СФОТОГРАФИРОВАННЫЙ ЗВУК

Видали ли вы фотографию звука? Вопрос кажется вначале неожиданным и непонятным. Разве можно сфотографировать то, что не видно? Оказывается, при известных условиях можно. Попросите знакомого киномеханика показать вам несколько кадров звукового кинофильма. Рядом с изображением вы увидите узкую, черную ленточку с вырезом посередине в форме разнообразных зубчиков (рис. 8).

Рис. 8. Звуковой кинофильм.

Это и есть фотография того звука, который сопровождает кинокартину.

Долгое время ученые пытались решить задачу озвучания кинокартин. Вначале пробовали осуществить это при помощи граммофонных пластинок. Можно представить себе, как выглядел такой «звуковой кинотеатр». Рядом с экраном на табуретке стоял граммофон, сильно шипевший и плохо слышимый в зале. Из-за неизбежного расхождения в моментах пуска пленки и пластинки и разности скоростей их движения звук явно не совпадал, как говорят, не был синхронен с изображением. Понятно, что от такого «звукового кино» вскоре отказались. Тогда возникла мысль записать звук на той же пленке, на которой заснято изображение.

В результате работ, начатых у нас в стране профессорами П. Г. Тагером и А. Ф. Шориным, и возникла та фотографическая звуковая дорожка, которую вы смогли увидеть на пленке звукового кинофильма.

Каким же образом это осуществляется? Как произвести фотографирование звука?

Так как сами звуковые волны непосредственно не видны, следует предварительно звук превратить в свет или, вернее, звуковые колебания превратить в колебания светового потока. Подобные опыты были проделаны еще очень давно, причем впервые в мире нашими соотечественниками А. Виксшемским (1889 г.) и И. Поляковым (1900 г.).

Для пояснения принципа фотографической системы звукозаписи обратимся к рис. 9.

Рис. 9. Схема фотографической записи звука: 1 — микрофон; 2 — усилитель; 3 — электрическая лампочка; 4 — кинопленка; 5 — оптическая система для фокусировки светового луча.

На нем мы видим приборы, знакомые уже нам из схемы электрической записи граммофонных пластинок. Схема начинается с микрофона, преобразовывающего звуковые колебания в электрические. Далее идет усилитель, повышающий их мощность. На выход усилителя включена необычная нагрузка — маленькая электрическая лампочка, наподобие лампочки от карманного фонаря.

Попробуем говорить перед микрофоном. В такт речи лампочка будет вспыхивать то ярче, то слабее, так как через нее протекают усиленные токи микрофона. Звук таким образом оказался превращенным в свет. Его уже нетрудно сфотографировать в виде узкого продольного штриха. При помощи системы линз световой луч от лампочки направляют на движущуюся светочувствительную кинопленку и, как говорят фотографы, «засвечивают» на ней дорожку соответствующей ширины. Проявив пленку, мы увидим этот своеобразный звуковой след. Прозрачность (плотность) звуковой дорожки в различных местах будет неодинаковой: там, где лампочка светила ярче, пленка почернеет сильнее и наоборот (рис. 10).

Рис. 10. Запись переменной плотности.

Такую запись называют записью переменной плотности. Ширина звуковой дорожки по всей ее длине одна и та же и определяется шириной записывающего светового луча.

Теперь остается воспроизвести сделанную запись. Для этого пленку протягивают с той же скоростью и в том же направлении, что и при записи, перед постоянным источником света (например, электролампой, питаемой от аккумуляторов) так, чтобы луч света от этого источника проходил сквозь звуковую дорожку на пленке. Тогда сила света этого луча будет меняться в соответствии с изменением прозрачности звуковой дорожки. После этого мы приходим к задаче, обратной по сравнению с той, которая стояла перед нами при записи. Там мы звук превращали в свет, теперь надо свет превратить в звук, или, точнее, колебания светового потока превратить в звуковые колебания.

Еще в прошлом столетии было обнаружено, что некоторые вещества при освещении могут вырабатывать электрический ток и тем более сильный, чем более яркий свет воздействует на них. Такое явление, названное фотоэлектрическим эффектом, было впервые изучено профессором Московского университета А. Г. Столетовым. Сам прибор получил название фотоэлемента. Воспользуемся им для воспроизведения фотографической звукозаписи. Установив фотоэлемент позади пленки так, что световой луч, прошедший через звуковую дорожку, попадет на него, мы получим в цепи фотоэлемента электрический ток, изменяющийся в соответствии с прозрачностью звуковой дорожки, т. е. в соответствии с произведенной записью. Так как этот ток очень слаб, надо прибегнуть к его усилению при помощи лампового усилителя (рис. 11).

Рис. 11. Схема воспроизведения фотографической записи: 1 — постоянный источник света (электролампа); 2 — пленка с записью; 3 — фотоэлемент; 4 — усилитель; 5 — громкоговоритель; 6 — оптическая система для фокусировки светового луча.

На выход усилителя включается громкоговоритель, который преобразует электрические колебания в звуковые, чем и заканчивается процесс воспроизведения.

Рассмотренная нами фотографическая запись переменной плотности использовалась в записывающих аппаратах системы проф. П. Г. Тагера, при помощи которых снимался первый советский художественный звуковой кинофильм «Путевка в жизнь». Правда, преобразование электрических колебаний в колебания светового потока при записи осуществлялось там не электрической лампочкой, как было показано на рис. 9, а специальным сложным прибором — модулятором. Но характер звуковой дорожки был таким же.

В аппаратах другой системы — системы проф. А. Ф. Шорина — благодаря особому устройству модулятора при записи изменялась не сила светового луча, а его ширина. В результате звуковая дорожка на пленке получалась неизменной прозрачности во всех своих частях, но переменной ширины (рис. 12).

Рис. 12. Запись переменной ширины.

Отсюда и запись получила название записи переменной ширины.

В большинстве современных звуковых кинофильмов применена именно такая запись. Воспроизведение ее ничем не отличается от воспроизведения записи, сделанной по методу переменной плотности: с изменением ширины звуковой дорожки будет меняться световой поток, прошедший через пленку и падающий на фотоэлемент. Далее процесс будет протекать аналогично.

Фотографическая звукозапись легко позволяет получить большое количество копий. Подлинник с записью — пленка-негатив обычно не используется для прослушивания, а с нее печатают позитивные копии, так же, как с фотографического негатива мы на бумаге можем отпечатать любое количество фотокарточек. Те звуковые кинофильмы, которые привозят для демонстрации в кинотеатры, имеют позитивный отпечаток звуковой дорожки. Отличается он тем, что черным местам в негативе записи здесь соответствуют белые (прозрачные) и наоборот (рис. 13).

Рис. 13. Негатив (справа) и позитив (слева) записи.