Цель: проследить историю развития звукозаписывающих и звуковоспроизводящих устройств от первых механических приспособлений до современных цифровых технологий.

В эпоху Возрождения появились шарманки, музыкальные шкатулки и другие устройства, где звук извлекался с помощью вращающихся валиков или дисков со штифтами. Однако эти механизмы не могли записывать произвольные звуки, например человеческий голос, — они лишь играли сохранённые мелодии.

Переломным моментом стало изобретение фоноавтографа французским изобретателем Эдуардом-Леоном Скоттом де Мартенвилем в 1857 году. Устройство состояло из акустического конуса и вибрирующей мембраны, соединённой с иглой. Игла прочерчивала на поверхности вращаемого вручную стеклянного цилиндра, покрытого копотью или бумагой, волнистые линии, которые соответствовали звуковым колебаниям. Важный нюанс: фоноавтограф мог записывать звук, но не воспроизводил его.

Прорывом стал фонограф, созданный Томасом Эдисоном в 1877 году. Это было первое устройство, способное не только записывать, но и воспроизводить звук. Звук записывался на поверхность вращающегося цилиндра, покрытого оловянной фольгой, в виде дорожки, глубина которой соответствовала громкости звука. Несмотря на несовершенства (хрупкость носителя, помехи), фонограф доказал возможность сохранения человеческого голоса.

В 1877 году Эмиль Берлинер подал заявку на патент на микрофон — угольный микрофон. Александр Белл, который всего за год до этого изобрёл телефон, осознал практическую важность технологии Берлинера. Поэтому он купил патент за 50 тысяч долларов — огромную сумму по тем временам. Проблема была в том, что Томас Эдисон также подал заявку на патент на микрофон. Конкурирующие претензии стали причиной судебной тяжбы между Берлинером и Эдисоном, которая длилась полтора десятилетия. Наконец, в 1892 году Верховный суд США вынес решение: «Угольный микрофон — это, вне всякого сомнения, изобретение Эдисона».

В основе конструкции угольного микрофона лежит герметичная капсула, заполненная угольным порошком, который зажат между двумя металлическими пластинами. Одна из пластин или стенки капсулы соединены с гибкой мембраной, которая колеблется под действием звуковых волн. Когда на мембрану воздействует звуковая волна, она начинает вибрировать — то сжиматься, то разжиматься. Эти колебания передаются на пластины и угольный порошок. При сжатии порошка площадь контакта между отдельными зёрнышками угля увеличивается. Это приводит к уменьшению электрического сопротивления между пластинами. Когда давление ослабевает, сопротивление, наоборот, возрастает. Если между пластинами пропускать постоянный ток, то изменение сопротивления приведёт к изменению напряжения на них — причём это напряжение будет прямо пропорционально давлению на мембрану. Таким образом, акустические колебания (звук) модулируют протекающий ток.

Следующий важный шаг сделал тот же Эмиль Берлинер. В 1887 году он изобрёл граммофон, который поначалу воспроизводил цилиндры, но позже они были заменены граммофонными пластинками. Это открыло путь к массовому тиражированию записей. Берлинер экспериментировал с материалами и в 1896 году остановился на смеси шеллака, шпата и сажи, которая стала основным материалом для пластинок до середины 1940-х годов.

В 1920-х годах произошёл качественный скачок с переходом на электроакустическую запись. Микрофон преобразовывал звуковые колебания в электрические сигналы, которые усиливались и затем преобразовывались обратно в механические колебания резца. Это значительно улучшило чёткость и динамический диапазон.

Параллельно развивались и другие направления.

  • Магнитная запись. Датский инженер В. Поульсен в 1898 году создал телеграфон, записывая звук на стальную проволоку. В 1928 году австро-немецкий инженер Фриц Пфлеймер предложил наносить магнитный порошок на бумажную ленту. В 1935 году немецкая фирма AEG выпустила прибор для записи на ленту — «Magnetofon». Магнитная лента позволила редактировать записи, накладывать звуки и записывать несколько дублей. Одна катушка была способна вместить до 20 минут звучания, что являлось сенсацией для того времени. Магнитная лента позже предоставлена «Badische Anilin- und Sodafabrik», или сокращённо BASF. Поскольку бумажная лента склонна к разрывам, BASF разрабатывает первую в мире пластиковую ленту в 1936 году.
  • Стереозапись. В 1931 году английский инженер Алан Блюмлейн разработал систему бинаурального (стерео) звука.
  • Многодорожечная запись. В 1940 году Лес Пол создал устройства для записи на несколько дорожек одновременно. Эта технология позволяла артистам записывать инструменты отдельно, а не играть все вместе. Одними из первых групп, выпустивших свои альбомы с помощью этой технологии, были The Beatles и The Rolling Stones.
  • Долгоиграющие пластинки (LP). В 1948 году компания Columbia Records представила 12-дюймовую микроканавочную пластинку со скоростью вращения 33 1/3 об/мин, что позволило записывать до 21 минуты музыки с обеих сторон.
  • Кассеты. В 1960 году команда на заводе Philips в Хасселте, Бельгия, начинает работать над ленточным носителем, который был бы одновременно практичным и простым в обращении. Команда под руководством Лу Оттенса придумала идею прочного звукового носителя, который обычные люди могли бы просто взять и положить в карман пиджака или сумочку. 28 августа 1963 года Philips представляет результат своего труда на Радиовыставке в Берлине: компактную кассету и устройство для её воспроизведения — кассетный магнитофон. Качество звука изначально не было потрясающим, но всё изменилось с разработкой шумоподавления Dolby-B в 1968 году.
  • Цифровая запись. Американский учёный и основатель Soundstream Томас Стокхэм был первым, кто сделал цифровую запись. Компания использовала 16-дорожечный магнитофон Honeywell для создания 16-битной цифровой системы аудиозаписи. Первая коммерческая запись была сделана в опере Санта-Фе в 1976 году с использованием собственного магнитофона Soundstream Стокхэма.

Следующий революционный носитель звука был представлен уже в 1981 году. Philips, Sony и Polygram объединили усилия, чтобы представить компакт-диск. Этот маленький пластиковый диск хранит информацию в цифровой форме в микроскопических углублениях, которые затем считываются лазером и преобразуются электронным способом в аналоговый звуковой сигнал. В отличие от LP, новый CD не подвержен износу во время воспроизведения, занимает меньше места и обеспечивает качество звука, которого никогда не было. Это также связано с цифровой записью и редактированием аналоговых звуковых сигналов, которые постепенно захватывают мир студий звукозаписи с конца 1970-х годов.

Первым коммерчески выпущенным MP3-плеером был MPMan F10. Устройство было произведено в Корее компанией Saehan Information Systems и могло вмещать до восьми песен. В декабре того же года был выпущен Diamond Multimedia Rio PMP300 (который многие ошибочно считают первым MP3-плеером). 23 октября 2001 года Apple представляет iPod, на котором можно хранить ошеломляющие 1000 песен благодаря сжатию MP3. Вместо отдельных альбомов, как это было в случае с Walkman, iPod теперь позволяет носить с собой целую коллекцию записей.

Потоковая музыка (или стриминг) — это метод прямой передачи аудио на ваше устройство, не требующий загрузки на него файлов из сети. В прошлом, чтобы слушать музыку на телефоне, её нужно было сначала скачать в нужном аудиоформате. Теперь после нажатия на Play музыка доставляется в устройство из Интернета небольшими пакетами данных и сразу же воспроизводится в реальном времени (потоком). Некоторые стриминговые сервисы дают возможность скачивать музыку на устройство, но это не всегда удобно.