Systemy zapisu sygnału video

Wakacje mamy już za sobą, przywieźliśmy z nich wiele wspomnień i wrażeń. Oczywiście, wiekszość z nich zapewne uwieczniliśmy na fotografiach, czy też na kasetach wideo. Często też okres wakacji jest momentem, w którym podejmujemy decyzję zakupu nowej kamery video. Zwykle składa się na to kilka powodów, takich jak np.:

- ‑mamy dość dźwigania ze sobą naszej starej dużej i ciężkiej kamery; wszyscy w okolicy noszą małe, zgrabne.

- ‑kamera jest co prawda nie największa, ale przydałaby się mniejsza, do filmowania w miejscach gdzie filmować nie wolno, na przykład w Kaplicy Sykstyńskiej czy katakumbach pod Rzymem. (Sam miałem ten problem z kamerą Hi8, a więc nie aż taką dużą).

- ‑kamera w czasie wakacji uległa uszkodzeniu, została skradziona, czy też po prostu zgubiona.

- ‑odwiedziliśmy rodzinę i, o zgrozo, mieli nowszy model kamery niż my! (Znam ludzi dla których jest to naprawdę problem)

- ‑po prostu zaczęliśmy się dużo poważniej interesować filmowaniem i obecna kamera nie zadowala nas, czy też nie posiada pewnych zaawansowanych funkcji.

Niezależnie od przyczyny, mamy przed sobą problem: jaką kamerę kupić, tak aby maksymalnie spełniała nasze wymagania. Jeszcze kilka, czy kilkanaście lat temu pytanie to dotyczyło głównie parametrów, czy funkcji samej kamery. W chwili obecnej sytuacja się skomplikowała, gdyż przede wszystkim musimy się zdecydować na format video w jakim powinna praco­wać nasza przyszła kamera. Mówiąc po prostu: Na jakiej taśmie będziemy nagrywać i dlaczego właśnia taką, a nie inną wybrać. Chodzi tutaj nie tylko o parametry techniczne samej kasety video, ale także o możliwość udostępniania naszych kaset innym - czy będą w stanie je odtworzyć?

Rodzaje taśm video

Zajmę się tutaj wyłącznie taśmami używanymi przez amatorów, co nie oznacza, że tych taśm nie używają zawodowcy. Historycznie pierwszymi taśmami powszechnie używanymi były taśmy półcalowe załadowane do dwóch różnych kaset Beta i VHS. Kasety te różniły się zasadniczo sposobem samego zapisu na taśmie, jak i wymiarami. Następnie na rynku pojawiły się zminiaturyzowane kasety systemu VHS, tzw. VHS-C i prawie jednocześnie zupełnie nowy rodzaj kaset - 8mm. Kasety 8mm są nieco większe niż VHS-C (patrz zdjęcie), ale są dużo cieńsze. Najwięcej zróżnicowania (jak na razie) powstało w kasetach 8mm (o czym dalej). Kolejny krok w miniaturyzacji sprzętu, a więc i kaset, to pierwsza wyłącznie cyfrowa technika zapisu Digital Video z taśmą o szerokości 6mm. Kasety te posiadają oczywiście swoje zalety jak i wady, które chociaż częściowo przedstawię Państwu w niniejszym artykule.

System VHS

Pierwszymi magnetowidami, które na dobre weszły do powszechnego użycia w naszych domach były produkty Sony - Beta i JVC - VHS, oba używające kaset z taśmami półcalowymi. Niestety, system Beta, chociaż lepszy od VHS, odpadł z rynku i w tej chwili jest praktycznie niezauważalny w amatorskim użyciu. Gorszy, ale tańszy VHS przetrwał i jest jeszcze ciągle używany, szczególnie do odtwarzania kaset z wypożyczalni, lub do wymiany amatorskich nagrań, często dokonanych już w nowszych systemach. Prawda jest taka, że praktycznie magnetowid na VHS znajduje się w każdym domu, a do odtwarzania innych systemów używa się najczęściej kamer, a nie magnetowidów.

Chociaż taśma używana w systemie Beta jest prawie identyczna jak tak z VHS, to sam system zapisu sygnału jest całkowicie inny, i na przykład próba otwarcia kasety i przełożenia taśmy z Beta do VHS jest skazana na niepowodzenie. Próby takie były w przeszłości podejmowane przez naszych klientów i piszę to jako ostrzeżnie dla tych z Państwa, którzy być może posiadają jakieś archiwalne nagrania w systemie Beta; należy je przegrać na nowszy system póki nie jest za późno.

W systemie VHS powstały dwie modyfikacje. Pierwsza - to opracowanie wersji o większej rozdzielczości oznaczonego jako S-VHS (Super VHS). Druga modyfikacja to zminiaturyzowana wersja kasety oznaczana jako VHS-C (Compact), w której system zapisu na taśmie pozostał taki sam, natomiast zmniej­szona została ilość taśmy znajdującej się w kasecie, co pozwoliło na znaczne zmniejszenie rozmiarów kamery używającej właśnie takiej kasetki, ale także znacznie skróciło czas nagrania na tejże kasetce. Standardowo na pierwszej prędkości w systemie NTSC (czyli amerykańskim) mieści się 120 minut nagrania VHS i tylko 30 minut VHS-C. Oczywiście, istnieją wersje dłuższe obu kaset.

System VHS zapewnia około 200-230 linii rozdzielczości poziomej i około 400 linii w wersji S-VHS. Istnieją także wersje dużej rozdzielczości małej kasetki oznaczane jako S-VHS-C. W chwili obecnej ciągle jeszcze można spotkać kamery na system VHS-C, których głównym sloganem reklamowym jest możliwość odtwarzania kasetek z tych kamer na zwykłym magnetowidzie domowym, przy użyciu specjalnego adaptorka powszechnie nazywanego "kasetą matką". Niestety, główną wadą systemu VHS jest jego niska rozdzielczość, ale przede wszystkim krótki czas przechowywania kaset. Kasety w trakcie składowania odmagnesowują się samoczynnie i chociaż jest to proces bardzo powolny, to jednak po paru latach zaczyna być zauważalne pogorszenie się jakości nagrania. Tutaj chciałbym zauważyć, że nagrania dokonane magnetowidem czterogłowicowym na pierwszej prędkości będą posiadały największą trwałość, gdyż szerokość samego nagrania (zostawianego przez wirującą głowicę wideo) jest około trzech razy większa, niż we wszystkich innych przypadkach (magnetowid dwugłowicowy na dowolnej prędkości, lub czterogłowicowy na niższych prędkościach). Nawiasem mówiąc, to w systemie amerykańskim NTSC istnieją trzy prędkości nagrywania dla VHS (oznaczane: SP-standard play, LP-long play i EP-extended play, czasami oznaczany jako SLP-super long play), zaś w systemie europejskim PAL są tylko dwie SP i LP. Dla większego zamieszania, to prędkości zapisu dla NTSC i PAL są różne, a wynika to głównie z tego, że w NTSC zapisujemy 60 klatek w ciągu sekundy, zaś w PAL tylko 50. Jak więc widać w PAL"u możemy dokonywać dłuższych nagrań na takiej samej taśmie. To że w PAL mamy taśmy 4 godzinne nie świadczy o długości tych taśm, a tylko wyłącznie o mniejszej prędkości przesuwu tychże. Fakt ten zwykle powoduje sporo niejasności przy próbie przegrywania długich taśm z Polski na amerykański system. "Dlaczego jedną kasetę z Polski przegraliście na dwie amerykańskie" to standar­dowe pytanie w takich przypadkach.

Kasety VHS mogą być oczywiście nagrywane w dowolnym systemie telewizyjnym, musimy pamiętać tylko o różnych czasach. Kasety na rynek amerykański mają oznaczenie czasu zaczynające się od T, np T-120 to taśma dwugodzinna. Kasety do Europy zaczynają się od E, np. E-240 to popularna taśma czterogodzinna. Najlepiej różnice te ukazują dwie kolejne tabelki, jedna dla typowych kaset amerykańskich, druga - europejskich. Tutaj uwaga, producenci bardzo rzadko podają długość taśmy w metrach, tak że zamieściłem ją tylko wtedy, gdy udało mi się znaleźć tę informację na kasetach. Także należy pamiętać, że producenci "dorzucają" 2-3 metry ekstra taśmy, tak aby nawet przy pewnych rozrzutach prędkości nagrywania osiągnąć podawany czas nagrania. Dlatego też na kasecie dwugodzinnej zwykle mieści się około 2 godziny i 3 minuty.

W przypadku kaset S-VHS dla podniesienia jakości nagrania nie używa się wyższej prędkości przesuwu taśmy jak to miało na przykład miejsce w przypadku magnetofonów szpulowych. Tak więc posiadają one takie same czasy nagrania, zaś wyższa jakość jest otrzymywana drogą innego sposobu zapisu sygnału i przy użyciu nośnika magnetycznego o lepszej jakości. Kaseta S-VHS posiada na spodzie dodatkowy otwór w muszelce, tak że magnetowid S-VHS wyczuwa obecność takiej kasety i ewentualnie umożliwia nam zapis wyższej jakości. Kasety tak nagranej nie można poprawnie odtwarzać na zwykłym magnetowidzie. Relatywnie wysokie koszty kaset S-VHS spowodowały, że wiele osób kupowało wysokiej jakości zwykłe kasety VHS i po prostu wierciło w nich dziurę, tak by"oszukać" magnetowid. Wynik takiego nagrania był prawie tak dobry jak przy użyciu dużo droższej kasety S-VHS, pod warukiem użycia naprawdę dobrej, zwykłej kasety. Producenci magnetowidów w takiej sytuacji wyszli naprzeciw zapotrzebowaniu i kolejne modele S-VHS umożliwiały nam zapis tzw. "pseudo S-VHS" na zwykłej kasecie, bez zabawy z wierceniem dziur.

Kasety 8mm.

Firma Sony po kilku latach walki o utrzymanie na rynku systemu Beta nie poparła zdecydowanie VHS, (chociaż produkuje obecnie magnetowidy tego systemu) wyszła natomiast z propozycją kolejnej kasety. Była to kaseta 8mm. Kaseta ta była rewolucyjna na kilka sposobów. Już sam fakt zrezygnowania z calowego systemu i użycie taśmy o metrycznej szerokości 8mm zwiastował nową jakość. Wszystkie taśmy do tej pory używane zarówno profesjonalnie jak i amatorsko i to audio jak i video, posiadały rozmiary liczone w ułamkach cala. Kaseta ta używa metalowego nośnika magnetycznego, tego samego rodzaju jaki mamy w najwyższej jakości meta­lowych kasetach audio. Wszystkie poprzednie kasety video używały nośników tlenkowych. Drastyczne obniżenie szumów własnych taśmy pozwoliło na znaczne zwiększenie gęstości zapisu i kaseta niewiele większa od kasetki audio pozwalała na zapis dwóch godzin nagrania, podobnie jak dużo większa kaseta VHS.

W czasie gdy Sony promowało system 8mm i pierwsze małe kamery wideo, JVS i Panasonic nie oddawały pola i promowały system VHS-C, w którym rozmiary kamery były porównywalne z kamerami 8mm. Co więcej wprowadziły też Super VHS, czym niejako wymusiły nową odmianę kaset 8mm. Powstał system Hi8, czyli 8mm o rozdzielczości ponad 400 linii. System 8mm zapewniał jakość minimalnie lepszą niż VHS, ale przy użyciu dużo mniejszej kasety. Sytuacja powtórzyła się z Hi8. Oczywiście, ostateczna jakość zapisu zależała od samej kamery czy magnetowidu i pewne modele sprzętu jednego systemu posiadały lepsze parametry niż sprzęt konkurencji.

System 8mm od samego początku posiadał lepszą jakość zapisu dźwięku niż VHS. Na kasecie VHS dźwięk monofoniczny jest zapisywany na brzegu kasety zupełnie identycznie jak w magnetofonie. Modele Hi-Fi Stereo zapisują dźwięk oddzielną parą głowic na wirującym cylindrze, po zmodulowaniu sygnału w systemie FM. Analogicznie w systemie 8mm nawet dźwięk monofo­niczny jest zapisywany w systemie FM co zapewnia mu wysoką jakość i szerokie pasmo, niezależnie od prędkości nagrania. VHS mono drastycznie pogar­sza pasmo przy wolniejszych prędkoś­ciach.

Kaseta Hi8 umożliwia zapis wy­sokiej jakości obrazu, wraz z towa­rzyszącym mu dźwiękiem i przez pewien czas królowała w kategorii półprofesjo­nalnych kamer wyposażonych w trzy CCD, czyli elemeny ana­lizujące obraz. Kasety Hi8 można używać w zwykłym sprzęcie 8mm, bez żadnych negatywnych "skutków ubocznych". Taśmy 8mm są wytwarzane przy pomocy dwóch technologii i mają odpowiednio oznaczenia MP i ME. Oznacza to odpowiednio "metal particle" i "metal evaporation" i określa w jaki sposób powstał nośnik magnetyczy na plastikowym podłożu. Metoda ME będaca próżniowym naparowaniem metalu podlegającego sublimacji (sublimacja - zjawisko parowania ciała stałego, bez przejścia w stan cieczy), zapewnia nieco lepsze parametry kasety 8mm. Urządzenie nagrywające (kamera czy magnetowid 8mm) rozpoznaje zarówno rodzaj taśmy (8mm, Hi8) jak i technologię z układu otworków znajdujących się na spodzie kasety w jej rogach. Tam także znajduje się otwór połączony z przesuwką zabezpieczenia kasety przed nagrywaniem. Jest więc ważne, aby nie umieszcząć tam żadnych naklejek, gdyż nie tylko możemy zakłócić samą blokadę nagrywania, ale także wpłynąć na automatycznie dobierane elementy nagrywania taśmy takie jak prąd podkładu czy poziom sygnału, a zależą one od rodzaju użytej taśmy. Tutaj uwaga, kasety 8mm posiadają inną konwencję zabezpieczenia przed nagraniem w porównaniu do VHS. W kasecie VHS wyłamany plastikowy języczek, czy przestawiona przesuwka, tak że otwór jest odsłonięty oznacza zablokowanie możliwości nagrywania. W 8mm otwór zasłonięty przesuwką to blokada nagrywania. Opisana dalej kasetka Digital Video stosuje znowu system taki jak VHS, a wszystko to po to aby przypadkiem nie nabrać dobry nawyków zabezpieczania kaset.

Kasety 8mm analogicznie jak VHS posiadają inną prędkość zapisu w NTSC i inną w PAL, przy czym tutaj jest sytuacja odwrotna i w PAL"u wchodzi mniej na taśmę. Taśmy dla PAL mają oznaczenie dla czasu P5 lub E5, zaś dla NTSC P6 i E6, gdzie P odnosi się do taśm o standardowej grubości; oznaczone są tak wszystkie taśmy długości standardowej lub krótsze. Taśmy cieńsze to taśmy o wydłużonym czasie nagrania (extended). Czasy nagrania dla taśm aktualnie dostępnych na rynku ukazuje kolejna tabelka.

Producenci sprzętu video oczywiście wiedzieli, że przyszłość zapisu należy do systemów cyfrowych i tak nie tylko powstał nowy całkowicie inny system Digital Video, ale także producenci 8mm stworzyli kolejną wersję tego systemu znaną jako Digital8 . Główną zaletą tego systemu jest użycie powszechnie dostępnych i znanych kaset 8mm. Także w samym sprzęcie mechanizm transportu taśmy, jak i system głowic pozostał prawie niezmieniony. Natomiast sam zapis jest dokonywany sygnałem cyfrowym i nie podlega on wielu ograniczeniom znanym systemom analogowym. Najważniejszą zaletą systemów cyfrowych jest możliwość wielokrotnego kopiowania takiej taśmy przy praktycznym braku straty w jakości zapisanego obrazu. Oczywiście, dotyczy to przypadku, gdy wykorzystujemy kable łączące sygnał cyfrowy, a nie standardowe kable analogowe, w jakie najczęściej są wyposażane kamery w celu podłączenia ich do zwykłych odbiorników telewizjnych. System Digital8 potrzebuje więcej miejsca na taśmie nie tylko do zapisu wysokiej jakości obrazu jak i dźwięku, a także wielu innych sygnałów towarzyszących. Dlatego też w tym systemie zapis na danej kasecie jest dokładnie o połowę krótszy niż w przypadku użycia Hi8 czy 8mm.

Jedną z zalet systemów cyfrowych jest możliwość zapisywania w sposób niejawny danych takich jak data i czas nagrania. Dane to możemy później przywołać w dowolnym i dogodnym dla nas momencie. Unikamy więc często spotykanego przypadku, gdy po paru latach nie możemy przypomnieć sobie kiedy dokonaliśmy nagrania, a daty zapomnieliśmy nagrać. Z drugiej strony często cały róg obrazu jest zasłonięty datą i godziną, bo zapomnieliśmy tegoż wyłączyć.

System DV, czyli digital video opiszę w następnym numerze "Monitora", wtedy też dokonam porównania opisywanych systemów, jak i udzielę parę praktycznych rad na temat przechowywania kaset video.