Na parte 2 dessa série de artigos, vamos conhecer os formatos de áudio mais utilizados ao longo da história, suas principais características e os processos que levam à sua deterioração.

É um material precioso, muito bem embasado. Não há nada parecido, com esse nível de detalhe, disponível em português.

► Leia aqui a parte 1.

► Esta série de artigos é baseada no ARSC Guide to Audio Preservation, que está disponível (em inglês) para download em PDF aqui.

SUMÁRIO

2.1 Formatos de cilindro

2.2 Formatos de disco analógico

2.3 Formatos magnéticos

2.4 Formatos de discos ópticos

2.5 Formatos de arquivo de áudio digital 

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Preservação de Áudio – parte 2: Formatos de Áudio

Os formatos de arquivo digital, que existem sem depender de mídias físicas específicas, têm muitas questões em comum com as mídias analógicas, como a necessidade de manter a integridade do áudio que eles representam e a compatibilidade com os sistemas de reprodução (softwares, no caso do áudio digital), que mudam com o tempo.

Entretanto, os formatos de arquivo digital também apresentam novos desafios de preservação, como a necessidade de armazenamento confiável e de poderem ser encontrados e recuperados dentro de um complexo ecossistema de informação em rede. Tanto as mídias físicas como as digitais necessitam de planejamento de preservação para que sejam preservadas no futuro.

Podemos destacar quatro motivos para a importância de, em um planejamento de preservação, se conhecer a história dos formatos sonoros e do desenvolvimento tecnológico das formas de gravação.

• Todos as gravações sonoras são mediadas por um equipamento de reprodução, portanto os suportes de gravação sonora devem ser decodificados por um equipamento ou por um codec apropriado para serem escutados.
• Preservação requer conhecimentos sobre a composição material do registro sonoro, que tipos de deterioração podem ocorrer, e de que forma os danos podem ser reduzidos ou reparados.
• Novas percepções sobre a história de um conteúdo de uma gravação podem ser adquiridas através de conhecimentos sobre a história do seu formato de gravação. Em alguns casos, a identificação precisa de um formato pode fornecer ao menos datas aproximadas de materiais que não apresentam registro de data.
• Conhecer os integrantes dos principais grupos de formatos é necessário para o planejamento e a execução adequados das atividades de preservação.

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2.1 Formatos de cilindro

Em resumo…

• Existem três tipos principais de materiais: cera marrom, cera moldada e celulóide.
• Fonógrafos antigos podem ser utilizados apenas com o tipo de cilindro para o qual foram fabricados originalmente.
• Cilindros de cera são muito frágeis e suscetíveis a mofo. Devem ser armazenados em ambiente frio e seco.
• Cilindros raros ou importantes não devem ser reproduzidos em equipamentos de época.
• Cilindros têm sulcos de corte vertical.

Registros em cilindro foram as primeiras gravações sonoras disponíveis comercialmente viáveis. Começando pelo cilindro de estanho de Thomas A. Edison, em 1877, o desenvolvimento dos cilindros variou bastante em termos de materiais, composições, velocidades de reprodução e equipamentos de reprodução.

Os primeiros cilindros eram mais conhecidos como cilindros de “cera” (embora fossem feitos de sais de metal). A agulha transcrevia a onda sonora na cera por meio de variações na profundidade do sulco. O tempo de gravação disponível em um cilindro é determinado pela combinação da largura, diâmetro, velocidade de rotação e densidade de gravação do suporte.

Em 1902, Edison desenvolveu um processo de moldagem de cilindros que possibilitou aumentar a produção sem sacrificar a qualidade sonora; ele denominou essas gravações de “Gold Molded” (moldadas a ouro). Os cilindros moldados foram originalmente feitos de uma material similar àquele utilizado nos cilindros de cera marrom, mas, mais tarde, celulóide e gesso foram utilizados.

As gravações em cilindros foram produzidas em uma variedade de velocidades, entre 120 e 160 rotações por minuto (rpm), dependendo de quando foram gravados, qual empresa os gravou, ou qual máquina foi utilizada para gravar um cilindro em ambiente doméstico.

2.2 Formatos de disco analógico

Em resumo…

• A maioria possui sulcos de corte lateral.
• A maioria é de cópias prensadas/moldadas.
• Discos gravados antes de meados dos anos 1920 variaram de velocidade de forma significativa; a velocidade aproximada era de 78 rpm.
• Discos de 78 rpm são de sulcos “grossos” ou “padrão”. A largura do sulco é aproximadamente três vezes maior do que a dos LPs.
• Discos de longa duração (LPs) e discos de 45 rpm são de microssulco.
• A goma-laca é rígida e não-maleável. A superfície de reprodução é opaca ou fosca.
• Discos de vinil arqueiam ligeiramente quando segurados pelas bordas externas. A superfície de gravação é brilhante ou reflexiva.
• Os discos de laca eram vendidos sem conteúdo (“virgens”). As características de gravação podem variar de acordo com o equipamento de corte utilizado na sua produção, que não era padronizada.
• Os discos de laca geralmente possuem conteúdo único.

Um material composto consistindo de goma-laca (formado por uma resina secretada por um inseto, além de outras substâncias) se tornou o mais predominante para discos analógicos produzidos em massa ou prensados durante a era acústica (entre os anos 1890 e 1925).

Os componentes variaram enormemente de acordo com o fabricante e muitas vezes em função do lote. As empresas tentavam otimizar tanto a qualidade do som quanto a economia de produção, o que levou a uma constante experimentação.

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A velocidade de 78 rpm estava bem estabelecida entre os consumidores, e o disco de goma-laca permaneceu sendo o formato dominante no mercado consumidor até depois de 1950.

Os discos grandes, de 16 polegadas, eram gravados para utilização em um sistema pioneiro dos filmes sonoros, o Vitaphone. Esse formato foi adotado mais tarde e utilizado em gravações de emissoras de rádio. Os discos instantâneos — aqueles fabricados para serem reproduzidos imediatamente após sua gravação, sem qualquer processamento adicional — também substituíram as matrizes de cera nos estúdios, por volta do final dos anos 1940.

A Columbia adotou a velocidade utilizada pelo sistema Vitaphone, 33^1/3 rpm, e desenvolveu, em 1948, um modelo de sulco mais estreito para os seus LPs de 12 polegadas de diâmetro. Discos de microssulco têm uma densidade de sulco de 300-400 sulcos por polegada, ao contrário dos discos de sulcos grossos, que têm uma densidade de aproximadamente 100 sulcos por polegada, podendo acomodar aproximadamente 22 minutos de gravação em cada lado.

A RCA Victor lançou seu formato concorrente, o disco de 7 polegadas de 45 rpm, em 1949. A RCA Victor e a Columbia competiram para estabelecer seus próprios produtos como um novo padrão voltado para substituir os discos de 78 rpm, mas, em 1951, a competição terminou em empate, com as duas empresas produzindo o formato da concorrente. Toca-discos foram produzidos para que pudessem reproduzir as duas velocidades, e adaptadores foram feitos para acomodar os diferentes diâmetros do orifício central dos discos.

Discos de goma-laca de 78 rpm

Composição material:
Composto de goma-laca e aditivos, como argamassa reciclada e serragem. É difícil determinar sua composição exata.

Principal período de produção:
1890-1950

Caraterísticas:
Produzidos em massa através de processo de estampagem
Sulcos de corte lateral (principalmente)
Gravados sem amplificação elétrica até 1925

Observações sobre a reprodução:
Gravações em goma-laca eram reproduzidas através de uma agulha fina de metal ou uma agulha de fibra (como o bambu) que era concebida para uma única reprodução; o uso repetitivo reduzia a qualidade sonora e aumentava o risco de desgaste dos sulcos. Equipamentos antigos podem ser úteis para fazer análises e proporcionam uma amostra da experiência das gravações de época, mas não devem ser utilizados em discos de acervos arquivístivos. Equipamentos modernos concebidos para trabalhos de preservação e uma ampla variedade de agulhas estão disponíveis para técnicos de preservação de registros sonoros.

Deterioração
Os discos de goma-laca são um formato robusto e relativamente estável. Entretanto, em função das variações em sua composição, é difícil saber ao certo como os discos de goma-laca, enquanto um formato, irão se comportar ao longo do tempo. Os discos de goma-laca ficam mais quebradiços com o tempo, especificamente se armazenados sem controles adequados de temperatura e umidade. O material orgânico feito de celulose presente na maioria dos discos é suscetível ao surgimento de fungos, especialmente se o ambiente estiver úmido ou se os discos forem expostos à água sem serem imediatamente secados. A exposição à água também pode causar uma rede de rachaduras na superfície de gravação, uma condição conhecida como “crazing“.

Discos de vinil

Dimensões:
7, 10, 12 e 16 polegadas de diâmetro.

Composição material:
Policloreto de vinila (polímero termoplástico). Alguns fabricantes produziram compactos de 45 rpm compostos de poliestireno (polímero termoplástico).

Principal período de produção:
1948-presente

Caraterísticas:
Discos comerciais de 45 rpm e 33^1/3 rpm:

• Corte lateral
• Primeiros discos: mono; a maioria após 1965: estéreo.
• Microssulcos

Discos para transcrições radiofônicas:

• Geralmente 16 polegadas de diâmetro
• Corte vertical ou lateral, tocam a partir do centro ou a partir das bordas, sulcos grossos ou microssulco

Observações sobre a reprodução:
Muitos equipamentos foram produzidos para que pudessem reproduzir diversas velocidades, de 16 rpm até 78 rpm. As velocidades mais comuns eram 33^1/3 rpm e 45 rpm, e ainda são produzidas tanto para preservação quanto para o uso casual. Existe uma variedade de agulhas e cápsulas elétricas para acomodar as diferentes larguras de sulcos entre os discos de 78 rpm de “sulco grosso” e os de “microssulco”, assim como agulhas especiais baseadas na geometria dos sulcos.

Deterioração:
Os discos de vinil são o formato de registro sonoro mais estável desenvolvido até o momento, podendo durar 100 anos em um ambiente controlado. Entretanto, calor e radiação ultravioleta deterioram o polímero. O vinil amolece quando exposto a calor excessivo, deformando os sulcos. Policloreto de vinila (PVC) libera cloreto de hidrogênio à medida que se termodegrada. Estabilizantes adicionados à composição durante a fabricação detêm esse processo, mas calor excessivo, radiação UV e umidade aceleram a degradação e desgastam os estabilizantes disponíveis. Poeira e sujidades, como o óleo presente nos dedos, podem gerar distorções e ruídos superficiais durante a reprodução. Podem levar também ao surgimento de fungos e danificar a superfície de gravação. A água combinada com a liberação de cloreto de hidrogênio pode levar à formação de ácido clorídrico em condições de calor muito elevado. Calor e pressão atmosférica também podem empenar os discos, podendo afetar negativamente a sua reprodução. Os discos de vinil são relativamente macios se comparados aos discos de goma-laca, e são suscetíveis a danos mecânicos, como arranhões. Consequentemente, eles necessitam de uma força descendente do braço do toca-discos muito menos intensa do que a dos discos de goma-laca.

Discos de poliestireno de 45 rpm são mais frágeis e propensos a rachar do que os discos de vinil. Uma vez que o poliestireno é mais macio do que o PVC, esses discos também são mais suscetíveis a danos mecânicos provocados pela agulha arranhando a superfície do disco durante a reprodução.

Discos de laca (também conhecidos como discos de acetato)

Os discos de laca foram o formato dominante para a produção de gravações originais, ou matrizes, até que fossem suplantados pela fita magnética no final dos anos 1940. Os discos de laca são muitas vezes chamados de discos de acetato, ou acetatos, embora o termo não informe corretamente a composição dos discos. Os discos instantâneos de laca são compostos de uma camada de laca de nitrocelulose aplicada sobre uma base de alumínio, vidro ou metal. Os discos produzidos durante a II Guerra Mundial geralmente tinham uma base de vidro, em função do racionamento de alumínio que ocorreu durante aquele período. Esses discos são extremamente frágeis. A camada fina de laca dos discos novos era virgem, sem sulcos. O material era macio o suficiente para ser inscrito com sulcos por meio de uma agulha, e resistente o suficiente para sobreviver a várias reproduções.

Os discos de laca eram utilizados para gravar programas de rádio, registros de campo e outros eventos “ao vivo”. Os discos produzidos nas emissoras de rádio e em outros ambientes profissionais geralmente tinham 16 polegadas de diâmetro. Os discos gravados para fins pessoais costumavam ter um diâmetro menor, entre 7 e 12 polegadas.

Discos de papelão, cobertos por uma camada de acetato e com “pré-sulcos”, eram utilizados para gravações “instantâneas” domésticas, ditados pessoais e “cartas sonoras” enviadas e recebidas por membros das forças armadas entre as décadas de 1940 e 1960.

crédito da foto: Betsian Flickr via Compfight cc

• tocam a partir do centro ou a partir das bordas
• sulcos de corte lateral ou vertical
• sulcos grossos ou microssulcos
• velocidade de 16, 33 1/3 ou 78 rpm
• estéreo ou mono

2.3 Formatos magnéticos

• Eletroímãs codificam a estrutura de uma onda sonora sob a forma de pulsos magnéticos em um metal.
• É possível haver uma grande variedade de configurações de gravação.
• Inúmeros formatos proliferaram no passado, mas muitos são raros hoje.
• A obsolescência das máquinas de reprodução é uma grave questão de preservação para muitos formatos.
• Fitas cassetes ainda são fabricadas e vendidas atualmente; estão cada vez mais presentes em acervos de mídias variadas.

O registro magnético do som foi apresentado como uma tecnologia viável ainda em 1898 por Valdemar Poulsen, mas foi utilizado mais amplamente nos anos 1940 após o desenvolvimento da amplificação elétrica e aprimoramentos na fidelidade sonora. A pesquisa e a produção de métodos de gravação magnética ocorreram separadamente na Alemanha e nos Estados Unidos nos anos 1930.

A fabricação de uma fita magnética envolve anexar uma camada fina de partículas ferromagnéticas em uma base flexível, como o papel, o acetato de celulose ou o poliéster. A faixa dinâmica e a fidelidade da fita evoluíram muito em comparação aos fios de arame (tecnologia que a precedeu), e a fita era muito mais fácil de cortar/editar.

A ampla faixa de partículas magnéticas em uma fita pode ser dividida em diversas linhas distintas de informação gravada, conhecidas como pistas. A reprodução precisa de uma fita magnética requer uma máquina cuja captura eletromagnética, conhecida como cabeça de reprodução, é capaz de ler a configuração de pista presente na fita.

As fitas podem estar em formato de rolo, cartucho ou cassete. Uma fita de rolo pode ser gravada em diversos padrões diferentes de velocidade, às vezes em um mesmo carretel. Os cartuchos têm um único carretel, dentro de um invólucro. Os cassetes têm dois carretéis, e a fita é enrolada de um carretel para outro durante a reprodução.

As fitas rapidamente substituíram os discos de laca na indústria fonográfica e no meio radiofônico. Embora as vendas de fitas cassetes concorreram com as vendas dos LPs no início dos anos 1980, os cassetes eram geralmente mais utilizados para gravações domésticas e registros de campo. Está ficando cada vez mais difícil manter os equipamentos necessários para a preservação de fitas magnéticas.

• Double play: 12,7 micrômetros (0,5 mils) fita de base grossa
• Triple play: 12,7 micrômetros (0,5 mils) ou fita de base mais fina
• Espessura total da fita varia de acordo com a espessura das outras camadas

• Opções de selecionar a velocidade de gravação e de alterar a velocidade em qualquer ponto estão disponíveis em muitos gravadores
• Trechos podem ser gravados em diferentes velocidades na mesma fita
• Em alguns casos, o tempo de gravação de uma fita é ampliado pela redução da velocidade de reprodução
• Não há como determinar a configuração de pista de uma fita de rolo apenas a olho nu

• Fitas de poliéster com aglutinantes de poliéster-uretano (PEU) aparentam ser as mais frágeis.
• A hidrólise do aglutinante enfraquece a liga entre o suporte e a camada de gravação.
• Quando fitas com síndrome sticky shed são reproduzidas, a camada magnética pode descascar, deixando grandes depósitos ao longo do percurso da fita.
• Caso essa separação ocorra antes da cabeça de reprodução, o material gravado estará perdido e não poderá ser recuperado.
• Caso ocorra depois da cabeça de gravação, será a última passada da fita.
• Fitas com síndrome sticky shed podem ser identificadas por um ruído agudo à medida que a fita é bobinada.
• Caso seja possível escutar esse ruído agudo, a reprodução deve ser interrompida a fim de impedir novos danos.

Licença da foto: CC BY-NC-SA 2.0

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Canais e durações de discos e fitas

É difícil diferenciar visualmente a velocidade de reprodução, o número de canais e a quantidade de programas na maior parte das fitas. Caso um fita de rolo esteja acondicionada na sua embalagem original, esta irá identificar a duração total da fita. Anotações manuscritas feitas na embalagem podem indicar a velocidade na qual a fita foi gravada, a configuração de pista — mono ou estéreo — e se a fita foi gravada em uma ou duas direções.

Quase todas as fitas encontradas em bibliotecas, arquivos e coleções particulares têm 1/4 de polegada de largura. Fitas mais largas podem ser encontradas em estúdios profissionais de gravação. As três configurações de pista (ou canal) mais comuns em fitas de rolo são pista única mono, meia pista mono e um quarto de pista estéreo. Uma gravação em pista única é feita para ser reproduzida em uma só direção. Muitos gravadores de rolo domésticos têm cabeças que foram concebidas para gravar e reproduzir dois canais (estéreo). Cada uma das duas cabeças lê apenas um quarto da largura da fita. Fitas de meia pista ou de um quarto de pista devem ser invertidas para que possam tocar na direção oposta.

Como um rolo que pode tocar por 45 minutos se parece exatamente com um rolo que toca por apenas 15 minutos, mesmo quando reproduzido a uma mesma velocidade? A resposta está na diferença de espessura da fita. O material da fita utilizado em um cassete de 90 minutos pode ter um terço da espessura do material de um cassete de 30 minutos. É importante levar isso em consideração ao se determinar prioridades para processos de reformatação. Quanto mais fino for o material da fita, mas facilmente ela irá se esticar, podendo emaranhar-se no mecanismo do aparelho de reprodução.

Embora o exame a olho nu não possa determinar a configuração de pista, ou de canal, existem visualizadores magnéticos que exibem o número de pistas gravadas em uma fita de rolo.

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2.4 Formatos de discos ópticos

Em resumo…

• O primeiro formato de áudio digital bem-sucedido comercialmente foi o disco óptico (CD).
• Os CDs prensados se diferem dos CDs graváveis em termos de composição e durabilidade.
• CD-R e CD-RW (regraváveis) têm composições físicas diferentes e utilizam diferentes mecanismos de gravação.
• Danos físicos ou químicos em qualquer um dos lados do disco podem danificar a camada de reprodução.
• A expectativa de vida dos discos graváveis é estimada em uma média de cinco anos.

Os CDs de áudio foram o primeiro formato bem-sucedido de áudio digital voltado para o mercado consumidor. A Sony e a Philips criaram o padrão Compact Disc Digital Audio (CD-DA), também conhecido como padrão Red Book. Os CDs codificados de acordo com o padrão Red Book podem armazenar até 79,8 minutos de áudio. A informação de áudio digital é expressa em códigos binários (1/0) e codificada através de reentrâncias microscópicas (cavidades) ou pela falta destas (planos) na camada superior de policarbonato de um CD. Um feixe óptico a laser lê a diferença em termos de refletividade entre as cavidades e os planos; o sistema de reprodução, então, reproduz o áudio digital codificado.

Os CDs também podem ser utilizados para armazenar dados de qualquer tipo de arquivo digital, independente do padrão CD-DA.

2.5 Formatos de arquivo de áudio digital

Em resumo…

• Formatos de arquivo digital independem de qualquer suporte físico específico e provavelmente nunca terão um suporte físico dedicado.
• Os arquivos de áudio digital são, em sua maior parte, representações codificadas de uma onda sonora analógica.
• Codecs são necessários para decodificar os dados em um arquivo.
• Várias estratégias de compressão foram desenvolvidas para reduzir o tamanho dos arquivos.

O áudio digital foi inicialmente incorporado pela indústria profissional de gravação sonora por volta de 1976, substituindo definitivamente a demorada edição em fita, assim como a edição em fita havia substituído a demorada geração de matrizes de disco antes disso, da mesma forma que a geração de matrizes substituiu a gravação instantânea. A gravação digital foi vista como uma forma de se obter um controle ainda melhor sobre a reprodução sonora. Outra grande vantagem foi a capacidade de gerar cópias exatas e evitar os artefatos sonoros introduzidos a cada geração de cópias analógicas.

A gravação e a edição digitais já substituíram completamente os seus antepassados analógicos, ainda que formatos analógicos voltados para o mercado consumidor, como os LPs de vinil, estejam ganhando um público crescente. Mas os novos riscos e benefícios associados aos formatos digitais exigem uma abordagem muito diferente daquelas que foram aplicadas aos formatos analógicos e aos formatos físicos como um todo.

Em um arquivo digital, a onda sonora analógica é analisada a cada poucos microssegundos, e um valor é registrado nesse momento. Juntos, esses pontos específicos representam a onda sonora contínua original. O tamanho do valor que pode ser registrado e o número de amostras obtidas determinam a precisão da representação. Esse método de descrever digitalmente uma onda sonora é chamado de modulação por código de pulso (pulse code modulation – PCM), e é a espinha dorsal da maioria dos arquivos de áudio digital. Os arquivos codificados em CDs, um dos primeiros formatos digitais voltados para o mercado consumidor, têm um resolução de 16 bits, o que significa que cada ponto da amostragem pode ter um valor de 16 bits e uma taxa de amostragem de 44,1 kilohertz (kHz).

A fim de reduzir o tamanho dos arquivos, vários métodos de compressão foram desenvolvidos e utilizados em diferentes níveis. A compressão sem perda (lossless) emprega uma compressão matemática para reduzir o tamanho do arquivo, geralmente em uma proporção de 2:1. Uma função matemática é executada em uma representação estatística dos dados no arquivo a fim de produzir um valor menor do que o da representação original. Valores mais elevados de compressão podem ser alcançados por meio da compressão com perda (lossy), na qual o tamanho do arquivo é reduzido através da eliminação de informações presentes no som original.

Conclusão

Embora os registros sonoros possam ser classificados em grandes grupos, os gestores de acervos precisam estar familiarizados com os vários formatos que se enquadram nesses grupos. Conhecer os períodos históricos durante os quais foram utilizados, entender suas composições, e estar ciente das várias maneiras através das quais eles podem se deteriorar ao longo do tempo é algo necessário para o gerenciamento de um acervo sonoro.

Assim como ocorre com muitos produtos do mercado consumidor, a história das tecnologias de gravação sonora muitas vezes enfatiza a inovação e a viabilidade comercial sobre a longevidade e a interoperabilidade. Por sorte, essas forças de mercado produziram formatos físicos robustos e resistentes, como o disco de goma-laca de 78 rpm e o disco de vinil.

A gravação sonora digital está nos seus primeiros passos se comparada a esses exemplos mais antigos, e é impossível afirmar como se dará o acesso a um arquivo WAVE daqui a cem anos. Pelo menos, é alentador que padrões de formato abertos e estáveis tenham surgido e que forças de mercado aparentemente têm incentivado a interoperabilidade.