Pátek 19. srpna 2022, svátek má Ludvík
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pátek 19. srpna 2022 Ludvík

Ray Dolby: Z nahrávek vyhnal šum a filmy obohatil prostorovým zvukem

Pomohl na svět prvnímu videorekordéru a svými patenty v oblasti zpracování zvuku navždy změnil filmový a hudební průmysl. Jeho jméno stojí za potlačením šumu analogových nahrávek a prostorovými zvukovými formáty digitálního věku. Ray Dolby zemřel 12. září ve věku 80 let.

Smuteční oznámení z webu společnosti Dolby Laboratories | foto: screenshot Technet.cz

Většina lidí zná slovo Dolby ze závěrečných titulků filmů, z čel kazetových magnetofonů, z výčtu funkcí domácích kin nebo z popisků na obalech DVD a blu-ray disků. Méně lidí však ví, že Dolby je především jméno člověka, milovníka hudby a skvělého technologického inženýra, který kouzlení se zvukem zasvětil svůj život.

"Být vynálezcem znamená umět žít v neustálé nejistotě, v temnotě tápavě hledat odpovědi a vyrovnat se s neustálými pochybnostmi, zda vůbec nějaká odpověď existuje," řekl jednou Ray Dolby.

Od Ampexu k Dolby Laboratories

Ray Milton Dolby se narodil v roce 1933 v Portlandu, většinu dětství prožil v San Francisku. Během studií na Standfordově univerzitě chodil na brigády do společnosti Ampex, kde později na částečný úvazek i pracoval. Patřil do týmu, který vyvinul první komerčně úspěšný systém pro záznam obrazu a zvuku. "Kvadruplexové" pásky a videorekordéry Ampex používala pro vysílání i Československá televize.

První magnetický studiový videorekordér Ampex Československé televize. Jako důležitý milník v televizním vysílání je nyní umístěný v Národním technickém muzeu.

V roce 1961 odjel díky stipendiu do Anglie studovat na univerzitě v Cambridge, poté pracoval jako technický poradce Organizace spojených národů v Indii. V roce 1965 se vrátil do Anglie a založil společnost Dolby Laboratories.

Systémy pro potlačení šumu

Společnost Dolby se zabývala velkým problémem tehdy nepříliš vyspělých technologií pro záznam zvuku: šumem. Statický šum v oblasti vysokých kmitočtů snižoval kvalitu reprodukce magnetických záznamů a především v tichých pasážích (kdy je odstup signálu od šumu nejnižší) rušil posluchače.

Ray Dolby přišel na způsob, jak tento rušivý element v nahrávce citelně potlačit. Ještě v roce 1965 společnost vytvořila první generaci systému Dolby NR (NR - Noise Reduction, tedy potlačení šumu), označený jako Dolby A.

Na rozdíl od technické realizace není samotný princip příliš složitý a krásně jej ilustruje následující graf.

Základní princip fungování potlačení šumu Dolby NR. Graf pochází ze studie, kterou Ray Dolby napsal pro Audio Engineering Society v roce 1971.

Rušivý šum se v nahrávce projevuje především ve vyšších kmitočtech a je konstantní. Systém Dolby proto kritické spektrum vysokých kmitočtů při záznamu zesílil a nahrál "hlasitěji". Při přehrávání naopak celé spektrum adekvátně ztlumil, díky čemuž dostal zesílené frekvenční pásmo na původní úroveň, ale statický šum pásky (při záznamu neovlivněný) tím zeslabil na mnohem nižší a méně slyšitelnou hladinu. Tím zvýšil odstup užitného signálu od šumu.

První verze, tedy Dolby A bylo určeno především pro studiovou techniku a rychle se začalo využívat v nahrávacích studiích. Rychle po něm sáhl i filmový průmysl, zvukaři jej využívali jak pro nahrávání filmového hudebního doprovodu, tak i ruchů a dialogů. Logo Dolby a symbol dvojitého D se tak rychle dostalo na konec závěrečných titulků filmů.

Dolby A vyžadovalo aktivní přístup zvukařů. Akustické pásmo bylo rozděleno na několik podpásem, se kterými bylo nakládáno samostatně. Stupně komprese nastavovali zvukaři ručně a příslušný protokol byl podmínkou pro korektní reprodukci: při přehrávání musel být dekodér podle protokolu přesně nastaven, jinak došlo ke zkreslení zvuku.

Dolby B a C jako domácí standardy

Systém s takto složitou obsluhou mohl fungovat ve studiích a kinech, těžko se však mohl uchytit v domácím prostředí. Proto společnost Dolby v roce 1968 uvedla významně zjednodušenou verzi, Dolby B. Systém byl zaměřen jen na vyšší frekvenční pásmo, které nebylo děleno a systém s ním pracoval jako s celkem a zcela automaticky.

Na polepkách audiokazet bylo vždy políčko, jehož zaškrtnutím uživatel při nahrávání vyjádřil, že použil redukci šumu. Tím dal tomu, kdo kazetu následně přehrával pokyn, aby systém Dolby aktivoval. Je to ono "N.R" se zaškrtnutelným políčkem "ON" vpravo.

Obsluha magnetofonu musela systém stiskem tlačítka aktivovat při záznamu i při následné reprodukci. Žádné další vědomosti nebyly k jeho použití potřeba a díky tomu se rozšířil prakticky do všech kvalitnějších magnetofonů. Jejich výrobci museli pro implementaci systému Dolby zakoupit příslušnou licenci. Dolby se tak stalo synonymem pro systém potlačení šumu.

Dolby HX Pro

Systém HX Pro nesloužil k potlačení šumu, ale pro zvýšení dynamiky nahrávky. Systém byl aktivní jen při záznamu a taková nahrávka mohla být přehrána jakýmkoli magnetofonem.

Obvody HX Pro řídily během záznamu předmagnetizační proud podle právě nahrávaného signálu tak, aby byly co nejlépe využity fyzické možnosti záznamového materiálu.  

V domácím prostředí měl systém Dolby dvě úskalí. Uživatel musel velmi opatrně nastavit vybuzení záznamu, aby zesílené kmitočty nebyly přebuzené a tím zkreslené. To s trochou šikovnosti ohlídal. Větší problém byl, když byla kazeta přehrávána na jiném magnetofonu, než posloužil pro její nahrání. Pokud měly odlišně nastavenou kolmost hlav na pásek, bylo v případě nahrávky se systémem Dolby vzniklé zkreslení mnohem citelnější než u nahrávky bez Dolby.

Dalším stupněm bylo Dolby C, které bylo účinnější, ale problém ohledně nastavení mechaniky byl natolik citlivý, že jej lidé používali jen pro své vlastní nahrávky, které přehrávaly na stejném magnetofonu.

V roce 1986 vznikl další systém, stejně jako Dolby A určený pro profesionální sféru. Jmenoval se Dolby SR a potlačoval šum nahrávky až od 25 dB (což je obrovské číslo). Stal se standardem nahrávacích studií a především celého filmového průmyslu včetně kinosálů.

Posledním vývojovým stupněm vývoje bylo Dolby S, které se mělo stát standardem pro originálně nahrané kazety a pro reprodukci bylo kompatibilní s Dolby B. Hlavním rozdílem měla být menší náchylnost k ovlivnění výsledné reprodukce nastavením mechaniky. Díky nástupu hudebních CD a úpadku kazet (zejména těch originálně nahraných) se však nedočkal větší popularity.

Prostorový zvuk v analogové éře

Dolby Laboratories však nejsou známé jen systémy potlačení šumu. Pro filmový průmysl důležitější se staly především formáty prostorového zvuku.

Úplně na počátku byl formát Dolby Stereo. Ten dokázal do monofonní optické zvukové stopy 35mm filmu vměstnat nejen stereofonní zvukový signál, ale později dokonce maticově zakódovaný čtyřkanálový prostorový zvuk. Pro kinosály to byla doslova revoluce, protože mimo největších kin ve velkých městech, které si mohly dovolit velmi drahý magnetický systém CinemaScope společnosti Fox, byly všechny kinosály ozvučené pouze monofonně.

Pokročilejší systém, určený pro 70mm filmy s magnetickým záznamem zvuku, byl systém Dolby Stereo 70mm Six Track. Mimo zvýšení počtu prostorových zvukových stop využíval i jeden kanál pro samostatnou basovou složku. Separovaný LFE kanál principiálně vydržel až do těchto dní a v současných digitálních formátech zásobuje v domácích sestavách subwoofer.

Každý, kdo na přelomu tisíciletí začínal s domácím prostorovým zvukem, se s tímto logem setkal.

V domácím prostředí se ujal systém Dolby Surround, který principiálně vychází ze systému Dolby Stereo. Využíval stereofonní stopu, do které maticově zakódoval i dialogový a efektový kanál. Bez jakýchkoli úprav mohl být nahrán i na VHS kazetu (na stereofonním videorekordéru) nebo šířen běžným TV vysíláním. Pro reprodukci musel být využit patřičný dekodér. Ten se posléze podařilo integrovat do jednoho čipu a jím vybavené přístroje byly označeny logem Dolby Pro-Logic.

Vrcholem analogového prostorového zvuku pro domácí použití se stal systém Dolby ProLogic II. Dokázal z dvoustopého záznamu získat i stereofonní efektové kanály, čímž se počet kanálů zvýšil na pět. Využití zadních kanálů bylo z dnešního pohledu digitálních formátů s diskrétními kanály velmi omezené, ale ve své době byl každý ruch zpoza diváka, především u hororových filmů, vítán.

Dolby Surround se dalšího analogového pokračování nedočkal, protože jej s nástupem DVD disků vytlačil systém Dolby Digital. Také do jisté míry končí důsledné rozdělování domácích a profesionálních formátů.

Prostorový zvuk v digitální éře

Společnost Dolby Laboratories přechod do digitálního světa rozhodně nezaspala. Standardem pro prostorový filmový zvuk se stal Dolby Digital, který si premiéru odbyl současně s formátem DVD-Video.

Logo Dolby Digital je notoricky známé z DVD a blu-ray filmových titulů, ale i z kinosálů.

V oblasti domácího prostorového zvuku a domácího kina přinesl formát Dolby Digital kvalitativní revoluci. Obsahuje totiž až pět samostatných zvukových kanálů s plnohodnotným frekvenčním rozsahem od 20 Hz do 20 KHz. Dva kanály jsou přední efektové (hlavní stereo), další dva zadní efektové a pátý je dialogový pro centrální reprosoustavu. Šestý kanál (ona jednička v 5.1 konfiguraci) má omezený frekvenční rozsah do 120 Hz a zásobuje samostatnou basovou reprosoustavu, tedy subwoofer.

Kvalitativní omezení plyne jen z celkového maximálního toku 640 kbit/s, v případě formátu DVD-Video 448 kbit/s. Pokročilejší variantou je Dolby Digital 5.1 EX, kde je do signálů zadních efektových kanálů maticově přimíchán signál pro zadní centrální reprosoustavu. Tuto verzi tak lze využít pro 6.1 nebo 7.1 konfigurace. Ty se však v domácím prostředí příliš nerozšířily.

Dolby TrueHD: dokonalý zvuk na blu-ray discích

A jsme v podstatě v současnosti. Dolby TrueHD představuje kvalitativní vrchol, který v domácím prostředí nejspíše nebude nutné překonávat.

Dolby TrueHD totiž využívá bezztrátový kompresní algoritmus MLP (Meridian Losless Packing) a podporuje kvalitu 192 kHz / 24 bit v případě šestikanálové a 96 kHz / 24 bit v osmikanálové konfiguraci. Teoreticky (v nižší kvalitě) umožňuje pojmout až čtrnáct diskrétních digitálních kanálů. Celkový maximální datový tok je 18 Mbit/s. 

V tomto formátu nabízí zvuk několik desítek blu-ray titulů, častěji však zvuk najdete v konkurenčním, ale kvalitativně víceméně srovnatelném formátu DTS-HD. 

Současnost: lepší zvuk notebooků, mobilů a 3D zvuk v kině

V současnosti se společnost zabývá algoritmy pro vylepšení zvuku mobilních zařízeních, kterými se snaží obejít kvalitativní limity dané miniaturními rozměry reproduktorů a prakticky chybějícími ozvučnicemi. A také často silně komprimovanými zvukovými zdroji.

Systém Dolby Home Theatre v4 tak najdete například v ultraboocích Acer Aspier S3, Lenovo ThinkPad X1, Sony Vaio Z a mnoha dalších. Systém Dolby Headphone zpříjemňuje poslech například u telefonu Nokia Lumia 820.

Kinosál vybavený systémem Dolby Atmos představuje současnou absolutní zvukovou špičku.

Špičku v profesionálním ozvučení kinosálů představuje systém Dolby Atmos, který umožňuje 3D reprodukci přizpůsobenou konkrétnímu kinosálu. Zvukový záznam nabízí až 128 bezztrátových zvukových stop, které lze smíchat pro maximálně 64 diskrétních signálových výstupů. V tomto formátu existuje již několik desítek filmů, nejvíce se o něm hovořilo ve vztahu k filmu Hobit: Neočekávaná cesta.

Sbohem, pane Dolby

"Dnes jsme ztratili přítele, mentora a opravdového vizionáře," uvedl v oficiálním prohlášení Kevin Yeaman, současný ředitel Dolby Laboratories, když Ray Milton Dolby zemřel.

"Rayovi se opravdu podařilo mít práci snů. Dělal totiž přesně to, co chtěl a jak to chtěl. A navíc během toho udělal mnoho dobrého pro milovníky hudby a filmů. A nakonec, vybudoval velmi úspěšnou společnost," uvedla manželka Dagmar Dolby.

Ray a Dagmar Dolbyovi na snímu z roku 2009. Manželé byli 47 let.

"Ačkoli byl v srdci inženýr, technologické úspěchy mého otce vyrostly z lásky k hudbě a umění," řekl jeho syn Tom Dolby, filmař a spisovatel.

Gamescom 2022

Letošní veletrh her Gamescom 2022 opět pořádá na výstavišti v Kolíně nad Rýnem od 24. do 28. srpna. Slavnostní zahájení proběhne večer předem na Opening Night Live 2022 show 23. srpna.

  • Nejčtenější

Rusko začíná vyrábět vlastní notebook. Přirovnání k macbookům pokulhává

Po letech vývoje se má letos rozběhnout výroba zcela nového notebooku vyvinutého přímo v Rusku. Stroj s názvem Bitblaze...

ANALÝZA: Tchaj-wan v ohrožení. Neptejme se zda, ale kdy bude válka

Premium Uprostřed obav o budoucnost míru ve světě, na pozadí války probíhající mezi dvěma největšími armádami Evropy...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Armáda by mohla dostat německé obrněnce Marder a svá BVP-2 poslat Ukrajině

Válka na Ukrajině rozpoutala v Evropě velké pohyby zbraní a vojenské techniky. Některé země své starší kusy posílají na...

Tatry na Technetu: letiště Poprad je vysoko. První linku mělo v roce 1943

Seriál U Popradu vzniklo nejvýše položené československé dopravní letiště, jeho nadmořská výška je 718 metrů. Když se v roce...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Typů vrtulníků s tandemovými rotory vznikla řada, ale v SSSR jen jeden

Vrtulníky s tandemovými rotory mají své výhody i nevýhody. Zatímco na Západě vznikla řada konstrukcí, z nichž některé...

Porucha imunity je první známka, že je v našem životě něco špatně, říká lékařka

Premium Lidí s poruchami imunity přibývá. Příčinou je často špatný životní styl, což vede k vážným nemocem, třeba k rakovině....

Bude hůř. Považuji za férové sdělit to divákům předem, přiznal šéf ČT

Premium Inflace, energie, válka na Ukrajině a k tomu nízké koncesionářské poplatky. Současná situace postihla i Českou...

První díl rozhovoru s Shopaholicadel: Práci neseženu, každý den můžu umřít!

Premium Rozhovorům se dlouho úspěšně vyhýbala, nyní ale udělala výjimku a Expresu poskytla exkluzivní sondu do své duše....

  • Další z rubriky

Nové televizory Samsung zkalibrujete mobilem a konečně se dočkáme OLED

Profesionální kalibrace obrazu pomocí smartphonu, matné panely lifestylových modelů, vylepšené QLED obrazovky a...

Nenechte se napálit při výběru levného televizoru, je to docela snadné

Premium Logo Tesla na televizoru kdysi měla většina českých domácností. To by se určitě líbilo i dnešnímu obchodnímu...

Do Česka konečně dorazí nové videoslužby. Poradíme, jak na ně se starou TV

Premium Český divák s nabídkou služeb videa na přání dlouho paběrkoval, letos se to však zásadně změní. Příchod nových služeb...

Vyzkoušeli jsme nový set-top-box O2TV, překvapil konfigurací i cenou

Podsvětlený dálkový ovladač s pohybovým čidlem, možnost připojit bluetooth sluchátka a dostatek USB portů. To jsou...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Bude hůř. Považuji za férové sdělit to divákům předem, přiznal šéf ČT

Premium Inflace, energie, válka na Ukrajině a k tomu nízké koncesionářské poplatky. Současná situace postihla i Českou...

K vulgárnímu nápisu musela tatéra přemluvit sexem. Teď ho chce pryč

Její nápad se v salónech nikomu nelíbil. Žádný tatér s ním nechtěl mít nic společného, tak moc nápis svou nositelku...

Jako noční můra. Umělá inteligence předpovídá poslední selfie lidstva

Obrázky generované umělou inteligencí jsou poslední dobou zajímavou internetovou kratochvílí. Občas se však povede...

Eva Burešová porodila. S Přemkem Forejtem dali synovi netradiční jméno

Herečka Eva Burešová (29) a šéfkuchař Přemek Forejt (35) přivítali na svět prvního společného potomka. Narodil se jim...

Oldřich Navrátil přestavěl starý mlýn u Třebíče na pohádkovou chalupu

Herec Oldřich Navrátil (69) nejraději tráví čas na chalupě kousek od rodné Třebíče, kde si užívá čerstvého vzduchu a...