Вы уже сталкивались с этой проблемой, если вы когда-нибудь рисовали скругленные прямоугольники в графическом редакторе. Хотя кажется, что мы просто делаем углы плавными, на самом деле за этой простой функцией скрывается целая история геометрических форм, которая началась с обычного эллипса и прошла через многочисленные эксперименты.
Математики и дизайнеры пытались создать более гибкую и выразительную кривую под названием гиперэллипс, суперэллипс и шибата. Они хотели найти форму, которая могла бы плавно меняться от прямоугольника к эллипсу и создавать что-то совершенно новое. Эти кривые используются не только в теории, но и в реальной жизни, от дизайна монет и мебели до планирования городских площадей.
В этой статье мы узнаем, чем эти фигуры отличаются друг от друга и почему они важны. Вы также узнаете, как простая математическая формула может влиять на то, как выглядят вещи, которые мы окружаем, и дает дизайнерам мощный инструмент для творческого творчества.
Материал
В далекие годы акустической записи иглы для граммофонов обычно изготавливались из стали. Служили они недолго и требовали регулярной замены. И даже после появления электронной записи в магнитных картриджах продолжали использовать подобные иглы. Существовали и другие варианты, отдельные энтузиасты применяли даже иголки от кактуса! На разных этапах для изготовления игл использовался также осмий, сапфир и рубин. Однако в итоге оказалось, что нет ничего лучше алмаза. Привычные нам алмазные иглы, применяемые сегодня, служат гораздо дольше и обеспечивают существенно лучшее качество звука за счет того, что размер такой иголки гораздо меньше, и она может лучше проникать в глубины звуковых дорожек.
В настоящее время алмазные иглы делятся на две основные категории: цельные (обычно называемые «nude diamond») и составные (обычно называемые «bonded» или «tipped»). Вторая разновидность иглы имеет алмазный кончик, а остальная часть из металла. Они звучат хуже из-за большего веса и используются только в дешевых головках звукоснимателя.
Эллипс, гиперэллипс и шибата — это геометрические формы, которые похожи на круг или овал, но у каждой свой характер. Эллипс — самый простой: он вытянутый, как сплюснутый круг, и встречается в природе и технике повсюду — от орбит планет до форм стадионов. Гиперэллипс — более сложный родственник, его края могут быть резче или округлее, в зависимости от формулы, и выглядит он как квадрат с закруглёнными углами или, наоборот, как почти прямой овал. А шибата — это не фигура сама по себе, а стиль, названный в честь японского дизайнера, который использовал плавные, почти живые кривые, напоминающие эллипсы, в своих работах. Всё это — разные способы говорить о том, как плавные линии могут придавать форме изящество, устойчивость или современный вид.
Форма иглы
При выборе иголки следует учитывать следующий важный фактор: форма иглы. Сразу следует отметить, что более сложная форма иглы не всегда обеспечивает лучшее звучание головки звукоснимателя, поскольку качество звука картриджа зависит от многих факторов. Таким образом, при выборе двух головок звукоснимателей разных производителей не следует полагаться только на форму иглы; в целом, чем дороже картридж, тем лучше звук.
Какие виды заточки существуют и для чего они нужны?
Специальная головка для нарезки лака, используемого для изготовления пресс-формы для печати винила, имеет треугольное сечение и важный вертикальный угол, под которым происходит нарезка. Таким образом, теоретически наиболее точную запись читает игла, форма которой наиболее близко соответствует профилю резца. Однако, поскольку нарезка и воспроизведение происходят в разных условиях, полное совпадение форм невозможно.
Более сложная заточка обычно обеспечивает более точное геометрическое положение иголки по отношению к исходной форме дорожки, а также большую площадь контакта иголки с поверхностью стенок канавки в любой момент воспроизведения.
Сферическая (коническая) заточка
Как показано на рисунке, подобная игла имеет форму кончика шариковой ручки и является наиболее распространенной формой иглы в производстве. Ее площадь контакта со стенками канавки как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях наименьшая, поэтому сферические иглы не могут проникнуть в самую глубину канавки, что делает их менее надежными в воспроизведении деталей высокочастотного диапазона. Тем не менее, в тех случаях, когда важна экономия
Эллиптическая заточка
В настоящее время иглы с эллиптической заточкой являются самыми распространенными, поскольку они ближе к такой форме резца и имеют большее пятно контакта со стенками дорожки. В отличие от сферической иглы, эта форма имеет более продольный радиус сечения, что приводит к меньшему количеству фазовых и частотных искажений при проигрывании пластинки. Кроме того, ее более тонкий профиль позволяет лучше воспроизводить высокие частот
Гиперэллиптическая заточка
К этой группе относятся многие виды заточек со сложными названиями, зачастую представляющими собою просто торговое наименование. Именно в эту группу входят такие иглы, как Fine Line, Shibata, Stereohedron, Vital, Line Contact, Fritz Gyger и так далее. По сути, в процессе заточки происходит дальнейшее утончение профиля иглы с одновременным увеличением контактного пятна в вертикальной плоскости и его уменьшением в горизонтальной. Что позволяет добиться лучшего воспроизведения высоких частот. Отличным примером может служить профиль Shibata, изобретенный в 1971 году для проигрывания пластинок квадрафонического формата CD-4 японским ученым по фамилии Шибата. Частотный диапазон квадрафонических записей подразумевал поддержку частотного диапазона до 45 000 Гц, и профиль Shibata позволил этого добиться. Как мы видим, в аналоговую эпоху существовали записи с частотным диапазоном, превосходящим таковой современного формата Hi-Res Audio.
Многорадиусная или сложная заточка
Наиболее сложная форма кончика иглы — это эта. Иглы такого типа известны под названиями MicroRidge, SAS и MicroLine. На конце иглы образуется профилированная область, максимально приближенная к форме резца, как показано на изображении. Из-за очень большой длины контактного пятна в вертикальной плоскости и минимальной в горизонтальной, подобный профиль иглы позволяет максимально точно передавать самые маленькие детали записи во всем частотном диапазоне. Если геометрическая настойка картриджа изменится в любой плоскости, точность огибания канавки пострадает, и все теоретические преимущества сложной заточки останутся только теоретическими.
Иглодержатели
Для правильной и точной передачи движения иглы иглодержатель (кантилевер) должен быть изготовлен из материала, который обладает характеристиками, близкими к характеристикам диффузоров динамиков в акустических системах: он должен быть максимально жестким, но при этом обладать достаточным внутренним демпфированием, чтобы избежать внесения собственных резонансов в передаваемые колебания иглы.
Мы узнали, что за странными названиями скрываются просто уникальные формы прямоугольников. Эллипс — это общеизвестное скругление углов, гиперэллипс позволяет создавать более вытянутые или приплюснутые кривые, а фигура Шибата добавляет прямые отрезки, делая форму более архитектурной.
Вся эта математика должна быть простой и точной для того, чтобы архитекторы, дизайнеры и инженеры могли легко и точно создавать красивые, эргономичные и приятные глазу объекты, от корпуса вашего смартфона до каркаса автомобиля или спинки стула. Вместо этого ее нужно усложнять.
Следовательно, когда вы увидите плавный изгиб, вы поймете, что за ним может стоять целая история. Это уже не просто «скругленный угол», а результат поиска идеального баланса между математической гармонией, функциональностью и эстетикой.
