НОВЫЕ СПОСОБЫ ЗАПИСИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

В. ФЕДОРЕНКО

В настоящее время существуют различные способы записи и воспроизведения изображения. Один из них — запись видеосигналов на магнитную ленту при помощи специальных видеомагнитофонов известен уже давно. Этот способ был подробно освещен в статье А. Гончарова и А. Штейна «Магнитная запись телевизионного изображения» («Радио», 1966, ╧ 7, стр. 25 — 26 и 3-я страница обложки). Отметим, что такой способ записи наиболее распространен, и различные фирмы выпускают как сложные видеомагнитофоны для высококачественной записи с последующим воспроизведением записанных программ телецентрами, так и более простые, бытовые видеомагнитофоны с пониженным качеством записи для индивидуального пользования.

После появления видеомагнитофонов были сконструированы устройства для записи видеосигналов на покрытые ферролаком пластинки и барабаны. Однако эти устройства не получили распространения, так как они позволяли записывать только неподвижные или очень медленно движущиеся изображения.

Затем появились аппараты для электронной записи видеосигналов на кинопленку. При этом способе записи, получившем название «EVR», электронный луч диаметром 5 мкм модулируется видеосигналами и проектируется на специальную кинопленку шириной 8,75 или 16 мм, движущуюся со скоростью 12,7 см/сек. Во время записи пленка находится в вакууме. В зависимости от амплитуды видеосигналов, модулирующих электронный луч, электронная бомбардировка вызывает более или менее сильное почернение слоя эмульсии, которой полита кинопленка.

Расположение дорожек с электронными сигналами на пленке шириной 8,75 мм показано на рис. 1. Здесь 1 и 5 — дорожки сигналов звукового сопровождения, 2 и 4 — сигналов изображения, 3 — синхронизирующих сигналов.

Достоинства такого. способа записи: большая плотность информации, отсутствие оптических систем и высокая разрешающая способность.

Изображения, записанные на кинопленку, воспроизводят при помощи устройства, имеющего в своем составе фотоэлемент или фоторезистор, которые преобразуют световые сигналы в электрические. Полученные электрические видеосигналы после предварительного усиления подают на вход видеоусилителя обычного телевизора.

После изобретения лазера были разработаны приборы для записи и воспроизведения изображений (в том числе и цветных) с помощью голографии (способ «Selectavision»). Видеосигналы с выхода телевизионной камеры или видеомагнитофона поступают в кодирующее устройство, где при записи черно-белого изображения формируется яркостный сигнал с шириной полосы 3 Мгц. Если записывают цветное изображение, то в дополнение к яркостному, кодирующее устройство вырабатывает еще два цветовых сигнала: синий и красный, с несущими частотами соответственно 3,5 и 5 Мгц. Ширина полосы каждого из этих сигналов составляет 0,5 Мгц. Зеленый цветовой сигнал получают, как обычно, путем матрицирования.

Кодированными сигналами модулируют интенсивность электронного луча, воздействующего на специальную 16-мм кинопленку в электронном записывающем устройстве, конструкция которого подобна описанной выше. Полученный так называемый фильм-оригинал, просвечивая лучом лазера, разделенным на две части, проектируют на особую пленку шириной 12,7 мм, покрытую материалом, размягчающимся под действием этого луча. В результате на пленке будут получены голограммы записываемого изображения.

Размягчившиеся участки материала, покрывающего пленку, растворяют, протягивая ее через ванну, заполненную гидратом окиси натрия. После такой обработки поверхность пленки имеет рельефную структуру со средней глубиной рельефа 0,05 мкм. Эту поверхность электролитическим способом покрывают никелем и затем отделяют никелевую ленту от пленки.

Никелевая лента с полученным на ней негативом рельефной поверхности пленки служит для многократного копирования на окончательный носитель записи — виниловую ленту. Для этого виниловую и разогретую никелевую ленты совместно протягивают под давлением. При этом на виниловой ленте отпечатывается позитив голографического рельефа. Готовую копию записи отделяют от никелевой ленты при помощи сжатого воздуха.

Записанное изображение воспроизводят с копии на виниловой ленте, просвечивая ее лучом лазера. Полученные при этом световые сигналы воспринимаются видиконной телевизионной камерой. Электрические сигналы с выхода телекамеры поступают в декодирующее устройство, где из них формируется яркостный сигнал, который далее подается на видеоусилитель черно-белого телевизора. Если было записано цветное изображение, то кодирующее устройство, кроме яркостного, вырабатывает также цветовые сигналы.

Недавно в печати появились сообщения об изобретении механической записи движущихся изображений на гибкие пластмассовые диски, аналогичные применяемым для грампластинок. Попытки создания такого способа записи предпринимались и раньше, но заканчивались безуспешно из-за конструктивных трудностей. Дело в том, что запись и воспроизведение полосы частот от 0 до 2—3 Мгц (минимальная полоса, необходимая для получения удовлетворительного изображения) возможны только при очень большой скорости вращения пластинок. Это влечет за собой необходимость резкого повышения плотности записи, чтобы компенсировать уменьшение времени использования пластинок, так как увеличивать их размеры против существующих невозможно-. При высокой скорости вращения существующая система преобразования механической записи в электрические сигналы оказалась непригодной. Все перечисленные препятствия удалось преодолеть, " Материалом для видеопластинок, как мы будем называть пластинки с записанными видеосигналами, служит пластмасса толщиной всего 0,1 мм (толщина бумаги). На пластинку записывают частотномодулированные видеосигналы глубинным способом (то есть в зависимости от девиации частоты глубина дорожки получается больше или меньше). Благодаря такой записи ширину дорожки с записанными видеосигналами удалось уменьшить настолько, что на одном миллиметре радиуса видеопластинок удалось разместить от 120 до 140 дорожек. Для сравнения укажем, что на одном миллиметре радиуса долгоиграющей граммпластинки располагается 10—13 дорожек.

Применять обычную иглу для воспроизведения сигналов, записанных на видеопластинку, нельзя. Для того, чтобы игла могла следовать всем микроскопическим изменениям глубины дорожек на видеопластинке, диаметр ее конца не должен превышать 1 мкм. Но тогда конец иглы станет настолько острым, что будет прорезать видеопластинку насквозь. Поэтому концу иглы была придана форма, показанная на рис. 2. Передняя, закругленная часть алмазной иглы 2 служит для того, чтобы пластинка 3 несколько прогибалась в месте соприкосновения с иглой. Прогиб оказывается возможным, потому что пластинка не лежит на твердом диске, как граммофонная, а вращается со скоростью 1500 об/мин на воздушной подушке 4. Сигналы, записанные на видеопластинку, снимаются заточенным под прямым углом задним торцом иглы, острие которой при прогибе пластинки прилегает к дну дорожки. Игла соединена с пьезоэлектрическим элементом 7, преобразующим механические колебания в электрические. Видеосигналы с пьезоэлемента поступают на предварительный усилитель и далее — на видеоусилитель телевизора.

Алмазная игла и пьезоэлемент надеты на валик и принудительно смещаются по нему к центру пластинки при помощи микрометрического винта и тяг. Такая конструкция подвески и смещения позволяет уменьшить давление устройства на пластинку и повысить ее долговечность.

Время проигрывания видеопластинки диаметром 21 см составляет 5 мин, а пластинки диаметром 30 см — 12 мин. Предполагают, что оно может быть увеличено.

Как видно из приведенных описаний, в конструировании приборов для записи и воспроизведения изображений наметилась определенная тенденция: создавать сложные устройства для студийной видеозаписи, позволяющие получать такие оригиналы, с которых можно снять большое количество сравнительно недорогих копий. В массовом порядке промышленность будет изготовлять только копии записанных видеопрограмм и несложные устройства для их воспроизведения.

Примечание редакции. Для сведения читателей мы приводим таблицу сравнения параметров различных систем записи изображения, рассмотренных в статье В. Федоренко.