Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 351. Fékezett habzású zajcsökkentők - harmadik flakon

Minél véletlenszerűbb egy információ, annál nagyobb az információtartalma – vélekedtek egykor az információ teoretikusai.

Ha ez igaz lenne, akkor a tökéletes fehér zajnak lenne a legnagyobb az információtartalma, hiszen teljességgel megjósolhatatlan, hogy egy adott pillanathoz képest a következő pillanatban éppen milyen frekvenciájú és mekkora amplitúdójú összetevő lesz benne (lásd a sorozat 11. részét).

Akkor a fordítottja igaz, tehát minél kevésbé véletlenszerű, minél jobban megjósolható egy folyamat, annál nagyobb az információtartalma? Bizony, ez sem igaz, mert például egy végtelen idejű, állandó amplitúdójú szinuszjelnek szintén nulla az információtartalma, feltéve, ha végtelen időtől kezdve és végtelen ideig tudjuk észlelni őt.

A természetben persze nincs tökéletes fehér zaj, ahogy végtelen idejű, állandó amplitúdójú szinuszjel sincs. A valóságban minden jelenségnek, így a hangjelenségeknek is egyaránt vannak jó közelítéssel állandó jellegű (stacionáris) és véletlenszerűnek (sztochasztikusnak) tekinthető részei. Az emberi, hétköznapi beszéd például inkább tekinthető pusztán hangtechnikai szempontból véletlenszerűnek, hiszen ha a szavak értelmétől eltekintünk, periodikus és nemperiodikus hangok teljesen „ötletszerűen” követik egymást. Ezért például – ellentétben a közvélekedéssel – beszéddel lehet legjobban tesztelni valamilyen elektroakusztikai rendszert. A rendszer bármilyen jellegű torzítása azonnal kiderül az ép hallású ember számára, hiszen beszédet már mindenki hallott. S mert az analóg zajcsökkentők nem elemzik a hangfrekvenciás jelet, csupán néhány paramétere alapján művelnek vele valamit, nem véletlen, hogy a tudásukat nem beszédhanggal szokták demonstrálni. De nem sokkal jobb a a helyzet például a fuvola (lásd a sorozat 179. részét) esetében sem. Ennek a hangszernek a jellemzője sok periodikus részhang, de ha a megfújásából eredő szélzaj teljesen eltűnne, a hangszer veszítene a karakteréből. Márpedig a szélhangnak és az analóg mágneses hangrögzítés szalagzajának nagyon hasonló a spektruma.

Mai ismereteink tükrében tehát joggal kritizálhatjuk az analóg zajcsökkentőket, a használatuk azonban a digitális hangtechnika térhódításáig már szinte elkerülhetetlen volt.

Mint a sorozat előző részében említettem, a Dolby Laboratories 1965-ben mutatta be az első működőképes zajcsökkentő berendezését, amely később a Dolby A nevet kapta. Fontos, hogy ekkor még csak professzionális célú felhasználásról volt szó, föl sem merült, hogy egy ilyen drága berendezést – a listaára darabonként 1 495 dollár volt, ami most kb. 14 ezer dollárnak felel meg – otthon is használjanak. Erre nem is került sor.

fhh02

Az A 301-es típus nagy is volt, ronda is volt, rengeteg tranzisztor is volt benne, de működött, és a Decca egyből 9 darabot vett belőle.

A már említett Mozart lemez mellett Mahler 2. szimfóniáját is kiadták, amelynek magnófelvétele Dolby A-val készült.

fhh03

Az EMI viszont azzal utasította el a Dolby 301 megvásárlását, hogy nincs problémája a szalagzajjal. Füllentett, hiszen ma már tudjuk, hogy saját zajcsökkentő modult szabadalmaztatott TG12321 Companison Unit néven, 1962-ben. Az első egységeket 1964-ben szerelték be az Abbey Road-on levő stúdióba.

fhh04

Ez se volt egy szépségkirálynő, ráadásul rengeteg paramétert lehetett csavarintani rajta. Sokáig nem tudták, mi lett a cucc sorsa, aztán 2019-ben újból fölfedezte a Waves Audio, és torzító (szaturátor) számítógépes bővítményként modellezte. A nyitó ára 199 dollár volt, amit napjainkra 36,99 dollárra mérsékeltek.

A Dolby cég nemcsak a brit hang-, hanem a filmstúdióknál is bepróbálkozott. A siker teljesen elmaradt, ugyanis a mozik és a filmek túlnyomó többségének monó hangja volt, olyan monó hang, amelynek szinte egyáltalán nem volt magas tartománya, tehát a zajcsökkentő nem javított a hangzáson. Az úgynevezett Akadémiai görbét, átviteli karakterisztikát 1938-ban hagyta jóvá az az Academy of Motion Picture Arts and Sciences nevű USA-beli társaság, és lényegében mindenhol ezt – vagy még az ennél is rosszabbat – használták a celluloid film hangsávján a hatvanas években.

fhh05

Az akadémiai görbét a legrosszabb esetre találták ki, nem tudván, hogy találékony hangmérnökök és mozigépészek alkalmazásával nincs olyan eset, aminél rosszabb nem lehet. A film szélén lévő korai optikai hangsáv felső határfrekvenciája ritkán érte el a 6 kHz-et. Az optikai sáv fizikai méretének növelése nagyobb jelet adott, de kevesebb magas hangot. A keskenyebb optikai sávnak jobb volt a frekvenciamenete, de kisebb amplitúdójú jellel, tehát nagyobb zajjal. Az optikai hangsávot lejátszó szerkezet és elektronika természetesen további zajokat, többek között sziszegést is előállított. A mozi hangrendszere előerősítőjének kimenetére ezért sáváteresztő szűrőt kapcsoltak. Az akadémiai görbe főbb jellemzői: 40 Hz-en -7 dB, 100 Hz és 1,6 kHz között 0 dB, 5 kHz- en -10 dB, 8 kHz-en -18 dB. A mélyeket kiherélték, a magasakat meg lekaszabolták. Ez a gyakorlat a gyengébb teljesítményű hangrendszereket intézményesítette a jellegzetes „mozihangzás” mércéjeként, és később korlátozta azt a célt, hogy a technika fejlődésével jobb hangzás lehessen a mozikban. Az akadémiai görbe a gazdasági racionalitás alapján történő megoldás volt, nem műszaki, tudományos netán művészeti szempontokat mérlegelő megoldás. Ezen észszerűség képviselői gyakran hangoztatják, hogy a lakosság alig egy százalékát érdekli a „hangzás”. „Miért vesztegessünk erőfeszítéseket a hangfelvétel és a reprodukció módosítására azok számára, akiket ez nem érdekel?” A kapitalista közgazdasági elvek – s általában a tömegtermelés marketingfilozófiája – a technológia redukálását részesíti előnyben a tömeges, átlagos elfogadottság elérése érdekében, amit a rendszerkritikusok McDolnald’s-izálódásnak csúfolnak. Ennek a megközelítésnek az előre nem látható és szerencsétlen következményei megnehezítették a fejlesztéseket a múlt század hatvanas éveinek végéig a normál, 35 mm-es mozifilmek tekintetében. De még ezekkel a korlátozásokkal is jobb volt a mozihang az otthoni lemezjátszókénál (kristályhangszedő) és rádiókénál (középhullám, AM) egészen az 1960-as évek elejéig, amikor megfizethetőkké váltak a jobb Hi-Fi sztereó cuccok. Hozzáteszem, hogy az európai hangosfilm a 2. világháború előtt jobb hangminőséget produkált, mint az USA-beli, de ez az iparág a háború miatt összeomlott, és Nyugat-Európa egyre inkább az USA elvárásainak volt kénytelen megfelelni. (Hogy azután az ezredfordulóra jóval magasabb műszaki követelmények mellett ugyan, de teljesen behódoljon, s csaknem fölszámolja azt az értéket, amit európai filmművészetnek tekintünk.)

A Dolby A zajcsökkentő rendszer sikerét – mint erről már szintén volt szó – a cég San Franciscoba települése hozta meg. Dolby A zajcsökkentőket vásárolt az RCA, az MCA, a CBS és a Vanguard, valamint sok független lemezkiadó. A Dolby Laboratories közben tovább dolgozott annak érdekében, hogy a zajcsökkentője megbízhatóbb és kisebb legyen. 1970-ben bemutatta az A 360-as sorozatot, amelynek lelke a CAT 22 jelű kártya volt.

fhh06

A méretek csökkentése tette lehetővé, hogy a Dolby A-t soksávos felvételekhez anélkül lehessen használni, hogy hatalmas tornyokat kéne építeni.

fhh07

A Dolby A 361-ből a Magyar Hanglemezgyártó Vállalat, a MAFILM és a Magyar Rádió is vásárolt, de míg a lemezgyár és a MAFILM hangstúdiója szomorúzenei felvételek készítéséhez is használta, tudomásom szerint a Magyar Rádió ilyen galádságot nem követett el.

A Dolby A – és minden hasonló zajcsökkentő rendszer – alapja, hogy felvételkor egy oldalláncon valamit hozzáadunk a jelhez, amit lejátszáskor egy oldalláncon keresztül kivonunk belőle.

fhh08

A fenti ábrán látható differenciál-hálózat szűrőkből és határolókból (limiterekből) álló egység.

fhh09

Felvételkor a differenciál-hálózat által képzett alacsony szintű jeleket hozzáadja a rendszer az eredeti jelhez, lejátszáskor pedig kivonja belőle. A Dolby A rendszer a felvételi oldalon egyrészt tömörítő, mert a gyenge jelek szintjét felerősíti (vagy ha úgy tetszik, az erősökét limitálja), másrészt automatikus hangszínszabályzó, mert a tömörítés frekvenciafüggő. A tömörítés, kompresszálás következtében a felvétel jobban ki van vezérelve, a lejátszás során végrehajtott frekvenciafüggő expandálás pedig csökkenti a zajt. Felvételkor az alacsony szintű jelek 5 kHz-ig kb. 10 dB-vel magasabb szintre kerülnek. 5 kHz fölött az erősítés 15 dB-re emelkedik, de 15 kHz fölött nem nő tovább, nehogy a magnó elszálljon. Noha a tömbvázlaton nem tüntették föl, a cucc tartalmaz egy 20 kHz töréspontú aluláteresztő szűrőt a Dolby A egység bemenetén, és egy 30 kHz töréspontú aluláteresztő szűrőt is a készülék végén. De most ugorjunk vissza a differenciál-hálózat elejére! Láthatod, hogy négy sávra van bontva az átvitel. A szűrők csillapítása a törésponti frekvenciáktól kezdve 12 dB/oktáv, tehát másodfokú szűrőkről van szó (lásd a sorozat 63. részét). Sajnos, ezek a szűrők jókorát tolnak a fázison, a tranzienseknek annyi, ha egyébként még lennének. Az 1. szűrő törésponti frekvenciája 80 Hz, aluláteresztő fajta. A 2. szűrő sáváteresztő, 80 Hz és 3 kHz között van az átviteli tartománya. A 3. és a 4. szűrő felüláteresztő, a töréspontjuk 3 kHz és 9 kHz. A Dolby A küszöbszintje, ami alatt nem tömörít, -40 dBu, vagyis 7,75 mV. A Dolby A transzfer karakterisztikáját mutatja az alábbi ábra; a c) a felvételkor hozzáadott, lejátszáskor kivont karakterisztikát ábrázolja.

fhh10

Az talán még érthető lehet, hogy a lineárisnak hívott limiter mit művel: bizonyos jelszint fölött nem engedi tovább nőni a jel amplitúdóját. De mit bűvészkedik a nemlineáris fajta? Nos, ez nem mindig avatkozik be, de ha valami csoda folytán egy gyors tranziens érkezik, amivel az előtte levő limiter nem boldogul, a nemlineáris fejbe vágja, hogy semmiképp se legyen túlvezérlés.

Ray Dolby ragaszkodott ahhoz, hogy a zajcsökkentőn minél kevesebb gombot lehessen tekergetni, nyomogatni. Kívülről tulajdonképpen semmit nem lehet állítgatni, viszont a helyes működés érdekében a magnóra menő és onnan kijövő szinteket össze kell lőni. A Dolby A névleges üzemi szintje kétféle lehet: Az egyik a NAB (Ampex, IEC II) szerinti, amelyhez 185 nW/m, a másik a DIN (CCIR, IEC II.) szerinti, amelyhez 320 nWb/m mágneses fluxus tartozik. Ha drágán is, de még lehet kapni Dolby A kalibráló szalagot. A Dolby A mérőjel ilyen:

A szalagot lejátszva, a magnó lejátszó erősítőjének szintszabályzóját addig kell tekerni, ameddig a Dolby A zajcsökkentő kis műszere a megfelelő szintet nem mutatja.

fhh11

A Dolby Laboratories előírása szerint minden Dolby A-val rögzített felvétel elé szinthelyes Dolby A mérőjelet kell(ett volna) felvenni. A Dolby A 361-ben van olyan oszcillátor, amely mérőjelet állít elő. Ha ilyen jelet nem vettek föl, akkor nagy szenvedés lejátszani a nótát. A eögzített mérőjel azért is hasznos, mert ezt lejátszva és a spektrumát elemezve következtethetünk arra, hogy az évtizedek során mennyire rohadt el a felvétel, és esetleg újabb szűrőkkel kompenzálhatjuk a veszteséget.

A Dolby A zajcsökkentő használata gyorsan terjedt az USA-beli lemezstúdiókban, hogy azután a hangosfilm gyártás és vetítés se tudjon megmenekülni tőle. 1971-ben mutatták be a Mechanikus narancs című filmet. Ez volt az első film, ahol a teljes hangtechnológiai folyamatban Dolby A zajcsökkentőket használtak egészen a kópiára kerülő, végleges kevert hangig (printmaster). A film végső hangformátuma akadémiai monó volt, mivel a mozik ekkor még nem voltak felszerelve zajcsökkentőkkel.

Szintén 1971-ben mutatták be a Csendes forradalom című filmet, amelynek már a kópiája is Dolby A zajcsökkentő eljárással készült.

1972-ben az amerikai döntnökök – többek között a Dolby Laboratories nyomására – gondoltak egy merészet, és az akadémiai görbét felváltották az un. X görbével.

fhh12

Az átvitel „lapos” tartománya kicsit szélesebb lett, a magas vágás mértéke pedig 3dB/oktávra szelídült. Noha első, sőt, sokadik ránézésre is ez egy viccnek tűnik, viszont a nagyobb frekvenciájú zaj-összetevők csökkentésének már lett értelme, különösen azok után, hogy a sztereó átvitel érdekében az optikai hangcsíkot kettéosztották, s ezáltal a jel-zaj viszony legalább 3 dB-t romlott. Biztosan feltűnt, hogy miért 3dB/oktáv a magas hangok csillapítása. Azért, mert így a mozik hangrendszerének magas átvitele rózsazajjal (lásd ismét a sorozat 11. részét) könnyedén beállítható.

S itt megint álljunk meg egy polgári szóra! Többféle optikai sztereó filmhang eljárás létezett, de azt, amit a Dolby és más cégek használtak (lenyúltak) a múlt század hetvenes éveiben, 1972-ben 20 országban szabadalmaztatta Dr. Erdélyi Gábor hangmérnök. Az első magyar mozgókép, ami ezzel az eljárással készült, a Szikrázó lányok címet viselte, s azért nem írom, hogy film volt, mert ilyen pocsék termékkel ritkán találkoztam. (Annak idején a Magyar Rádió egyik műsorában aláztam a sárga földig a vackot.) Ám erről legkevésbé Dr. Erdélyi Gábor tehetett. A film egy darabkáját a kép utáni linken láthatod.

fhh13

https://vimeo.com/236602709

Az egyik leghíresebb, Dolby A-val készült, korai sztereó fényhangos film a Led Zeppelint szerepeltető, A dal ugyanaz marad című alkotás volt, 1974-ben.

Ez a film még nem viselte a Dolby Stereo nevet, hiszen még nem 3+1 csatornás hang volt, csak sima sztereó. Az első Dolby Stereo hangú film a Sztár születik volt, 1976-ban.

Ennek vetítésekor egyes mozikban szubbasszus hangsugárzókat is használtak. A szubbasszus egyszerű szűrőzéssel keletkezett.

fhh14

A mozis Dolby A-t még évekig finomították. A hangstúdiókban azonban kiderült, hogy ez az eljárás 16 magnósávnál többel nem birkózik meg, a 10-15 dB-nyi zajcsökkentés kevés. Ám még évekig várni kellett az utódjára, a Dolby SR-re. A Dolby SR egységek egyébként átkapcsolhatók Dolby A-ra.

Az EMI egykori zajcsökkentőjéhez hasonlóan, a Dolby A egységek is alkalmazhatók effekteszközként, ha csak a felvételi részét használjuk. Ezt Dolby A trükknek nevezik. Gyakran úgy használják, hogy a két alsó sávot szabályozó egységet letiltják, majd az éneksávot masszírozzák, hogy az énekhang fényesebb legyen. Mivel a Dolby A 301-ben négy külön kártya volt, csak ki kell húzni a két fölöslegeset. A trükk végrehajtásához számítógépes bővítmény is készült az AudioThink cég jóvoltából, 2019-ben.

fhh15

Az effektet John Lennon trükknek is nevezik, valójában nincs köze hozzá, de a legenda szerint így fényesítették a hangját. Hasonlót tud a Slate Digital Fresh Air (Friss Levegő) nevű bővítménye.

Ez a 2020-ban bemutatott bővítmény tök ingyen tölthető le, tehát már ezért is megéri, hogy kipróbáld. A letöltéshez un. iLok fiók kell, de ezért sem kell fizetni. Pöppet macerás a letöltés, de végül .vst, .vst3, .au és .aax formátumú bővítményeket kapsz, amelyek közül az általad szeretettet csak be kell másolnod a hangmunkaállomásod bővítmények (Plugins) mappájába, és máris indulhat a móka. Az idő múlásának ármánya, hogy Windowson csak win 10-en vagy 11-en hajlandó futkorászni. A letöltéshez a kép alatti linkről indulj!

fhh16

https://slatedigital.com/fresh-air/