graham Bell opatentował metodę odczytu zmian prądu w selenie pod wpływem zmian natężenia strumienia światła. Następnie Charles Fritts opatentował metodę zapisu dźwięku na nośniku fotograficznym wykorzystującą zjawisko zmian naświetlenia pod wpływem zmian ciśnienia fal dźwiękowych konwertowanych na zmiany strumienia światła. I dalej bracia Bell w roku 1886 opatentowali metody zapisu dźwięku (zapis gęstościowy i szerokościowy lub inaczej powierzchniowy) na taśmie filmowej przez zmianę strumienia światła modulowaną przez mechaniczny przetwornik fal dźwiękowych.

W późniejszych latach zasada zamiany ciśnienia fal dźwiękowych na zapis z pośrednictwem przetwornika mechanicznego na nośniku była stale doskonalona i na długie lata wpisała się w technologię dźwięku w filmie. Również doskonalono techniki konwersji natężenia światła na wielkości elektryczne. I tak, w roku 1880 Graham Bell opatentował metodę odczytu zmian prądu w selenie pod wpływem zmian natężenia strumienia światła. Następnie Charles Fritts opatentował metodę zapisu dźwięku na nośniku fotograficznym wykorzystującą zjawisko zmian naświetlenia pod wpływem zmian ciśnienia fal dźwiękowych konwertowanych na zmiany strumienia światła. I dalej bracia Bell w roku 1886 opatentowali metody zapisu dźwięku (zapis gęstościowy i szerokościowy lub inaczej powierzchniowy) na taśmie filmowej przez zmianę strumienia światła modulowaną przez mechaniczny przetwornik fal dźwiękowych.

Metody te doskonalone w następnych latach przez wielu innych wynalazców stały się podstawą do rejestracji dźwięku na taśmie filmowej. Przy tej okazji warto odnotować wkład polskiego naukowca Józefa Tykocińskiego-Tykocinera pracującego na Uniwersytecie w Illinoi, który jako pierwszy w 1918 r. opracował metodę zapisu jednoczesnego obrazu i dźwięku na taśmie filmowej w urządzeniu nazwanym Phonactinion.

Należy pamiętać, że w pierwszych filmach dźwięk był odtwarzany osobno z płyty a obraz z taśmy filmowej osobno na projektorze filmowym. Zatem występowały ogromne trudności z synchronizacją obrazu i towarzyszącego mu dźwięku. Problem ten częściowo rozwiązał Thomas Edison konstuując specjalny synchronizator. W latach 20-tych ubiegłego wieku wiele intersujących rozwiązań zostało zdominowanych przez system Movieton opracowany przez firmę Fox, system Vitaphone opracowany przez firmę Bell oraz system Photophone opracowany przez firmę RCA.

Występująca różnorodność standardów taśmy filmowej, jak i systemów rejestracji i odczytu dźwięku, powodowała ogromne trudności z rozpowszechnianiem filmów dźwiękowych.

---

Jedną z zalet optycznego utrwalenia dźwięku na tej samej taśmie co obraz, była redukcja kosztów związanych z rejestracją i projekcją filmu w kinach. Zapis polegał na użyciu mikrofonu, którego drgająca membrana poruszała cewką, a jej uzwojenie przecinało pole magnetyczne istniejące między biegunami magnesu w mikrofonie. W wyniku tego procesu indukowano w cewce prąd zmienny. Częstotliwość i napięcia prądu były zależne od charakterystyki dochodzącego do membrany dźwięku. Aby go odtworzyć lub zapisać, prąd, powstający dzięki membranie w mikrofonie, wzmocniono przy pomocy odpowiedniego wzmacniacza.

Głównym urządzeniem do zapisywania dźwięku był tak zwany galwanometr strunowy, składający się z silnego elektromagnesu. Fale akustyczne zamieniały się w mikrofonie na prąd elektryczny, który po wzmocnieniu we wzmacniaczu zostawał doprowadzony do struny. W takt impulsów prądu struna wychylała się mniej lub bardziej od biegunów magnesu. Była tak ustawiona na drodze promieni świetlnych żarówki naświetlającej, że w chwili bezruchu zasłaniała część szerokości ścieżki dźwiękowej na taśmie filmowej, a jej cień powodował zygzakowate naświetlenie taśmy, na której po wywołaniu i utrwaleniu otrzymywano ślad dźwięku.

Znamy dwie metody optycznego zapisu dźwięku na kopiach filmowych: zapis powierzchniowy i zapis gęstościowy, przy czym metoda powierzchniowa mogła być jedno- lub wielościeżkowa.

Zapis optyczny ścieźki dźwiękowej: gęstościowy i powierzchniowy, nazywany również metodą zapisu ze zmienną szerokością

Przy zapisie powierzchniowym gęstość optyczna części zaczernionych i jasnych była stała. Zmianie ulegała jedynie powierzchnia zapisu, a co za tym idzie powierzchnia oświetlonej części katody fotokomórki. Najczęściej wiązka czytająca zapis była przesłonięta przez zaczernioną część ścieżki i wskutek tego szerokość przechodzącej wiązki ulegała zmianie. W tym samym stosunku zmieniał się jej obraz na katodzie.

Optyczny zapis ścieżki dźwiękowej wspierała firma RKO (Radio-Keith-Orpheum Pictures)

Przy zapisie gęstościowym wielkość oświetlonej powierzchni katody komórki była stała, zmieniała się jedynie jej jasność. Podobnie jak we wcześniejszym przypadku obraz rzucony na katodę był w całej powierzchni jednorodnie oświetlony. Powierzchnia oświetlonej fotokomórki była stała, zmieniał się natomiast stopień jej oświetlenia i takt w którego powstawały zmiany prądu w obwodzie fotokomórki.

Zapis gęstościowy ścieżki dźwiekowej był wspierany przez firmy MGM, Paramount, czy Warner Brothers.

Pierwsze ścieżki dźwiękowe były odtwarzane przy pomocy światła białego. Projektory stosowały lampy wolframowe, których światło padało na fotokomórkę pomiędzy którą była umieszczana taśma filmowa. Lampa wolframowa emitowała, poza falami z zakresu światła widzialnego, także światło podczerwone. Zaczernienie ścieżki dźwiękowej blokowało docieranie do fotokomórki światła widzialnego, lecz nie miało wpływu na przepuszczalność fal podczerwonych. W rezultacie napięcie na wyjściu fotokomórki nie zmieniało się, czego efektem był brak dźwięku. Rozwiązaniem okazało się pokrycie ścieżki dźwiękowej warstwą srebra, która blokowało promieniowanie podczerwone. Odtwarzanie dźwięku polegało na przetworzeniu go na impulsy prądu elektrycznego, które po wzmocnieniu we wzmacniaczu przechodziły do głośnika. Głośnik przetwarzał je na drgania mechaniczne, wytwarzające fale akustyczne odbierane przez ucho słuchacza.

 

 

Dźwięk przedwojennego kina, jest częstym tematem poruszanym na naszym nitroblogu. Zapraszamy!