การบันทึกและการถ่ายทอดเสียง
สรุปใจความสำคัญ
- การบันทึกเสียงแบ่งเป็น 2 ประเภทหลักคือ อนาล็อก (ใช้ตัวแทนทางกายภาพ) และดิจิทัล (ใช้ตัวเลขฐานสอง)
- ฟโนโทกราฟ (Phonautograph) เป็นอุปกรณ์ชิ้นแรกที่บันทึกเสียงได้แต่เล่นกลับไม่ได้
- โฟโนกราฟ (Phonograph) ของโธมัส เอดิสัน เป็นอุปกรณ์ชิ้นแรกที่สามารถบันทึกและเล่นเสียงกลับได้ในปี 1877
การบันทึกและการถ่ายทอดเสียง คือกระบวนการจารึกและสร้างคลื่นเสียงขึ้นมาใหม่ ไม่ว่าจะเป็นเสียงพูด การร้องเพลง ดนตรี หรือเสียงประกอบ โดยใช้กระบวนการทางไฟฟ้า กลไก อิเล็กทรอนิกส์ หรือดิจิทัล เทคโนโลยีการบันทึกเสียงแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ การบันทึกแบบอนาล็อกและการบันทึกแบบดิจิทัล
กลไกการบันทึกเสียง
การบันทึกแบบอนาล็อก (Analog Recording)
การบันทึกเสียงแบบอนาล็อกเป็นการสร้างตัวแทนทางกายภาพของคลื่นเสียงลงบนสื่อบันทึก โดยแบ่งเป็นสองรูปแบบหลัก:
- การบันทึกแบบอะคูสติก: ใช้ไดอะแฟรมของไมโครโฟนตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศที่เกิดจากคลื่นเสียง และบันทึกเป็นร่องลึกบนสื่อ เช่น แผ่นเสียง (Phonograph record) โดยใช้เข็ม (Stylus) กรีดลงบนแผ่น
- การบันทึกแบบแถบแม่เหล็ก: คลื่นเสียงจะทำให้ไดอะแฟรมของไมโครโฟนสั่นสะเทือนและเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้า จากนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นสนามแม่เหล็กโดยแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อสร้างตัวแทนของเสียงเป็นพื้นที่ที่มีอำนาจแม่เหล็กบนแถบพลาสติกที่เคลือบสารแม่เหล็ก
สำหรับการถ่ายทอดเสียงแบบอนาล็อก จะเป็นกระบวนการย้อนกลับ โดยใช้ไดอะแฟรมของลำโพงขนาดใหญ่สร้างการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศเพื่อให้เกิดคลื่นเสียงที่หูมนุษย์ได้ยิน
การบันทึกแบบดิจิทัล (Digital Recording)
การบันทึกเสียงแบบดิจิทัลจะเปลี่ยนสัญญาณเสียงอนาล็อกที่รับจากไมโครโฟนให้เป็นรูปแบบดิจิทัลผ่านกระบวนการที่เรียกว่า การสุ่มตัวอย่าง (Sampling) ซึ่งจะเก็บข้อมูลเสียงเป็นชุดของตัวเลขฐานสอง (0 และ 1) ที่แทนค่าแอมพลิจูดของสัญญาณเสียงในช่วงเวลาที่เท่ากัน ด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงพอจะครอบคลุมทุกเสียงที่มนุษย์สามารถได้ยิน
ในการถ่ายทอดเสียงแบบดิจิทัล สัญญาณดิจิทัลจะต้องถูกแปลงกลับเป็นรูปแบบอนาล็อกก่อนจะนำไปขยายสัญญาณและส่งไปยังลำโพงเพื่อสร้างเสียง
ประวัติศาสตร์ยุคแรกเริ่ม
ก่อนที่จะมีการบันทึกเสียงจริงได้ มนุษย์มีการบันทึกดนตรีผ่านการเขียนโน้ตเพลง และการใช้เครื่องกล เช่น กล่องดนตรี (Music boxes) ซึ่งใช้กลไกหมุนแกนที่มีหมุดเพื่อดีดซี่โลหะให้เกิดทำนอง
การถ่ายทอดดนตรีอัตโนมัติมีร่องรอยย้อนกลับไปถึงศตวรรษที่ 9 เมื่อพี่น้อง Banū Mūsā ได้ประดิษฐ์ออร์แกนพลังน้ำที่ใช้ทรงกระบอกที่สามารถเปลี่ยนได้เพื่อเล่นเพลง
อุปกรณ์บันทึกเสียงในยุคบุกเบิก
- ฟโนโทกราฟ (Phonautograph): จดสิทธิบัตรในปี 1857 โดย Édouard-Léon Scott de Martinville เป็นอุปกรณ์ชิ้นแรกที่สามารถบันทึกเสียงที่เดินทางผ่านอากาศได้ แต่ไม่สามารถเล่นกลับได้ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาทางสายตา (Visual study) เท่านั้น โดยการใช้เข็มสั่นสะเทือนกรีดลงบนกระดาษที่เคลือบเขม่าควัน
- โฟโนกราฟ (Phonograph): ประดิษฐ์โดย โธมัส เอดิสัน (Thomas Edison) ในปี 1877 เป็นอุปกรณ์ชิ้นแรกที่สามารถทั้งบันทึกและถ่ายทอดเสียงได้จริง โดยเริ่มจากรูปแบบทรงกระบอก (Cylinder) ก่อนจะพัฒนาเป็นรูปแบบแผ่นดิสก์
คำถามที่พบบ่อย
การบันทึกเสียงแบบอนาล็อกและดิจิทัลแตกต่างกันอย่างไร?
การบันทึกแบบอนาล็อกใช้การสร้างตัวแทนทางกายภาพของคลื่นเสียง เช่น ร่องบนแผ่นเสียงหรือสนามแม่เหล็กบนเทป ส่วนการบันทึกแบบดิจิทัลจะแปลงคลื่นเสียงเป็นข้อมูลตัวเลขฐานสอง (0 และ 1) ผ่านการสุ่มตัวอย่าง (Sampling)
ใครเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องบันทึกเสียงเครื่องแรกของโลก?
หากนับเฉพาะการบันทึกเพื่อดูเป็นภาพ Édouard-Léon Scott de Martinville ประดิษฐ์ฟโนโทกราฟในปี 1857 แต่หากนับเครื่องที่บันทึกและเล่นกลับได้จริง โธมัส เอดิสัน เป็นผู้ประดิษฐ์โฟโนกราฟในปี 1877
กระบวนการ Sampling ในการบันทึกเสียงดิจิทัลคืออะไร?
คือการแปลงสัญญาณเสียงอนาล็อกให้เป็นข้อมูลดิจิทัล โดยการวัดค่าแอมพลิจูดของสัญญาณเสียงเป็นระยะๆ ในช่วงเวลาที่เท่ากัน เพื่อให้สามารถจัดเก็บและส่งต่อข้อมูลเสียงได้ในรูปแบบไฟล์คอมพิวเตอร์