Fantasound este primul sistem de film audio din lume cu sunet multicanal . Dezvoltat de inginerii studioului de film Walt Disney și folosit pentru a crea sunetul surround al desenului animat Fantasia , lansat pe 13 noiembrie 1940 [1] .
Primele sisteme de film sonor cu coloană sonoră compozită optică , care au devenit obișnuite la mijlocul anilor 1930, au făcut posibilă reproducerea unui singur canal de sunet folosind unul sau mai multe difuzoare situate în spatele ecranului sau în apropierea acestuia. Frecvența și intervalele dinamice ale coloanei sonore optice din acei ani erau suficiente pentru reproducerea vorbirii, dar limitau posibilitățile de acompaniament muzical. Imaginea sonoră cu o singură sursă de sunet era prea „plată” și la studioul Disney, sub conducerea inginerului șef William Garity, a început dezvoltarea unei tehnologii fundamental noi, care a primit imediat numele de lucru „Fantasy Sound”.
Sarcina principală stabilită în fața designerilor a fost să creeze iluzia de a muta sursa de sunet urmând imaginea acesteia pe ecran. S-a constatat că prin plasarea a două difuzoare la distanță de 5 până la 6 metri, acest efect este posibil, dar simpla ajustare a echilibrului volumului nu este suficientă. Problema a fost rezolvată după inventarea unui sistem cu trei canale cu o tranziție lină a sunetului între difuzoarele din stânga, centrală și dreapta folosind un reostat panoramic Pan-pot ( English Panoramic Potentiometer, Pan-Pot ) [2] . A doua sarcină, care a fost rezolvată de dezvoltatorii sistemului, a fost extinderea intervalului dinamic , care este insuficient pentru reproducerea muzicii de înaltă calitate. Datorită caracteristicilor tehnice ale înregistrării optice a sunetului, raportul semnal-zgomot nu a depășit 40 de decibeli pentru majoritatea fonogramelor acelor ani . A fost posibil să se elimine problema prin utilizarea câștigului variabil la înregistrarea și redarea semnalelor audio. În locurile liniștite, înregistrarea a avut loc la câștig maxim, care a scăzut concomitent cu creșterea volumului. În timpul redării, a avut loc procesul invers, când în locuri liniștite câștigul a fost redus și crescut pentru sunetele puternice. Dispozitivul a fost numit „Togad” ( Reglarea câștigului operată prin ton în engleză ) [3] .
Prin crearea unui sunet fundamental nou, Walt Disney spera să reînvie succesul comercial al filmelor cu Mickey Mouse , care își pierd rapid din popularitate la mijlocul anilor 1930 [4] . În ianuarie 1938, a fost făcută prima încercare de a înregistra separat instrumentele unei orchestre simfonice folosind mai multe microfoane . Astfel, a fost creată o coloană sonoră de nouă minute a desenului animat „Ucenicul vrăjitorului” din seria Silly Symphonies , formată din scherzo simfonic cu același nume de Paul Duke . În timpul procesului de producție, s-a câștigat o experiență valoroasă în amestecarea înregistrărilor separate de instrumente muzicale într-o singură piesă pseudo-stereo , dar succesul comercial al filmului a fost pus la îndoială din cauza cheltuielilor care au ajuns la 125 de mii de dolari . S-a decis reformatarea clipului scurt într-o bandă muzicală de lungime completă, care a primit titlul de lucru „Film-Concert” [4] .
Sesiunile de înregistrare cu Orchestra din Philadelphia au început în aprilie 1939 și au durat 7 săptămâni la Academia de Muzică din Philadelphia . 33 de microfoane, amplasate în diferite locuri ale orchestrei, transmiteau un semnal către 8 aparate de înregistrare a sunetului instalate la subsolul clădirii [5] . Mișcarea filmelor în toate dispozitivele a fost sincronizată conform tehnologiei general acceptate pentru filmarea sincronă : datorită unei surse comune de curent alternativ pentru motoarele electrice. Au fost luate precauții speciale pentru a reduce riscul de incendiu din cauza substratului inflamabil de nitroceluloză al filmului. În clădire nu puteau fi mai mult de 18 rulouri în același timp, iar restul stocului a fost depozitat într-o dubă parcată în apropiere. Șase dispozitive au înregistrat piese sonore ale secțiunilor individuale ale orchestrei: violoncel și bas, viori, viole, alamă și tobe. Al șaptelea dispozitiv a înregistrat semnalul total al primilor șase, iar al optulea a fost conectat la un microfon de la distanță, înregistrând imaginea generală a sunetului. Canalul 7 a fost ulterior folosit fără modificări pentru a produce o coloană sonoră combinată de printuri de film convenționale destinate rețelei de cinematografe principale din SUA , cu reproducere monofonică a sunetului. A opta a fost utilă la crearea unei coloane sonore multicanal, ca primă încercare de „ sound surround ”.
În timpul procesului de înregistrare, a fost adăugat un alt canal cu un semnal de referință conceput pentru sincronizarea și etapizarea desenelor caricaturistilor . Fiecare microfon a fost conectat la consola centrală și, în conformitate cu scorul , a fost oprit de către operator în timpul pauzelor pentru a reduce cantitatea de zgomot. Tehnicienii din subsol au monitorizat sunetul fiecărui canal în căști , ajustându-i nivelul cu osciloscoape . Studioul a devenit unul dintre primii clienți ai Hewlett-Packard , cumpărând 8 generatoare de frecvență joasă HP200A pentru reglarea echipamentelor [6] [7] . În 42 de zile, au fost înregistrate 483 de mii de picioare (aproape 150 de kilometri ) de film, care, după prelucrare în laborator , a fost trimis la Studiourile Disney din Burbank , unde a fost mixată piesa finală [8] . Coloana sonoră originală cu nouă canale pe filme separate a fost transformată într-o coloană sonoră cu patru canale tipărită pe un singur film comun. Coloana sonoră a vorbirii, înregistrată într-un studio de ton convențional, a fost, de asemenea, distribuită pe trei canale, în conformitate cu mișcarea personajelor care vorbesc pe ecran.
Sistemul Fantasound s-a bazat pe utilizarea unui film separat pentru coloana sonoră, care a fost redată în cinema de un film-fonograf cu un mecanism de unitate de bandă sincronizat cu un proiector de film folosind o sincronizare [3] . Pentru demonstrația continuă a filmelor de lungă durată, în camera de control au fost instalate două fonografe de film împreună cu două posturi de proiecție a filmului . Filmul de cinema încărcat în fiecare film de fonograf conținea o coloană sonoră optică cu patru canale de lățime variabilă. Cele patru piste au fost tipărite pe rând de un copiator cinematografic special, fiecare piesă fiind dublată optic în lățime pentru a extinde și mai mult intervalul dinamic. Pentru a păstra detaliile fine ale fonogramei care conține frecvențe înalte, tipărirea a fost efectuată folosind radiații ultraviolete [9] .
Coloana sonoră finală a filmului a fost pseudo-stereo , deoarece cele trei piste sonore ale sale au fost obținute prin mixarea a șase canale ale înregistrării originale de studio [10] . A patra pistă conținea un semnal de control constând dintr-o înregistrare a trei frecvențe de 250, 630 și 1600 Hz, suprapuse una peste alta și modulate în amplitudine de nivelul mediu al frecvențelor audio de la cele trei canale principale [9] . O fonogramă cu patru piste a ocupat toată lățimea dintre perforații și a fost citită printr-o lovitură ușoară de 1,25 mil lățime (aproximativ 31 de microni ) în timpul redării [3] . Pe lângă o lampă cu incandescență pentru citirea sunetului , filmul-fonograful conținea un sistem optic care împarte imaginea unei lovituri obișnuite de citire a sunetului în patru parțiale, corespunzătoare pistelor de pe film. Fiecare dintre fasciculele de lumină primite a fost direcționat de un sistem de oglinzi către una dintre cele patru fotocelule separate, care transformă fluctuațiile de iluminare într-un curent de frecvență sonoră pulsatorie .
Dintre cele patru canale primite, trei transportau informații sonore, iar al patrulea conținea un semnal de serviciu cu frecvență variabilă, care, folosind sistemul Togad, controla volumul de redare al canalelor frontale [11] . Astfel, a fost posibilă extinderea gamei dinamice până la 70 de decibeli conform unui principiu apropiat de sistemele moderne de reducere a zgomotului compander . Numărul și amplasarea difuzoarelor care reproduceau o astfel de fonogramă s-au schimbat de mai multe ori în timpul dezvoltării sistemului, care a continuat până la sfârșitul funcționării acestuia. Au fost 10 configurații de difuzoare în total. Primul dintre ele, creat pentru sunet experimental pe două canale, a constat dintr-un sistem de difuzoare în afara ecranului și patru situate la colțurile sălii. Comutarea acestuia din urmă a fost efectuată manual, distribuind sunetul celui de-al doilea canal „spectaculos”.
Sistemul Mark II a fost proiectat pentru o fonogramă cu trei canale și conținea trei difuzoare suplimentare: două pe pereții laterali și una pe tavanul sălii. Comutarea a fost efectuată și manual de un reostat. Complexitățile mixării manuale au fost eliminate în următoarea versiune a lui Mark III, unde comutarea s-a făcut automat, pe baza semnalelor celui de-al patrulea canal de control. Sistemul Mark IV era similar cu Mark II, dar diferă de acesta prin aceeași comutare automată a canalului ca și Mark III. A fost instalat în camera de vizionare a unuia dintre studiourile Disney, iar partea sa electronică conținea până la 400 de tuburi radio . Versiunea Mark V a rulat doar o zi la noul studio din Burbank din cauza unei erori de personal care a amestecat conexiunile. Următorul sistem Mark VI a fost mai simplu: trei canale frontale și trei canale de control. Ea a fost cea care a fost folosită în primele încercări de a crea coloana sonoră finală a „Fanteziei”.
Prima versiune lansată în serie a echipamentului Phantasound de către RCA a fost de tip Mark VII, completată de un redresor de semnal de control . Mixarea finală a coloanei sonore „Fantasy” a avut loc pe un sistem Mark VIII echipat cu un redresor push-pull. Înainte de premieră, același echipament a fost instalat în cinematografele din New York . Demonstrația filmului „Fantezie” a fost realizată folosind trei canale off-screen cu câte 12 difuzoare. Dintre acestea, patru au fost de înaltă frecvență, iar opt au fost de joasă frecvență, în total 36 de difuzoare fiind amplasate în spatele ecranului. În plus, la cele două canale extreme au fost conectate încă 22 de difuzoare cu o putere de 50 de wați, distribuite pe întregul perimetru al sălii [10] .
După debutul filmului, au fost dezvoltate încă două variante de echipament Phantasound. 14 cinematografe ale lanțului Disney au fost reechipate cu echipamente noi de reproducere a sunetului [11] . Restul distribuitorilor de filme nu s-au grăbit să profite de noutate, a cărei instalare a costat o avere. Fantasia a fost singurul film cu sunet optic multicanal care nu a devenit niciodată un standard cinematografic datorită complexității și efectului stereo slab [12] . Cu toate acestea, munca de creare a „Phantasound” a pus bazele tehnologice și teoretice pentru mai multe dezvoltări de succes postbelice ale acompaniamentului sonor multicanal. Principiul stereofoniei cu trei canale cu un al patrulea canal de control, testat în sistem, a fost folosit în 1953 pentru a crea standardul de fonogramă magnetică în format CinemaScope [13] .