光学サウンド

光学サウンドは、透明なフィルムにサウンド録音を保存する手段です。この技術はもともと軍事目的で開発されましたが、1920 年代に映画のサウンド オン フィルム形式として広く使用されるようになりました。光学サウンドは最終的に他のすべてのサウンド フィルム技術に取って代わり、デジタル サウンドの登場により映画映写室の標準となりました。光学サウンドは、マルチトラック録音や一部の音楽シンセサイザーで効果音を作成するためにも使用されています。

1880 年にアレクサンダー グラハム ベルのフォトフォンによって初めて実証された原理を基に、主に船舶間の使用を目的とした光の伝送による無線通信に関心を持つ数人の発明家によって光音響が開発されました。そのアイデアは、音パルスを光パルスに変換し、1 隻の船舶から送信して別の船舶で受信し、そこで光パルスを音に再変換するというものでした。

この技術の先駆者は、アメリカの物理学者 セオドア・ケースである。イェール大学在学中、ケースは音声の送信と記録の手段として変調光を使用することに興味を持った。1914年、彼はさまざまな材料の光電特性の実験を行うケース研究室を開設し、光に敏感な真空管であるタロファイド（タリウムオキシサルファイドの略）セルの開発につながった。タロファイド管はもともと、ケースの研究室で助手のアール・スポナブルと共同で開発された、極秘の船舶間赤外線信号システムで米国海軍によって使用されていた。ケースとスポナブルのシステムは、1917年にニュージャージー州沖で初めてテストされ、そのテストには、海軍から新技術の評価を依頼されていたトーマス・エジソンが立ち会った。テストは成功し、米国海軍は第一次世界大戦中および戦後にこのシステムを使用した。^[1]

ケースとスポナブルの研究と同時期に、ゼネラル・エレクトリック(GE)社が製造したチャールズ・A・ホクシーのパロフォトフォン(ギリシャ語で「震える光の音」を意味する) がありました。海軍が使用したケースの赤外線システムと同様に、パロフォトフォンも海上での無線通信を目的としていましたが、その後、音声の録音に応用されました。GE の支援を受けて、ホクシーの発明は 1922 年から 1923 年にかけて、当時の副大統領カルビン・クーリッジなどのラジオ放送の録音に使用されました。

ケース、スポナブル、ホクシーによる初期の研究は、1920 年代の映画用 サウンド・オン・フィルムシステムの開発に大きく貢献しました。

フィルム上の光学サウンド技術につながった発明のほとんどは、「エキサイター」と呼ばれる電球を使用しており、フィルム ストリップの端に印刷された半透明の波形を通して光が照射されます。光がフィルムを通過すると、感光性材料によって読み取られ、プロセッサに送られ、光起電インパルスが電気信号に変換されます。その後、この電気信号が増幅され、スピーカーを通してアナログ音波に変換されます。

1920 年代には、フォノフィルム、フォトフォン、ムービートーンという 3 種類の光学サウンドオンフィルム技術が登場しました。サウンド映画市場における 4 番目の主要候補は、ワーナー ブラザースのVitaphone サウンドオンディスクシステムです。これは、大型 (16 インチ) の蓄音機レコードを映画の映写機と同期させるもので、初期のトーキーで使用されていました。たとえば、1927 年のヒット作「ジャズ シンガー」(「全編歌」として宣伝されましたが、会話は散発的で、いくつかの独立したシーケンスでのみ使用されていました) では Vitaphone ディスクが使用されていましたが、1931 年までには、光学サウンドオンフィルムが、独立したサウンドオンディスク技術に取って代わりました。

戦後、セオドア・ケースとアール・I・スポナブルは、同じく無線通信の先駆者でオーディオン管の発明者であるリー・ド・フォレストと共同で、光学式サウンドシステムを映画に応用した。ド・フォレストは1919年にフィルムへのサウンド記録方式の一般特許を取得していたが、ド・フォレストのシステムを実用化したのはケース研究所の発明によるものだった。ケース研究所は1922年、初めて古い無声映画映写機を録音装置に改造し、映写機の光を使ってサウンドトラックをフィルムに写し出した。この方式（ド・フォレストはフォノフィルムと呼んだ）では、サウンドをさまざまな濃淡のグレーの平行線として記録し、マイクロフォンからの電気波形を写真的に転写し、映画が映写されるときに音波に戻した。

ケース ラボは、サウンド カメラで使用するために「Aeo-light」と呼ばれる発明でプロセスを微調整しました。撮影中、オーディオ信号が Aeo-light を変調してフィルムのオーディオをカメラ内で直接露出し、映画をサウンドトラックと同期させるフォノフィルムのプロセスを効率化しました。1924 年、スポナブルは、サウンドと画像の両方が同じネガに記録されるこれらのシングル システム カメラの設計に焦点を合わせました。彼はベル & ハウエルに連絡して、カメラの 1 つを自分の設計に合わせて改造するよう依頼しましたが、結果は満足のいくものではありませんでした。その後、ウォール カメラ コーポレーションがこの機械を改良し、結果を改善しました。

デ・フォレストは、初期のニュース映画製作者フリーマン・ハリソン・オーウェンズとも協力した。オーウェンズは1921年までに独自の特許取得済みサウンドカメラを開発しており、ベルリンではトリエルゴン社と協力し、ヨーロッパのサウンド映画システムの開発を研究していた。^{[要出典]そこで、彼はフィンランドの発明家}エリック・ティガーシュテット（「フィンランドのトーマス・エジソン」）と出会い、フォノフィルムの増幅システムを改良して大劇場でも聞き取れるようにした。

フォノフィルムは主にニューヨーク市およびその近郊での舞台公演、スピーチ、音楽演奏の録音に使用されていたが、ハリウッドの 映画スタジオはこのシステムにほとんど関心を示さなかった。ハリウッドのスタジオが大手の映画館チェーンを支配していたため、ド・フォレストはマックスとデイブ・フライシャーの『ソング・カー・チューンズ』を含む、ボードビルに似た短編シリーズで独立系映画館で映画を上映した。フライシャー兄弟はフォノフィルム方式を短編アニメに使用し、今では定番となったバウンドボールのギミックも取り入れた。

1924年、オーウェンズはド・フォレストと袂を分かった。ド・フォレストがフォノフィルムの功績を単独で主張したため、1925年にケースもそれに続いた。^[2] 1926年8月、ワーナー・ブラザースはウェスタン・エレクトリックが開発したヴァイタフォン・ オン・ディスク・サウンドシステムを、ジョン・バリモア主演の映画『ドン・ファン』で導入した。1ヵ月後、フォノフィルム社は破産を申請した。ケースとスポナブルは光学式サウンド・オン・フィルムの革新をムービートーン・サウンドシステムとして実装し、フォノフィルムの英国における権利は映画館チェーンのオーナーであるイザドア・シュレジンジャーに買収され、彼はこの技術を使用して1929年まで英国のミュージックホール出演者の短編映画を公開した。

リー・ド・フォレストがフォノフィルムの市場投入に苦戦していた一方で、チャールズ・A・ホキシーのパロフォトフォンはゼネラル・エレクトリックの支援により光学録音装置として成功を収めていた。パロフォトフォンは、スプロケットのないコダックの35mmモノクロフィルムの全幅を利用して、複数のオーディオトラックを録音および再生した。フォノフィルムとは異なり、この光学サウンド技術は、振動ミラーガルバノメータによって生成されたオーディオ波形を捕捉する光電プロセスを使用しており、磁気テープマルチトラックレコーダーより少なくとも20年は先行する、初の効果的なマルチトラック録音システムであった。1920年代初頭から30年代初頭にかけて、GEはニューヨーク州スケネクタディのラジオ局WGYから、カルビン・クーリッジ大統領やハーバート・フーバー大統領、発明家で実業家のトーマス・エジソンやヘンリー・フォードの演説を含む1,000を超えるパロフォトフォンの録音を放送した。

1920年代半ばまでに、GEはホキシーの発明を映画の音声再生に応用し、その後、当時のGEの子会社であるRCAによって「RCAフォトフォン」として商品として販売されました。フォトフォンの最初のデモンストレーションは1926年に行われ、1927年には無声映画「ウィングス」のサウンドバージョン（音楽と効果音のみ）が、特別に設備された12の劇場で巡回上映されました。^[3]

ホキシーの作品がRCAを通じて全国の劇場に上演される一方、セオドア・ケースとアール・スポナブルはド・フォレストとフォノフィルムを離れた後、フォックス映画社に所属することになった。ケースとスポナブルのムービートーン音響システムは、彼らが開発に関わったフォノフィルムのシステムにいくつかの改良を加えたものだった。その1つは、映写機のサウンドヘッドの位置を（フォノフィルムではそうだったように）映像ヘッドの上から14インチに移動したことである。+ピクチャーヘッドの下1 ⁄ 2インチ (370 mm) の位置 (現在の標準に近い)。ケースはムービートーンにも24フレーム/秒の速度を採用し、ワーナー・ブラザースのヴァイタフォン・サウンド・オン・ディスク・システムで既に選択されていた速度と一致させ、サウンド・オン・ディスクかサウンド・オン・フィルムかを問わず、すべてのサウンド付き映画の事実上の速度として24フレーム/秒を確立した。 ^{[4] [5]}

1926年、フォックスはスポニブルを雇い、ケースの特許を購入し（同社はすでにフリーマン・オーエンズとトリエルゴンの特許を取得していた）^{[6] 、1928年から1939年まですべての}ムービートーンニュースカメラで使用するためにケースのAeo-lightを大量生産した。これらのカメラは、 FWムルナウの「日の出：二人の人間の歌」 （1927年）から始まるこの時期のフォックスのすべての長編映画を記録した。光学サウンドトラックを備えた最初のプロが制作した長編映画であったため、ほとんどが音楽と効果音で、同期していない言葉はごくわずかであった。

1931 年以降、フォックスの長編映画製作は、エドワード C. ウェンテが発明した光バルブの登場により、ウェスタン エレクトリックがRCA フォトフォンから開発した 2 台の機械システムに移行しました。このシステムでは、1 台のカメラがフレームを撮影し、2 台目のレンズのない「サウンド カメラ」が、画像と機械的に連動する光学レコーダーとして機能しました。フォックスは、移動が容易なため、シングル システム カメラで ムービートーン ニュース映画を製作し続けました。

半世紀にわたり、映画音響システムは RCA または Western Electric のいずれかにライセンス供与され、映画製作者はどちらか一方、あるいは両方をライセンス供与することを選択してきました。この状況は 1976 年まで続き、その時点で光学式サウンド録音は Western Electric (「Westrex」と呼ばれていました) のステレオ可変面積システムに移行しました。

フィルム粒子やサウンドトラック上の埃により、特に摩耗したリリースプリントを投影する場合、光学サウンドにノイズやパチパチという音が発生することがあります。音量の低いセクション（ノイズが特に目立つ場所）では、トラックを部分的にマスキングするか、可変領域録音で透明な振動の幅を狭めるかのいずれかによってノイズ低減が行われていました。後に、電子ノイズ低減が使用されるようになりました（アナログドルビーAなど）。

21 世紀にはデジタル サウンドがサウンド再生の標準となり、35 ミリおよび 70 ミリ フィルムのフィルム ストリップの端にサウンドトラックのデジタル バージョンが含まれるようになりました。ほとんどの映画は、映画館のどの映写システムでも読み取れるように、デジタルとアナログの両方のサウンドトラックを使用して処理され続けています。

1930年代初めにゼネラル・エレクトリックのパロフォトフォンが使われなくなった後、光学式マルチトラック録音は、高忠実度およびステレオ録音が商業的に利用可能になるまでの約30年間、復活することはなかった。ウォルト・ディズニーは1940年にフィラデルフィア管弦楽団とファンタジアの音響制作を始めたときに、それを試みた。^{[7]ディズニーは}アカデミー・オブ・ミュージックに33本のマイクを設置し、これらを8つの独立して操作されるミキシング・ステーションに送った。8つのトラックは35mmフィルムに光学的に録音され、9番目のトラックはディズニーのアーティストがアニメーションをサウンドトラックに同期させるためのテンポを追加した。^{[8]ディズニーは後に、1941年に映画とともに一部の劇場を巡回した}ファンタサウンド・システムで使用するために、これらの9つのトラックを4つにミックスした。初期の映画用サラウンド音響システムであったため、ディズニーは各劇場に特別なファンタサウンド装置を取り付け直す必要があり、 1942年、RKOピクチャーズは『ファンタジア』をモノラルサウンドトラックでリマスターし、配給した。^[9] 1956年、映画館にデュオフォニックサウンドシステムが装備されるようになったため、この映画はステレオ用に再度リマスターされた。

再生に光音響を使用する 楽器がいくつか製造されています。

1971年、玩具メーカーのマテル社は、オルガンのようなシンセサイザーであるオプティガン（「オプティカル」または「ガン」の略）を発売した。このシンセサイザーのサウンドライブラリは、交換可能な12インチの透明アセテート「プログラムディスク」に保存されていた。各プログラムディスクには、機械内部のターンテーブルで回転する57の同心円状の光学トラックがエンコードされていた。オプティガンは、ディスクを透過して光電セルに照射される励起ランプを介して、各ディスクのアナログ波形をオーディオ信号に変換した。プログラムディスクのトラックのうち37は単音で、 21はさまざまなキーのコードと、エレクトリックコードオルガンやアコーディオンのようなリズムトラックを特徴としていた。オプティガンには、標準的な楽器のサウンドとテンポを特徴とするディスクの「スターターセット」が付属していた。他のサウンドは、ディスクパックを追加購入することで利用できた。マテル社は1976年にオプティガンの生産を中止した。^[10]

オーケストロンは、ヴァコ・シンセサイザーズ社が製造したオプティガンのバージョンである。1970年代半ばにメロトロンの代替としてプロの使用を目的として開発された。オーケストロンはオプティガンよりも録音音質が向上していたが、多くの著名なプロミュージシャンがマテル社のおもちゃのバージョンを使用して演奏や録音を行っている。^[11]

光学音響の初期の例を保存するための努力が最近になってなされた。GEのオリジナルのパロフォトフォンは現存していないことが知られているが、ラジオ放送のパロフォトフォン録音のリールが数本見つかっている。映画フィルムとは異なり、これらの35mmリールにはスプロケットが付いていない。古いリールから音声を復元するために、最新の部品を使用して新しいプレーヤーが作られた。^{[12]現存するリールの素材の中には、} NBCチャイム の初期の7音バージョン、高校のバスケットボールの試合の放送（世界で2番目に古いスポーツ放送の録音であると考えられている）、そして1929年に82歳のトーマス・エジソンがヘンリー・フォード、ハーバート・フーバー大統領とともに白熱電球発明50周年を記念した放送で話している歴史的な録音がある。^[13]

オプティガンへの関心が再燃し、コレクターの間でプログラムディスクの売買が行われている。 ^[10] もともとおもちゃの楽器として販売されていたが、オプティガンはプロのミュージシャンが珍しいサウンドを出すために使用され、ブルース・ハック(1973)、アラン・スチュワード(1976)、スティーブ・ハケット(1980)、ディーヴォ(1981) などのレコーディングにカメオ出演した。1990年代には、オプティガンはビンテージシンセサイザーとして人気を博し、そのサウンドのサンプルがデジタルソフトウェアとしてリリースされ、実際の楽器を入手できないミュージシャンもそのサウンドを利用できるようになった。それ以来、オプティガンの音楽は、ポピュラー音楽、テレビ、映画で活躍する数多くのアーティストに使用されており、バンド「オプティガナリー・ユアーズ」のフィーチャリング楽器となっている。^[14]