metshein.com - 09 - Heli: salvestuse ajalugu

09 - Heli: salvestuse ajalugu

Kirjutas Mario Metshein

Fonoautograafi

Esimese helisalvestaja 1857 tegi prantslane Édouard-Léon Scott de Martinville ning kutsuti seda fonograafiks. Helikandjaks oli õlilambi tahmatud paber, millele jättis jälje silindrilise ruupori külge kinnitatud nõel.

Fonograafi

Kõige esimesena tutvustas maailmale mehhaanilist helisalvestust aastal 1877 30. aprillil prantsusmaa kuninglikus akadeemias Charles Cros, tuntud ka keemiku ja kirjanikuna. Tema aparaat salvestas pöörlevale pigirullile kahjuks masin unustati senikauaks kuni profrssionaalne leidur ja ärimees Thomas Alva Edison selle koos omapoolsete täiustustega patenteeris.
Fonograafi puhul saatja rääkis oma mõtted mikrofoni abil silindrirullile ja pani posti. Lugeja ehk siis kuulaja asetas silindri nõelaga varustatud mängijasse ja kuulas, mis teisel poolel öelda oli. Andmete säilimise kohta räägib ajalugu, et sellisel viisil salvestatud heli võis kuulata üle 100 korra. Seega oli leiutatud esimene seade nii heli salvestamiseks kui ka säilitamiseks

Samal aastal 1877 leiutas Emile Berliner esimese mikrofoni, mille õigused müüs ta Bell Telephone'ile

1887 aastal alustas tegevust The Edison Speaking Phonograph Company ning helisalvestused hakkasid tasapisi levima. Alexander Graham Bell täiustas fonograafi ehitust ning võttis kasutusele vaharullid. Fonograafi puuduseks jäi helikvaliteet ning paljunduse puudumine

Berlineri grammofon

1887 aastal leiutas Emile Berliner lamedaid plaate mängiva grammofoni, mille tööpõhimõte on tegelikult sama mis fonograafil, kuid selle edu tagas just võimalus kopeerida. Originaalist tehti metallist matriits ja edasi kasutati kuumpressimist.
Esimesed kettad olid 5 tollised (12,7 cm), paari aastaga kasvas plaadi läbimõõt 10 tollini (25,4 cm). 5tolline plaat mahutas ajaliselt 5min heli.

Pöörlemiskiirused olid 78 rpm, 45 rpm ja 33 1/3 rpm (pöördeid minutis). Ja selliseid kiirusid on kasutusel ka tänasel päeval. Grammofon ja vinüülplaadile jäädvustatud muusika domineeris kogu 20. sajandi vältel. Algselt monohelina, alates kuuekümnendatest juba stereofoonilisena. (1948 tutvustati CBS LongPlay (LP) plaati, mis tänu vinüüli kasutamisele oli kahinavabam plaat nin jäädvustas 30min helimaterjali.

Magnettehnoloogia jt

1888 pani Oberlin Smith kirja magnetsalvestuse põhimõtted.
Magnetofoni eellaseks on Taani insener Valdemar Poulseni 1898 aastal leiutatud telegrafoni, mis talletas helivõnkumise jäljendi muutuvate jääkmagnetväljade jadana elektromagenti eest kiiresti edasikeritavale terastraadile. Terastraat asendati hiljem asendati raudoksiidiga kaetud paber- ja lõpuks plastlindiga.
1912 ehitas Lee de Forest vaakumtoruga võimendi "Audion", mis sai teerajajaks helide elektroonilisel võimendamisel.
1931 tehti esimene stereosalvestus (Bell Telephone Laboratories )
1935 töötati välja kõrgemate sageduste valjuhääldi tweeter ja bassvaljuhääldi woofer tehnoloogia vähendamaks kõlarite tekitatavaid moonutusi

Magnetlindid ja magnetofon

1935 ehitati esimene tõelist magnetlinti kasutav salvestusseade magnetofon. Sellega sai hakkame Saksa firma AEG ning nimeks sai K1. 1939 hakati salvestuse kvaliteedi parandamiseks kasutama eelmagneetimist AC Bias.

Pildil magnetofon, mida kasutati 2.maailmasõja ajal.
magnetofon 2.maailmasõja ajal

1943 saavutati stereosalvestus. (Ameeriklased "avastasid" selle tehnoloogia pärast võitu Saksamaa üle 1945)
1954 aastast saavad stereolindid kättesaadavaks ka rahva seas.

Helikassett

1963 tutvustab Philips helikasseti (compact cassette), järgmine aasta ka turule jõuab

1969 võetakse kasutusele Dolby müratasandus (noise reduction)

Lisaks muusika salvestamisele ja kuulamisele sobis kompaktkassett ka imehästi andmete talletamiseks arenemisjärgus personaalarvutite maailmas. Esimesena võttis sellise andmesalvestuse kasutusele Hewlett-Packard oma mudelis HP 9830. Ka Eestis leidus mingil ajal Apple II ja Commodore lauaarvuteid, mis olid varustatud kassetipesaga. Veidi hiljem - aastal 1988 leidis andmekassett kasutust esimeses Eesti oma lauaarvutis nimega Juku.

Digitaalhelisalvestus

Esimene, kes suutis lindile digitaalset muusikat salvestada, oli Soundstream. Laiadesse massidesse esimene lahendus ei jõudnud, pigem oli tegemist helistuudiosse sobivate seadmetega. Täpselt sama teed liikusid ka 3M ja Mitsubishi, kelle seadmetega varustati helisalvestusstuudiod, aga koduseks kasutamiseks polnud need seadmed loodud.

Tööd digitaalseks helisalvestuseks alustas Tom Stockham MIT-s (Massachussets Institute of Technology) juba 1962. aastal. Ta töötas digitaalse helilindi kallal, kasutas arvutit TX-0 ja Bernie Gordon'i loodud analoog-digitaalmuundurit ja digitaal-analoogmuundurit.
1975. aastal ehitas ta juba 16-bitise digitaalse helisalvesti (1994 sai Tom Stockham esimesena Grammy tehnikaauhinna).
1976. aastal tehti USA-s Santa Fe ooperiteatris Tom Stockham'i väljatöötatud Soundstream digitaalse salvestajaga (salvestas lindile) esimene 16-bitine digitaalne helisalvestus. Samal aastal toodi avalikkuse ette ka Apple I personaalarvuti, millel oli sisseehitatud 8-bitine analoog-digitaal/digitaal-analoogmuundur ja valjuhääldi.
1978. aasta juunis sai alguse kommertslik PCM helisalvestus. Betamax videokaameratele lisati 14-bitine digitaalne lisaseade, mis võimaldas salvestada ja taasesitada helisid dünaamikaulatusega 80 dB.
1980. aastal töötasid Sony ja Philips välja audio-CD standardi. Esimene Copact Disk plaat ilmus turule 1982. aastal ja 1988. aastal ületas CD-de müük esmakordselt LP plaatide müüki.

Esimene ansambel, kelle heli jäädvustati audio CD-plaadile, oli ABBA albumiga The Visitors ning esimene CD-mängija oli Sony CDP-101. Esimese artistina saavutas miljonilise CD-plaatide läbimüügi ansambel Dire Straits oma albumiga Brothers in Arms 1985. aastal. Audio CD-plaat vallutas muusikamaailma ja tõrjus vinüülplaadi ajalukku.
1986. aastal tutvustati maailmale DAT-i (Digital Audio Tape), tegijateks taas Sony ja Philips. DAT pakkus samat kvaliteeti mis CD-plaat, kuid massidesse see ei jõudnud. Arvutimaailm võttis DAT kasseti rõõmsalt kasutusele, sest olenevalt kassetil oleva lindi pikkusest, tekkis võimalus teha tagavarakoopiaid 1 GB kuni 72 GB mahus
Koostöö Sony ja Philipsi vahel jätkus ning tõeline revolutsioon meedia salvestamise, säilitamise ja taasesitamise vallas toimus 1990. aastal CD-R plaadi (Compact Disk-Recordable) väljatulemisega.
CD-R plaadi esialgne nimetus CD-WO kandis endas algselt ideed „kirjuta üks kord, loe mitmeid kordi” (Write once, Read many). CD-R plaat võimaldas lihtsalt ja mugavalt teha kodus või töökohal arvutis olevast infost vajalikud tagavarakoopiad. CD-R standard oli väga hästi õnnestunud, sest selline optiline meedia vastas nii Audio CD kui ka CD-ROM parameetritele. Algselt mahutas CD-R 650 MB infot või 74 minutit audiofaile, ajapikku kasvas plaadi maht kuni 800 MB, audiofailide osas kasvas maht 80 minutini.
1991. aasta mais toodi avalikkuse ette MD (MiniDisc), mis jõudis müüki 1992. aastal.
1994. aastal tutvustati avalikkusele Compact Flash Memory kaarti.
1995. aastal kehtestati DVD standard ja 1998. aasta septembris DVD-Audio 1.0 formaat.
CD-RW (Compact Disk ReWriteble) plaat ehk korduvkirjutatav CD-plaat tuli müüki 1997. aastal. Kuigi kõik eelnevad optilised kettad võimaldasid küll plaadil olevat meediat korduvalt lugeda, vaadata või kuulata, siis ometigi tekkis peagi vajadus korduvsalvestamiseks. Pole ju mõtet teha tagavarakoopiat, kui andmeid arvutis polnud lisandunud või olid muutused väga väikesed. ilmus müügile aastal 1997. Kuigi teoorias on võimalik CD-RW plaadile korduvalt salvestada üle tuhande korra, siis tegelik praktika räägib muud – pigem piirdub kordade arv paarisajaga. Seetõttu ei sobi CD-RW ka andmete pikemaajaliseks arhiveerimiseks.
1999. aasta septembris kuulutab Sony välja SACD (Super Audio CD), millele üleminek pidavat olema võrreldav üleminekuga helikassetilt CD-le.
SACD plaat (Super Audio CD) sündis Philipsi ja Sony koostöös aastal 2000. Oma olemuselt oli tegemist DVD-plaadiga, kuid mõeldud vaid heli taasesitamiseks. Ehituselt kasutati kolme eritüüpi plaate:
1. Hübriid – maht 4,7 GB, ehituselt kahekihiline, kus alumine kiht on pressitud tavalise CD–audio formaadis ja mõeldud taasesitamiseks tavalise CD-mängijas. Teine, pealmine kiht, sisaldas mitmekanalist heli ning selle mahamängimiseks oli vaja juba SACD-mängijat.
2. DVD-5 formaat – maht 4,7 GB, ühekihiline, mahamängijaks vaid SACD-mängija
3. DVD-9 formaat – maht 8,5 GB, kahekihiline, mahamängijaks vaid SACD-mängija.
SACD-plaadid valitsevaks formaadiks ei saanud
2000 tutvustas Sony Blu-ray ketast, mille nimi tuleb sellest, et nende ketaste lugemiseks ja kirjutamiseks kasutatakse laserit lainepikkusega 405 nm, mis vastab lillakas-sinisele valgusele (DVD puhul kasutatakse punast laserit lainepikkusega 650 nm). Lühem lainepikkus võimaldab samade mõõtmetega kettale salvestada rohkem informatsiooni. Samas võitluses jäi alla HD-DVD ning alates 2008 neid enam ei toodeta
Tulevikus peaks võib ilmavalgust näha HVD - Holocraphic Versatile Disc , mis võimaldaks plaadile salvestada 1-6TB