Los primeros aparatos efectivos de grabación y reproducción del sonido: el fonógrafo y el gramófono; utilizaban exclusivamente técnicas acústicas y mecánicas, por lo que se incluye a estos sistemas, desarrollados durante el último cuarto del siglo XIX, en la denominada era acústica. La siguiente tecnología de grabación sonora se corresponde con la invención y posteriores avances basados en el registro magnético. Desde el primer sistema práctico, con un soporte de hilo de acero a principios del siglo XX, hasta los aparatos de cinta magnética, tanto los que utilizaban bobinas abiertas, como lo que emplearon casetes ya en la década de 1960. En el período eléctrico, que se inicia a principios de la década de 1920, se hace uso de las innovaciones en micrófonos, altavoces y la utilización de la válvula de vacío como amplificador de audio. Estos avances van a permitir la llegada del cine sonoro y posteriormente de los discos de vinilo a finales de la década de 1940. La última época se corresponde con los sistemas digitales de sonido: la aparición del Compact Disk y la cinta digital DAT en la década de 1980, y los reproductores MP3, las tarjetas de memoria y la difusión de música en “streaming” a finales del siglo XX y principios del XXI, con los teléfonos móviles como principales equipos de reproducción.
Registro magnético. El magnetofón y el casete
Un año después del nacimiento del gramófono, en 1888, Oberlin Smith publica en la revista “Electrical World” los desarrollos teóricos y experimentales del primer sistema de grabación magnética del sonido, aunque al parecer ya había construido un modelo del mismo 10 años antes. Pero no es hasta 1898, cuando el ingeniero danés Valdemar Poulsen patenta la primera grabadora magnética práctica, a la que llamó “telegraphone”. El dispositivo, que utilizaba un alambre de acero como soporte sonoro enrollado sobre un cilindro semejante al empleado por Edison en su fonógrafo, fue exhibido en la Exposición Universal de París en el año 1900.
Las impulsos eléctricos obtenidos al aplicar las ondas sonoras a un micrófono son captados por un electroimán que recorre el soporte depositando una imantación variable según las características de los sonidos. Sin embargo, la señal era muy débil sin amplificación y los carretes de alambre se retorcían y eran poco fiables no pudiendo competir con el fonógrafo de cilindro de cera. Posteriormente se realizaron varias mejoras a la grabación magnética utilizando cinta de acero.
En 1928 el ingeniero alemán Fritz Pfleumer patenta la primera cinta magnética, formada por una capa de polvos de óxido de hierro magnetizable depositada sobre una cinta de papel. BASF se une a AEG-Telefunken para desarrollar la grabación en cinta magnética utilizando la patente de Pfleumer, realizando carretes de cinta magnética sobre plástico y creando la grabadora “Magnetophon k1”, (de ahí el nombre genérico de magnetófono adoptado para estos aparatos). Este equipo constaba de: un dispositivo grabador, un amplificador, un altavoz y un micrófono. La primera demostración pública del mismo se produce en 1935 en la Exposición Radiotécnica de Berlín y la primera grabación en cinta de un concierto en directo se realiza también en Alemania en 1936, con la orquesta filarmónica de Londres y utilizando un micrófono de condensador de botella de Neumann. La polarización (pre-magnetización) de alta frecuencia introducida por AEG en 1941 permitió mejorar considerablemente la calidad del sonido.
Durante la II Guerra Mundial los americanos encontraron en Alemania magnetófonos y carretes de cinta magnética que fueron enviados a EE.UU, con los que comenzaron a desarrollar sus propios sistemas. En 1948 aparecen comercialmente las primeras grabadoras de fabricación estadounidense, la Ampex Modelo 200. En 1949, la compañía Magnecord añadió un segundo cabezal a su grabadora PT-6 para crear una de las primeras grabadoras estéreo de carrete abierto. En esos años, surgieron en Estados Unidos numerosas empresas dedicadas a la fabricación y comercialización de grabadoras de cinta, inicialmente como equipos comerciales para radiodifusión, y también para uso doméstico, pero cada una con sus propios sistemas prácticamente incompatibles. La National Association of Broadcasters (NAB), que agrupaba a las emisoras de radiodifusión comerciales, estableció a finales de esa década unas normas nacionales que fueron adoptadas en muchos países garantizando un nivel mínimo de compatibilidad en la era de las grabadoras de bobina abierta.
Mientras tanto en Europa, dos compañías alcanzaron un éxito considerable con sus equipos: por un lado, Studer una pequeña empresa fundada en Zurich inició la fabricación de grabadoras de cinta orientadas al uso profesional, y por otro, en 1951 Stefan Kudelski construyó en Suiza la primera grabadora de cinta portátil y autónoma de Nagra con motor de cuerda.
Los sistemas de grabación de cinta abierta (“open reel”) se convirtieron en equipos indispensables para emisoras y estudios de grabación, así como en la producción musical, donde la grabación “multipista” permitió la creación de nuevas obras musicales. Por otro lado, las innovaciones en altavoces, amplificadores y grabadoras durante estos años contribuyeron al inicio de la era de la alta fidelidad y a la expansión de los equipos de grabación para uso doméstico a partir de mediados de la década de 1950.
La compañía RCA Victor puso a la venta ya en 1958 algunas cintas magnéticas incluidas en un cartucho cerrado junto con una grabadora para ellas, pero las dificultades para mantener la precisión en la producción a gran escala daba lugar a una baja calidad del sonido, por lo que el intentó fracasó.
En 1962 aparecen los cartuchos de cinta de la marca Fidelipac, tenían un solo carrete con una cinta de 4 pistas enrollada en un bucle sin fin, encerrado en una caja y una duración de 10 minutos. El uso de reproductores de esas cintas ya fue bastante popular en los automóviles en EE.UU., pero fue el sistema con cartucho de 8 pistas, desarrollado por LearJet (empresa de aviación), Ampex y RCA, y que utilizaba una cinta de 1/4 de pulgada con una duración de hasta 60 minutos, la que acabó triunfando a partir de 1965, donde varios fabricantes de automóviles, comenzando por Ford, lo incorporaron en sus modelos producidos a partir de ese año.
En 1963, Philips produce las primeros grabadoras para cintas en casetes y también en ese año presentó su primer casete de audio compacto, con doble carrete y utilizando cinta de poliéster de 1/8 de pulgada revestida de polvo ferromagnético, con 4 pistas y con capacidad para grabar entre 30 y 45 minutos de música estéreo por cara. El casete Philips tenía un cuarto del tamaño del cartucho Fidelipac o Lear, lo que permitía reproductores pequeños, versátiles y a pilas, que podían llevarse a cualquier parte. Además de las cintas grabadas por las compañías discográficas, aparecieron en el mercado cintas vírgenes, que podían ser utilizadas para grabaciones personales. La demanda de este tipo de cintas fue sorprendente. También, desde finales de esa década comenzaron a popularizarse los radiocasetes, tanto en formato doméstico, como para automóvil junto con las emisoras de radiodifusión en FM de música “moderna”.
Sony lanzó en 1979 el reproductor de casetes de audio portátil TPS-L2, conocido posteriormente como Walkman. En los siguientes 10 años, la compañía llegó a vender más de 50 millones de reproductores con este nombre, inaugurando una nueva era de reproductores de sonido portátiles, y en la escucha personal de música con la utilización masiva de auriculares.
Grabación y reproducción eléctrica. El cine sonoro y los discos
En el año 1925 se comercializan los primeros discos grabados eléctricamente y los fonógrafos ortofónicos (capaces de reproducir discos producidos tanto acústica como eléctricamente), gracias a los avances en el micrófono, el altavoz y el amplificador electrónico de válvulas, llevados a cabo por la Western Electric en los laboratorios Bell durante los años anteriores. Estos desarrollos permitieron la grabación de orquestas interpretando sinfonías completas y la realización y proyección de películas sonoras.
También en ese año, la compañía Warner Brothers crea la Vitaphone Co., con el fin de realizar películas sonoras experimentales en el estudio que la Warner tenía en Brooklyn. En 1926 se producen las primeras películas sonoras, utilizando el sistema de grabación eléctrica de Western Electric con discos de goma laca recubiertos de acetato de 16 pulgadas a una velocidad de grabación de 33 1/3 rpm, que permitía la sincronización con el carrete de película junto con el empleo de grandes bocinas plegadas como altavoces. El 6 de agosto de ese año se estrena Don Juan, la primera película de larga duración con sonido grabado para las escenas musicales y después de trasladar la producción de Vitaphone a Hollywood con el primer estudio construido para grabación con sonido, se estrenó el 6 de octubre “The Jazz Singer”, la primera película sonora comercial con diálogo hablado. Anteriormente, en 1923, se proyectó en el Teatro Rivoli de Nueva York un cortometraje sonoro del sistema desarrollado por De Forest, en el que se presentaba a varias estrellas de vodevil entre las que se encontraba Conchita Piquer interpretando canciones regionales en español. Sin embargo, este sistema no tuvo éxito debido a la resistencia de los estudios a invertir grandes sumas en equipos de sonido para los cines.
Después de la invención de la grabación eléctrica que hizo posible la reproducción del sonido en las películas, se estandarizó en 1930 la banda sonora (monoaural) como una pista de sonido en el borde izquierdo de una tira de película de 35 mm, entre la imagen y los orificios de la rueda dentada. El proyector disponía de una célula fotoeléctrica que producía una señal eléctrica que mediante un amplificador de tubo actuaba sobre un gran altavoz de bocina detrás de la pantalla. Posteriormente se desarrollaron técnicas que permitían incluir en la película varias pistas y sonido estereofónico y se utilizaron múltiples altavoces para reproducir los diferentes canales, dando lugar a sistemas de sonido envolvente
La compañía Columbia Records introdujo en 1948 los discos de resina vinílica o de vinilo que contenía muchos más surcos por pulgada, lo que dio origen al término «microsurco». Estos discos con reproducción eléctrica, vienen a solucionar los ruidos de superficie que aún producían los discos de goma laca. Conocidos como discos LP (“Long Play”) tienen un tamaño de 12 pulgadas, giran a 33-1/3 revoluciones por minuto (rpm) y tienen una capacidad de 23 minutos por cara. Al año siguiente RCA Victor presentó el disco compacto de vinilo sencillo, “Single o Extended Play”, de 7 pulgadas y 45 rpm con una duración por cara de 7 minutos.
La industria discográfica supuso una revolución en la difusión de la música y en la forma de entretenerse. En los siguientes años, los discos cederían su preponderancia por otros soportes sonoros: cintas de casete, y formatos digitales como el “compact disk”, los reproductores portátiles MP3 y la música en “streaming”; pero se ha mantenido su producción y el lanzamiento de nuevas obras de artistas musicales en ese formato.
Por otro lado, el sonido en el cine introdujo importantes mejoras con procedimientos de reducción de ruido como el sistema Dolby, en los años 70; el sistema de sonido personalizado para cada auditorio THX; o ya con la introducción de los sistemas digitales, a partir de la década de 1990, las técnicas: Cinema Digital Sound (CDS), Dolby Stereo Digital (SR-D) o Digital Theater Systems (DTS).
Audio Digital. Compact Disk, MP3, música en streaming
Los primeros pasos en la digitalización de voz y señales de audio se iniciaron en los años 30 del siglo XX con la modulación por código de pulsos PCM (“Pulse Code Modulation”) fundamentalmente aplicado a las comunicaciones telefónicas. Sucesivos desarrollos en codificación, sistemas de almacenamiento digital para ordenadores y la invención del laser en 1960, llevaron a la utilización de sistemas digitales y ópticos para la grabación de audio y vídeo.
La digitalización del audio comenzó con el desarrollo de los sistemas de grabación en cinta magnética, y el resultado final fue el DAT (R-DAT para uso doméstico). El primer prototipo de un sistema digital de audio se completó en 1967, incorporando un conversor A/D-D/A y un circuito de procesamiento de señales. El desarrollo de la grabadora de cinta de audio digital (DAT) para uso profesional se desarrolla a partir de los años 70 del siglo XX, pero la existencia de varios formatos no compatibles hasta la publicación de unos estándares en 1985 impidió que este formato se popularizara para uso doméstico.
El estándar para el disco compacto, CD (“Compact Disk”), realizado de forma conjunta por Philips y Sony se finalizó en 1980. Dos años después se presentó en Tokio el primer reproductor de discos compactos, el Sony CDP-101 y en Europa el producto de Philips, a la vez que se comercializaban los primeros discos. El disco compacto está fabricado en plástico recubierto con una capa de aluminio y protegido con una fina capa de laca, tiene un tamaño de 120 mm y son producidos mediante un disco maestro en el que se graba mediante un laser un surco espiral sobre una emulsión fotográfica. El CD utiliza una codificación de 16 bits y una frecuencia de muestreo de 44.100 muestras por segundo y la velocidad de reproducción varía entre 200 rpm cerca del borde y 500 rpm cerca del centro. Con estas características el tiempo máximo de reproducción es de 74 minutos, lo suficiente para albergar la interpretación más extensa de la Novena Sinfonía de Beethoven.
El primer reproductor portátil de discos compactos fue desarrollado por Sony, el modelo D-50, y lanzado al mercado en 1984, pero no fue hasta la introducción de un sistema de protección contra saltos en la década de 1990 cuando se extendió su uso. En el año 1992 Sony inició la venta del MiniDisc. El MD era un disco magnetoóptico grabable, alojado en un cartucho de plástico, con la misma capacidad de 74 minutos que el CD, pero con la mitad del tamaño y mayor compresión. El MD pretendía sustituir al CD y al casete compacto.
Durante la década de 1980, el Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento (MPEG) colaboró con el Instituto Fraunhofer para desarrollar un método de compresión que permitiera transmitir archivos de audio de alta calidad a través de líneas telefónicas comunes utilizando el estándar de disco compacto. La solución fue la codificación de audio perceptual, que eliminaba las frecuencias de sonido redundantes, innecesarias o fuera del alcance del sistema auditivo humano y la utilización de diferentes niveles o capas de compresión. La relación más eficiente era la Capa 3, que comprimía el sonido a 1:12, es decir, reducía el tamaño del archivo de audio 12 veces en comparación con el estándar original de CD. Esta compresión se conoció como MPEG Capa 3 o MP3. Las pruebas de este sistema de compresión comenzaron en 1987 y se implementó finalmente en 1990, justo cuando la World Wide Web estaba a punto de surgir.
En octubre de 1994, SanDisk presentó la tarjeta de memoria Compact Flash para almacenar datos de audio y video en tarjetas con un tamaño no mayor que una caja de cerillas y una capacidad de entre 4 y 106 Mega bytes (MB). Posteriormente, SanDisk y Siemens AG patentaron la “MultiMediaCard“, con un tamaño no mayor que un sello postal y una capacidad de entre 2 y 16 MB. La evolución de las tarjetas de memoria ha sido imparable desde entonces alcanzando capacidades de centenares de Giga bytes.
En el año 1997 se fundó la web MP3.com, con 3000 canciones disponibles para descarga gratuita y se desarrolló el primer reproductor de MP3 para ordenador llamado WinAmp. En los 12 meses siguientes, se convirtió en el sitio de música número 1 de internet, con 3 millones de visitas mensuales. Posteriormente aparecieron otras plataformas como Napster o Kazaa que permitían compartir ficheros con este formato entre usuarios. En enero de 1998 se presentó el “Diamond Rio PMP 300” que fue el primer reproductor MP3 portátil comercial y en 2001, Apple Computer presentó el reproductor de música portátil iPod, capaz de almacenar hasta 1000 canciones con calidad de CD en un diseño ultra portátil y un sistema de descarga y sincronización automática.
El siguiente paso en la forma de reproducir sonido, vino dado con la difusión en streaming a través de Internet de contenidos almacenados en la nube, fundamentalmente música y “podcast” para su reproducción directamente en terminales móviles, teléfonos y tabletas. Spotify, empresa sueca fundada en el año 2006, inicia mediante una aplicación la distribución de música legal a partir de 2008, a la que siguieron otras plataformas (Amazon Music, Apple Music,…), reemplazando en poco tiempo a la radiodifusión como principal medio en el éxito comercial de producciones musicales y transformando los medios en la obtención de ingresos por parte de los artistas, compositores y discográficas.
Referencias
- Angus, Robert. History of Magnetic Recording. inAudio, August and September, 1984
- Steven Schoenherr. The History of Magnetic Recording. IEEE Magnetics Society Seminar, UCSD, 2002 Nov. 5
- Friedrich Karl Engel, “1888-1988: A Hundred Years of Magnetic Sound Recording. Journal of Audio Engineering Society, Vol. 36, No. 3, (March 1988), pp. 170-178
- H. H. K. Thiele: Magnetic Sound Recording in Europe up to 1945; J. Audio Eng. Soc., Vol. 36, No. 5, May 1988
- Historical Development of Magnetic Recording and Tape Recorder. Masanori Kimizuka. National Museum of Nature and Science. Tokio, Japón. August 2012
- John G. Frayne. History of Disk Recording. J. Audio Eng. Soc., Vol. 33, No. 4, 1985 April. Pp.263-270
- John G. Frayne. Motion Picture Sound Recording. Journal of the Audio Engineering Society. July/August 1976, Volume 24, Number 6. Pp. 512-516
- Kumin, Daniel. “Home Recording for the Digital Millennium,” Audio, February 1999, pp. 32-39
- https://www.aes.org/aeshc/
- https://www.aes-media.org/historical/html/recording.technology.history/tape.html
- http://history.sandiego.edu/gen/recording/digital.html
- https://www.filmsound.org/film-sound-history/
- https://www.republicnetwork.es/blog/evolucion-del-streaming-musical-del-mp3-a-las-plataformas-digitales/
- https://cristianpoow.com/que-es-el-streaming-y-como-funciona/