(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Кассетный видеомагнитофон VHS

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 22-11-2013

Метки: , , , ,

У бытовых видеомагнитофонов достаточно протяжённая и драматичная история. Появившись в начале шестидесятых годов прошлого века, они долгое время выпускались небольшими партиями — главным образом из-за своей высокой стоимости. В результате к концу семидесятых годов сложились три конкурирующие системы видеозаписи, каждая из которых претендовала на кошельки массового потребителя. Все они были построены по единому принципу — запись электрического сигнала, содержащего видео и звуковую информацию, велась на широкую магнитную ленту вращающимися головками, установленными под углом к поверхности ленты (в отличие от профессиональной системы Ampex, где применялась поперечная запись). Магнитные дорожки располагались на рабочей поверхности магнитной ленты наклонно короткими чередующимися отрезками. По краю ленты располагалась сервисная дорожка, на которую записывалась вспомогательная информация, облегчающая синхронизацию вращения наклонно установленных видеоголовок и магнитных дорожек ленты.

Основная проблема состояла в том, что видеосигнал имеет огромную информационную ёмкость. Ширина высококачественного звукового сигнала, как мы знаем, составляет 20 килогерц (точнее, от 20 до 20000 Гц). С некоторым упрощением, например, в кассетных магнитофонах, можно обойтись и сигналом меньшего диапазона, скажем, в 18, 16 и даже 14 килогерц, сохранив при этом качество звучания на комфортном для прослушивания уровне. Но телевизионный сигнал имеет ширину в 6 мегагерц – в 30 раз больше, чем самый высококачественный аудиосигнал. Чтобы записать такой объём информации без искажений надо либо увеличивать скорость транспортировки ленты мимо записывающей/воспроизводящей магнитных головок, либо каким-то образом уплотнять информационный поток. Так возникла идея записывать видеосигнал короткими наклонными отрезками, увеличив длину рабочей поверхности магнитной ленты и снизив линейную скорость перемещения ленты мимо головок. (Мы несколько упростили описание, потому что уже знаем – идея поперечной записи пришла в голову сотруднику компании Ampex Чарльзу Гинзбургу, а наклонная запись, по сути, всего лишь развитие идеи американского инженера).

Одним из перспективных (как казалось в семидесятые годы) стандартов был U-matic, который был разработан в 1971 году и подразумевал использование кассет с магнитной лентой. Любопытно, что «ленточные» видеомагнитофоны (с открытыми бобинами, но были и кассетные) собственного стандарта в небольших количествах выпускались в СССР и даже не входили в число товаров повышенного спроса (поскольку не обеспечивали приемлемого качества видеозаписи и были слишком дороги – стоили, как хороший автомобиль).

Другим стандартом, едва ни ставшим самым популярным в области домашнего видео, был Betamax, разработанный корпорацией Sony. Аппаратура этого формата обеспечивала отличное качество картинки, но была слишком дорога, чтобы стать массовым товаром. В отличие от бытовых  видеомагнитофонов стандарта U-matic аппаратура формата Betamax не канула в небытие. Камкордеры (видеокамеры) и магнитофоны этого стандарта широко применялись на телевидении и только недавно были вытеснены цифровыми видеокамерами. Кстати, визуально камкордер Betamax легко отличить от прочих именно по размерам самих устройств и кассет – они заметно больше, чем привычные нам VHS.

Стандарт VHS – Video Home System – был предложен японской компанией JVC. Аппаратура этого формата по всем статьям проигрывала технике Betamax, хотя здесь использовались схожие по устройству кассеты с такой же магнитной лентой шириной 12,65 мм. Замечательной идеей разработчиков была мысль не стараться достичь телевизионного качества записанного сигнала, а приспособить к бытовой видеоаппаратуре сами стандарты качества. В отличие от стандартного видеосигнала ширина сигнала видеозаписи VHS уменьшена втрое – до 2 мегагерц. Соответственно информационная ёмкость видеосигнала втрое меньше – воспроизводимая картинка имеет всего 220 строк. Вроде бы непростительное, совершенно неприемлемое для потребителя снижение качества. Кому такая аппаратура нужна? Оказалось – всем.

Возникновение и бурное развитие стандарта VHS убедительно демонстрирует значение разумного компромисса. В конце семидесятых годов прошлого века, когда, собственно, и разрабатывался стандарт VHS, массовое телевидение ещё не вошло в эпоху повсеместного распространения кабельных сетей. Сигнал передавался по радиоволнам и неизбежно подвергался многочисленным искажениям. То есть принимаемая при помощи телеантенны картинка не могла быть тем эталоном, который бы не позволил потребителю разглядеть несовершенство бытовой видеозаписи. Видеофильмы VHS по техническому качеству изображения были немногим хуже обычной телевизионной трансляции. Да и не требовал никто от бытового магнитофона кристального изображения – достаточно было самой возможности просмотра кино дома.

Надо сказать, что с начала восьмидесятых годов, когда кассетные видеомагнитофоны стали выпускаться в огромном количестве, технология бытовой видеозаписи не стояла на месте. Ведущие мировые компании разработали и выпустили на рынок несколько разновидностей кассетного видеомагнитофона. Прежде всего, это упрощенные модели, которые продавались по сниженным ценам – видеопроигрыватели без тракта видеозаписи и, соответственно, без встроенного тюнера, и видеомагнитофоны с трактом записи, но тоже без тюнера (так называемые «пишущие плееры»). Это сделало видеоаппаратуру доступной большему количеству потенциальных потребителей. Затем были предприняты шаги по улучшению качества видеозаписи. Появился стандарт S-VHS (то есть Super VHS), в котором была увеличена ширина записываемого видеосигнала и за счет этого расширено количество строк (с 220 до 400), введён звуковой стереотракт, реализованы режимы длительной и сверхдлительной видеозаписи (за счет снижения скорости протяжки ленты мимо вращающегося блока видеоголовок и ценой существенного снижения качества записи). До начала эпохи DVD стандарт S-VHS не уступал по популярности обычному VHS, а подавляющее большинство готовых видеозаписей продавалось именно в этом формате. Аппаратура VHS и S-VHS по формату записей совместима, видеофильмы S-VHS можно смотреть на видеомагнитофонах VHS с соответствующей потерей качества, разумеется. Затем появилась компактная модификация VHS для применения в бытовых видеокамерах VHS-C (то есть Compact), эта аппаратура выпускалась до недавнего времени и тоже была вытеснена цифровыми камкордерами.

Магнитная видеозапись

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 06-11-2013

Метки: , , ,

Что означает название той или иной компании? Очень часто в названии фирмы в той или иной форме зафиксировано имя её основателя -  «Мерседес-Бенц», «Роллс-Ройс», «Шкода». Не стала исключением и компания Ampex. Её имя – это сокращение первых букв имени, отчества и фамилии основателя, Александра Матвеевича Понятова (годы жизни 1892-1980) и английского слова excellence, или «превосходство». Да, первым мировым производителем магнитофонов (после немцев, разумеется) стал русский предприниматель, эмигрировавший в США ещё в годы «первой волны». Он же после Второй мировой войны стал разработчиком и крупнейшим производителем аппаратуры магнитной видеозаписи. А, кроме того, открыл множество талантливых и даже великих изобретателей. Но обо всё по порядку.

Александр Матвеевич Понятов родился в Казанской губернии в семье крестьянина, занявшегося торговлей лесом. В 1914 году окончил Политехнический институт в немецком городе Карлсруэ. В годы первой мировой войны служил летчиком Военно-морского флота России, затем участвовал в гражданской войне на стороне белой армии, а после ее поражения эмигрировал в Китай. В 1920-1927 годы работал в Шанхайской электрической компании, затем уехал в США. В сороковые годы основал небольшую компанию, получившую название Ampex и располагавшуюся в Редвуд-сити, в двухстах километрах от Сан-Франциско, Калифорния. В годы второй мировой войны эта компания производила электромеханические устройства для точного следящего привода авиационных радиолокационных антенн, закупавшиеся правительством для Военно-морского флота США.

Производство было совсем небольшим. Поначалу фирма располагала старым гаражом, а штат сотрудников, помимо самого Понятова, состоял всего из троих молодых инженеров — Андерсена, Гинзбурга и Хендерсона. Впоследствии к этой группе молодых дарований присоединился Рей Долби, имя которого известно сегодня всем, благодаря основанной им компании Dolby и её разработкам в области записи и воспроизведения звука и видео.

Дэйв Сарнов

После войны поступление военных заказов прекратилось, и компании надо было переключаться на выпуск какой-нибудь мирной продукции. Тут и подвернулся Джон Мулин со своими трофейными магнитофонами «Телефункен», которые Ampex тут же стала производить в собственном варианте. К слову, тот самый Дэйв Сарнов, президент компании RCA, о котором мы уже много говорили, на этот раз ошибся. Он не разглядел в технологии магнитной записи звука каких-либо перспектив. Магнитофоны того времени считались аппаратурой капризной и слишком дорогой. RCA продвигала свою технологию механической звукозаписи, в которую вложила большие средства, и даже подготовила к выпуску записывающий аппарат и пластинки из толстой пластмассовой плёнки. Как бы там ни было, но со временем Ampex стала ведущей американской компанией по производству магнитофонов.

В начале 50-х годов американская радиопромышленность, накопившая за годы войны огромный технологический потенциал, осталась не у дел. Военные заказы сократились во много раз, и освободившиеся силы радиопромышленности ринулись на новый для Америки рынок телевидения. В огромных количествах выпускались черно-белые телевизоры, росло количество телевизионных станций. В 1953 году началось практическое внедрение цветного телевидения по только что разработанной системе NTSC.

Но что представляла собой телепередача того времени? Прямая трансляция, в которой все огрехи ведущих тут же подмечались зрителями. Концерты, запись музыки, фильмов – всё это требовало записывающей техники. Телевидение остро нуждалось в технике видеозаписи.

Ещё в 1922 году в СССР, а позже и в странах Европы, была запатентована магнитная запись изображения по системе Бориса Александровича Рчеулова (годы жизни 1899-1942). В компании Ampex изучали и эту систему, но признали её непригодной. Запись велась на ленте, как в обычном (тогда, впрочем, совсем не обычном) магнитофоне. Но полоса частот телевизионного сигнала превышает полосу частот звукового вещательного канала в 500 раз! Чтобы записать на ленту сигнал с приемлемым качеством, необходимо протягивать ленту мимо записывающей головки со скоростью… 50 метров в секунду! Многодорожечная запись оказалась не по силам даже Дэйву Сарнову и специалистам RCA. Нужно было какое-то свежее решение.

Оно было предложено молодым инженером компании Чарльзом Гинзбургом и принято самим Понятовым и его техническими советниками Столяровым и Селстедом. Идея была и поразительно простой и технически очень сложно выполнимой. Гинзбург предложил записывать телевизионный сигнал поперёк широкой ленты вращающейся головкой. В результате линейная скорость перемещения головки мимо магнитного слоя ленты достигала 40 метров в секунду, при относительно небольшой скорости линейного перемещения самой ленты. На словах выглядит великолепно, но была одна загвоздка – головка должна была точно попадать на поперечные отрезки магнитной дорожки, вращаясь при этом с огромной скоростью.

Была выбрана схема с четырьмя головками, объединёнными в блок, который, собственно, и вращался. Перемещение ленты корректировалось точными сервомеханизмами, притормаживающими или ускоряющими ленту, когда головки промахивались мимо дорожек. Конструкция получилась такой сложной в наладке, что однажды Александр Матвеевич Понятов сказал, что если бы он и его коллеги заранее представляли себе все трудности, которые предстояло преодолеть при создании видеомагнитофона, то никогда не взялись бы за эту разработку. Видеомагнитофон требовал совершенного носителя. После множества экспериментов за основу была взята пластиковая лента с гладким лаковым слоем. Но при этом нужно было обеспечить очень низкую абразивность – головка моментально стачивалась при применении обычной ленты, а сама лента просто сгорала – температура в точке соприкосновения головки и ленты достигает 700 градусов по Цельсию! Кроме этого при сборке и наладке видеомагнитофона нужно соблюдать микронные допуски – иначе головка будет промахиваться мимо поперечной дорожке постоянно. Электродвигатели должны работать со строго заданной скоростью, а сигналы обрабатываться быстро и точно. Но речь-то о времени, когда не было ни микросхем, ни отработанных прецизионных технологий. В результате видеомагнитофон производства Ampex, этой небольшой по размерам компании, был самым сложным (и самым дорогим) серийным радиоприбором 50-х годов. Как говорил сам Понятов – «в течение семи лет впереди нас в этом деле был только бог».

В апреле 1956 года на конференции теле и радиовещателей в Чикаго Ampex продемонстрировала первый действующий видеомагнитофон с вращающимися головками. Первая телевизионная передача с использованием видеомагнитофона (это был, разумеется, Ampex) 30 ноября 1956 года провела американская компания CBS. В последующие годы Ampex была ведущей мировой компанией в области производства профессиональной аппаратуры видеозаписи. Видеоаппаратура системы Ampex выпускалась во многих странах мира – в США, в Японии, во Франции, в Германии, в Англии и в СССР. Даже сам термин «видеозапись» в те годы произносился, как «ампексирование».

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru