Äänen tallennus

Teknologia

Analoginen sylinteri

Ensimmäiset äänen tallennuslaitteet olivat mekaanisia, eivät sähköisiä. Thomas Alva Edison keksi fonografin vuonna 1877. Äänilevysoittimissa on pyörivä sylinteri, joka on päällystetty pehmeällä materiaalilla, kuten tinafoliolla, lyijyllä, vahalla tai meripihkalla. Ääniaallot ravistelevat pientä neulaa niin, että sen liike kuljettaa aallot eteenpäin. Kun sylinteri pyörii, neula piirtää ääniaaltojen liikkeen pehmeään päällysteeseen. Näin sylinteriin tallentui neulassa oleva ääni.

Tämä tallennus toistetaan vetämällä toinen neula sylinterissä olevan uran läpi. Näin toistoneulan pienet värähtelyt toistetaan uudelleen. Näitä värähtelyjä voidaan vahvistaa (voimistaa), jotta ääni olisi kovempi ja kuultavampi.

Fonografi oli hyödyllinen yksittäisten äänitteiden tekemiseen, mutta suuri haittapuoli oli vaikeus tehdä kopioita sylintereistä.

Analoginen levyke

Tallenteiden kopiointiin liittyvä ongelma parani, kun gramofoni (amerikanenglanniksi myös fonografi) keksittiin noin vuonna 1888. Gramofoni toimii pitkälti samalla tavalla kuin fonografi, mutta sylinterin sijasta neulan urat on kaiverrettu levyyn, joka pyörii pyörivällä pöydällä. Koska levymateriaali oli litteä, tallenteiden kopiointi oli paljon yksinkertaisempaa. Alkuperäisen tallenteen painaminen sellakkilevylle synnytti negatiivisen masterlevyn, jossa urat olivat kuoppia pinnalla sen sijaan, että ne olisi naarmuuntunut pintaan. Masterista voitiin valmistaa useita kopioita päinvastaisen prosessin avulla.

Ensimmäiset äänilevyt valmistettiin enimmäkseen kumista tai sellakista, mutta myöhemmin levyt valmistettiin vinyylistä.

Alun perin levyt pyörivät 78 kierrosta minuutissa eli 78 rpm. Tekniikan kehittyessä levyjä voitiin pyörittää hitaammin, mutta silti ääni toistui paremmin ja niiden soitto kesti pidempään. 45 kierrosta minuutissa yleistyi 1900-luvun puolivälissä, ja 1900-luvun lopulla useimmat levyt olivat 33 kierrosta minuutissa.

Nauha

1930-luvun lopulla ilmestyi nauhuri. Nauhurit käyttävät magneettinauhaa tallennusvälineenä, ja nauhapää tallentaa äänen nauhalle. Ääniaallot muunnetaan nauhurissa sähköiseksi signaaliksi. Tämä signaali siirtyy nauhapäähän, jossa se muuttaa hyvin pienten magneettien napaisuutta. Nauha liikkuu pään ohi vakionopeudella, ja magneetit järjestävät nauhan magneettihiukkaset uudelleen kuvioon, joka edustaa ääniaaltoa. Nämä magneettikuviot muistuttavat paljon sylinterin tai levyn pieniä uria, sillä ne edustavat ääniaaltojen värähtelyenergiaa.

Kun nauhaa toistetaan, se kulkee toistopään ohi, joka lukee magneettikuviot nauhalta ja muuntaa ne takaisin sähköiseksi signaaliksi. Sähköinen signaali voidaan sitten muuntaa ääniaalloiksi tai kopioida johonkin muuhun äänenkäsittelylaitteeseen.

Magneettinauha on jaettu useisiin raitoihin. Kukin raita käyttää osan nauhan leveydestä, ja siihen voidaan tallentaa täysin erilainen äänite, joka voidaan toistaa samanaikaisesti muiden raitojen kanssa. Kaksiraiteisella nauhalla on yksi raita puolessa nauhan pituudesta ja toinen raita toisessa osassa. Neliraitanauhalla on neljä raitaa, jotka kaikki sijaitsevat vierekkäin, kuten nelikaistaisella moottoritiellä. Useimmat nauhatallenteet ovat nykyään stereofonisia eli niissä on kaksi raitaa, jotka on tarkoitettu soitettavaksi yhdessä. Yleensä toinen ääniraita soitetaan kuulijan vasemmalla puolella ja toinen oikealla puolella, jotta kuulijan molemmat korvat vastaisivat toisiaan.

Varhaiset nauhat kelattiin litteästi varastointikelalle ja siirrettiin nauhanottokelalle sitä mukaa, kun niitä tallennettiin tai toistettiin. Tallennuksen tai toiston jälkeen ne kelattiin takaisin niin, että ne tallentuivat vain tallennuskelalle. Tällaista järjestelmää kutsutaan nykyään yleensä kelalta kelalle -järjestelmäksi. Sitä käytetään edelleen joissakin ammattikäyttöön tarkoitetuissa äänitys- ja toistojärjestelmissä, mutta kotikäytössä kelat korvattiin 1970-luvulla useimmiten muunlaisilla nauhoilla. Kasetit ovat pieniä kasetteja, joiden sisällä on kaksi kelaa. Kasetit siirtävät neliraitaista nauhaa jompaankumpaan suuntaan, jotka vastaavat niiden A- ja B-puolen merkintöjä. Vasemmanpuoleinen kiekko sisältää toistamattoman tai nauhoittamattoman nauhan, ja oikeanpuoleinen kiekko sisältää nauhan, joka on jo ohittanut äänitys- tai toistopään. Kun kasetti käännetään, nauha liikkuu edelleen vasemmalta oikealle, mutta tämä on oikeastaan vastakkainen suunta. "Side A" -tallennus toistaa kaksi raitaa stereona, ja "Side B" -tallennus toistaa kaksi muuta raitaa.

Kahdeksan raidan nauhat olivat suosittuja jonkin aikaa 1970- ja 1980-luvuilla. Kahdeksan raitaa toimii samalla tavalla kuin kasetit, mutta nauha on silmukka: se toistuu sen jälkeen, kun se on soitettu kokonaan läpi. Koska nauhalla on kahdeksan raitaa, valittavana on neljä ohjelmaa, joista jokainen on stereo. Kahdeksanraitaiset kasetit eivät ole enää kovin suosittuja, mutta niitä löytyy yhä harrastajakokoelmista.

Ammattikäyttöön tarkoitetuissa nauhoitusjärjestelmissä voi olla vielä enemmän raitoja tai ne voivat käyttää niitä eri tavalla. Yleensä tällainen järjestelmä on suunniteltu siten, että raitoja voidaan miksata eri tavoin kuin ne alun perin äänitettiin. On kuitenkin olemassa eräänlainen äänitysmuoto, jota kutsutaan kvadrafoniseksi ja jossa käytetään neliraitaista nauhaa neljän eri raidan samanaikaiseen toistoon. Hyvä kvadrafoninen äänitys voi kuulostaa paljon "aidommalta" kuin stereo- tai monofoninen äänitys.

Digitaalinen ääninauha

Nauhatallennustekniikkaa käytettiin tietojenkäsittelyn alkuaikoina digitaalisen tiedon tallentamiseen. Tietokonetekniikan kehittyessä myös magneettinauhatekniikka kehittyi. 1980-luvulla syntyi DAT-tekniikka (Digital Audio Tape). DAT on suunniteltu toimimaan samalla tavalla kuin kasetti, paitsi että DAT:n magneettikuviot edustavat digitaalista dataa äänivärähtelyjen sijasta. Tämä digitaalinen data on digitaalinen äänitallenne, joka voidaan kopioida ja toistaa monilla eri tietokonejärjestelmillä. Siirtyminen digitaaliseen äänitallenteeseen vie tallennusvälineen askeleen kauemmas alkuperäisestä äänestä. Sen sijaan, että DAT olisi ääniväline, se on dataväline, ja data on ääniväline. Tämä on teknisesti monimutkaisempaa, mutta myös joustavampaa. DAT:ia on käytetty äänen lisäksi monenlaiseen datan tallentamiseen.

Compact Disc

CD-levy (compact disc) kehitettiin 1980-luvulla uudeksi tavaksi tuoda markkinoille digitaalisia musiikkitallenteita. Lukuun ottamatta CD-ROM-levyn ja useiden erilaisten kirjoitettavien CD-levyjen käyttöönottoa CD-levy ei ole muuttunut paljon sen jälkeen. DAT-levyn tavoin se on pikemminkin tietoväline kuin tapa tallentaa suoraan värähtelyjä. CD-levy otettiin käyttöön, jotta se tarjoaisi musiikkia valmistajille edullisella mutta suhteellisen laadukkaalla tavalla, mutta sittemmin sitä on mukautettu vastaamaan monia tiedon tallentamisen tarpeita. Kuten DAT, myös CD-levy vaatii tietokonetekniikkaa tallentamiseen ja toistamiseen.

1990-luvulle tultaessa CD-levyt olivat syrjäyttäneet kasetit ja äänilevyt tärkeimpänä kaupallisena musiikkivälineenä. Vaikka CD-levyt ovat edelleen hyvin suosittuja, digitaaliset verkkotallenteet, kuten MP3-levyt, yleistyvät nopeasti.

Tyypillinen kompaktikasetti

Tekniikat

Varhaisimmissa äänitallennusmenetelmissä esitys tallennettiin suorana lähetyksenä suoraan tallennusmedialle. Tämä oli täysin mekaaninen prosessi, jota usein kutsuttiin "akustiseksi äänittämiseksi". Esiintyjien ääni taltioitiin kalvolla, johon oli liitetty leikkausneula. Neula teki urat tallennusmediaan.

Jotta tämä prosessi olisi mahdollisimman tehokas, kalvo sijaitsi kartion kärjessä, ja esiintyjä(t) tungeksivat sen toisen pään ympärillä. Jos esiintyjä oli liian äänekäs, hänen täytyi siirtyä kartion suulta taaksepäin, jotta hän ei hukuttaisi muita esiintyjiä. Tämän vuoksi varhaisissa jazz-äänitteissä bassorummun tilalla käytettiin puupalikkaa.

Sähköisen äänittämisen käyttöönotto mahdollisti mikrofonien käytön esityksen äänen tallentamiseksi. Johtavat levy-yhtiöt siirtyivät sähköiseen mikrofonimenetelmään vuonna 1925, ja useimmat muut levy-yhtiöt seurasivat niiden esimerkkiä vuosikymmenen loppuun mennessä. Sähköinen äänitys lisäsi joustavuutta ja äänenlaatua. Kun esitys kuitenkin kerran leikattiin edelleen tallennusmedialle, joten jos siinä tehtiin virhe, tallennus oli hyödytön.

Sähköinen äänitys mahdollisti yhden osan tallentamisen levylle ja sen toistamisen samalla kun toista osaa toistettiin, jolloin molemmat osat tallentuivat toiselle levylle. Tätä kutsutaan over-dubbingiksi. Victor Talking Machine Company julkaisi ensimmäiset kaupallisesti julkaistut äänilevyt, joissa käytettiin over-dubbingia, 1920-luvun lopulla. Overdubbing-menetelmää käytettiin kuitenkin vain rajoitetusti ennen analogisen ääninauhan käyttöönottoa. Les Paul oli Les Paulin uranuurtaja, ja sitä kutsutaan "ääni äänelle" -äänittämiseksi. Tällä tavoin esityksiä voitiin rakentaa ajan mittaan.

Analoginen nauhuri mahdollisti edellisen nauhoituksen poistamisen tai sen päälle tallentamisen, jotta virheet voitiin korjata. Toinen nauhalle tallentamisen etu on mahdollisuus leikata nauha ja liittää se takaisin yhteen. Näin nauhoitusta voidaan muokata. Äänitteen osia voidaan poistaa tai järjestää uudelleen. Katso Audioeditointi

Elektronisten instrumenttien (erityisesti koskettimien ja syntetisaattoreiden), efektien ja muiden instrumenttien käyttöönotto on johtanut MIDI:n merkityksen kasvuun äänityksessä. Esimerkiksi MIDI-aikakoodin avulla on mahdollista saada eri laitteet "laukeamaan" ilman ihmisen suoraa puuttumista asiaan äänityksen aikana.

Viime aikoina tietokoneet (digitaaliset äänitystyöasemat) ovat yleistyneet äänitysstudiossa, sillä niiden käyttö helpottaa leikkaus- ja looping-tehtäviä sekä mahdollistaa välittömät muutokset, kuten osien monistamisen, efektien lisäämisen ja äänitteen osien uudelleenjärjestelyn.

Historia

Ranskalainen kirjakauppias ja painaja Édouard-Léon Scott de Martinville oli varhaisin tunnettu äänitallennuksen keksijä. Hänen uskotaan keksineen ensimmäisen äänitallennuslaitteen, joka tunnetaan nimellä fonautografi.

Scottsin fonautografiakone