Видеозапись

ВИДЕОЗАПИСЬ, запись визуальной информации (например, телевизионных программ) с целью её сохранения и последующего воспроизведения. В отличие от фото- и киносъёмки, при видеозаписи изображение предварительно преобразуется в последовательность электрических сигналов (видеосигналов), которые затем фиксируются тем или иным способом на носителе записи. В зависимости от вида носителя и способа воздействия на него при записи и считывании (воспроизведении) видеоинформации различают видеозапись магнитную, оптическую, электростатическую и механическую.

Магнитная видеозапись, получившая широкое распространение, по существу аналогична магнитной записи звука и производится на магнитной ленте при помощи видеомагнитофона или на магнитном диске - в так называемых накопителях, в которых записывающим и/или считывающим элементом является магнитная головка. При записи в обмотку магнитной головки подаётся электрический сигнал, модулированный по частоте видеосигналом. Переменное магнитное поле, создаваемое в рабочем зазоре магнитной головки, изменяет намагниченность прилегающей к нему (в данный момент времени) области носителя записи в соответствии с мгновенным значением сигнала. В результате на носителе образуется дорожка записи в виде последовательности участков рабочего слоя, остаточная намагниченность которых изменена пропорционально мгновенным значениям модулирующего сигнала. При воспроизведении магнитное поле движущейся сигналограммы создаёт изменяющийся магнитный поток в сердечнике головки. Возбуждаемая при этом в обмотке головки эдс индукции порождает напряжение, которое усиливают и демодулируют, восстанавливая таким образом записанный ранее сигнал. Для записи и воспроизведения широкополосных видеосигналов (полоса частот до 8-10 МГц) требуется высокая скорость перемещения носителя относительно магнитной головки. При записи на магнитную ленту это достигается применением нескольких магнитных головок, укреплённых по окружности жёсткого диска, вращающегося под некоторым углом к направлению движения магнитной ленты, протягиваемой с постоянной скоростью (наклонно-строчная запись). Качество магнитной видеозаписи в значительной мере зависит от стабильности частоты вращения магнитных головок и скорости перемещения носителя, уровня аппаратных шумов, величины нелинейных искажений в каналах записи и воспроизведения. Улучшение качества видеозаписи обеспечивается применением электронных систем синхронизации и автоматического регулирования скорости движения лентопротяжного механизма и частоты вращения головок, частотной коррекции и шумоподавления. Первые студийные видеомагнитофоны созданы в США в 1956 году. В феврале 1960 года по Центральному телевидению из Москвы впервые был показан концерт, записанный на магнитную ленту при помощи отечественного видеомагнитофона «Кадр». Разработка магнитной видеозаписи открыла новые технические возможности для подготовки телепрограмм, создания видеотек, видеоархивов и др. Основные достоинства магнитной видеозаписи: готовность к немедленному воспроизведению (без какой-либо дополнительной обработки носителя), возможность многократного использования одного и того же носителя (прежняя видеограмма при этом автоматически стирается путём размагничивания рабочего слоя носителя), возможность осуществления электронного монтажа фрагментов записанных программ. Магнитная видеозапись применяется для регистрации видеоинформации во многих областях науки и техники и в то же время доступна широкому кругу пользователей - неспециалистов в области электроники. Первоначально в профессиональной аппаратуре магнитной видеозаписи использовались магнитные ленты шириной 25,4 или 50,8 мм. По мере повышения плотности записи ширина магнитной ленты уменьшалась - были разработаны видеокассеты с шириной ленты 12,7 и 6,35 мм, получившие широкое распространение в телевизионном вещании, видеожурналистике, быту и т. д.

В конце 1960-х годов в США созданы устройства для видеозаписи на магнитных дисках - дисковые накопители, запись в которых производится на концентрических дорожках, образующихся при вращении диска с постоянной угловой скоростью. На каждой стороне магнитного диска используется отдельная магнитная головка, которая устанавливается на нужную дорожку записи так называемым позиционирующим механизмом, обеспечивающим её дискретное перемещение вдоль радиуса диска (от внешнего края к центру). Первые аналоговые устройства небольшой ёмкости использовались только для записи неподвижных изображений или фрагментов длительностью до 30 с. По мере совершенствования магнитные дисковые накопители всё шире применяются для видеозаписи, а в начале 2000-х годов цифровые многодисковые системы видеозаписи становятся основой технологических комплексов телевизионного вещания. Устройства видеозаписи на магнитных дисках получили распространение также в системах видеонаблюдения, портативных видеокамерах, домашних кинотеатрах и др.

В 1990-х годах происходит интенсивное внедрение цифровых технологий видеозаписи как для профессиональных, так и для бытовых целей (смотри Цифровая запись). Новые методы цифрового кодирования и сжатия (компрессии) сигналов позволили существенно повысить качество воспроизводимого сигнала изображения, уменьшить скорость информационного потока и записывать на видеокассету или диск цифровые программы большой длительности.

При оптической видеозаписи на носитель записи воздействуют сфокусированным световым пучком, чаще всего лазерным лучом. В результате такого воздействия отдельные участки носителя изменяют свои оптические характеристики (например, коэффициент отражения, преломления или поглощения света, величину угла магнитооптического вращения плоскости поляризации). Записывающим элементом в устройствах оптической видеозаписи является оптическая головка, содержащая лазер, модулятор света и систему автоматической фокусировки лазерного излучения. Носители для оптической видеозаписи обычно изготовляют в виде дисков (смотри Оптический диск). Сигналограмма на оптического диска представляет собой круговую или спиральную дорожку, сформированную из последовательных участков поверхности диска с изменёнными оптическими характеристиками; размер одного такого участка - пита - составляет десятые доли микрона. Оптический диск с сигналограммой либо используется непосредственно с целью воспроизведения записанного на нём изображения, либо с его помощью изготовляют диск-оригинал для последующего тиражирования дисков-копий, предназначенных только для воспроизведения видеосигналов. Воспроизведение сигналов изображения с оптического диска осуществляется видеопроигрывателем (накопителем) с оптической головкой, которая фокусирует луч маломощного лазера непрерывного излучения на дорожке записи, воспринимает отражённое от него излучение, промодулированное сигналограммой, и преобразует его в электрический сигнал. Существенное преимущество оптической видеозаписи перед другими видами видеозаписей - отсутствие механического соприкосновения записывающего (воспроизводящего) элемента с носителем записи, что обеспечивает продолжительный срок службы носителя.

Первые оптические диски с нестираемой сигналограммой и лазерные проигрыватели для них появились в 1978 году в Нидерландах. В 1980-е годы созданы (США, Япония) оптические диски и аппаратура для однократной видеозаписи и многократного воспроизведения записанной информации; разработаны также оптические диски, допускающие многократную повторную запись (так называемые реверсивные оптические диски). В 1990-е годы приняты международные стандарты для цифровых оптических дисков; в 1996 году выпущены видеодиски стандарта DVD (Digital Video Disk) диаметром 120 мм с нестираемой сигналограммой, предназначенные только для воспроизведения. Позднее были созданы оптические диски стандарта DVD для однократной и многократной видеозаписи, на которых можно записывать цифровые видеопрограммы длительностью до нескольких часов. Такие диски широко применяются для любительской видеозаписи и просмотра видеофильмов в домашних условиях.

При электростатической видеозаписи сигналограмма представляет собой упорядоченное пространственное распределение электрических зарядов (потенциальный рельеф) на поверхности носителя обычно в виде диска. Электростатические диски с сигналограммой изготовляют матрицированием, они служат только для воспроизведения видеоинформации с помощью специального ёмкостного преобразователя. Для обратимых процессов записи - воспроизведение изображений электростатическим способом - используют тонкие пластинки полупроводника или сегнетоэлектрика, на поверхности которых потенциальный рельеф создаётся сканирующим электронным лучом. Считывание записанной таким образом сигналограммы (или её стирание) осуществляют при помощи электронного (как в обычных передающих ЭЛП) или светового луча. Электростатическая видеозапись как способ записи изображения разработана в 1970-е годы (США), однако из-за сложности считывания видеоинформации практически не применяется.

Механическая видеозапись (разработана в начале 1970-х годов, Великобритания, ФРГ) выполняется, по существу, аналогично механической звукозаписи: носителем записи служит металлический или пластмассовый диск, на поверхности которого посредством резца (рекордера) фиксируется сигналограмма обычно в виде спиральной канавки; глубина и/или ширина канавки меняются в соответствии с изменением параметров видеосигнала. Изображение, записанное таким способом, воспроизводится при помощи видеопроигрывателя. Механическая видеозапись, как и электростатическая, широкого распространения не получила.

Лит.: Робинсон Д. Ф. Магнитная видеозапись: Теория и практика. М., 1980; Гитлиц М. В., Лишин Л. Г. Видеомагнитофоны и их применение. М., 1980; Вайда 3. Современная видеозапись. М., 1987; Гребенников О.Ф., Тихомирова Г. В. Основы записи и воспроизведения информации. СПб., 2002; Банзель Т. Создание и запись видеодисков. М., 2004; Лудингтон Д. Абсолютно ясно о видеосъемке, монтаже и DVD-дисках. М., 2005; Шейнер П. Реальный мир. Цифровое видео. 2-е изд. М., 2005.