Dolby Stereo

Dolby Labs se involucró en el sonido cinematográfico cuando los estudios de cine comenzaron a utilizar la reducción de ruido Dolby tipo A en las grabaciones magnéticas de las películas. La primera película en utilizar la reducción de ruido Dolby durante todo el proceso de producción fue La naranja mecánica (1971), aunque gran parte de su beneficio se perdió al estrenarse con una banda sonora óptica estándar de la Academia. Esto llevó a Dolby a proponer que se aplicara la reducción de ruido tipo A a la banda sonora óptica en las copias de estreno. ^{[ 5 ]}

A principios de la década de 1970, resurgió el interés por mejorar la calidad de las bandas sonoras ópticas, que apenas habían cambiado desde la década de 1930. En particular, la tristemente célebre «curva de la Academia» (la respuesta de frecuencia estándar para la reproducción cinematográfica de pistas ópticas, según lo especificado por la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas en 1938) seguía en uso. Esta curva implicaba una atenuación drástica de la respuesta de alta frecuencia del sistema de cine con el fin de reducir la audibilidad del ruido y la distorsión. Dolby propuso reemplazar la curva de la Academia con la reducción de ruido Dolby A en la pista. A partir de la película Callan de 1974 , se estrenaron diez películas con una banda sonora mono codificada en Dolby. Los cines se equiparon con un módulo de reducción de ruido Dolby A y un ecualizador de tercio de octava para ecualizar la respuesta de frecuencia electroacústica de los altavoces/auditorio. Esto creó un nuevo estándar internacional para el sonido cinematográfico. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Aunque el sistema funcionaba bien, los propietarios de salas de cine se mostraron reacios a invertir en la tecnología hasta que se incorporó el sonido estéreo. La idea de colocar una banda sonora estéreo óptica de dos canales en el área de la banda sonora normal de una copia de película no era nueva; el pionero del estéreo Alan Blumlein había realizado películas estereofónicas experimentales utilizando un sistema similar ya en 1933, y J. G. Frayne de Westrex había propuesto un sistema parecido a la SMPTE en 1955. ^{[ 8 ]}

Sin embargo, en 1970, era evidente que los métodos de grabación magnética no iban a reemplazar las bandas sonoras ópticas en la mayoría de las copias de lanzamiento, y a principios de la década de 1970, Eastman Kodak revivió la idea, como describió RE Uhlig en un documento presentado a la SMPTE en 1972. ^{[ 9 ]} Inicialmente, utilizando una grabadora de película de 16 mm de dos canales construida para ellos por RCA , Kodak grabó bandas sonoras estéreo de dos canales de forma muy similar a como lo habían hecho Blumlein y Frayne anteriormente, pero añadió la reducción de ruido Dolby para mejorar el rango dinámico limitado disponible de estas pistas de media anchura. ^{[ 7 ]}

El problema restante era la falta de un canal central, considerado esencial para fijar el diálogo en el centro de la pantalla. Uhlig abordó este tema en un artículo posterior. ^{[ 10 ]} Consideró la posibilidad de dividir el área de la banda sonora en tres partes para proporcionar un tercer canal central, pero la descartó debido al impacto negativo que tendría en el rango dinámico y los problemas que implicaba la conversión de proyectores de cine. En su lugar, sugirió alimentar un altavoz de canal central con una mezcla simple de los canales izquierdo y derecho; sin embargo, esto no es del todo satisfactorio, ya que degrada la separación estéreo. Después de que presentara su idea y trabajara con Dolby, surgió Dolby SVA, un sistema de codificación y decodificación óptica de área variable estéreo de 35 mm, que posteriormente fue adoptado como estándar de la industria: ISO 2969. ^{[ 1 ]}

En ese momento, Dolby se asoció con Kodak para desarrollar este sistema. La solución de Dolby al problema del canal central consistió en utilizar un decodificador matricial con "mejora direccional", basado en los desarrollados para los sistemas domésticos " cuadrafónicos ", para recuperar un canal central a partir de los canales izquierdo y derecho grabados en la película. El decodificador matricial empleado originalmente utilizaba la matriz Sansui QS bajo licencia. Este sistema se utilizó en la película Lisztomania de Ken Russell, de 1975 .

Posteriormente, la matriz se amplió para proporcionar un cuarto canal para altavoces de sonido envolvente, lo que permitió un sistema de 4 canales con la misma disposición de altavoces que el sistema estéreo magnético de 4 pistas CinemaScope de la década de 1950, pero a un coste mucho menor.

Dolby Stereo, como se denominaba ahora este sistema de 4 canales, se utilizó por primera vez en la película de 1976, A Star is Born . A partir de la primavera de 1979, una nueva matriz personalizada reemplazó a la matriz Sansui QS. Se utilizó por primera vez en las películas Hair y Hurricane de ese mismo año . ^{[ 11 ] [ 7 ]}

Al principio, los equipos Dolby Stereo se instalaban principalmente en salas de cine más grandes que ya contaban con amplificadores y altavoces para el sistema estéreo CinemaScope de 4 pistas. Pero el éxito de Star Wars en 1977 , que utilizó el sistema de 4 canales con gran eficacia, animó a los propietarios de salas de cine más pequeñas a instalar equipos estéreo por primera vez.

Una característica clave de este sistema era su retrocompatibilidad : la misma copia podía reproducirse en cualquier lugar, desde un antiguo autocine con sonido mono hasta un cine equipado con Dolby Stereo, eliminando la necesidad de un costoso doble inventario de copias para su distribución. El éxito de Dolby Stereo provocó la desaparición definitiva del estéreo magnético en las copias de 35 mm. A partir de entonces, solo las copias de 70 mm utilizaron sonido magnético.

A principios de la década de 1990, la reducción de ruido Dolby SR comenzó a reemplazar a la reducción de ruido Dolby A en la exhibición de películas en 35 mm. Todas las copias de estreno codificadas con Dolby Digital incluyen una banda sonora analógica Dolby SR, tanto como respaldo en caso de que la pista digital falle como para salas de cine que no estén equipadas para la reproducción de Dolby Digital.

A partir de 2021La cuota de mercado de Dolby Stereo en el sector cinematográfico ha disminuido rápidamente con la llegada del cine digital . Actualmente sirve como alternativa para las salas de cine que aún proyectan películas en formato de 35 mm .

La matriz Dolby Stereo (o matriz Dolby 4:2:4 ) ^{[ 12 ]} combina cuatro pistas de audio en dos canales físicos. Los canales originales, Izquierdo ( L ), Centro ( C ), Derecho ( R ) y Envolvente ( S ), se combinan en los canales Izquierdo-total y Derecho-total ( LtRt ) ^{[ 13 ] [ 12 ]} mediante esta fórmula:

donde j = desplazamiento de fase de 90°

La información del canal central se transmite tanto por el canal izquierdo como por el derecho en fase, y la información del canal envolvente también por ambos, pero desfasada. Esto proporciona una buena compatibilidad con la reproducción mono, que reproduce L, C y R desde el altavoz mono con C a un nivel 3 dB superior al de L o R, cancelándose la información envolvente. También proporciona una buena compatibilidad con la reproducción estéreo de dos canales, donde C se reproduce desde ambos altavoces para formar un centro virtual y el sonido envolvente se reproduce desde ambos altavoces, pero de forma difusa.

Un decodificador simple de 4 canales podría enviar la señal de suma (L+R) al altavoz central y la señal de diferencia (LR) a los altavoces traseros. Sin embargo, este decodificador ofrecería una separación deficiente entre los canales de altavoces adyacentes, por lo que cualquier sonido destinado al altavoz central se reproduciría también en los altavoces izquierdo y derecho con solo 3 dB menos que el nivel del altavoz central. De manera similar, cualquier sonido destinado al altavoz izquierdo se reproduciría tanto en el altavoz central como en los traseros, nuevamente solo 3 dB menos que el nivel del altavoz izquierdo. No obstante, existe una separación completa entre los canales izquierdo y derecho, y entre el central y los traseros.

Para superar este problema, el decodificador de cine utiliza un circuito lógico para mejorar la separación. Este circuito determina qué canal de altavoz tiene el nivel de señal más alto y le da prioridad, atenuando las señales que llegan a los canales adyacentes. Dado que ya existe una separación completa entre los canales opuestos, no es necesario atenuarlos; en efecto, el decodificador alterna entre la prioridad L y R, y la prioridad C y S. Esto impone algunas limitaciones a la mezcla para Dolby Stereo, y para garantizar que los mezcladores de sonido realicen mezclas adecuadas, monitorizan la mezcla de sonido mediante un codificador y un decodificador Dolby Stereo simultáneamente. ^{[ 11 ]} Además del circuito lógico, el canal de sonido envolvente también recibe una señal con retardo, ajustable hasta 100  ms para adaptarse a auditorios de diferentes tamaños, para asegurar que cualquier fuga de material del programa destinado a los altavoces izquierdo o derecho hacia el canal de sonido envolvente se escuche siempre primero en el altavoz correspondiente. Esto aprovecha el " efecto de precedencia " para localizar el sonido en la dirección deseada.

Dolby Surround es la primera versión para el consumidor del formato de sonido analógico multicanal para películas Dolby Stereo.

Debido a la compatibilidad de la matriz Dolby Stereo con la reproducción mono y estéreo, cuando las películas grabadas originalmente en Dolby Stereo se estrenaban en formatos de vídeo domésticos estéreo (como VHS-HiFi, laserdisc o televisión estéreo), se podía utilizar la banda sonora original de dos canales Dolby Stereo. Algunos oyentes domésticos deseaban escuchar estas bandas sonoras con una calidad de sonido más parecida a la de las salas de cine, y para ese mercado, algunos fabricantes produjeron decodificadores de sonido envolvente simplificados. Para reducir costes, estos decodificadores prescindían de la salida para el altavoz central y de los circuitos lógicos presentes en los decodificadores profesionales, pero sí incluían el retardo de sonido envolvente. Para distinguirlos de las unidades profesionales de los cines, se les denominó decodificadores "Dolby Surround" . Dolby también autorizó el uso del término "Dolby Surround" en programas de televisión o películas directamente para vídeo grabadas con la matriz Dolby Stereo.

A finales de la década de 1980, los fabricantes de circuitos integrados trabajaban en el diseño de decodificadores de matriz Dolby. Un ejemplo típico de los primeros tiempos es el SSM-2125 de PMI. ^{[ 14 ]} El SSM-2125 es un decodificador de matriz Dolby Stereo completo (excepto por el retardo de sonido envolvente) en un solo chip, lo que permitió comercializar para el consumidor decodificadores domésticos que utilizaban el mismo sistema lógico que los decodificadores profesionales. Estos decodificadores se denominaron, por lo tanto, Dolby Pro Logic .