Ha közelről megnézünk egy régi, 35 milliméteres filmkópiát, a képkockák mellett keskeny sávot láthatunk hullámos körvonalakkal vagy váltakozó világos és sötét vonalakkal. Ez nem díszítés és nem is a vetítőgép működését segítő jelölés: a színészek beszéde, a zene és a zörejek fényképi mintázattá alakított lenyomata.

A felvételt nem tű tapogatja le, és mágneses fejre sincs szükség. Vetítéskor fénysugár halad át a sávon, a fényérzékelő érzékeli a megvilágítás változásait, az elektromos áramkör pedig visszaállítja a hangszórókhoz továbbítható jelet. A film így egyszerre hordozhatta a képet és a folyamatos hanghullám lenyomatát.

## Amikor a kép és a hang még külön futott

A korai filmeket némafilmeknek nevezzük, vetítésük azonban ritkán zajlott valódi csendben. A mozikban zongoristák, zenekarok, felolvasók és zörejeffektusokat készítő szakemberek kísérték az előadást. Mivel ők helyben dolgoztak, ugyanaz a film mozinként eltérően szólhatott.

A 19. század végén a hang rögzítése már megoldható volt, ezért a feltalálók megpróbálták összehangolni a vetítőgépet egy mechanikus lejátszóval. Thomas Edison laboratóriumának munkatársa, William Dickson 1894–1895-ben egy hegedűst filmezett le, miközben a hangot viaszhengerre rögzítette.

A fő akadály nem maga a felvétel, hanem a szinkron megtartása volt. A vetítőgép húzta a filmet, a lejátszó pedig egy különálló hanghordozót forgatott. Már a sebességek legkisebb eltérése is fokozatosan szétválasztotta a képet és a hangot. A tű átugorhatott, a film elszakadhatott, a sérült képkockák kivágása után pedig a film rövidebb lett, miközben a hangfelvétel változatlan maradt. A szereplő szája így nem feltétlenül akkor mozgott, amikor a mondat elhangzott.

Ennek a megoldásnak a legismertebb, kiforrott változata a Western Electric közreműködésével létrehozott, majd a Warner Bros. által bevezetett Vitaphone volt. A hangot nagyméretű lemezekre vették fel, és minden lemez egy-egy filmtekercshez tartozott. A kezdőjelek beállítása után a gépész egyszerre indította el a lemezjátszót és a vetítőt.

1926-ban ezzel a rendszerrel mutatták be a Don Juant: a filmhez szinkronizált zene és hangeffektusok tartoztak, rögzített párbeszéd azonban nem. Egy évvel később A jazzénekes már énekes és beszédet tartalmazó jeleneteket is felvonultatott. Sikere megmutatta, hogy az emberi hang átformálhatja a filmet, a lemez azonban továbbra is sérülékeny láncszem maradt.

A hanglemezek elkoptak, az indítási hiba felborította a szinkront, a kép megvágása pedig a hangfelvétel megfelelő átdolgozását is szükségessé tette. A filmiparnak olyan módszer kellett, amely fizikailag is összekapcsolja a képet és a hangsávot.

## Hangból elektromos jel, majd fény

Az a gondolat, hogy a hangot láthatóvá tegyék, jóval a hangosfilm tömeges elterjedése előtt megszületett. A mikrofon elektromos jelével szabályozni lehetett egy fényforrást, a fény ingadozásait pedig fényérzékeny anyagon lehetett rögzíteni. A hang így nem mechanikus barázdaként, hanem fényképi változások sorozataként maradt fenn.

Több feltaláló is dolgozott ilyen berendezéseken. Ernst Ruhmer a Photographophone-nal kísérletezett, Eugène Lauste francia mérnök pedig filmszalagra rögzítő készülékeket fejlesztett. Egyik berendezésében a mikrofon árama egy mágneses térben elhelyezett huzalt rezgetett. A huzal mozgása szabályozta a fényt, amely nyomot hagyott a filmen. Lauste olyan kamerát is épített, amely együtt rögzítette a képet és a hangot, rendszere azonban nem jutott el a széles körű moziforgalmazásig.

Németországban az 1920-as évek elején jelent meg a Tri-Ergon eljárás, az Egyesült Államokban pedig Lee de Forest mutatott be Phonofilm-rendszerű filmeket. Theodore Case és Earl Sponable érzékeny fényérzékelőt és különleges fényforrást fejlesztett hozzá. Később a Fox Film Corporationnel együtt megalkották a Movietone rendszert, amelyet híradókhoz és játékfilmekhez használtak. Ezzel párhuzamosan fejlődött az RCA Photophone is.

Az optikai hangnak tehát nincs egyetlen feltalálója vagy pontos születési dátuma. A technológiában a mikrofon, az erősítés, a precíz mechanika, a fotokémia és a fotoelektromos hatás találkozott. Ezek a fejlesztések az 1920-as évek végére tömegesen alkalmazható rendszerré értek össze.

A folyamat elején a mikrofon a levegő nyomásváltozásait elektromos jellé alakította. Halkabb beszédnél csökkent, hangosabbnál nőtt a feszültség amplitúdója, a hangmagasság és a hangszín pedig a rezgések sebességét és összetettségét határozta meg. Az erősítő a gyenge jelet alkalmassá tette a rögzítőberendezés vezérlésére.

Az áram ezután fénymodulátorhoz jutott. Ez lehetett különleges lámpa, huzal, tükör, galvanométer vagy úgynevezett fénykapu. A szerkezet az elektromos rezgésekkel összhangban változtatta egy keskeny fénynyaláb fényerejét vagy szélességét.

A fénynyaláb igen vékony résen keresztül világított az állandó sebességgel haladó fényérzékeny filmre. A hangot hordozó filmszakasz nem mozoghatott olyan szakaszosan, mint a képkockák a felvevőgépben, mert az egyenetlen haladás megváltoztatta volna a frekvenciát és eltorzította volna a hangot. Előhívás után különböző sűrűségű vagy szélességű területek folytonos sorozata maradt a filmen. A levegő rezgése elektromos jellé vált, ez szabályozta a fényt, a fény pedig létrehozta a fényképi hangsávot.

## Kétféle analóg optikai hangsáv

Az analóg optikai hangsávnak két alapvető típusa terjedt el. A változó sűrűségű felvételnél a sáv szélessége állandó maradt, miközben világosabb és sötétebb részek váltották egymást rajta. A látvány sok keresztirányú szürke vonalra emlékeztetett. A hangjel határozta meg, hogy az emulzió egy adott pillanatban mennyi fényt kapjon.

A változó szélességű, más néven változó területű hangsávnál a világos és a sötét rész között éles határ húzódott, amely a jelnek megfelelően hullámzott. Ez adta a film szélén látható jellegzetes, kanyargó körvonalat. A sztereó kópiákon két ilyen sáv futott egymás mellett.

Mindkét eljárás analóg jelet tárolt: a minta alakja folyamatosan követte az elektromos rezgéseket. Minél gyorsabban változott a rajzolat a film hossza mentén, annál magasabb volt a frekvencia; minél nagyobb mértékben változott a sűrűség vagy az átlátszó terület, annál nagyobb volt az amplitúdó.

A film gyártásakor a hangsávot rendszerint külön hangnegatívra rögzítették, hogy a párbeszédet, a zenét és az effekteket egymástól függetlenül lehessen vágni. A kész hangsávot és a képet együtt másolták a vetítési kópiára. A „hang ugyanazon a filmszalagon” megfogalmazás ezért elsősorban a moziba kerülő példányra igaz.

## Így olvasta le a vetítőgép

A vetítőben a rögzítés folyamata fordítva zajlott. Egy külön lámpa keskeny résen át világította meg az optikai hangsávot. Ahogy a film elhaladt előtte, folyamatosan változott az átlátszósága. A filmszalag mögötti fényérzékelő a fényáram ingadozásait váltakozó elektromos árammá alakította, az erősítő megnövelte a jel teljesítményét, a hangszóró pedig ismét levegőrezgést hozott létre.

A vetítő nem úgy „olvasta” a hullámot, mint egy számítógép, hanem közvetlenül reagált az áthaladó fény mennyiségére. A sötét részek kevesebb, az átlátszó részek több fényt engedtek át; a változó szélességű hangsáv pedig a megvilágított ablak területét módosította.

A képkocka és a hozzá tartozó hang nem pontosan egymás mellett helyezkedett el. A vetítőablakban a film egy pillanatra megállt, a hangleolvasó egységen viszont egyenletesen haladt keresztül. Mivel a két szerkezeti egység távol volt egymástól, a hangsávot állandó eltolással nyomtatták a megfelelő képkockához képest. Ezt a távolságot a film útja kompenzálta a vetítőben.

A sebesség ingadozása megváltoztatta a hangmagasságot, a film remegése torzítást okozott, a por és a karcolások pedig susogásként vagy kattogásként szólaltak meg. A kép és a hang azonban ugyanazon a hordozón volt, és együtt haladt át a vetítőgépen.

Ez jelentősen megkönnyítette a filmforgalmazást. A moziknak nem kellett lemezeket kezelniük, két külön hordozót egyszerre elindítaniuk és azok kopását ellenőrizniük. A kópiákat fényképészeti eljárással sokszorosították, miközben a kép és a beszéd egymáshoz viszonyított helyzete megmaradt.

## Drága átállás, közös szabvány

Az átállás komoly költségekkel járt. A stúdióknak csendes műtermekre, új kamerákra, mikrofonokra és szakemberekre volt szükségük, a moziknak pedig hangfejeket, erősítőket és hangszórókat kellett beszerezniük. A kamerákat zajcsillapító burkolatba tették, a színészeknek pedig a nehezen mozgatható mikrofonok közelében kellett maradniuk.

A versengő eljárások nem voltak kompatibilisek, ezért a mozik vonakodtak olyan berendezést vásárolni, amely csak a filmek egy részével működött. A másodpercenkénti 24 képkockás sebesség, a képméret és a hangsáv helyzetének szabványosítása végül egységes formátumot teremtett. Az 1930-as évek elejére a beszélő film vált megszokottá, a lemezes rendszerek pedig háttérbe szorultak az optikai megoldásokkal szemben.

Az első széles körben használt hangsávok monók voltak, korlátozott frekvenciatartománnyal. Minőségüket az emulzió, az előhívás, a másolás és a film állapota egyaránt befolyásolta. Minden újabb fényképészeti generáció növelte a zajt, a filmszél sérülése pedig a hangot is rontotta.

A technológia később tovább fejlődött. Az 1970-es években a Dolby Stereo két analóg sávban tudta elhelyezni a többcsatornás lejátszáshoz szükséges információkat, miközben a hallható zajt is csökkentette. A jól ismert hullámos sávpár megmaradt, de már jóval összetettebb hangkép rejtőzött mögötte.

Az 1990-es években egyetlen 35 milliméteres kópián több formátum is megférhetett. A Dolby Digital kódját a perforációk közé nyomtatták, az SDDS sávjai a film külső szélein futottak, a DTS számára pedig a különálló digitális hordozóval szinkronizált időkód került a filmre. A hagyományos analóg optikai hangsáv gyakran tartalékként maradt meg: ha karcolás vagy szennyeződés miatt megszakadt a digitális leolvasás, a vetítés erről folytatódhatott.

A digitális vetítés idővel kiszorította a filmszalagos kópiákat a tömeges forgalmazásból. Az optikai hang azonban bebizonyította, hogy a hang nemcsak barázdában vagy mágnesezett rétegben őrizhető meg, hanem olyan szerkezetben is, amely a fényt szabályozza.

A filmszalag optikai sávja nem magát a hangot tárolta, hanem a mikrofon elektromos jelének fizikai nyomát. Lejátszáskor ez a rajzolat módosította a fényt, a fényérzékelő visszaalakította azt elektromos árammá, a hangszóró pedig új hanghullámot keltett.

A folyamat szinte tükörszimmetrikus volt: az emberi hang előbb elektromossággá, fénnyé és fényképi mintázattá alakult, később pedig a mintázat ismét fénnyé, elektromossággá és levegőmozgássá vált. Amíg a sáv fennmaradt, a beszéd visszanyerhető maradt belőle.

Ezért lett a képkockák melletti keskeny csík a filmszalag egyik legfontosabb része. Nem pusztán zenével és párbeszéddel egészítette ki a filmet, hanem közös hordozón kapcsolta össze a képet és a hangot. A fény, amely addig a látható jelenetet alkotta meg, immár az emberi hang rögzítésére és visszaadására is képessé vált.