Phonautograph – Wikipedia

Frühestes bekanntes Gerät zur Schallaufzeichnung, patentiert 1857, zur Übertragung von Schallwellen auf Papier oder Glas; ursprünglich nicht für die Wiedergabe gedacht und erstmals 2008 über digitale Technologie zu hören

Das Phonautograph ist das früheste bekannte Gerät zur Tonaufnahme. Zuvor wurden Aufzeichnungen über die schallerzeugenden Vibrationsbewegungen von Stimmgabeln und anderen Objekten durch physischen Kontakt mit ihnen erhalten, jedoch nicht über tatsächliche Schallwellen, die sich durch Luft oder andere Medien ausbreiteten. Es wurde vom Franzosen Édouard-Léon Scott de Martinville erfunden und am 25. März 1857 patentiert.^[1] Es transkribierte Schallwellen als Wellen oder andere Abweichungen in einer Linie, die auf rauchgeschwärztem Papier oder Glas aufgezeichnet war. Es ist ausschließlich als Laborinstrument für das Studium der Akustik gedacht und kann verwendet werden, um die Amplitudenhüllkurven und Wellenformen von Sprache und anderen Tönen visuell zu untersuchen und zu messen oder um die Frequenz einer bestimmten Tonhöhe durch Vergleich mit einer gleichzeitig aufgezeichneten Referenzfrequenz zu bestimmen .

Anscheinend ist vor den 1870er Jahren niemandem in den Sinn gekommen, dass die Aufnahmen genannt werden Tonträgerenthielten genügend Informationen über den Klang, so dass sie theoretisch verwendet werden konnten, um ihn wiederherzustellen. Da es sich bei der Phonautogrammverfolgung um eine unwesentliche zweidimensionale Linie handelte, war eine direkte physikalische Wiedergabe in jedem Fall unmöglich.

Mehrere vor 1861 aufgenommene Tonträger wurden 2008 erfolgreich als Ton abgespielt, indem sie optisch gescannt und die Scans mithilfe eines Computers in digitale Audiodateien umgewandelt wurden.

Konstruktion[edit]

Detail eines Phonautogramms von 1859

Édouard-Léon Scott de Martinville, von Beruf Drucker und Buchhändler, war begeistert, als er im Laufe seines Geschäfts zufällig über die Anatomie des menschlichen Ohrs las. Sein Phonautograph wurde als Analogon von Gehörgang, Trommelfell und Gehörknöchelchen konstruiert. Scott hat verschiedene Varianten des Geräts erstellt. Die Funktionen des Gehörgangs und des Trommelfells wurden durch ein trichterartiges Horn oder einen kleinen offenen Lauf mit einer flexiblen Membran aus Pergament oder einem anderen geeigneten Material simuliert, das über das kleine Ende gespannt war. Eine Schweineborste oder ein anderer sehr leichter Stift war mit der Membran verbunden, manchmal durch eine indirekte Verbindung, die die Gehörknöchelchen grob simulierte und als Verstärkungshebel diente. Die Borste zeichnete eine Linie durch eine dünne Schicht Lampenschwarz – fein verteilter Kohlenstoff, der von der Flamme einer Öl- oder Gaslampe abgelagert wurde – auf einer sich bewegenden Oberfläche aus Papier oder Glas. Der vom simulierten Ohr gesammelte und auf die Borste übertragene Schall bewirkte, dass die Leitung entsprechend den vorbeiziehenden Luftdruckschwankungen moduliert wurde, wodurch eine grafische Aufzeichnung der Schallwellen erstellt wurde.

Martinvilles erstes Patent beschrieb eine flache Aufzeichnungsfläche und einen gewichtsgetriebenen Uhrwerkmotor, aber die spätere und bekanntere Form seiner Erfindung, die 1859 von Rudolph Koenig vermarktet wurde, wurde auf einem Blatt lampenschwarz beschichtetem Papier aufgezeichnet, das um einen handumwickelten Zylinder gewickelt war -gekurbelt. Der Zylinder wurde auf einer Stange mit grobem Gewinde getragen, so dass er sich beim Drehen entlang seiner Achse bewegte und eine spiralförmige Spur erzeugte. Die Länge der Aufnahme, die aufgenommen werden konnte, hing von der Rotationsgeschwindigkeit ab, die schnell sein musste, um die einzelnen Wellenformen verschiedener Klänge detailliert aufzulösen. Wenn nur längerfristige Dynamiken wie die Kadenzen der Sprache untersucht würden, könnte der Zylinder viel langsamer gedreht und eine längere Aufzeichnung durchgeführt werden. Einige Phonautographen enthielten eine Stimmgabel oder andere Mittel zum gleichzeitigen Aufzeichnen einer bekannten Referenzfrequenz.

Mehrere andere Erfinder stellten anschließend modifizierte Versionen des Phonautographen her und zeichneten die schallmodulierte Linie unter Verwendung verschiedener Geräte und in verschiedenen Formaten auf, entweder um die Scott-Apparatur zu verbessern oder um sie an bestimmte Anwendungen anzupassen. In mindestens einem Fall wurde eine vollständige Rückkehr zu den konzeptuellen Ursprüngen des Geräts erreicht, indem die erhaltenen Teile eines tatsächlichen menschlichen Ohrs verwendet wurden.

Wiedergabe[edit]

Mitte April 1877 hatte Charles Cros erkannt, dass eine Phonautographenaufnahme wieder in Ton umgewandelt werden kann, indem die Spur in eine Metalloberfläche eingraviert wird, um eine spielbare Rille zu erzeugen, und dann mit einem Stift und einer Membran ähnlich denen des Phonautographen die Aufnahme umgekehrt wird Verarbeiten und erstellen Sie den Sound neu. Bevor er seine Ideen in die Praxis umsetzen konnte, verwies die Ankündigung von Thomas Edisons Phonograph, der Schallwellen aufzeichnete, indem er sie in ein Blatt Alufolie drückte, von dem sie sofort wiedergegeben werden konnten, Cros ‘weniger direkte Methode vorübergehend in die Dunkelheit.

Zehn Jahre später verwendeten die frühen Experimente von Emile Berliner, dem Schöpfer der Scheibe Grammophon, ein Aufnahmegerät, das im Wesentlichen eine Scheibenform des Phonautographen war. Es zeichnete eine klare schallmodulierte Spirallinie durch eine dünne schwarze Beschichtung auf einer Glasscheibe. Das zuerst von Cros vorgeschlagene Fotogravurverfahren wurde dann verwendet, um eine Metallscheibe mit einer spielbaren Rille herzustellen. Diese Experimente von Berliner aus dem Jahr 1887 waren wohl die ersten bekannten Tonreproduktionen von Schallplattenaufnahmen.^[2]

Soweit bekannt, wurde jedoch nie versucht, mit dieser Methode eines der erhaltenen frühen Phonautogramme von Scott de Martinville abzuspielen. Möglicherweise lag dies daran, dass die wenigen Bilder, die allgemein in Büchern und Zeitschriften verfügbar waren, vielversprechende kurze Tonausbrüche, fragmentarische Bereiche längerer Aufnahmen oder einfach zu grob und undeutlich waren, um ein solches Experiment anzuregen.^[3]

Fast 150 Jahre nach ihrer Aufnahme wurden vielversprechende Exemplare von Scott de Martinvilles Phonautogrammen, die in seinen Papieren im französischen Patentamt und an der Académie des Sciences aufbewahrt wurden, von amerikanischen Audiohistorikern gefunden. Es wurden qualitativ hochwertige Bilder von ihnen erhalten. Im Jahr 2008 spielte das Team die Aufnahmen zum ersten Mal als Ton ab. Zur Durchführung der Wiedergabe wurden moderne computergestützte Bildverarbeitungsverfahren verwendet. Die ersten Ergebnisse wurden unter Verwendung eines speziellen Systems erzielt, das für die optische Wiedergabe von Aufnahmen auf konventionelleren Medien entwickelt wurde, die zu zerbrechlich oder beschädigt waren, um mit herkömmlichen Mitteln abgespielt zu werden. Später wurde festgestellt, dass allgemein verfügbare Bildbearbeitungs- und Bild-Ton-Konvertierungssoftware, die nur einen qualitativ hochwertigen Scan des Phonautogramms und eines normalen Personalcomputers erfordert, für diese Anwendung ausreichend ist.^[4][5]

Unabhängig davon, welche Hardware und Software verwendet wird, ist das Grundprinzip relativ einfach. Wenn ein stark vergrößertes Bild eines Segments einer Phonautographen-Verfolgung als horizontal ausgerichtete wellenförmige Linie auf ein Blatt Millimeterpapier projiziert würde, könnte eine numerische Beschreibung der Linie erstellt werden, indem von einer Rasterspalte zur nächsten übergegangen wird und die Anzahl gezählt wird von Quadraten zwischen der Linie und einer geraden horizontalen Referenzlinie und Erstellen einer Liste der Zahlen. Eine solche Liste ist in der Tat eine digitale Audiodatei der einfachsten Art. Wenn es im erforderlichen Format und mit den erforderlichen Datei-Header-Informationen in einen Computer eingegeben wird, kann es als Sound abgespielt werden. Natürlich benötigt ein Computer keinen Projektor oder Millimeterpapier, um ein gescanntes Phonautogramm nach vergleichbaren Verfahren in eine abspielbare digitale Audiodatei umzuwandeln.

Eine Komplikation besteht darin, dass die Phonautogramme von Scott de Martinville auf Maschinen aufgezeichnet wurden, die nicht von Motor, sondern von Hand angekurbelt wurden, was zu einer instationären Drehung des Zylinders führte. Das unregelmäßige Schwanken der Tonhöhe, das durch die Wiedergabe solcher Aufnahmen mit konstanter Geschwindigkeit verursacht wird, kann das Verstehen von Sprache erheblich erschweren und hat offensichtlich schwerwiegende Auswirkungen auf die Wiedergabe von Musik. Glücklicherweise hatten mehrere Tonträger eine separate parallele Spur, die gleichzeitig mit der Sprachspur eingeschrieben war und in der ein konstanter Referenzton aufgezeichnet worden war. Durch Arbeiten mit kurzen Segmenten der gepaarten Spuren und Einstellen beider Segmente, so dass der Referenzton auf einer konstanten Tonhöhe gehalten wurde, war es möglich, die Unregelmäßigkeit zu korrigieren und die Ergebnisse erheblich zu verbessern.

Wiederhergestellte Sounds[edit]

	Dieses Phonautogramm von 1860 von Édouard-Léon Scott de Martinville ist die älteste bekannte verständliche Aufnahme der menschlichen Stimme. Gespielt mit der Geschwindigkeit, von der jetzt angenommen wird, dass sie die richtige ist.[6] es zeigt eine Männerstimme, vermutlich die von Scott de Martinville, die sehr langsam singt. Die Wörter sind “Au clair de la lune, mon ami Pierrot, prête-m -“.
Probleme beim Abspielen dieser Datei? Siehe Medienhilfe.

Ein am 9. April 1860 erstelltes Phonautogramm war eine 20-sekündige Aufnahme des französischen Volksliedes “Au clair de la lune”.^[7] Aufgrund einer verwirrenden technischen Terminologie von 1860 wurde es zunächst mit der doppelten ursprünglichen Aufnahmegeschwindigkeit abgespielt und als Stimme einer Frau oder eines Kindes angesehen. Mit der richtigen Geschwindigkeit hört man die Stimme eines Mannes, mit ziemlicher Sicherheit de Martinville selbst, das Lied sehr langsam singen.^[6] Ebenfalls geborgen wurden zwei 1860 Aufnahmen von “Vole, petite abeille” (“Fliege, kleine Biene”), einem lebhaften Lied aus einer Comic-Oper.^[8] Zuvor war die früheste bekannte Aufnahme von Vokalmusik eine Aufnahme eines Wachszylinder-Phonographen eines Händel-Chorkonzerts von 1888.

Ein Phonautogramm mit den Eröffnungszeilen von Torquato Tassos Pastoraldrama Aminta wurde ebenfalls gefunden. Dieses Phonautogramm wurde wahrscheinlich im April oder Mai 1860 aufgenommen und ist die früheste bekannte Aufzeichnung verständlicher gesprochener Wörter, die wiedergegeben werden sollen.^[9][10] vor Frank Lamberts sprechender Uhraufnahme von 1878. Frühere Aufnahmen aus den Jahren 1857, 1854 und 1853 enthalten ebenfalls de Martinvilles Stimme, sind jedoch aufgrund ihrer geringen Qualität, Kürze und Unregelmäßigkeit der Geschwindigkeit unverständlich.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Weiterführende Literatur[edit]

Externe Links[edit]