Φυσικοί βρίσκουν τρόπο να βελτιώσουν τον ήχο

Από την ιστοσελίδα RedNova, 29 Απριλίου 2004

Δύο φυσικοί έχουν ανακαλύψει έναν τρόπο να αναδημιουργήσουν ψηφιακά τις παλαιές ηχογραφήσεις σε παλιούς και κατεστραμμένους δίσκους.

Τέσσερα χρόνια αφότου ο φυσικός των στοιχειωδών σωματιδίων Carl Haber άκουσε σε μια ραδιοφωνική εκπομπή σχετικά με την πρόκληση της συντήρησης των παλαιών ηχογραφήσεων, ανακάλυψε μια μέθοδο  για τη διάσωση της παλαιάς ηχογραφημένης κλασικής μουσικής.

Ο Haber και ο συνεργάτης του φυσικός, Vitaliy Fadeyev, στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence του Μπέρκλεϋ, έχουν βρει έναν τρόπο να αναδημιουργήσουν ψηφιακά τα αυλάκια σε στρεβλωμένους ή κατεστραμμένους δίσκους μουσικής από γουταπέρκα καθώς και κέρινους κυλίνδρους - και τους παίζουν χρησιμοποιώντας κάποια εικονική βελόνα.

Χρησιμοποίησαν για το σκοπό αυτό την ίδια μέθοδο οπτικής ανίχνευσης - με τη βοήθεια ενός μικροσκοπίου και υπολογιστών - που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για τη μέτρηση της τροχιάς των υποατομικών σωματιδίων.

Φωτογραφίζουν τις αυλακώσεις

Οι δύο φυσικοί τραβούν χιλιάδες διαδοχικές φωτογραφίες μεγάλης ευκρίνειας από τις αυλακώσεις και στη συνέχεια τις ενώνουν αποκτώντας σαφή εικόνα της κυματοειδούς μορφής τους. Παράλληλα υπολογίζουν την πορεία που θα ακολουθούσε η βελόνα αν περνούσε ανάμεσά τους για να κάνει αναπαραγωγή του μουσικού κομματιού.

"Παίρνουμε την εικόνα και επιτρέπουμε στο υπολογιστικό μοντέλο να συμπεριφερθεί όπως η βελόνα», λέει ο Haber.

Όταν τραβηχτούν οι φωτογραφίες, αναλαμβάνει δουλειά ένας ειδικός αλγόριθμος, ο οποίος ανιχνεύει την ύπαρξη γρατζουνιών ή κηλίδων σκόνης στις αυλακώσεις και τις εξαφανίζει. Στη συνέχεια, το λογισμικό του ηλεκτρονικού υπολογιστή προσομοιώνει την κίνηση της βελόνας στον δίσκο ή τον κύλινδρο και ο ήχος που αναπαράγεται μετατρέπεται αυτομάτως σε ένα ψηφιακό αρχείο.

"Αυτό είναι και το πλεονέκτημα της μεθόδου. Δεν υπάρχει καμία επαφή με τον δίσκο. Εσύ φωτογραφίζεις τις αυλακώσεις και μετά είναι δουλειά τού λογισμικού το πώς θα προχωρήσει η αναπαραγωγή του ήχου», αναφέρει ο Haber.

Οι δύο φυσικοί δοκίμασαν αρχικά τη μέθοδό τους χρησιμοποιώντας έναν δίσκο 78 στροφών. Πήραν μία ηλεκτρονική φωτογραφική μηχανή του εμπορίου και ένα μικροσκόπιο ώστε να τραβήξουν λεπτομερείς εικόνες των αυλακώσεων. Όμως η διαδικασία ήταν χρονοβόρα, καθώς απαιτήθηκαν 40 λεπτά για να αναπαραχθεί ψηφιακά ένα δευτερόλεπτο ήχου από τον δίσκο. Στη συνέχεια βελτίωσαν τα συστήματα φωτογράφησης και ανίχνευσης των δίσκων, με αποτέλεσμα να καταφέρουν σε σύντομο χρονικό διάστημα να αναπαράγουν ολόκληρα τραγούδια

Η νέα μέθοδος μπορεί να αποδειχθεί αρκετά σημαντική για την αναπαραγωγή κομματιών που ηχογραφήθηκαν σε παλιούς δίσκους, οι οποίοι είναι πλέον ιδιαίτερα εύθραυστοι ή έχουν υποστεί σοβαρές ζημιές. Με τον τρόπο της φωτογραφικής - ψηφιακής αναπαραγωγής μπορεί να ξαναζωντανέψουν μουσικά κομμάτια τα οποία ηχογραφήθηκαν σε δίσκους ή κέρινους κυλίνδρους που είναι γρατζουνισμένοι, σπασμένοι ή ακόμη και θρυμματισμένοι.

Η τεχνική ανιχνεύει και φιλτράρει οποιεσδήποτε γρατσουνιές, καθώς επίσης και χρατς και ανεπιθύμητα πηδήματα από τη σκόνη. Λειτουργεί, επίσης, με δίσκους βινυλίου αν και τέτοιες εγγραφές δεν έχουν τόση ανάγκη να μεταγραφούν.

Κατά προσέγγιση 2,5 εκατομμύρια εγγραφές μουσικής και λόγου αποθηκεύονται στη βιβλιοθήκη του Κογκρέσου των ΗΠΑ - που είναι κι ο χορηγός του προγράμματος - αλλά κάποιες από αυτές είναι πάνω από ένα αιώνα παλαιές και πολύ λεπτές. Οι αρχειοφύλακες του Κογκρέσου αν χρησιμοποιήσουν πραγματική βελόνα διακινδυνεύουν την καταστροφή των εγγραφών αν τα παίξουν για να τα επαναγράψουν.

Ο Mark Roosa, διευθυντής της βιβλιοθήκης για τη συντήρηση, λέει ότι η νέα τεχνική αναδημιουργεί τον ήχο όπως δεν τον είχε φανταστεί ποτέ, ακόμα κι αν υπάρχουν ρωγμές στον κύλινδρο.

Οι φυσικοί ελπίζουν ότι η έρευνά τους θα οδηγήσει τελικά σε μια μηχανή για να συντηρηθούν τα αρχεία των ιστορικών ήχων και μουσικής.

"Οι αρχειοφύλακες θέλουν εργαλεία που θα τους επιτρέψουν να αντιγράψουν τις εγγραφές, με όσο το δυνατόν μικρότερη επέμβαση", αναφέρει ο Haber.

Στην ηλεκτρονική διεύθυνση www-cdf.lbl.gov/~av μπορεί όποιος θέλει να ακούσει σε τρεις διαφορετικές εκδοχές ένα φολκλορικό τραγούδι που ηχογραφήθηκε το 1950 και έχει τίτλο «Goodnight Irene». Στην πρώτη περίπτωση η αναπαραγωγή του κομματιού έγινε με τη μέθοδο που αναπτύσσουν οι δύο Αμερικανοί, στη δεύτερη περίπτωση το ίδιο τραγούδι ακούγεται όπως κυκλοφορεί σε δίσκο CD του εμπορίου και στην τρίτη περίπτωση όπως ακριβώς ακούγεται με τη χρήση πικάπ.

Πρόσφατα, οι δύο τους επαναδημιούργησαν ένα μουσικό κομμάτι που είχε αποθηκευτεί σε κέρινη πλάκα του 1909. Σε αυτές τις πλάκες, ο ήχος είναι αποθηκευμένος με κατακόρυφη διάταξη και, όπως λέει ο Haber, "αν τον κοιτάξεις από πάνω δεν μπορείς να διακρίνεις το ύψος των αυλακώσεων. Επομένως οι τεχνικές που χρησιμοποιούμε στους δίσκους του βινυλίου, για να αποτυπώσουμε σε ψηφιακή εικόνα τη δισδιάστατη αναπαράσταση των αυλακώσεων, δεν έχουν αποτέλεσμα".

Το καλύτερο αποτέλεσμα είναι όταν οι αυλακώσεις του δίσκου αποτυπώνονται σε τρισδιάστατη μορφή, όμως η σχετική διαδικασία είναι κάπως χρονοβόρα. Ο Haber πιστεύει ότι μελλοντικά θα εμφανιστούν στο εμπόριο τέτοιες συσκευές, οι οποίες θα έχουν εφαρμογή και σε άλλα επιστημονικά πεδία. 

Αναφορά: ΤΑ ΝΕΑ