Вадим Охотников - В мире застывших звуков
У экрана находился фонографический валик большого размера. На зрителей был направлен длинный конический рупор. Это — специальный фонограф. К нему от проекционной будки, через голову зрителей, тянулась подвешенная на роликах толстая нитка. При помощи этой нитки движение валика согласовывалось с движением кинематографической ленты.
Когда начинался кинозвукосеанс, странно было слышать огромного, заполняющего собой почти весь экран, певца, голос которого был еле слышим. А тут ещё зрители начинали замечать, что слышимый звук, всё более и более не совпадает с движением губ певца.
Недовольными уходили зрители из кино.
Не помогла и замена фонографа граммофоном. Слабый граммофонный звук также не заполнял как следует зрительный зал.
Самым хлопотливым делом для первых конструкторов звукового кино было добиться хорошего совпадения звука с движущимся изображением. Вот почему многие изобретатели обратили своё внимание на целлулоидную киноплёнку, на которой снята кинокартина. Нельзя ли непосредственно на ней записывать звук? Ведь тогда изображение уже никогда не будет расходиться со звуком.
В этом направлении было сделано много интересных попыток. Звуковую борозду пытались вырезать различными способами по краям киноленты. Но все эти опыты были неудачны. «Великий Немой» говорил плохо.
И вот тогда вспомнили о фотографии. А нельзя ли сфотографировать звук? Это оказалось возможным.
Уже давно было замечено, что если на колеблющейся от звука мембране укрепить маленькое зеркальце и направить на это зеркальце свет, то зайчик, отражённый от зеркальца, начнёт колебаться.
Ну а если такой зайчик направить в темноте на движущуюся киноплёнку, покрытую светочувствительным слоем? Не сфотографируется ли на ней «звуковая дорожка» — волнистая линия? Сфотографируется!
Световой зайчик нарисует её, как движущийся резец рисует звуковую извилину на граммофонной пластинке (рис. 7).
Рис. 7. Схема световой записи звука с помощью зеркальца.
Затем светочувствительную плёнку необходимо «проявить» и «закрепить», словом, проделать всё то, что делается обычно с фотографическими пластинками и плёнками, на которых снимается какое-нибудь изображение. После этого на киноплёнке появится зубчатая чёрная линия — след колебавшегося со звуковой частотой луча света.
Такова и была первая фотографическая запись звуковых колебаний воздуха.
Если такую запись сравнить с различными видами механической записи звука, то станет ясно, что она напоминает граммофонную запись. Как на граммофонной пластинке, так и у первой световой записи колебания расположены поперёк линии борозды. Поэтому такая фотографическая запись была названа поперечной.
Но ведь у механической записи звука существует ещё глубинный способ, когда колебания звуковых волн записываются в виде борозды различной глубины. Так именно производилась запись звука фонографом. Нельзя ли этот способ применить при фотографировании звука?
Что если поступить следующим образом: взять электрическую лампочку и пропустить через неё ток, колеблющийся со звуковой частотой? Ведь сила света при этом будет меняться соответственно колебаниям тока.
Дальше уже понятно, как нужно поступить. Колеблющийся по яркости световой поток от лампочки надо направить на движущуюся киноплёнку. На ней сфотографируются то более светлые, то более тёмные места. Такая звуковая дорожка и будет подобна звуковой борозде в глубину. Эта запись была названа глубинной (рис. 8).
Рис. 8. Кусок киноплёнки со звуковой дорожкой: I — глубинная запись звука; II — поперечная запись.
Конечно, для практической записи звука фотографическим путём не пригодна обыкновенная лампочка. Не пригодно и зеркальце на мембране. Оба эти примера приведены лишь как самые простые, допускающие фотографирование звука На самом же деле работающая в кино аппаратура для записи звука более сложна.
Современная аппаратура для световой записи звука свободно записывает почти все звуки, слышимые человеческим ухом.
Именно с появлением световой записи, более совершенной, чем механическая, стало возможным развитие звукового кино.
Для того чтобы «Великий Немой» заговорил ясно и отчётливо, потребовалась большая работа многих учёных. Немало потрудились над озвучанием кино наши советские инженеры и учёные. Об этом мы расскажем дальше. Теперь же необходимо познакомить читателя со способом воспроизведения звука с фотографической записи.
9. Электрический глаз
В конце прошлого столетия русский учёный — профессор физики Московского университета А. Г. Столетов — исследовал замечательное явление. Он наблюдал, что в некоторых веществах при освещении их светом возникает электрический ток! Одним из таких веществ является, например, цинк. Если из цинка сделать пластинку и направить на неё яркий луч света, в пластинке появится слабый ток.
Если освещать цинковую пластинку меняющимся по силе световым потоком, то и электрический ток потечёт через неё уже не равномерно, а будет меняться по силе.
Приборы, в которых под влиянием света возникает электрический ток, были названы фотоэлементами. Называют их также «электрическими глазами» — ведь они превращают энергию света в энергию электричества, они по-своему «чувствуют» свет (более подробно о фотоэлементах см. книжку в серии «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата: В. А. Мезенцев «Электрический глаз»).
В настоящее время «электрические глаза» применяются в самых различных областях науки и техники. Одним из главных потребителей фотоэлементов является звуковое кино. Именно с их помощью удаётся ясно и отчётливо воспроизводить звук с фотографической записи его на киноленте.
Чтобы воспроизвести звук с фотографической записи при помощи фотоэлемента, не требуется особо сложной аппаратуры.
Представьте себе, что киноплёнка с записанным звуком движется, а на её звуковую дорожку направлен очень тонкий луч света. Если мы будем наблюдать за этим лучом через плёнку, то увидим, что он мигает. Это тёмные и светлые места звуковой дорожки то больше, то меньше заслоняют свет. Равномерный световой поток превратился в колеблющийся. Нетрудно догадаться, что эти колебания будут точно такими же, какими записывалась звуковая дорожка.
Вот тут-то и нужен «электрический глаз», чтобы колебания светового потока превратить в колебания электрического тока.
Что делать с колеблющимся электрическим током дальше, уже известно. Усилители с электронными лампами увеличат слабые электрические колебания, и громкоговоритель воспроизведёт их как звук (рис. 9).
Рис. 9. Схема воспроизведения звука с киноленты с помощью фотоэлемента.
10. Как создавалось советское звуковое кино
В ноябре 1926 года в одной из лабораторий Физического института Московского университета началась напряжённая работа. Группа научных сотрудников задумала сделать нечто совсем необычное.
— Шутка ли сказать! Говорящее кино! Нужно ли это?
Руководители работы — молодые инженеры П. Г. Тагер, И. С. Джигит и А. А. Шишов.
Как лучше всего записать звук на киноплёнку? — вот вопрос, над которым думали советские инженеры.
Шаг за шагом приближались инженеры к решению сложной задачи. Прежде всего необходимо было найти способ наиболее совершенно превращать электрические колебания в световые.
Может быть, нужно воспользоваться мембраной с зеркальцем, о которой говорилось раньше? Нет. Мембрана имеет вес и может внести искажение в сложные звуковые колебания. Нельзя допустить, чтобы будущее говорящее кино зазвучало, как старинный граммофон.
И вот начались поиски.
Наконец, на столе перед Тагером — авторское свидетельство. Оно говорит о том, что разработанный им аппарат является оригинальным. Это — изобретение.
Модулятор — аппарат для преобразования электрических колебаний в световые, построенный Тагером и его товарищами, устроен следующим образом. Свет от электрической лампочки проходит сначала сквозь призму из горного минерала — исландского шпата. Затем он попадает в специальную камеру, наполненную особой жидкостью — нитробензолом. В этой жидкости располагаются две пластинки, к которым и подводится меняющийся со звуковой частотой электрический ток от микрофона.
Проходя между этими пластинками, свет под влиянием меняющегося электрического тока также меняется по своей силе. При этом изменения светового потока строго соответствуют электрическим. Свет приобретает колебания, соответствующие звуковым, принятым от микрофона. Теперь его уже нетрудно направить на движущуюся киноплёнку. Так звук фотографируется на звуковой дорожке киноленты.
