映画の音のしくみ

家で音を消して映画を見たことがありますか？音が映画体験にどのような違いをもたらすかは驚くべきことです。音、特に対話は、何が起こっているのかを理解しやすくします。しかし、それはまた、各シーンに質感と感情を提供します。音を取り除けば、ほとんどの映画はまったく面白くないでしょう。そして、私たちが劇場に行くとき、私たちは音が画面上の画像と同じくらいエキサイティングで包括的であることを期待しています。

この版では 、アナログおよびデジタルサウンドシステムがどのように機能するかを学びます。また、3つの主要なデジタルシステムについても学びます。

映画のサウンドは長い道のりを歩んできました。早くも1889年、トーマス・エジソンと彼の仲間は、音を動画に同期させる実験をしていました。1926年、ワーナーブラザースは、録音されたサウンドを伴う最初の商業映画である「ドンファン」をリリースしました。「ドンファン」には楽譜がありましたが、会話はありませんでした。翌年、ワーナーブラザースは、音楽、効果音、数行の対話を備えた「ザジャズシンガー」をリリースしました。ついに映画に音が届いた。

ありがとう！

ノースカロライナ州ローリーにあるルミナ、リアルト、コロニー、スタジオの劇場の所有者であるビルピーブルズに、スクリーンと劇場の写真と彼の一般的な支援に特に感謝します。

コンテンツ

1. アナログサウンド
2. サラウンドサウンド
3. デジタルシアターシステム
4. ドルビーデジタル
5. ソニーダイナミックデジタルサウンド

映画の黎明期に音を届けるメカニズムは信じられないほどシンプルでした。「ザ・ジャズ・シンガー」で使用されたヴァイタフォンは、ワックスレコードを演奏するレコードプレーヤーで構成されていました。これはサウンドオンディスクとして知られていました。録音は通常、映画が撮影された後に行われました。レコードは、プロジェクターの速度を制御することによってサウンドをフィルムに同期させるターンテーブルで再生されました。これは、映画にオーディオを追加するためのシンプルですが非常に効果的な方法でした。

1930年代初頭、映画にサウンドトラックを追加するための最適なテクノロジーとして、サウンドオンフィルムがサウンドオンディスクに取って代わり始めました。サウンドオンフィルムの興味深い点は、サウンドが対応する画像から数フレーム離れていることです。これは、オーディオピックアップまたはリーダーがプロジェクターのレンズアセンブリの上または下に設定されているためです。ほとんどのアナログピックアップは地下室（レンズの下）にありますが、デジタルピックアップは通常ペントハウス（プロジェクターの上部に固定されています）にあります。テストフィルムを実行して、サウンドを画像に合わせて調整します。このキャリブレーションが完了すると、映写技師はスプライスできます 音が正しく同期することを知って一緒に撮影します。

サウンドオンフィルムは、次の2つのテクノロジーのいずれかを使用します。

最も一般的な方法は、フィルムの片面に沿って透明な線を記録する光学プロセスです。このストリップは、音の周波数に応じて幅が異なります。このため、可変領域サウンドトラックとして知られています。フィルムが通過するようにオーディオピックアップと、エキサイタランプの明るい光源を提供光は、透明な線を介してレンズにより集光。フィルムを通過する光がフォトセルを照らします。

光はフォトセルによって電流に変換されます。電流の量は、フォトセルが受け取る光の量によって決まります。ストリップの幅の広い部分はより多くの光を可能にし、それによりフォトセルはより多くの電流を生成します。透明なストリップの幅が光の量を変えるので、これはプリアンプに送ることができる可変電流をもたらします。プリアンプは信号をブーストしてアンプに送信し、アンプは信号をスピーカーに分配します。

この方法のバリエーションは、可変密度サウンドトラックとして知られています。幅ではなく透明度が異なるストリップを使用します。ストリップが透明であるほど、より多くの光が透けて見えます。この方法の最大の問題は、フィルムの自然な粒状性が多くのバックグラウンドノイズを生成する可能性があることです。

1950年代には、磁気記録が普及しました。当時、磁気サウンドオンフィルムには、光学よりもいくつかの利点がありました。

しかし、欠点もありました。

磁気記録はフィルム上に6つの個別のサウンドトラックを提供しましたが、費用は単純に多すぎました。ステレオオプティカルトラックでの実験がありましたが、ノイズが多すぎてそのサウンドシステムを価値のあるものにすることはできませんでした。しかし、ドルビーラボラトリーズが1965年にドルビーAを発表したとき、元々はプロのレコーディングスタジオ向けに開発されたノイズリダクション手法であり、映画業界は光学トラックを再発明する機会を見ました。

ドルビーAは、着信オーディオ信号を4つの個別の帯域に分割します。プリエンファシスと呼ばれる手法により、各帯域の信号が周囲ノイズのレベルである10デシベルを超えてブーストされます。次に、各信号はコンパンダーを通過します。コンパンダーでは、信号が圧縮されて低レベルのノイズがさらに除去され、再び拡張されます。信号が組み合わされ、結果としてはるかにクリーンなサウンドが得られます。

ドルビーAの主な妥協点は、周波数応答が狭くなることです。その結果、ダイナミックレンジが狭くなります。ドルビーノイズリダクションは、ドルビーAからドルビースペクトルレコーディングに進化しました。これは、ドルビーAの2倍のノイズを低減する拡張プロセスです。

1971年、「時計じかけのオレンジ」はドルビーAを磁気サウンドオンフィルムに使用し、大成功を収めました。Eastman Kodakは、1970年代初頭にRCAおよびドルビーと協力してステレオ可変領域（SVA）を開発しました。これは、元々1つに割り当てられていたスペースで2つの可変幅の線を使用してステレオサウンドを提供する光学的方法です。

サラウンドサウンドは、1941年にウォルトディズニーの「ファンタジア」で最初に登場しました。サラウンドサウンドで映画を上映するには、映画館はカスタムスピーカーを含む特別なセットアップに85,000ドルを費やす必要があり、2つのプロジェクターが必要でした。オーディオに加えて、4つの特別なオーディオトラック専用の2つ目。

費用がかかるため、完全なサラウンドサウンドシステムは、ロサンゼルスとニューヨークの2つの劇場にのみ設置されました。多くの劇場では、磁気ベースのサウンドが普及するにつれてサラウンドサウンドが提供され、4チャンネルまたは6チャンネルのサウンドが可能になりました。ドルビーAのノイズリダクションにより、フィルムにステレオ光学トラックを含めることができましたが、2つ以上の光学トラックがフィルムに配置されている場合、ドルビーAでさえノイズのレベルを補正できませんでした。ドルビーステレオが作成されたとき、サラウンドサウンドの大きな進歩がありました。

ドルビーは、マトリックス化と呼ばれる驚くべきプロセスを使用して、フィルム上の2本の光線を使用して4つの異なる音のチャネルを作成する方法を考案しました。

マトリックス化は、左右の光トラックの情報を比較して、信号を送信するスピーカーを決定することにより、ブール論理のように機能します。たとえば、左側のトラックと右側のトラックの信号が完全に位相がずれてエンコードされている場合、それはサラウンドサウンドと見なされます。プロジェクターのピックアップが光トラックを読み取ると、この信号をサラウンドサウンドとしてデコードし、劇場のリアスピーカーとサイドスピーカーに送信します。左側のトラックと右側のトラックからの同相信号が同一である場合、信号は中央チャネルに送信されます。それ以外の場合は、左トラック信号を左フロントスピーカーに送信し、右トラック信号を右フロントスピーカーに送信します。

ドルビーサラウンドとドルビープロロジックがドルビーステレオのホームバージョンであることに注目するのは興味深いことです。同じ原則がこれらの家庭用システムにも当てはまります。オーディオ情報の4つのトラックは、2つのトラックのスペースに凝縮されます。システムにサラウンドサウンドデコーダーがない場合、トラックは通常のステレオ（左右）トラックとして扱われます。サラウンドとProLogicの主な違いは、センターチャネルです。ドルビーサラウンドシステムは、左右のスピーカーを使用してファントムセンタースピーカーを作成します。これは、2つのスピーカーのちょうど中間に座っている場合に問題なく機能します。 ProLogicは、センターチャンネルサウンドを実際のセンタースピーカーに送信します。

デジタルサウンドの出現により、個別のサウンドチャネルを提供する機能が大幅に向上しました。「離散」とは、マトリックス化で使用される平均化プロセスではなく、サウンドの各チャネルが他のすべてのチャネルとは別にエンコードされることを意味します。

サラウンドサウンドの詳細については、サラウンドサウンドのしくみをご覧ください。

「ジュラシックパーク」の発売により、デジタルサウンドの大規模な商用利用が初めて開始されました。これはDTSと呼ばれ、Digital Theater Systemsの頭字語であり、プロセスの特許を取得した会社の名前です。本質的に、DTSは、映画の初期に使用されていた古典的なサウンドオンディスクテクノロジーの更新バージョンです。 DTSは、フィルムの一部である特別な光学タイムコードを採用しています。タイムコードは、画像とアナログ光学サウンドトラックの間の各フレームの側面に沿った一連のドットとダッシュです。

専用の光学式リーダーがプロジェクターに取り付けられています。フィルムは、プロジェクターに入る前にリーダーに通されます。アナログオーディオピックアップと同様に、DTSリーダーは発光ダイオード（LED）を使用して、レンズ、フィルム、フォトセルに光を集中させます。これにより、リーダーがタイムコードとしてデコードする電流パルスが作成されます。この情報をシリアルケーブル経由でコンピュータに送信します。コンピューターは3つのCDプレーヤーでオーディオシステムを制御します。映画のサウンドトラックは、映画の長さに応じて、1枚または2枚のCDに圧縮された6つのトラック（右、左、中央、左サラウンド、右サラウンド、サブウーファー）で構成されています。1枚のCDには、DTSで使用される特別な圧縮形式で約2時間のオーディオが収録されています。3番目のCDプレーヤーは、現在のDTSムービープレビューを含むCDに使用されます。

映画とサウンドトラックのCDの両方に識別コードがあります。コンピュータはこれらのコードをチェックして、表示されている映画に対して正しいサウンドトラックが再生されていることを確認します。CDへのアクセスによってオーディオが遅れないようにするために、システムはFIFO（先入れ先出し）方式を使用してオーディオをメモリにバッファリングします。コンピュータは常にタイムコードを分析し、CDからのオーディオをそれに一致させているため、サウンドが画像と同期していないことはめったにありません。また、サウンドは実際にはフィルムにエンコードされていないため、オーディオピックアップがスプライスに遭遇したときに時々発生する迷惑な「ポップ」は映画ファンには聞こえません。

DTSの欠点は次のとおりです。

DTSコンピューターまたはCDプレーヤーに障害が発生した場合でも、フィルムにはアナログトラックが残っています。ドルビーステレオオーディオピックアップと互換性のあるDTSステレオは、アナログトラックを作成するために使用されるプロセスです。すべてのデジタル形式と同様に、光アナログトラックは特定の条件下でのみ使用されます。

DTSは、誰もが予想していたよりもはるかに長持ちしました。元のコンセプトは、劇場がデジタルに移行する間、一時的な解決策と見なされていました。しかし、使いやすさ、比較的低コスト、そして多くの劇場がすでにこのフォーマットに投資しているという単純な事実が組み合わさって、DTSはサウンドオンフィルムデジタルフォーマットの実行可能な代替手段となっています。

おそらく最も人気のあるデジタル形式はドルビーデジタルであり、これは他のいくつかの名前でも知られています。

ドルビーデジタルは、スプロケットホール間のスペースを使用して情報をエンコードします。下の写真を見て、穴の間の灰色の点に注目してください。よく見ると、各セグメントの中央にドルビーデジタルのロゴがあります！

ドルビーデジタルリーダーは、プロジェクターの上部に取り付けられ（一部のプロジェクターにはリーダーが組み込まれています）、フィルムが通過するときにフィルムをスキャンします。LEDからの光がフィルムを通してCCDに照射されます。1を表す小さな斑点と、0を表すスペースを含む画像は、リーダーによってDSPベースのドルビーデジタルプロセッサユニットに送信され、バイナリデータがサウンドに戻ります。

DTSと同様に、ドルビーデジタルは6つのトラックを使用します。

この構成は、5つのメインチャネルとエフェクトチャネルに対して、一般に5.1と呼ばれます。エフェクトチャンネルはサブウーファーを使用しており、主な用途が爆発やその他の強力な歯をガタガタさせる音であるため、ブームチャンネルと呼ばれることがよくあります。

ドルビーデジタルリーダーに障害が発生した場合、またはデジタル情報の読み取りに問題が発生した場合、フィルムにはドルビーステレオアナログトラックが含まれています。

シネマデジタルサウンドの最新のエントリは、エンターテインメント業界の巨人から来ています。ソニーダイナミックデジタルサウンド（SDDS）は、フィルムの外側の端を使用してデジタルオーディオ情報をストライプ化します。アナログまたはデジタルの他のフォーマットとは異なり、SDDSは、フィルムのもう一方の端に同一の冗長ストライプを使用することでエラー訂正を提供します。SDDSは、8チャンネルのサウンドを提供することにより、サラウンドサウンドオプションの増加をサポートします。

SDDSリーダーは、レーザーを使用して集束された光線を向けます。光はフィルムを通過し、レンズを通過して光を拡大し、最終的にフォトセルのアレイによって受信されます。フィルムに暗い領域がある場合は常に、アレイのその部分のフォトセルは光を受け取りません。光を受け取るフォトセルは、少量の電流を放出します。 SDDSは、電流を生成しているかどうかに基づいて、各セルを1または0として読み取ります。フィルムが流れると、これにより、リーダーがデジタルプロセッサに送信するバイナリ情報の一定のストリームが作成されます。

追加のデジタルサウンド機器が必要なため、SDDSはDTSやドルビーデジタルよりも実装に費用がかかります。どちらのフォーマットも、デコード後にデジタル信号をアナログに変換しますが、SDDSはデジタル接続を使用して、デコードされた信号を独自のサウンドプロセッサに送信します。それでも、さらに2チャンネルのサウンドを追加すると、非常に魅力的なフォーマットになります。

この記事のフィルムの画像でお気づきかもしれませんが、通常、フィルムには複数のサウンド形式が記録されています。各フォーマットはフィルムの異なる部分を使用するため、ディストリビューターが同じフィルムに少なくとも2つのデジタルフォーマットを含めることは非常に経済的です。今日のほとんどすべてのコマーシャル映画は、アナログ形式としてドルビーステレオを備えており、一部の映画は実際には3つのデジタル形式すべてを備えています。

なぜTHXがリストされていないのか疑問に思われるかもしれません。映画館のサウンドシステムとよく混同されますが、THXはサウンドフォーマットではありません。まったく別のものです。THXの仕組みについては、こちらをご覧ください。

映画のサウンドと関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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