Geluidsopname en -weergave

Technologie

Analoge cilinder

De eerste machines om geluid op te nemen waren mechanisch, niet elektrisch. De fonograaf werd in 1877 uitgevonden door Thomas Alva Edison. Fonografen hebben een draaiende cilinder die bekleed is met een zacht materiaal zoals aluminiumfolie, lood, was of amberol. Geluidsgolven doen een kleine naald trillen, zodat de beweging ervan de golven overbrengt. Terwijl de cilinder draait, trekt de naald de beweging van de geluidsgolven in de zachte bekleding. Zo wordt de cilinder een opname van het geluid dat in de naald zat.

Deze opname wordt afgespeeld door een andere naald door de groef in de cilinder te halen. Hierdoor worden de kleine trillingen in de afspeelnaald nagebootst. Deze trillingen kunnen worden versterkt (luider worden gemaakt) om een luider, beter hoorbaar geluid te creëren.

De fonograaf was nuttig voor het maken van afzonderlijke opnamen, maar een groot nadeel was de moeilijkheid om kopieën van de cilinders te maken.

Analoge schijf

Het probleem van het kopiëren van opnamen werd beter met de uitvinding van de grammofoon (in het Amerikaans ook wel fonograaf genoemd) rond 1888. De grammofoon werkt ongeveer op dezelfde manier als de fonograaf, maar in plaats van een cilinder zijn de groeven van de naald geëtst in een schijfplaat die ronddraait op een ronddraaiende tafel. Omdat de grammofoonplaat plat was, was het veel eenvoudiger om opnamen te kopiëren. Door de originele opname op een plaat schellak te drukken ontstond een negatieve master, waarbij de groeven bobbels op het oppervlak waren in plaats van krassen in het oppervlak. De master kon worden gebruikt om vele kopieën te maken via het omgekeerde proces.

De eerste platen werden meestal gemaakt van rubber of schellak, maar latere platen werden gemaakt van vinyl.

Oorspronkelijk draaiden grammofoonplaten 78 omwentelingen per minuut, of 78 toeren per minuut. Naarmate de technologie beter werd, konden platen langzamer draaien, maar toch het geluid beter weergeven en langer worden afgespeeld. In het midden van de 20e eeuw werden 45-toerenplaten gangbaar, en tegen het einde van de 20e eeuw waren de meeste platen 33-toerenplaten.

Tape

Aan het eind van de jaren dertig verscheen de bandrecorder. Bandrecorders gebruiken een magnetische band als medium, met een opnamekop om het geluid op de band op te slaan. Geluidsgolven worden in de recorder omgezet in een elektrisch signaal. Dit signaal gaat naar de kop, waar het de polariteit van zeer kleine magneten verandert. De band beweegt met een constante snelheid langs de kop, en de magnetische deeltjes worden door deze magneten herschikt tot een patroon dat de geluidsgolf weergeeft. Deze magnetische patronen lijken veel op de kleine groeven van een cilinder of een grammofoonplaat, in de zin dat zij de trillingsenergie van geluidsgolven weergeven.

Wanneer een bandje wordt afgespeeld, loopt het langs een afspeelkop die de magnetische patronen van de band afleest en ze omzet in een elektrisch signaal. Het elektrische signaal kan dan worden omgezet in geluidsgolven of worden gekopieerd naar een ander soort geluidsverwerkende machine.

Een magneetband is verdeeld in verschillende sporen. Elk spoor neemt een deel van de breedte van de band in beslag en kan een heel andere opname opslaan die tegelijk met de andere sporen kan worden afgespeeld. Een tweesporige band heeft één spoor op de helft van de band en een ander spoor op de andere helft. Een viersporenband heeft vier sporen die allemaal naast elkaar liggen, zoals een snelweg met vier rijbanen. De meeste bandopnamen zijn tegenwoordig stereofonisch (of stereo), wat betekent dat zij twee sporen hebben die bedoeld zijn om samen te worden afgespeeld. Gewoonlijk wordt het ene spoor aan de linkerkant van de luisteraar afgespeeld en het andere spoor aan de rechterkant, zodat de twee oren van de luisteraar overeenstemmen.

Vroege banden werden plat op een opslagspoel gewikkeld en tijdens het opnemen of afspelen op een opneemspoel overgebracht. Na opname of weergave werden ze teruggespoeld, zodat ze alleen op de opslagspoel werden opgeslagen. Dit soort systeem wordt tegenwoordig meestal reel to reel genoemd. Het wordt nog steeds gebruikt voor sommige professionele opname- en afspeelmethoden, maar voor thuisgebruik werden de spoelen in de jaren 1970 meestal vervangen door andere soorten cassettes. Cassettes zijn kleine cassettes met twee spoelen erin. Cassettes verplaatsen een viersporenband in één van de twee richtingen, die overeenkomen met het label op kant A en kant B. De linkerrol bevat de niet-afgespeelde of niet-opgenomen band, en de rechterrol bevat de band die al door de opname- of weergavekop is gegaan. Wanneer u de cassette omdraait, beweegt de band nog steeds van links naar rechts, maar dit is in werkelijkheid de tegenovergestelde richting. De "kant A" opname speelt twee sporen als stereo, en de "kant B" opname speelt de andere twee.

Achtsporenbanden waren een tijdlang populair in de jaren 1970 en 1980. Achtsporenbanden werken ongeveer zoals cassettes, maar de band is een lus: hij wordt herhaald nadat hij helemaal is afgespeeld. Omdat het acht sporen heeft, zijn er vier programma's om uit te kiezen, elk in stereo. Achttracks zijn niet erg populair meer, maar zijn nog wel te vinden in verzamelingen van hobbyisten.

Professionele bandopnamesystemen kunnen nog meer sporen hebben, of ze op een andere manier gebruiken. Gewoonlijk is een dergelijk systeem ontworpen om iemand in staat te stellen de sporen op verschillende manieren te mixen dan zij oorspronkelijk werden opgenomen. Er is echter een soort opname die quadrofonisch wordt genoemd, waarbij gebruik wordt gemaakt van vier-sporenband om vier verschillende sporen tegelijk af te spelen. Een goede quadrofonische opname kan veel "echter" klinken dan een stereo- of monofone opname.

Digitale Audio Band

Bandopnametechniek werd al in de begindagen van de informatica gebruikt om digitale informatie op te slaan. Naarmate de computertechnologie verbeterde, verbeterde ook de magnetische tapetechnologie. In de jaren tachtig kwam de Digital Audio Tape (DAT)-technologie op. DAT is ontworpen om te werken zoals een cassette, behalve dat de magnetische patronen van DAT digitale gegevens voorstellen in plaats van geluidstrillingen. Deze digitale gegevens vormen een digitale audio-opname die kan worden gekopieerd en gereproduceerd met veel verschillende computersystemen. De overstap naar digitaal brengt het medium een stap verder van het oorspronkelijke geluid. In plaats van een geluidsdrager is de DAT een gegevensdrager, en de gegevens zijn een geluidsdrager. Dit is technisch ingewikkelder, maar ook flexibeler. DAT werd gebruikt voor vele soorten gegevensopnamen, naast geluid.

Compact Disc

Het medium compact disc (CD) werd in de jaren tachtig ontwikkeld als een nieuwe manier om digitale muziekopnamen op de markt te brengen. Afgezien van de invoering van de CD-ROM en verschillende soorten opneembare CD's is de CD sindsdien niet veel veranderd. Net als DAT is het een gegevensdrager en niet zozeer een manier om trillingen rechtstreeks op te nemen. Het werd geïntroduceerd om muziek te verschaffen op een manier die goedkoop is voor fabrikanten maar van relatief hoge kwaliteit, maar het is sindsdien aangepast om te voldoen aan vele behoeften op het gebied van gegevensopslag. Net als DAT vereist de CD computertechnologie om op te nemen en af te spelen.

In de jaren negentig hadden cd's de plaats ingenomen van cassettes en grammofoonplaten als de belangrijkste commerciële muziekdragers. Hoewel cd's vandaag de dag nog steeds erg populair zijn, winnen "online" digitale opnamen zoals mp3's snel aan populariteit.

Een typische Compact Cassette

Technieken

De vroegste methoden om geluid op te nemen bestonden uit het live opnemen van de uitvoering rechtstreeks op het opnamemedium. Dit was een volledig mechanisch proces, dat vaak "akoestische opname" wordt genoemd. Het geluid van de uitvoerende kunstenaars werd opgevangen door een diafragma waarop de snijdende naald was aangesloten. De naald maakte de groeven in het opnamemedium.

Om dit proces zo efficiënt mogelijk te laten verlopen, werd het diafragma aan de top van een kegel geplaatst en verdrongen de performer(s) zich rond de andere kant. Als een artiest te luid speelde, moest hij zich terugtrekken uit de monding van de kegel om de andere artiesten niet te overstemmen. Als gevolg hiervan werd in vroege Jazz opnames een blok hout gebruikt in plaats van de basdrum.

De invoering van elektrische opnamen maakte het mogelijk microfoons te gebruiken om het geluid van het optreden vast te leggen. De toonaangevende platenmaatschappijen schakelden in 1925 over op het elektrische microfoonprocédé, en de meeste andere platenmaatschappijen volgden hun voorbeeld tegen het einde van het decennium. Elektrische opname vergrootte de flexibiliteit en de geluidskwaliteit. Toch werd het optreden nog steeds op het opnamemedium geknipt, dus als er een fout werd gemaakt, was de opname nutteloos.

Elektrisch opnemen maakte het mogelijk een deel op schijf op te nemen en dat dan af te spelen terwijl een ander deel werd afgespeeld, waarbij beide delen op een tweede schijf werden opgenomen. Dit wordt over-dubben genoemd. De eerste commerciële platen met over-dubbing werden uitgebracht door de Victor Talking Machine Company aan het eind van de jaren 1920. Overdubben werd echter slechts in beperkte mate toegepast tot de introductie van analoge geluidsband. Het gebruik van tape-overdubbing werd geïntroduceerd door Les Paul en wordt "sound on sound"-opname genoemd. Op deze manier konden uitvoeringen in de loop van de tijd worden opgebouwd.

De analoge bandrecorder maakte het mogelijk een eerdere opname te wissen of over te nemen, zodat fouten konden worden hersteld. Een ander voordeel van opnemen op band is de mogelijkheid om de band door te knippen en weer samen te voegen. Hierdoor kan de opname worden bewerkt. Stukken van de opname kunnen worden verwijderd of herschikt. Zie Audiobewerking

De invoering van elektronische instrumenten (vooral keyboards en synthesizers), effecten en andere instrumenten heeft geleid tot het belang van MIDI bij opnamen. Met behulp van MIDI-tijdcode is het bijvoorbeeld mogelijk om verschillende apparatuur te laten "triggeren" zonder directe menselijke tussenkomst op het moment van de opname.

De laatste tijd spelen computers (digital audio workstation) een steeds grotere rol in de opnamestudio, omdat zij het knippen en doorlussen vergemakkelijken en onmiddellijke veranderingen mogelijk maken, zoals het dupliceren van delen, het toevoegen van effecten en het herschikken van delen van de opname.

Geschiedenis

De Franse boekhandelaar en drukker Édouard-Léon Scott de Martinville was de vroegst bekende uitvinder van de geluidsopname. Aangenomen wordt dat hij de uitvinder was van het allereerste toestel voor geluidsopname, de Phonautograaf.

Scotts Phonautograph machine