A Fantasound a világ első hangos filmrendszere többcsatornás hangzással . Walt Disney filmstúdió mérnökei fejlesztették ki, és az 1940. november 13-án megjelent Fantasia rajzfilm térhatású hangzására használták [1] .
Az 1930-as évek közepére általánossá vált első optikai kompozit hangsávos hangfilmrendszerek lehetővé tették egyetlen hangcsatorna reprodukálását egy vagy több , a képernyő mögött vagy annak közelében elhelyezett hangszóró segítségével. Az akkori optikai hangsáv frekvenciája és dinamikatartománya elegendő volt a beszédreprodukcióhoz, de korlátozta a zenei kíséret lehetőségeit. Az egyetlen hangforrású hangkép túlságosan „lapos” volt, és a Disney stúdióban William Garity főmérnök vezetésével egy alapvetően új technológia fejlesztése kezdődött meg, amely azonnal megkapta a „Fantasy Sound” munkanevet.
A tervezők elé kitűzött fő feladat az volt, hogy azt az illúziót keltsék, hogy a hangforrás mozgatja a képét a képernyőn. Azt találták, hogy ha két hangszórót egymástól 5-6 méterre helyezünk el, ez a hatás lehetséges, de a hangerőegyensúly egyszerű beállítása nem elegendő. A problémát egy háromcsatornás rendszer feltalálása után oldották meg, amely a bal, a középső és a jobb oldali hangszórók közötti zökkenőmentes hangátmenetet biztosítja Pan-pot panoráma reosztát segítségével ( angol Panoramic Potentiometer, Pan-Pot ) [2] . A második feladat, amit a rendszerfejlesztők oldottak meg, a dinamikatartomány bővítése volt , ami nem elegendő a jó minőségű zenevisszaadáshoz. Az optikai hangrögzítés technikai sajátosságaiból adódóan az akkori hangfelvételek többségénél a jel/zaj arány nem haladta meg a 40 decibelt . A probléma kiküszöbölése a hangjelek rögzítésekor és lejátszásakor változó erősítéssel volt lehetséges. Csendes helyeken a felvétel maximális erősítéssel zajlott, ami a hangerő növekedésével egyidejűleg csökkent. Lejátszás közben fordított folyamat történt, amikor csendes helyeken az erősítést csökkentették és növelték a hangos hangok esetén. Az eszköz a "Togad" ( angol Tone-operated Gain Adjustment ) nevet kapta [3] .
Walt Disney egy alapvetően új hangzás megteremtésével remélte feléleszteni a Mickey Mouse -filmek kereskedelmi sikerét , amelyek az 1930-as évek közepén rohamosan veszítettek népszerűségükből [4] . 1938 januárjában történt az első kísérlet arra, hogy egy szimfonikus zenekar hangszereit külön-külön , több mikrofonnal rögzítsék . Így született meg a Silly Symphonies sorozat "The Sorcerer's Apprentice" című rajzfilmjének kilenc perces filmzenéje , amely Paul Duke azonos nevű szimfonikus scherzójából áll . A gyártás során értékes tapasztalatokat szereztek a hangszerek különálló felvételeinek egyetlen pszeudo-sztereó számba keverésében , de a film kereskedelmi sikere kétségessé vált a 125 ezer dollárt elérő kiadások miatt . Úgy döntöttek, hogy a rövid klipet teljes hosszúságú zenei kazettává formázzák, amely a "Film-Concert" munkacímet kapta [4] .
A Philadelphia Orchestra felvételei 1939 áprilisában kezdődtek, és 7 hétig tartottak a philadelphiai Zeneakadémián . A zenekar különböző helyein elhelyezett 33 mikrofon jelet továbbított az épület pincéjében elhelyezett 8 hangrögzítő készülékre [5] . A filmek mozgását minden készülékben a szinkron filmezéshez általánosan elfogadott technológia szerint szinkronizáltuk: az elektromos motorok közös váltakozó áramforrása miatt. Különleges óvintézkedéseket tettek a tűzveszély csökkentése érdekében a film gyúlékony nitrocellulóz hordozója miatt. Ebből egyszerre legfeljebb 18 tekercs lehetett az épületben, a többi készletet pedig egy közelben parkoló furgonban tárolták. Hat eszköz rögzítette a zenekar egyes szekcióinak hangsávját: csellók és basszusok, hegedűk, brácsák, rézfúvók és dobok. A hetedik eszköz az első hat teljes jelét rögzítette, a nyolcadik pedig egy távoli mikrofonhoz csatlakozott, így rögzítette a teljes hangképet. A 7-es csatornát ezt követően módosítás nélkül használták fel hagyományos filmnyomatok kombinált hangsávjának előállítására, amelyet az Egyesült Államok mainstream mozihálózatára szántak monofonikus hangvisszaadással. A nyolcadik jól jött a többcsatornás filmzene elkészítésekor, a " hang térhatás " első próbálkozásaként.
A felvételi folyamat során egy másik csatorna is hozzáadásra került egy referenciajellel, amely a karikaturisták rajzainak időzítésére és fázissorolására szolgál . Mindegyik mikrofon a központi konzolhoz volt csatlakoztatva, és a pontszámnak megfelelően a kezelő kikapcsolta a szünetekben, hogy csökkentse a zajt. A pincében dolgozó technikusok fejhallgatójukban figyelték az egyes csatornák hangját, és oszcilloszkóppal szabályozták annak szintjét . A stúdió a Hewlett-Packard egyik első vásárlója lett , 8 db HP200A alacsony frekvenciájú generátort vásárolt a berendezések hangolásához [6] [7] . 42 nap alatt 483 ezer láb (csaknem 150 kilométer ) filmet rögzítettek, amelyet laboratóriumi feldolgozás után a burbanki Disney Stúdióba küldtek , ahol az utolsó számot keverték [8] . A különálló filmeken szereplő eredeti kilenccsatornás hangsávot négycsatornás hangsávvá alakították, amelyet egyetlen közös filmre nyomtattak. A hagyományos hangstúdióban rögzített beszédhangsávot szintén három csatornán osztották el a beszélő karakterek képernyőn való mozgásának megfelelően.
A Fantasound rendszer a filmzeneként külön film felhasználásán alapult, amelyet a moziban egy film-fonográf játszott le, szalagos meghajtóval , amelyet szinkron segítségével filmvetítővel szinkronizáltak [3] . A teljes hosszúságú filmek folyamatos bemutatásához a vezérlőteremben két filmfonográfot és két filmvetítő oszlopot helyeztek el. Az egyes fonográffilmekbe betöltött mozifilm négycsatornás, változó szélességű optikai hangsávot tartalmazott. A négy sávot felváltva egy speciális mozi-másológép nyomtatta ki , mindegyik sáv szélességét optikailag megkétszerezték, hogy tovább bővítsék a dinamikatartományt. A magas frekvenciákat tartalmazó hangfelvétel finom részleteinek megőrzése érdekében a nyomtatást ultraibolya sugárzással végezték [9] .
A film kész hangsávja pszeudo-sztereó volt , mivel három hangsávját az eredeti stúdiófelvétel hat csatornájának keverésével kapták [10] . A negyedik sáv egy vezérlőjelet tartalmazott, amely három, 250, 630 és 1600 Hz-es frekvenciájú felvételből állt, egymásra helyezve, és amplitúdójában a három fő csatorna hangfrekvenciáinak átlagos szintjével modulált [9] . Egy négysávos fonogram a perforációk közötti teljes szélességet elfoglalta , és lejátszás közben 1,25 mil széles (körülbelül 31 mikron ) könnyed ütéssel olvasta le [3] . A hangolvasó izzólámpán kívül a film-fonográf tartalmazott egy optikai rendszert is, amely egy közös hangolvasó vonás képét négy részre osztotta, a film sávjainak megfelelően. A kapott fénysugarak mindegyikét tükörrendszer irányította a négy különálló fotocella egyikére, amelyek a megvilágítás ingadozásait pulzáló hangfrekvenciás árammá alakítják .
A kapott négy csatornából három hanginformációt, a negyedik pedig változó frekvenciájú szolgálati jelet tartalmazott, amely a Togad rendszert használva szabályozta az elülső csatornák lejátszási hangerejét [11] . Így a dinamikatartomány 70 decibelig bővíthető a modern compander zajcsökkentő rendszerekhez közel álló elv szerint . Az ilyen hangfelvételt reprodukáló hangszórók száma és elhelyezése a rendszer fejlesztése során többször változott, ami a működés végéig folytatódott. Összesen 10 hangszóró-elrendezés volt. Közülük az első, amelyet kísérleti kétcsatornás hangzásra hoztak létre, egy képernyőn kívüli hangszórórendszerből és négyből a csarnok sarkaiban helyezkedett el. Ez utóbbi kapcsolása manuálisan történt, a második "látványos" csatorna hangjának elosztásával.
A Mark II rendszert háromcsatornás fonogramra tervezték, és három további hangszórót tartalmazott: kettőt az oldalfalakon és egyet a mennyezeten. A kapcsolást manuálisan is reosztáttal végezték. A kézi keverés bonyolultságait kiküszöböltük a Mark III következő verziójában, ahol a kapcsolás automatikusan, a negyedik vezérlőcsatorna jelei alapján történt. A Mark IV rendszer hasonló volt a Mark II-hez, de ugyanazon automatikus csatornaváltásban különbözött tőle, mint a Mark III. Az egyik Disney-stúdió kilátójába került beépítésre, elektronikus része pedig akár 400 rádiócsövet tartalmazott . A Mark V verzió mindössze egy napig futott az új burbanki stúdióban, egy személyzeti hiba miatt, amely összekeverte a kapcsolatokat. A következő Mark VI rendszer egyszerűbb volt: három elülső csatorna és három vezérlőcsatorna. Ő volt az, akit a „Fantasy” végső filmzenéjének első kísérletei során használták.
Az RCA Phantasound berendezésének első sorozatban kiadott változata a Mark VII típusú volt, vezérlőjel - egyenirányítóval kiegészítve. A "Fantasy" filmzene végső keverése egy push-pull egyenirányítóval felszerelt Mark VIII rendszeren történt. A premier előtt ugyanezt a berendezést telepítették a New York-i mozikba. A "Fantasy" film bemutatóját három képernyőn kívüli csatorna segítségével hajtották végre, egyenként 12 hangszóróval. Ebből négy magas, nyolc pedig alacsony frekvenciás, összesen 36 hangszóró kapott helyet a képernyő mögött. Ezenkívül a két szélső csatornára további 22 hangszórót csatlakoztattak 50 watt teljesítménnyel, a terem teljes kerületén elosztva [10] .
A film debütálása után a Phantasound berendezés további két változatát fejlesztették ki. A Disney-lánc 14 moziját új hangvisszaadó berendezésekkel szerelték fel [11] . A többi filmforgalmazó sem sietett élni az újdonsággal, melynek telepítése egy vagyonba került. A Fantasia volt az egyetlen többcsatornás optikai hangzású film, amely bonyolultsága és gyenge sztereó hatása miatt soha nem vált moziszabványsá [12] . A "Phantasound" létrehozásának munkája azonban lefektette a technológiai és elméleti alapokat a többcsatornás hangkíséret háború utáni sikeresebb fejlesztéséhez. A rendszerben tesztelt háromcsatornás sztereófónia negyedik vezérlőcsatornával elvét 1953-ban használták a CinemaScope formátumú mágneses fonogramszabvány megalkotásához [13] .