HISTORIE ZÁZNAMU ZVUKU

DIGITÁLNÍ VĚK
(vítězství i prohry digitálního zvuku a záznamu)

Digitální záznam není záležitost posledních let nebo dokonce až třetího tisíciletí. První komerční a profesionální digitální zvukové záznamy byly uskutečněny už v sedmdesátých letech 20. století. V té době byl už dávno magnetický záznam aplikován do televizní techniky a běžně se používaly magnetické analogové videozáznamy, pořizované rotačními hlavami. V používání bylo hned několik systémů videozáznamu a protože se jednalo o záznam mnohem vyšších kmitočtů než jaké se zaznamenávaly ve zvukové technice, objevil se nápad - využít záznamovou kapacitu videorekordéru pro záznam digitálního zvuku. A tak se stalo, že gramofonové společnosti začaly pořizovat nahrávky digitálně. Průkopníky v tomto směru byly japonské firmy TEAC, SONY a DENON. Dále i japonská nahrávací společnost Nippon Columbia. Nás může těšit, že ikdyž se tohle odehrávalo v době, kdy jsme tu měli socialismus a mnoho různých omezení, tak naše firma Supraphon navázala spolupráci s Japonci a pořídila řadu koprodukčních nahrávek. Byly to výhradně snímky klasické hudby a dominovala v nich Česká filharmonie. Japonci dokonce dodali své zařízení do Prahy a některé nahrávky byly natočeny i tady. K záznamu se používal v té době už standardní videorekordér SONY U-Matic. Místo obrazu se na něj nahrával digitální zvukový signál.

Digitální nahrávky sice zprvu vycházely na analogových gramodeskách nebo na audiokazetách, ale už v první polovině osmdesátých let přišel na trh systém, který velice změnil celý dosavadní hudební průmysl. Byla to kompaktní digitální deska - zkráceně CD. Konečně se tak digitální nahrávky mohly dostat až ke koncovému spotřebiteli - tedy k posluchači. To byl naprostý přelom v hudebním průmyslu.

Přitom byly až do devadesátých let současně vydávány i gramofonové desky a nahrané audiokazety. V případě, že studiová nahrávka byla pořízena na digitálním zařízení, vyvolalo to u vydavatelů potřebu tuto skutečnost oznámit na obalu nebo na etiketě a případně tak odůvodnit vyšší prodejní cenu desky. Tím se však dopouštěli klamání spotřebitele. Když je na gramofonové desce uvedeno, že je na ní digitální nahrávka, je to pochopitelně nesmysl. Na té desce digitální nahrávka není. Je tam nahrávka analogová. Posluchač té desky nepocítí při jejím poslechu žádnou změnu. Deska s takovou "digitální" nahrávkou bude také praskat, šumět a bude mít třeba i jiné výrobní nebo systémové vady. Například "šoupák na otočku". To je výrobní závada, kterou obvykle udělali pracovníci lisovny na jinak třeba dokonalém výlisku tím, že desku při balení do vnitřního papírového obalu zasunuli jejím okrajem do vrstvy lepidla ve švu obalu. Tím se trocha lepidla dostala do drážek desky. Při přehrávání se pak cyklicky ozval nepříjemný chrčivý zvuk při každém průchodu zalepeného místa pod hrotem přenosky.

Gramofonová deska, na níž je přepsána digitální nahrávka, je tedy stále analogová. Dokonce mnohdy mívá ještě větší dynamické změkčení než jaké mají původní analogové nahrávky. A pokud je uvedeno na etiketě gramodesky "digitální nahrávka" bez jakéhokoli dalšího vysvětlení, lze to považovat za technickou specifikaci záznamu na desce. Stejnou jakou je také údaj o počtu otáček nebo označení záznamu mono-stereo. Je to tudíž chyba. Jestliže se vám někdy dostane taková deska do ruky, tak vězte, že nebudete poslouchat digitální nahrávku, ale jen její analogový, mechanický přepis. Je to totéž jako kdyby nahráli digitální nahrávku na fonografický váleček reproduktorem do trychtýře fonografu.

Kompaktní deska se poměrně brzy objevila i u nás. Bylo to už v roce 1986. A protože digitálních nahrávek měl Supraphon jen omezené množství a ještě to byly převážně nahrávky klasické hudby, rozhodli se vydávat na CD i starší analogové nahrávky. I to bylo pro posluchače přínosné. Digitalizované analogové, archivní nahrávky vycházejí na CD dodnes. První cédéčko Supraphonu s populární hudbou bylo pochopitelně s písničkami Karla Gotta. Má ediční číslo 11 0001-2 a bylo vyrobeno ve Švýcarsku protože v té době u nás ještě nebyla žádná lisovna na CD.

Studiová technika šla ve svém vývoji dál a tak byly vyvinuty i speciální digitální zvukové záznamové přístroje. Například magnetofon SONY pro záznam zvuku PCM pevnými hlavami. Ale byla snaha digitální záznamové zařízení miniaturizovat. Zde se dále rozvíjely systémy s rotačními hlavami. Už na začátku 80. let uvedla firma Technics na trh digitální magnetofon, kde byla pro záznam integrována mechanika videorekordéru VHS. TEAC vyvinul jakousi zmenšeninu videorekordéru s rotačními hlavami, a tak na svět přišel magnetofon R-DAT. Ten byl malý, skladný a přenosný. Umožnil nahrávat v terénu, na koncertech a některé typy byly dostupné i pro amatéry. To se projevilo pochopitelně i na kvalitě jejich nahrávek.

Mezi "mrtvě narozené" se řadí systém digitálního záznamu DCC (Digital Compact Cassette). Kazety byly stejného rozměru jako analogové audiokazety a přístroje měly být schopny hrát oba druhy kazet a tedy pracovat jak s digitálním tak i s analogovým záznamem. Digitální záznam byl v tomto systému uskutečňován pevnými hlavami. Ačkoli se výroby ujaly i velmi významné firmy PHILIPS a MARANTZ a hudební vydavatelé dodali na trh i profesionálně nahrané kazety DCC, byl tento systém v roce 1996 ukončen. Ten neúspěch nezavinil ani tak R-DAT, jako spíš Minidisk, což byla jedna z prvních vývojových aplikací optického disku CD. Na tomto poli se totiž vývoj nezastavil a šel dál. Bylo potřeba získat diskové médium, které by bylo mazatelné a zvovu nahratelné a také spolehlivé, skladné a efektivně vyrobitelné. Minidisk brzy zatlačil DATky do pozadí. Byl levnější než R-DAT a ikdyž jeho digitální záznam je komprimovaný v systému ATRAC, pro použití k reportážnímu, profesionálnímu záznamu pro rozhlasové stanice a také pro amatérské použití bohatě stačil. Firma SONY později sice přišla s Hi-minidiskem, který měl možnost nekomprimovaného záznamu PCM a dokonce i záznamu nehudebních dat, ale to už bylo pozdě. Celkem snadno ho začala vytlačovat nová a levná média CD-R, CD-RW. Přesto se ale minidisk ještě nějaký čas udržel jako reportážní rekordér, jehož záznamové médium se chová podobně jako hard disk, záznam na něm se dá přímo editovat a nežádoucí a nepovedené sekvence se dají vymazat. Ovšem i tyto přednosti nestačily na nové přístroje, které používají k záznamu miniaturní hard disky nebo paměťové karty. "A bylo vymalováno".
Firma SONY ukončila v roce 2011 výrobu minidisku. Udržel se však velice dlouho. Snad proto, že byl podporován význačnými výrobci elektroniky. Na tomto médiu byly vydány i některé profesionální nahrávky. Ovšem vedle dnešních mp3 přehrávačů nebo mobilních telefonů ztrácí minidisk smysl.

Digitální technika umožnila i další rozvoj záznamu zvuku. Dnes se pořizují vícekanálové nahrávky nejen jako prostorový zvukový doprovod k filmu, ale i jako hudební alba. Převážně to jsou sice nahrávky z koncertů, ale existují i studiové projekty. Optické disky prodělaly ohromný vývoj. Komerční souboje výrobců přinesly řadu dobrých vynálezů, ale na druhé straně vytahaly z kapes zákazníků mnoho peněz. Takových peněz, které zákazníkům nepřinesly očekávanou radost. Například ti, kteří si koupili zařízení a nahrávky systému HD DVD se už dalšího pokračování nedočkali. Systém podlehl konkurenčnímu BluRay disku. Ale zůstaňme u zvuku. I tam totiž probíhá soupeření systémů a na nerozhodnosti stavu má podíl zřejmě jakýsi zvláštní ambivalentní postoj veřejnosti ke kvalitě zvukového záznamu. Na jedné straně je logická snaha dosáhnout absolutní dokonalosti, což přináší zvukové systémy CD-DTS, SA-CD a DVD Audio. Všechny tyto formáty umožňují vícekanálový zvuk velmi dobré kvality. A na druhé straně se značná část spotřebitelů spokojuje s komprimovanými nahrávkami mp3, kdy je v některých případech komprimace tak ukrutná, že nahrávka zní jako z vodovodní trubky. Podobná ambivalence je i u videozáznamů. Na jedné straně se vývojové laboratoře snaží o naprostou dokonalost v nových systémech HDTV a 3D televize a také záznamů na průmyslově množitelných médiích a na druhé straně se mnoho lidí spokojuje s videozáznamy ve velikosti poštovní známky, které jsou vystaveny na internetu. Vypadá to, že v této fázi už nebude vítězů ani poražených. Každý ať si dopřeje podle svého gusta nebo podle své peněženky.

Tyto speciální zvukové formáty mají zpravidla velmi dobrou zvukovou kvalitu. Horší situace je u obyčejných cédéček, kde došlo v průběhu let k neuvěřitelnému jevu. V devadesátých letech nějaký "chytrák" přišel na to, že digitální záznam lze poměrně snadno dynamicky komprimovat. To je však zcela protismyslná úprava. Desítky let byla snaha vymyslet takový způsob záznamu zvuku, který by co nejvěrněji dokázal reprodukovat skutečný zvuk. A to včetně dynamiky. Ta musela být tak jako tak komprimována vždycky. A to s ohledem na technické možnosti záznamových systémů (gramofonových desek ale i magnetických pásků) a do značné míry byla zprvu dynamika komprimována i na digitálních nosičích. Důvod je jednoduchý: Nelze v bytě reprodukovat dynamiku jakou má třeba filharmonický orchestr. Přesto byla na CD dynamika záznamu mnohem vyšší než na gramodesce. Proto také zprvu byli fandové HiFi zvuku ohromeni báječnou dynamikou a čistotou záznamu na CD.
Od 90. let jsou však mnohá CD dynamicky komprimovaná více než je nutné z hlediska reprodukčních možností spotřební elektroniky a kubatury poslechového prostoru. Následně je zvuk "našlapán" do plné úrovně - co se tam vejde. Výsledkem je, že záznam řve přičemž dochází obvykle ke značnému zkreslení. Ono leckdy nastává zkreslení už při samotném digitálním nahrávání ve studiu použitím různých kompresorů dynamiky, kterými se snaží zvukaři dosáhnout vyšší hlasitosti nahrávky. Následné úpravy dynamiky hotových záznamů už dosáhly celosvětového řozšíření. Počet příznivců kvalitního zvuku, kteří jsou tímto vývojem zděšeni, stále stoupá. Dokonce byl pro tento jev zaveden speciální pojem:"Loudness War (válka hlasitostí)".




Jeden z možných způsobů ukončení Války hlasitostí.



Podívejte se, jak se liší například dvě různá vydání alba Pink Floyd - The Wall. Na prvním obrázku vidíte úplně první vydání tohoto alba na CD z 80. let. Vyšlo pod značkou EMI-HARVEST. Lisováno bylo v Japonsku. Druhý obrázek ukazuje modulaci celého druhého CD tohoto dvojalba.
Na dalších obrázcích je pozdější vydání téhož alba z USA, kde vyšlo v roce 1991 pod značkou COLUMBIA. V grafech jsou vždy dvě křivky. Horní znázorňuje levý kanál a dolní křivka pravý kanál. I v druhém grafu je průběh modulace celého druhého disku. Jsou tam tedy patrné i jednotlivé skladby - je jich 13.

První cédéčka měla do plné modulační úrovně značnou rezervu. Tehdy totiž panovala mezi výrobci CD obava, že by plná úroveň z digitálního záznamu mohla poškodit zesilovače nebo reprosoustavy, jež do té doby sloužily "jen" k reprodukci rozhlasového vysílání, magnetofonových a gramofonových nahrávek. Tato obava byla v době, kdy systém CD-DA přišel na trh, oznámena dokonce v odborném tisku. Na to zareagovali výrobci zesilovačů uvedením nových modelů, které už byly vybaveny speciálním vstupem pro CD a bylo u nich deklarováno, že jsou kvalitativně způsobilé pro digitální nahrávky. Stejné speciální CD vstupy se objevily i u některých stolních magnetofonů, aby bylo možné nahrávat signál z CD s co nejmenší degradací.
Později - v druhé polovině osmdesátých let - došlo na CD ke zvyšování modulační úrovně nahrávek na hranici 0 dB. V devadesátých letech se začaly objevovat nahrávky s komprimací dynamiky až to dospělo do toho stavu, který vidíte na obrázcích.
Tyto obrázky si můžete kliknutím zvětšit.

Album The Wall bylo v 80.letech mezi prvními tituly, vydanými na CD.
Nahrávka byla s původní dynamikou. Výrobu zajistila japonská lisovna.


Takhle vypadá modulace celého druhého CD. Rozdíl mezi nejtišší a nejhlasitější
skladbou je 19,67 dB a do plné úrovně chybí 3,55 dB.


Druhý disk alba The Wall, vydaného v roce 1991 v USA firmou Columbia.
Modulaci tohoto CD vidíte na následujícím obrázku.


Rozdíl mezi nejtišší a nejhlasitější skladbou je v tomto případě 14.22 dB.

U některých CD je záznam našlapán tak brutálně, že zvukové amplitudy mají useknuté vrcholy. Taková nahrávka je tedy profesionálně zničena a "odborně" vybavena značným zkreslením. Hlavně když to řve. Tento jev je označován v odborné terminologii jako "Clipping". Jedná se o destruktivní proces, při němž nenávratně mizí zvuková informace a do nahrávky se dostává nežádoucí zkreslení zvuku. Z hlediska kvality záznamu jsou taková cédéčka bezcenná. Původní záměr vynálezu CD je těmito úpravami zmařen a jediné, co z něho zůstalo, je snadná manipulace a bezdotykové snímání záznamu.
Protože v profesionálních nahrávacích studiích pracují zpravidla dobří zvukoví mistři, je zřejmé, že zmíněné zvukové úpravy nahrávek provádějí zvukaři v masteringových studiích podle zadání vydavatelů, kteří požadují, aby nahrávka byla hlasitá, resp. co možná nejhlasitější. Následující grafy clipping ukazují.

V bílém poli vidíte přemodulovaný signál. V levém kanálu (horním) jsou useknuté vrcholy amplitud,
zatímco v pravém (dolním) kanálu je nižší hlasitost a amplitudy jsou vytvarované.


Na tomto obrázku je stejný úsek nahrávky s úrovní sníženou v bílém poli o 1dB,
aby bylo vidět, že je ve špičkách místo modulace rovná čára.
Modulace na obrázku je z originálního CD Capitol Records U.S.A. z roku 1999.
(The Moffatts - Chapter I: A New Beginning)



Album The Moffatts - Chapter I: A New Beginning 1999 (US Version).






CD zpěvačky Adele - 21, vydané v roce 2011.


Na tomto obrázku vidíte soudobou studiovou nahrávku. Je z alba zpěvačky Adele,
která byla v roce 2011 oceněna několika cenami Grammy. Album vyšlo na labelu
XL RECORDINGS. Název firmy je v tomto případě docela příznačný. Jak vidíte na
useknutých amplitudách, je tato nahrávka nejen XL, ale ještě spíš XXXL!



Při tomto pojetí zvuku na CD nemůže být o nějakém HiFi ani řeč. Bohužel
vydavatelé při své snaze překřičet konkurenci poněkud zapomněli, o co u
záznamu zvuku jde. Stejně tak zapomněli, že každý posluchač má k dispozici
"kliku", označenou VOLUME. Některé přístroje jsou dokonce vybaveny obvody
pro zmenšení dynamiky. Například některá autorádia mají takovou funkci, aby
tiché pasáže z rozhlasového vysílání nebo z přehrávaného CD nezanikaly v hluku
automobilu. Z toho vyplývá, že veškeré úpravy záznamu, umisťovaného na CD
nebo vysílaného v rádiích, jsou nesmyslné a zcela zbytečné.


Každý si může dát VOLUME doprava.

Pro porovnání si prohlédněte, jak vypadá modulace kvalitní - audiofilské, highendové nahrávky. Má výbornou dynamiku a úroveň hlasitosti je využita maximálně, ale není přebuzená. Na dalších snímcích je zobrazen detail jedné vybrané amplitudy (je označena modrou značkou).

Takto vypadá modulace jedné ze skladeb z CD A Taste Of Jazz .



Detail vybrané amplitudy v plné úrovni 0dB.



Na tomto obrázku je stejná amplituda s úrovní sníženou v bílém poli o 1dB,
aby bylo lépe vidět, že je špička nezkreslená.
Tohle je zobrazení záznamu z CD Audio - A Taste Of Jazz (Clearaudio 2002)



-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Abychom však byli korektní, je nutno uvést, že se přece jen objevují cédéčka
s kvalitním záznamem i mimo onu zmiňovanou sféru tzv. audiofilských nahrávek.
Například je to Soundtrack k filmu "The Hobbit - Unexpected Journey", který obsahuje
zvukový záznam ve velmi dobré kvalitě, s velkou dynamikou a bez clippingu.

The Hobbit - Unexpected Journey - Original Motion Picture Soundtrack.

Na dalším obrázku vidíte průběh modulace první kladby "My Dear Frodo".

Modulace Soundtracku The Hobbit - Unexpected Journey..





Zpět