Nowe płyty winylowe będą miały jakość HD, ale posłuchasz ich na zwykłym gramofonie

30 procent lepsza dynamika, 30 procent więcej materiału. Ale przede wszystkim zupełnie nowy i znacznie lepszy sposób produkcji – to wszystko obiecują twórcy nowego formatu czarnych płyt High Definition.

Winyle znowu się sprzedają. Nie wiem na ile wynika to z mody, a na ile z miłości do czysto analogowego dźwięku, ale czarne płyty można kupić już nawet w znanych każdemu dyskontach spożywczych. Potrafią zaszumieć, zatrzeszczeć, a oferowany przez nie zakres dynamiki w porównaniu do płyt CD nie imponuje, ale i tak część audiofilów powie wam, że to jedyny słuszny format do odtwarzania dobrej muzyki. Bezsprzecznie trudno odmówić winylom pewnego czaru, a wszystko wskazuje na to, że w ręce audiomaniaków trafią czarne płyty w wersji High Definition, które przyniosą znaczną poprawę jakości.

Dla mnie słuchanie czarnych płyt to przede wszystkim magia. Rytuał ostrożnego wyjmowania płyty, jej czyszczenie, ustawianie z wielką dbałością o precyzję igły. Coś co w jakiejś szczątkowej formie jest jeszcze w płytach CD, a czego już zupełnie nie ma w bezdusznych, pozbawionych opakowań, albumach puszczanych z serwisów streamingowych.

Tyle, że to filozofia, estetyka, a nie mędrca szkiełko i oko, które mówi nam, że standardowa winylowa płyta mieści w sobie do 45 minut nagrania, a zakres dynamiki (różnica pomiędzy najcichszym a najgłośniejszym dźwiękiem) zarejestrowanych na niej dźwięków waha się od 55 do 65 dB (płyta CD – 96 dB), w zależności od stopnia jej zużycia.

Jednak już w 2019 roku ten stan rzeczy ma ulec zmianie. Wszystko dzięki austriackiej firmie Rebeat, która dwa lata temu opatentowała zupełnie nową technologię produkcji płyt winylowych i otrzymała 4,8 miliona dolarów funduszy, które mają pozwolić rozpocząć produkcję. Winyle HD mają oferować o 30% dłuższy czas nagrań (do ok. 58-60 minut) i o 30% większą dynamikę. Wszystko to bez potrzeby inwestowania w nowy gramofon czy nowe wkładki.

Stare płyty, stare ograniczenia

Żeby zrozumieć rewolucyjność patentu Rebeata trzeba najpierw powiedzieć o słabych stronach klasycznych czarnych płyt. Zacznijmy od czasu trwania.

Długość jednej strony płyty wynika z ilości fizycznego miejsca na krążku, potrzebnego do wytłoczenia na nim rowków. Około 23 minut na stronę to maksimum, jakie udaje się zmieścić przy zachowaniu maksymalnej dynamiki rejestrowanego materiału. Jeśli zmniejszyłoby się dynamikę, a co za tym idzie głośność nagrania, to przestrzeń oddzielająca rowki mogłaby mieć mniejszą szerokość. Znane jest np. nagranie słowa mówionego, której dynamika jest znacznie mniejsza niż zapis koncertu. Przykładowo płyta kabaretu The Comic Strip wydana przez Springtime Records w 1981 roku ma ponad 69 minut długości.

Druga kwestia to jakość nagrania, która wynika m.in. z samego procesu produkcji. Zdecydowana większość płyt powstaje z wykorzystaniem w nim lakierowanej płyty transkrypcyjnej (lacquer disc). To na niej, podczas procesu odwrotnego do odtwarzania, nacinarka „wyżłabia” nagranie. Następnie taka płyta jest posrebrzana azotanem srebra, a w kolejnym kroku w procesie galwanizacji pokrywana niklem. Tak powstaje negatyw – tzw. metal master, albo jak kto woli ojciec– cienki niklowy krążek. Metal master istnieje tylko w jednym egzemplarzu, a poza tym jest on zbyt delikatny, żeby wytłoczyć za jego pomocą duży nakład płyt. Dlatego w podobnym procesie galwanizacji powstaje z niego pozytyw – tzw. matryca matka (2-4, im mniej tym lepsza jakość). Z każdej matki można przygotować następnie do 6 stempli, które służą do odciskania finalnych płyt. Zobaczcie na filmie:

https://youtu.be/y_OUkLbSs24

Tradycyjny stempel ma klika wad. Po pierwsze starcza na wytłoczenie ok. 1000 płyt. Po drugie nie daje powtarzalności produkcji (pierwsza płyta będzie zawsze lepsza niż tysięczna odbitka). Po trzecie wieloetapowy proces powstawanie matrycy-matki to ciągłe ryzyko, że unoszące się w powietrzu mikrozanieczyszczenia dostaną się do rowków i zwiększą tym samym poziom szumów. Na dodatek cały proces jego produkcji nie jest obojętny dla środowiska.

Winyle mogą też być produkowane z wykorzystaniem prostszego procesu produkcji zwanego Direct Metal Mastering (DMM). Tu cały proces zaczynana się od zapisania nagrania na miedzianej płycie (zamiast na lakierowym dysku), z której od razu można zrobić stemple i tłoczyć nimi płyty, oferujące lepszą jakość dźwięku (więcej detali w zakresie wysokich tonów, mniejsze szumy itp). Ale to wciąż nie czyni z czarnej płyty nośnika dającego superjakość.

Proces produkcji płyty gramofonowej (rysunek: Marta Mandile, DensityDesign Research Lab, CC BY-SA 4.0)

Jak czytamy w opisie patentu przygotowanym przez Rebeats, podczas przygotowywania matrycy cały czas trzeba wyciszać wysokie częstotliwości, bo inaczej istnieje ryzyko, że przegrzeje się „igła” nacinarki i dojdzie do jej uszkodzenia w efekcie wykonywania bardzo szybkich ruchów.
Innym problemem znanego od lat procesu produkcji jest również fakt, że rowki tworzone są przez prostopadłe w stosunku do płaszczyzny ruchy nacinarki, kiedy ruch ramienia odtwarzającego i nagrywającego pozostaje spiralny. Powoduje to, że powstające rowki na powierzchni płyty nie są jednakowe, co również wpływa na finalną jakość brzmienia.

Płyta “je t’aime…moi non plus” Jane Birkin i Serge’a Gainsbourgpoda pod mikroskopem SEM. Po lewej widać poddany badaniu fragment. (zdjęcie: Tbraunstein, CC BY-SA 3.0))

Leser i jakość HD

Pomysł austriackiej firmy Rebeat ma wyeliminować wszystkie te wady. W skrócie sercem całego pomysłu jest laserowe urządzenie warte 600 000 dolarów, które będzie wycinać rowki w bardzo wytrzymałej, twardej ceramicznej płycie-matce. Zmienia się nie tylko sam materiał stempla, ale też i cały proces transferu zapisanego dźwięku na winylowy krążek.

Przede wszystkim ceramiczna płyta podczas całego procesu nacinania pozostaje statyczna. Eliminuje to opisane wyżej problemy wynikające z kołowego ruchu płyty. Jednak, to co jest zupełnie nowe to sposób przygotowania materiału przeznaczonego do nagrania na winylu HD.

Jeśli wsłuchaliście się w film pokazujący przygotowywanie płyt w starej technologii to pewnie wiecie, że pomiędzy źródłem dźwięku a nacinarką znajduje się komputer, który wprowadza optymalizację dźwięku i czuwa nad zachowaniem odpowiedniej odległości pomiędzy żłobionymi rowkami.

Płyta “narysowana” przez algorytm w aplikacji CAD, a następnie wypalona przez laser. Tak ma powstawać winyl HD. (sceenshot z opisu dokumentacji patentowej).

W patencie Austriaków komputer odgrywa znacznie bardziej istotną rolę: zamienia cyfrowo zapisany dźwięk na trójwymiarową, analogową „mapę topograficzną” rowków na powierzchni całej płyty. Algorytm „zna” cały materiał jaki ma być zapisany na winylu i potrafi tak zoptymalizować układ rowków, że możliwe jest wydłużenie czasu trwania płyty o 30%. Wykorzystanie lasera i ceramicznej płyty daje większą precyzję nacinania, nie ma obaw, że sama płyta czy nacinarka się przegrzeją, co pozwala znacznie zwiększyć rozpiętość pomiędzy najcichszymi i najgłośniejszymi fragmentami nagrania poprzez zwiększenie amplitudy.

Wykorzystanie ceramicznego stempla daje też korzyści w samym procesie produkcji płyty. Jego przygotowanie jest bardziej ekologiczne, a wycinane laserowo matryce są bardziej powtarzalne i każda „matka” ma wystarczyć nie na wytłoczenie 1000, ale 8000 płyt i to bez zauważalnych strat jakości.

Porównanie procesów produkcji (sceenshot z opisu dokumentacji patentowej).

Nie wiem jak wy, ale ja jestem bardzo ciekaw jak taka nowa, stara czarna płyta zagra. Mam jednak świadomość, że sam nośnik to tylko jeden kawałek systemu audio. Jeśli mamy kiepski gramofon, a nasza wkładka ma zdartą igłę to nawet winyl nagrany w HD nic tu nie pomoże.

Źródło