Воспроизведение звука по изображению

Три года назад исследовательская команда обнаружила просто ошеломляющее количество носителей мультимедийной информации (целых 569 148 экземпляров) в кампусе Индианского университета в Блумингтоне. Это более полумиллиона звукозаписей, видеозаписей и кинопленок. Самые ранние находки, описанные в отчете исследования, датированы 1893 годом.



[Слева: Изображение первого граммофонного диска «Der Handschuh»]

Однако в том отчете не указано, какой из найденных объектов в Блумингтоне можно расценивать как самый старый медиа-носитель. Так получилось не из-за халатного отношения к исследованию, а из-за того, что среди привычных для нас объектов исследования – дисков, бобин с пленкой, цилиндров и тому подобного, присутствовали изображения в книгах. А изображения в книгах не входят в программу по сохранению медиа-информации.

Но это совсем не означает, что мы не в состоянии их воспроизвести, и должен отметить, что некоторые записи представляют огромный интерес.

Всего несколько месяцев назад я бродил по четвертому этажу библиотеки Уэлса возле лифтов и обнаружил увесистый том с номером AP30.U22 v.63 на большой полке у дальней стены. Я открыл его на странице 395, где обнаружил круглое изображение. При детальном осмотре выяснилось, что это множество плотно расположенных микроскопических волнистых линий.



[Слева: При близком рассмотрении изображения «Der Handschuh» заметны оттиски звуковых дорожек оригинальной пластинки]

Это не просто красивая картинка – это звукозапись. На сегодняшний день, возможно, это самая старая «запись» в мире, которую можно прослушать!

Позвольте мне объяснить, я не говорю что это самая старая звукозапись в мире, просто в наше время, когда люди употребляют слово «запись» по отношению к аудио, то, обычно, они имеют в виду конкретные звуковые форматы, в частности разновидности виниловых пластинок, которые можно воспроизвести на проигрывателе. На самом деле, технология изготовления таких записей восходит не к фонографу Томаса Эдисона, представленному в 1877 году, а к граммофону Эмиля Берлинера (Emile Berliner), изобретенному в 1887 году. В 20 веке граммофонный диск покорил мировую индустрию звукозаписи и продолжает пользоваться популярностью у диджеев 21 века. Характерное потрескивание во время воспроизведения стало визитной карточкой «старинных записей».

Так что же можно назвать самой старой «записью»? Раз уж мы коснулись темы граммофонов, то какая из граммофонных аудиозаписей является самой древней? Первые грампластинки, доступные широкой публике, появились летом 1890 года в Европе, и многие из них можно прослушать даже сегодня (например, здесь). Также известно, что несколько экземпляров опытных грампластинок Берлинера, созданных им в 1887 и 1888 годах, находятся в сохранности в Смитсоновском институте и еще в паре других мест, но попытки их воспроизвести не увенчались успехом, поэтому на данный момент неизвестно, что на них записано.

И наконец, некоторые из очень старых граммофонных записей, как та, что находится на четвёртом этаже библиотеки Уэлса, дошли до наших дней только в виде изображений на бумаге. Это нормальная ситуация. Многие ранние мультфильмы, которые не сохранились в виде видеозаписей, были, несомненно, напечатаны на бумаге и отданы на регистрацию авторского права в архив Библиотеки Конгресса. После всех необходимых процедур для сохранности оригинала на основании распечаток снимают мультипликационные фильмы, которые можно демонстрировать публике. Я обнаружил, что, по аналогии с мультипликацией, бумажные копии «утерянных» грампластинок могут быть оцифрованы, переведены в аудиоформат и прослушаны.

Вот как это работает. Сначала я с помощью сканера высокого разрешения перевожу распечатку в цифровой формат. Затем «распрямляю» круговое изображение, используя преобразование из полярных координат в декартовы.



Скан записи в высоком разрешении, преобразованный в набор параллельных линий, с помощью связи полярных и декартовых координат

Далее я «вырезаю» отдельные линии и сцепляю их друг за другом, создавая несколько длинных, узких звуковых полос.



Очистка изображения сигнала «Der Handschuh» для перевода в аудиоформат

Устранив все разрывы, я использую инструмент «Заливка», чтобы создать две отдельные полосы различной ширины, заполняя белым цветом зоны выше и ниже средней линии. Следующий шаг – это загрузить изображения в программу ImageToSound, которая конвертирует их в формат WAV, как если бы они были звуковой дорожкой к фильму на кинопленке. Наконец, я объединяю парные звуковые дорожки WAV в стереофайл, связывая части вместе, произвожу суммирование, и вуаля – у нас есть звук.



[Слева: Оригинальное изображение звука (вверху), пара обработанных изображений (в середине) и волна конечного аудиофайла (внизу)]

К тому моменту, как я попал на четвертый этаж библиотеки Уэлса, я уже сумел подобным образом воспроизвести три печатных оттиска граммофонных пластинок. Одной из них был достаточно интересный экземпляр, хранящийся в Библиотеке Конгресса – это запись на немецком языке, созданная Берлинером в Ганновере 11 ноября 1889 года. На ней Берлинер рассказывает о процессе записи приезжему гостю по имени Луи Розенталь (Louis Rosenthal), который, как объясняет Берлинер, должен был забрать звукозапись с собой, в качестве экземпляра для проведения экспериментов с копированием грампластинок фотомеханическим способом (который в дальнейшем не использовался за неэффективностью). Последнюю пару лет эта запись оставалась самой старой из известных, записанных граммофоном Берлинера – прямым предшественником современных проигрывателей. Вы можете прослушать её здесь.

Но что насчет экземпляра, недавно обнаруженного в библиотеке Уэлса? Он был опубликован в феврале 1890 года в немецком иллюстрированном журнале Über Land und Meer за несколько месяцев до начала массовых продаж граммофонов, чтобы любопытные читатели могли увидеть, как выглядят новые «записи». Заголовок пластинки говорит, что на ней содержится поэма «Der Handschuh» Фридриха Шиллера. Автор статьи уже тогда смог распознать, что рисунок содержит достаточно информации, чтобы воспроизвести записанную речь, по крайней мере, в теории. Он даже в общих чертах описал метод, с помощью которого читатели того времени могли прослушать запись.

По рисунку из журнала изготовьте гравюру методом фототипии, и положите её на середину равномерно вращающегося (со скоростью 50 об/мин) диска. Теперь, если зажать в зубах бамбуковую палочку длиной 15 сантиметров и толщиной ¾ сантиметра, на конце которой установлена сантиметровая швейная игла, и легко надавить кончиком иглы на дорожку, начав от края пластинки, то можно услышать, как изобретатель граммофона читает «Handschuh». Звук будет лучше, если заткнуть уши ватой.

Запись «Handschuh» была фотографически уменьшена до трех четвертых от оригинального размера перед публикацией. Её настоящий диаметр, метод гравировки и скорость вращения 50 об/мин соответствуют параметрам записи, сделанной 11 ноября 1889 года, описанной выше. Все эти пункты предполагают, что «Handschuh», вероятно, был еще одним диском Берлинера, который он дал Розенталю для проведения экспериментов с недолго просуществовавшими фотомеханическими способами копирования пластинок. Правда, в этот раз на пластинке оказалась не демонстрация звукозаписи Розенталю, а запись поэмы, которую читает Берлинер от начала и до конца.



После рассмотрения всех доказательств, мой коллега Стефан Пуилле (Stephan Puille) и я сам пришли к выводу, что 11 ноября 1889 года Берлинер, вероятно, демонстрировал процесс записи Розенталю, а затем отправил его домой со звукозаписью, которую они сделали вместе, а также несколькими другими, записанными Берлинером ранее.

Если мы правы, то «Der Handschuh» должна быть старейшей из двух пластинок, что делает её самой старой известной граммофонной записью, которую сегодня можно прослушать – прародителем всего винтажного винила.

Если мы ошиблись, то все равно, вне всяких сомнений, это самая старая граммофонная запись из известных, которая содержит целое литературное произведение на немецком языке – этого у неё не отнять.

В любом случае, она находится прямо здесь, в университете Блумингтон. Разумеется, другие институты также хранят Über Land und Meer, и в некоторых из них, несомненно, есть изображение «Der Handschuh», но нашу копию можно воспроизвести и послушать, и для этого не нужно зажимать в зубах бамбуковую палочку.

Несколько других записей из Индианского университета:

Вот еще несколько кусочков аудиозаписей полученных со сканов книг из библиотеки Блумингтона.

Запись Томаса Янга «Курс лекций натурфилософии и механических искусств»

Год: 1806

Библиотека Лилли: Q113 .Y77 (Две копии, одной владел Ян Флеминг). Томас Янг, «Курс лекций натурфилософии и механических искусств» (Лондон: Джозеф Джонсон, 1807), книга 1, страница XXV, картинка 353.

Значимость: Самое старое описание звуковой волны, записанное не автоматическими методами, но нарисованное от руки (Книга датирована 1807 годом, сам же рисунок датирован 1806).

Прослушать

Чез Морей «Фонавтограф»

Год: 1874

ALF (Геонаука): Q1 .A5 ser.3, v.8, Чез Морей «Фонавтограф», American Journal of Science and Arts 108 издание (Авг. 1874) 130-31, на странице 131

Значимость: Самая старая из известных публикаций звуковых записей, сделанных на территории Соединённых Штатов.

Прослушать

«Говорящий фонограф»

Год: 1877

Библиотека Уэлса: Q1 .S45 n.s.,v.37 1877 «Говорящий фонограф», Scientific American 37 издание (22 декабря 1877), 384-5, на странице 384.

Значимость: Изображение сделано со слепка фрагмента, вырезанного с образца звукозаписывающей фольги, которую использовал Томас Эддисон для демонстрации на публике работы своего фонографа в самый первый раз. Я вставил пустые места, чтобы обозначить недостающие части (которых больше половины записи). Воспроизводить фрагмент можно в любом направлении.

Прослушать

Э.В. Блейк, «Метод записи голосовых вибраций посредством фотографии»

Год: 1878

ALF: Q1. A5 ser.3,v.16 Э.В. Блейк, «Метод записи голосовых вибраций посредством фотографии», American Journal of Science and Arts 116 (Июль 1878), 54-59, на странице 57.

Значимость: Самая старая известная публикация записи с распознаваемыми фразами на английском языке («Brown University»; «How do you do?»), а также наистарейшая известная публикация фотографической записи звука.

Прослушать

Источник: geektimes.ru/company/audiomania/blog/249090/