Квадрафонический звук - Quadraphonic sound

Современная четырехканальная квадрофоническая этикетка

Квадрафонический (или же Квадрофонический и иногда Квадразвуковой) звук - эквивалентно тому, что сейчас называется 4.0 объемный звук - использует четыре канала, в которых динамики расположены по четырем углам пространства для прослушивания, воспроизводя сигналы, которые (полностью или частично) независимы друг от друга. Квадрафонический звук был самым ранним потребительским продуктом в области объемного звука, и в течение 1970-х годов были сделаны тысячи квадрофонических записей.

Это коммерческий провал из-за множества технических проблем и несовместимости форматов. Квадрафонические аудиоформаты были более дорогими в производстве, чем стандартные двухканальные стерео. Для воспроизведения потребовались дополнительные динамики и специально разработанные декодеры и усилители.

Операция

Квадрафоническое воспроизведение звука на виниловых пластинках было проблематичным. Некоторые системы использовали демодулятор для декодирования дискретных звуковых каналов. Это позволило полностью разделить каналы, хотя такие системы были склонны к сокращению срока службы записи. Другие используемые системы матричное декодирование для восстановления четырех каналов из двух каналов, вырезанных на записи. Матричные системы не имеют полного разделения каналов, и некоторая информация может быть потеряна между процессами кодирования и декодирования. Как дискретные, так и матричные квадрофонические записи можно было воспроизводить по двум каналам на обычных стереоплеерах.

Были и менее сложные «производные» решения, которые обеспечивали только каналы заднего окружения, а не определенное размещение отдельных инструментов.[1]

Также были представлены квадрофонические системы на основе ленты, основанные на новом оборудовании, способном воспроизводить четыре дискретных канала. Эти записи были выпущены в катушка на катушку и 8-трековый картридж форматы.

Полная четырехканальная (квадрофоническая) система будет воспроизводить левый передний, левый задний, правый передний и правый задний аудиосигналы в каждом из четырех отдельных динамиков. Независимо от дискретных или матричных форматов, в четырехканальном стереофоническом режиме задние динамики должны быть такого же или почти такого же размера или качества и иметь такой же или почти такой же частотный диапазон, что и передние динамики.

Дискретные (4-4-4) форматы

Дискретное воспроизведение это единственная истинная квадрофоническая система. Как следует из названия, с дискретный форматирует исходные четыре аудиоканалы проходят через четырехканальную среду передачи и передаются в четырехканальную систему воспроизведения и передаются на четыре динамика. Это определяется как система 4–4–4.

Матричные (4-2-4) форматы

В матричных форматах четыре канала преобразуются (кодируются) в два канала. Затем они проходят через двухканальную среду передачи (обычно LP-запись), затем декодируются обратно в четыре канала и передаются на четыре динамика. Чтобы передать четыре отдельных аудиосигнала стереосовместимым образом, необходимо четыре одновременных линейных уравнения для воспроизведения исходных четырех аудиосигналов на выходе. Период, термин совместимый указывает, что:

  1. Одноканальная (моно) система будет воспроизводить все четыре аудиосигнала через один динамик.
  2. Двухканальная (стерео) система будет воспроизводить левый передний и левый задний аудиосигналы в левом динамике, а правый передний и правый задний аудиосигналы в правом динамике.

Первоначальные системы (DY и EV-4) были базовыми и страдали низким разделением между левым и правым фронтальными частями (около 12 дБ) и плохим разделением заднего левого и правого каналов на уровне 2 дБ. Декодеры были спроектированы скорее для обеспечения эффекта, чем для точного декодирования, что в основном было связано с ограничениями в обеих системах, хотя, поскольку обе системы были очень тесно связаны математически, пользователям требовался только один декодер любой системы для воспроизведения альбомов обеих систем.

Плохая производительность декодирования этих матричных форматов была основной причиной их исчезновения, когда появились улучшенные матричные системы, основанные на работе Питер Шайбер. В его базовой формуле использовалась схема с фазовым сдвигом на 90 °, что позволило разработать улучшенные матричные системы 4-2-4, двумя основными лидерами которых были SQ от Columbia и QS Systems от Sansui. С Шайбером и Мартином Уиллкоксом Джим Фосгейт разработали декодер Tate II 101 SQ, который создавал очень точное звуковое поле за счет использования усиления и Эффект Хааса для маскировки артефактов декодирования. В нем использовались заказные, собранные вручную и откалиброванные схемы с компонентами, отсортированными до 1%, для точной работы. Декодеры Sansui серии QSD и приемники серии QRX были очень хорошими, даже синтезируя лево-правое стерео в подковообразную топологию. Однако все они появились слишком поздно и были слишком дорогими или трудными для публичной покупки, чтобы спасти матричный квад.

Различия между исходной системой и новой были настолько огромными, что декодирование DY / EV-4 с помощью декодеров SQ или QS с любой точностью было невозможным; результаты представляют собой просто форму искусственного квадроцикла.

[2][3] Этот процесс 4: 2: 4 не мог быть выполнен без некоторой потери информации. То есть четыре канала, созданные на заключительном этапе, не были полностью идентичны тем, с которых процесс начался.

Производные (2-2-4) форматы

Производные (2-2-4) форматы были недорогими электронными решениями, которые обеспечивали фоновые каналы из обычных стереозаписей. Специального размещения отдельных инструментов на тыловых каналах не было.[1]

История

Дискретные форматы лент

Квадрафоническая лента с открытой катушкой (Q4)

Четырехканальный катушечная лента устройство 1970-х годов, один из немногих способов добиться настоящего четырехканального звука в домашних условиях

Первой средой для четырехканального звука была катушечная лента, впервые использованный в европейских студиях электронной музыки к 1954 году,[4] выдающимся примером чего была ленточная часть Карлхайнц Штокхаузен кусок, Kontakte (1958–60), и был представлен на американском рынке звукозаписывающим обществом Vanguard в июне 1969 года как "Квадрафоническая лента с открытой катушкой (Q4) ленты.[5][неудачная проверка ] Все доступные четыре дорожки использовались в одном направлении на ленте, что в два раза превышало скорость обычных четырехдорожечных лент с катушкой на катушку.[6]

Квадрафонический 8-дорожечный магнитофон (Q8)

RCA отчеты затем, в апреле 1970 года, была объявлена ​​четырехканальная версия 8-дорожечная лента, названный Quad-8 или же Квадрафоническая 8-дорожечная лента (позже сокращено до Q8). В конечном итоге они появились в сентябре 1970 года.[7] Были и автомобильные плееры, и домашние версии.

Формат был практически идентичен 8-трековому стерео, за исключением небольшой выемки в верхнем левом углу картриджа. Это дало сигнал квадрофоническому 8-трековому проигрывателю объединить нечетные треки в качестве аудиоканалов для программы 1, а четные треки в качестве каналов для программы 2. Формат не был обратно совместим со стерео или моно плеерами; хотя квадрофонические плееры воспроизводили 8-трековые стерео, воспроизведение квадрофонических лент на стерео проигрывателях приводило к одновременному прослушиванию только половины каналов.

Последний выпуск в квадрофоническом 8-трековом формате был выпущен в 1978 году, хотя большинство из них перестали появляться к концу 1976 года.

Матричные виниловые форматы

Квадрафонические записи не ограничивались форматом дискретных каналов, используемым в катушечных или 8-дорожечных лентах. Появились квадрофонические виниловые альбомы, использующие несколько разных и несовместимых режимов записи.

EV-4 / Stereo-4 и Dynaco (DY)

Первыми из них были базовые системы с низкой производительностью, разработанные Электро-Голос (EV-4 / Стерео-4 ) и Dynaco (Dynaquad (DY) ). Так называемый матрица формат, он использовал четыре звуковых канала, которые были «закодированы» в два стерео трека альбома. Затем они были «декодированы» обратно в исходные четыре звуковых канала, но с плохой производительностью декодирования, которая не соответствовала дискретным форматам.

QS Regular Matrix и SQ Quadraphonic

Звуковой декодер Sansui QS

Улучшенные системы на основе Питер Шайбер работы по использованию схемы с фазовым сдвигом на 90 градусов появились позже, а именно QS и SQ системы.

Первый из них, известный как QS, был разработан Sansui Electric. Это так называемый матричный формат, в котором использовались 4 звуковых канала, которые были «закодированы» в два стерео трека альбома. Затем они были «декодированы» обратно в исходные четыре звуковых канала. Система QS дебютировала в США в марте 1971 года и была улучшена их Варио-Матрица система в 1973 году.[нужна цитата ]

Второй, SQ, был разработан и продан Columbia Records и Sony и вышла на рынок США в апреле 1971 года. SQ формат также использовался такими компаниями, как EMI в Великобритании, которые нажали несколько SQ релизы альбомов. Звуковое разделение SQ система была значительно улучшена введением SQ Полная логика декодирование в 1975 году с использованием микросхем Motorola MC1312, MC1314 и MC1315.[нужна цитата ]

Дискретные форматы винила

CD-4 или Quadradisc

Рекорд RCA Quadradisc

Третий основной формат четырехканальных виниловых пластинок, известный как CD-4 или же Квадрадиск, был разработан японцами JVC Корпорация вместе со своим американским коллегой RCA отчеты.

Этот квадрофонический формат был впервые представлен на рынке в Соединенных Штатах в мае 1972 года. Полностью дискретный звуковой режим, он отказался от предыдущих матричных систем в пользу более сложного метода четырехканального воспроизведения.[нужна цитата ] Он закодировал объемную информацию в ультразвуковой звук выше 20 кГц, требующий специального картриджа со стилусом Shibata, затем использовал собственный демодулятор и декодер для восстановления исходного звукового поля.

УД-4 / UMX / BMX

UD-4 / UMX был разработан Nippon / Columbia (Denon ). Это гибридная дискретно-матричная система. В этом формате кодируется от 35 до 40 элементов, и он продавался только в Великобритании, Европе и Японии.

Система страдала от несовместимости с обычным стереофоническим воспроизведением из-за разницы фаз между левым и правым каналами.[8]

UD-4 был менее критичным в своей настройке, чем CD-4, потому что несущим не приходилось обрабатывать такие высокие частоты, как в системе CD-4.[9]

Форматы радиовещания

Были проведены эксперименты с радио трансляции (например, Клифф Ричард концерт BBC,[10][11] чья первая квадрофоническая трансляция была в июле 1974 г.[12]), но они были недолговечными.

Один радиосериал, Двойная экспозиция, был кратко синдицирован по Соединенным Штатам на различных FM-станциях; он состоял из джаза, рока и поп-музыки, которая была коммерчески выпущена на одной из квадрофонических звукозаписывающих или магнитофонных систем.

Одна из самых долгоживущих радиопередач была WQSR -FM "Quad 102½" дюйм Сарасота, Флорида.[13] На протяжении большей части 1970-х эта станция передавала сигнал, который можно было настроить как две отдельные станции с помощью обычных стереоприемников.

Кроме того, Сан-Франциско станция классической музыки КХИ-FM транслировать Опера Сан-Франциско в "совместимом" (то есть с матричным кодированием) квадрофоническом формате в течение 1970-х годов,[14] как сделал Чикаго станция WFMT прямая трансляция "Чикагской лирической оперы".

KRMH -FM ("Good Karma Radio") (Сан-Маркос / Остин, Техас) транслировались в "Quad Stereo" в начале 1970-х годов из своих студий и передатчика поблизости Буда, Техас.[нужна цитата ]

KEXL -FM ("KEXL 104.5") (Сан-Антонио, Техас) транслировался на "Quadraphonic" с начала до середины 1970-х из своих студий в высотном офисном здании недалеко от главной площади.[15]

Сакраменто станция KWOD 106,5, названный в честь формата, кратковременно транслировался с 1977 года.

Региональная станция г. Польское Радио в Вроцлав в конце 1970-х у него были две экспериментальные передачи в неделю.

Матрица H

Оборудование для смешивания Ambisonic

Матрица H был разработан BBC инженеры для передачи квадрофонического звука через FM радио таким образом, который был бы наиболее совместим с существующими моно- и стереоприемниками.[16]

Квадрафонические тестовые программы созданы для BBC Radio 3 и BBC Radio 4, включая пьесы и Променады.[17]

Сначала были протестированы существующие форматы матриц. «H» не имеет значения; они назвали первую оцененную матрицу Матрицей А, а затем работали с алфавитом.[18][19]Matrix H стал лучшим решением для моно совместимости и радиопередачи,[20] тем не менее, для него не существовало специального коммерческого декодера.

Позже BBC сотрудничала с разработчиками Амбисоника производить Система BBC / NRDC HJЭто было основано на зонах допуска, разработанных для включения модифицированных версий обоих Матрица H и прототип двухканального кодирования Амбисоника, известный как Система 45JВпоследствии Ниппон-Колумбия UMX матрица была приведена в стандартную, что привело к финальной UHJ имя теперь связано с Амбисоника.[21]

Универсальный SQ

В 1976 г. Бен Бауэр интегрированные матричные и дискретные системы в USQ, или же Универсальный SQ (другие тоже сделали это со своими квадрокоптерами).

Это была иерархическая дискретная матрица 4-4-4, которая использовала матрицу SQ в качестве основной полосы для дискретных квадрофонических FM-трансляций с использованием дополнительных разностных сигналов, называемых «T» и «Q». Для USQ FM-трансляции была добавлена ​​дополнительная модуляция «T». размещен на 38 кГц в квадратуре к стандартному разностному стереосигналу, а модуляция «Q» была размещена на несущей на 76 кГц.

Для стандартных двухканальных широковещательных передач SQ Matrix CBS рекомендовала разместить дополнительный пилот-сигнал на частоте 19 кГц в квадратуре к обычному пилот-тону для обозначения сигналов, закодированных SQ, и активации логического декодера слушателя. CBS утверждало, что система SQ должна быть выбран в качестве стандарта для квадрафонической FM, потому что в тестах прослушивания FCC различных предложений четырехканального вещания система 4: 2: 4 SQ, декодированная с помощью декодера CBS Paramatrix, также превосходила 4: 3: 4 (без логики) как и все другие протестированные системы 4: 2: 4 (с логикой), приближаясь к производительности дискретной мастер-ленты с очень небольшим запасом. В то же время «сворачивание» SQ в стерео и моно было предпочтительнее стерео и моно «сворачивания» 4: 4: 4, 4: 3: 4 и всех других систем кодирования 4: 2: 4.

Живые концерты

Координатор азимута, используемый Pink Floyd, сделанный Бернардом Спейт, 1969 (Музей Виктории и Альберта, Лондон)

В 1967 году рок-группа Пинк Флойд провел первый в истории рок-концерт с объемным звучанием в «Игры на май », Щедрое дело в Лондон С Queen Elizabeth Hall, где группа дебютировала со своей индивидуальной квадрофонической акустической системой.[22] Устройство управления, которое они сделали, Координатор азимута, теперь отображается в лондонском Музей Виктории и Альберта, как часть галереи «Театральные коллекции».[23]

Сравнение форматов

В 1976 г. Майк Торн создал виниловый альбом Quadrafile, с одинаковой музыкой, записанной со всех четырех сторон, но в четырех разных квадрофонических форматах (QS, SQ, CD-4 и UD-4).

Текущая ситуация

Подъем домашний кинотеатр продукты в конце 1980-х и начале 1990-х годов вернули популярность многоканальной аудиозаписи, хотя в конечном итоге в новых цифровых форматах. Многие квадрофонические записи 1970-х годов были переизданы в современных системах объемного звука, таких как DTS, Dolby Digital, DVD-аудио и Супер аудио компакт-диск.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Популярная наука, п. 86, в Google Книги
  2. ^ Шайбер, Питер (Декабрь 1969 г.). «К более точной пространственной среде». Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 17 (6): 690, 691.
  3. ^ Шайбер, Питер (Ноябрь 1971 г.). «Анализ фазово-амплитудных матриц». Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 19 (10): 835–839.
  4. ^ Кросс, Лоуэлл, «Электронная музыка, 1948–1953», Перспективы новой музыки 7, вып. 1 (осень – зима, 1968): 32–65. Цитирование на 50–51.
  5. ^ http://www.obsoletemedia.org/quadraphonic-open-reel-tape/
  6. ^ http://theartofsound.net/forum/showthread.php?1929-The-Official-Factory-Made-Reel-to-Reel-Tape-Thread&s=277907ddc0421c90b538c564d5d4f18f
  7. ^ http://www.ladydairhean.0catch.com/Axl/Guides/MFG2.htm
  8. ^ Купер, Дуэйн. «СИСТЕМА УД-4». ОБЗОР НОВОСТЕЙ И ЗАПИСЕЙ HI-FI - МАРТ 1975. Получено 5 февраля 2012.
  9. ^ Купер, Дуэйн Х.; Сига, Такео (июнь 1972 г.). "Дискретно-матричное многоканальное стерео" (PDF). Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 20 (5): 346–360. Получено 28 сентября, 2018.
  10. ^ "Клифф Ричард". BBC Genome в BBC Online. Получено 18 ноября 2014.
  11. ^ "Клифф Ричард". BBC Genome в BBC Online. Получено 18 ноября 2014.
  12. ^ "BBC in quad". BBC Genome в BBC Online. Получено 18 ноября 2014.
  13. ^ Радио Years.com
  14. ^ Данн, Бернис (17 марта 1973 г.). ""Концертная опера "у Мондави". Реестр долины Напа. п. 7D. Получено 13 сентября, 2020.
  15. ^ http://www.penningtontechnicalarts.com/KEXL/
  16. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-12-11. Получено 2014-09-21.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  17. ^ Ratcliff, P.A .; Мерс, Д.Дж. (Май 1977 г.). «BBC Matrix H: Совместимая система для вещания». Беспроводной мир: 41–45.
  18. ^ Кромптон, T.W.J. (Ноябрь 1974 г.). «Субъективная производительность различных квадрофонических матричных систем» (PDF). Отчет исследовательского отдела BBC 1974/29.
  19. ^ Gaskell, P.S .; Рэтлифф, П.А. (Февраль 1977 г.). «Квадрафония: достижения в области декодирования Matrix H» (PDF). Отчет отдела исследований BBC 1977/2. 77: 22306. Bibcode:1977STIN ... 7722306G.
  20. ^ Квадрафонические системы
  21. ^ N.R.D.C. Ambisonic Technology (22 ноября 1977 г.). «Стандарты кодирования для универсальной системы кодирования объемного звука NRDC HJ:» Система UHJ""(NRDC / FCC 2). Национальная корпорация развития исследований. NRDC / FCC 2. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  22. ^ Wired, 12 мая 1967 г .: Pink Floyd поражает своей песней «Sound in the Round», 12 мая 2009 г.
  23. ^ "Пинк Флойд". Архивировано из оригинал на 2009-03-18. Получено 2009-08-14.

внешняя ссылка