O zvuku možno veľa hovoriť, ale ak s ním chceme pracovať, musíme myslieť na jeho záznam a reprodukciu. V tejto časti práce spomenieme aspekty, ktoré vstupujú do hry pri analógovom spracovaní zvuku. Má tri odseky: 2.4.1 Záznam zvuku, 2.4.2 Spracovanie zvuku, 2.4.3 Reprodukcia zvuku.
Na záznam sa vo všeobecnosti používajú mikrofóny. Ich úlohou je, laicky povedané, premeniť akustickú energiu na energiu elektrickú. Presnejšie: menia svoj elektrický odpor (a tým aj veľkosť napätia a prúdu, ktoré nimi pretekajú) na základe aktuálnej zmeny tlaku vzduchu. Líšia sa v konštrukcii a iných vlastnostiach.
Podľa konštrukcie možno mikrofóny deliť na rôzne druhy. Najrozšírenejšími sú kapacitné (nazývané aj kondenzátorové) a dynamické mikrofóny. Prvé sú konštrukčne náročnejšie a potrebujú osobitné napájanie, poskytujú však lepšiu citlivosť a frekvenčnú vernosť. Druhé sú pre nižšiu cenu rozšírenejšie, vhodné sú zas na záznam zvuku s vysokou hlasitosťou (spev zblízka, bicie, …).
Podľa citlivosti v závislosti od polohy zdroja zvuku možno mikrofóny deliť na guľové (všesmerové), osmičkové (dvojsmerné) a kardioidné (alebo s guľovou, osmičkovou či kardioidnou smerovou charakteristikou). Nasleduje popis ideálneho správania sa jednotlivých druhov:
Tento ideálny stav je možný len pre nižšie frekvencie; čím je frekvencia vyššia, tým sú výsledky menej podobné želanému stavu. Na vine je fyzická konštrukcia mikrofónu, navyše aj jeho uchytenie môže predstavovať prekážku zvuku. (Poznámka: nízke frekvencie malé prekážky „obídu“ ľahšie než vyššie frekvencie.)
Podľa elektrického odporu možno mikrofóny deliť aj na vysokoimpedančné (zvyčajný druh) a nízkoimpedančné (štúdiová technika).
Záznam zvuku sa v ideálnom prípade vykonáva v štúdiu, ktoré je odhlučnené od vonkajšieho prostredia a má želané vlastnosti (veľkosť miestnosti, odrazivosť povrchu stien atď.) Je potrebné vyvarovať sa známeho „pukania“ vo zvukovom zázname (angl. popping), ktoré vzniká pri vyslovovaní hlások „p“ a „b“, resp. sykotu (angl. essing) pri hláskach „s“, „š“. Sú spôsobené rýchlym pohybom vzduchu, ktorý mikrofón zaznamená ako zvuk (veľmi hlučný, preto je ním preťažený), aj keď to zvuk nie jePozn. 1. Podobné problémy spôsobuje aj vietor. Riešením je vrstva molitanu, v lepšom prípade nylonová či kovová sieťka, ktorá bráni pohybu vzduchu, predsa sa však cez ňu šíri zvuk. Pomôcť môže aj neskoršia úprava frekvenčnými filtramiPozn. 2.
Poznámka 1: Ako sme si povedali v časti 2.1 Zvuk ako fyzikálny fenomén, pri šírení zvuku sa vzduch nehýbe.
Poznámka 2: P. odsek 2.3.4 Úprava a zmena zvuku.
Zvuk sa po zázname ďalej spracúva. V prvom rade sa naň aplikuje orezávaniePozn. 1 (teda obmedzenie rozsahu signálu – neznamená to však, že k samotnému orezaniu dôjde), aby sa privysokým signálom nepoškodila elektronika a zachovali korektné výsledky. Hneď potom sa (zväčša na úrovni elektroniky) odstránia kmitočty vyššie než 20-22 kHz (ľudské ucho ich už nezachytí) a nižšie než 20 Hz (podobne). Zo záznamu sa odfiltruje aj frekvencia napájania (50 Hz), ktorá sa v ňom často objavuje z dôvodu výkyvov v elektrickom napájaní prístrojov.
Nahrávacie štúdia sa snažia o relatívne vyrovnaný priebeh hlasitosti, aj za cenu čiastočného potlačenia vernosti dynamiky nahrávky. Aby mohli na nahrávku úspešne aplikovať kompresiu akustickej hladiny, je potrebné zabezpečiť jej neskreslenú (neorezanú) dynamiku, tzn. je potrebné sledovať jej hlasitosť už počas záznamu. Na to slúžia rôzne zariadenia merajúce úroveň signálu zvuku. Ak sa to vykonáva vo väčšom časovom intervale (časovom „okne“), ide o meranie aktuálnej priemernej hlasitosti. Príkladom sú britsko-americké VU metre (volume unit) – sú nastavené na 300 ms. V prípade krátkeho času nábehu zariadenia ide o meranie špičky, napr. britské PPM (peak programme meter) reagujú v čase 10 ms. Kratšie intervaly nie sú potrebné, harmonické skreslenie, ktoré by kvôli orezaniu vzniklo, trvá príliš krátko, aby ho ľudský sluch zachytil.
Poznámka 1: P. odsek 2.3.4 Úprava a zmena zvuku.
Na reprodukciu zvuku sa využívajú dve hlavné metódy. Prvou sú slúchadlá. Reproduktory slúchadiel sú len nepatrne vzdialené od ušného bubienka, preto môže byť ich výkon veľmi malý. To umožňuje zmenšiť ich rozmer a dať im kvalitatívne atribúty za omnoho nižšiu cenu, v porovnaní so samostatnými reproduktormi. Ak sú uzavreté, pôsobia navyše ako hluková bariéra, filtrujúca zvuky prichádzajúce zvonka. Ide vtedy o asi najkvalitnejší umelý posluch, ktorý možno súčasnou technikou dosiahnuť. Nevýhodou je rýchla „únava“ uší (sluchová i zdravotná) po dlhšom čase posluchu z dôvodu zastavenia cirkulácie vzduchu vo zvukovode. Otvorené slúchadlá tento problém do značnej miery riešia, no za cenu vyššej priepustnosti hluku zvonku. Vo všeobecnosti si treba dávať pozor na vyššiu hlasitosť posluchu – blízkosť reproduktorov k uchu oberá o objektívny úsudok o hlasitosti reprodukcie a môže spôsobiť poškodenie sluchu.
Najrozšírenejší spôsob reprodukcie sú samostatné reproduktory. Nachádzajú sa na stenách, na stoloch, v mobilných telefónoch či na koncertných pódiách. Každý z nich je čímsi špecifický. Konštrukcia membrány reproduktora spôsobuje, že niektoré frekvencie dokáže reprodukovať veľmi dobre, niektoré horšie alebo vôbec. Napr. veľmi malý reproduktor môže mať vysoký výkon, ale fyzická konštrukcia mu bráni dosiahnuť vysokú amplitúdu (a teda aj akustický tlak) na to, aby v nízkych frekvenciách prekročil čo i len prah počuteľnosti. Veľmi veľkému reproduktoru zas zotrvačnosť membrány bráni meniť svoju polohu podľa signálu príliš rýchlo (prípad vysokých kmitočtov), pri nízkych frekvenciách však dokáže vytvoriť vysoký akustický tlak. (Ak je reproduktor malý, dokáže „nahradiť“ nízke frekvencie akustickou ilúziou – chýbajúci základný tón mimo spektra reproduktora napodobňuje prítomnosťou jeho harmonických násobkov. P. odsek 2.2.3 Vnímanie kvality, harmonické tóny.)
Z dôvodu komplementarity rôznych veľkostí reproduktorov sa teda tieto často inštalujú vo väčšom množstve (2-4), zväčša blízko seba, v jednomPozn. 1 šasi. A tak sa napr. pre stereofonický posluch nepoužijú dva reproduktory (ľavý a pravý), ale rovno dve sústavy reproduktorov. Využitie nie je len v posilnení akustického výkonu (potrebné napr. pre vystúpenia kapiel naživo), ale najmä v rozdelení frekvenčného spektra. Každý reproduktor v sústave spracúva tú časť, v ktorej má najmenšie skreslenie. Súčasťou reproduktorovej sústavy je teda aj elektronika, ktorá filtruje, rozdeľuje, upravuje signál (frekvenčná výhybka, angl. crossover); nastavená je výrobcom tak, aby výsledný zvuk bol čím vernejší, podobnejší originálu, pri čo najširšom spektre (zväčša uvádzané ako napr. „odstup ±3 dB v rozsahu 45 Hz – 19 kHz“). O kvalite reprodukcie tak rozhodujú všetky komponenty reproduktorovej sústavy, pričom výsledok závisí od najslabšieho článku. Okrem reproduktorov s celým frekvenčným rozsahom (celorozsahové, full-range) existujú i dedikované basové (woofer, ešte basovejší sa volá subwoofer), strednopásmové (mid-range) a výškové (tweeter) reproduktory.
Všeobecný trend medzi domácimi používateľmi je používať reprodukčné sústavy, ktoré majú charakteristický zdvih na vysokých frekvenciách (dodáva pocit farby – posilnením prirodzených harmonických tónov) a frekvenciách nízkych (dodáva hutnosť vďaka vysokej amplitúde tlaku vzduchu), inštaláciou niekoľkých vysokofrekvenčných reproduktorov a zväčša jedného subwooferu (často ešte doplneného tzv. bass-reflexom). Posluch na takýchto sústavách môže znieť subjektívne dobre, z objektívneho hľadiska je však veľmi skreslený.
Reproduktory menia len časť vstupnej energie na energiu akustickúPozn. 2, zvyšok sa mení na teplo. Ich efektivita sa udáva v dB/W. Konštrukčne bezpečný elektrický príkon (značený RMS, root mean square; ide o priemerný príkon, ktorý sa dá vypočítať zo štandardnej odchýlky v napätí pri zachovaní odporu obvodu) sa udáva vo Wattoch (občas sa objavuje aj označenie PMPO – maximálny špičkový príkon zariadenia; často ho reproduktor nevydrží dlhšie než pár milisekúnd a ide skôr o „marketingové“ číslo).
Vzhľadom na popísaný proces záznamu, spracovania a reprodukcie zvuku môžu čitatelia vidieť, že zvuková „vernosť“ je v každom tomto procese veľmi ťažko dosiahnuteľná, často dokonca neželaná – zvuk, ktorý nie je verný, ale prejde mnohými úpravami skúsených zvukárov, znie v konečnom dôsledku občas „lepšie“ než originál.
Poznámka 1: Aby sa zabránilo efektu hrebeňového filtra – p. odsek 2.5.2 Stereofonický záznam zvuku.
Poznámka 2: Tzv. budič reproduktoru (angl. driver) mení elektrickú energiu na kinetickú – pohyb membrány, ktorá následne rozkmytáva vzduch v okolí.
