Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Orbis pictus 21. století Videopřehrávače, VCR: Záznamové normy Obor: Elektrikář Ročník: 3. Vypracoval: Ing. Martin Slanina, Ph.D. OB21-OP-EL-ELZ-SLA-U-3-001 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Princip magnetického záznamu Založen na schopnosti permanentního zmagnetování ferromagnetických materiálů vlivem působícího vnějšího magnetického pole. Magnetizace materiálu je charakterizovaná tzv. magnetizační (hysterezní) křivkou: nasycení MR – remanentní magnetizace (remanence) (zůstatková magnetizace při odstranění pole) HC – koercitivní intenzita (koercitivita) (intenzita pro snížení magnetizace na nulu) Nasycení (saturace): - maximální velikost magnetizace materiálu bez ohledu na velikost přiložené mag. síly – vlivem nasycení dochází ke zploštění magnetizační křivky Médium: - vzniká kombinací ferromagnetického povrchu a nemagnetického substrátu. - substrát má formu pásku nebo disku

nemagnetický substrát Záznam Velikostí signálu, který má být zaznamenán, je ovlivňován proud vinutím záznamové hlavy  dochází k magnetizaci jádra, ve štěrbině vzniká magnetické pole. Pole prochází médiem  magnetizace materiálu se mění dle hysterezní smyčky. Remanentní (zůstatková) magnetizace média nese zaznamenanou informaci. Při záznamu s velkou šířkou pásma je zapotřebí rychlý relativní pohyb mezi hlavou a médiem. signál vinutí jádro šířka stopy štěrbina relativní pohyb magnetický povrch zaznamenaná stopa nemagnetický substrát

nemagnetický substrát Čtení signál Část magnetického pole vyvolaného magnetizací média je přečtena pomocí reprodukční hlavy: štěrbina umístěná nad zmagnetizovaným místem média, mag. pole v jádru vyvolá indukci napětí na cívce – napětí cívky je úměrné změně magnetického toku v jádru  se zvyšující se frekvencí signálu se zvyšuje přirozená amplituda výstupu vinutí jádro šířka stopy štěrbina relativní pohyb magnetický povrch zaznamenaná stopa nemagnetický substrát

Magnetický záznam na pásek Podle orientace stopy můžeme definovat tři druhy záznamu: - podélný záznam nejjednodušší, stopy jsou rovnoběžné s okrajem pásku, nízká relativní rychlost - šikmý záznam stopy svírají nenulový úhel s okrajem pásku, dnes se používá prakticky výhradně tento typ - příčný záznam zvláštní případ šikmého záznamu: svíraný úhel je 90°, používáno v prvních páskových rekordérech pro profesionální aplikace šířka pásku šikmé stopy

Mag. záznam na pásek - parametry Šířka stopy Je jedním z nejdůležitějších parametrů, je dána provedením záznamových a reprodukčních hlav. Širší stopa dovoluje dosažení vyššího odstupu signálu od šumu na výstupu. Je nutné zajistit přesné nastavení pozice reprodukční hlavy vůči stopě a přesnou rychlost pásky při přehrávání(kolísání rychlosti vede ke vzniku chyb časové základny → chyby barevného tónu u NTSC, PAL → korekce časových nestabilit) Aby nedocházelo k ovlivnění mezi jednotlivými stopami, vkládá se mezi stopy ochranný interval (cca 20 % šířky stopy) Pro zamezení interference mezi stopami lze použít využít azimutový šikmý záznam

Mag. záznam na pásek - parametry Hustota uvnitř stopy Je dána nejkratší zaznamenanou vlnovou délkou. Při zmenšení vlnové délky (zvýšení hustoty) se při záznamu využívá menší plocha média -> menší velikost signálu na výstupu Zvýšení hustoty vyžaduje přiblížení hlavy k médiu (ztráty oddálením) poměr signál-šum se při zvyšování hustoty snižuje rychleji než při zužování stopy Rychlost posuvu pásku Při podélném záznamu je rychlost posuvu pásku stejná jako relativní rychlost pohybu hlavy vůči záznamové stopě (= pro záznam videosignálu nedostatečná relativní rychlost)  při podélném záznamu je dosažitelná relativní rychlost asi 2,5 m/s, pro video nestačí  pro záznam videa se dnes používá výhradně šikmý záznam

Azimutový záznam Zvyšuje záznamovou hustotu tím, že odstraňuje ochranné intervaly mezi jednotlivými obrazovými stopami na pásku (stopy se dotýkají). Aby se stopy navzájem neovlivňovaly, nejsou štěrbiny záznamových hlav kolmé k ose stopy, ale svírají s ní malý úhel = azimut. azimut šířka hlavy stopy Obrazová hlava může zapisovat stopu, která přesahuje její jmenovitou šířku – stopy jsou částečně překryty stopou další hlavy. Při reprodukci jsou částečně zabírány i dvě vedlejší stopy (z každé strany jedna), díky opačné orientaci štěrbiny to však nemá vliv.

Systémy analogového záznamu Systém VHS (z angl. Video Home System – systém domácího videa) Používá pásek o šířce 1/2”. Obrazový signál se zaznamenává do šikmých azimutových stop. Zvukové a řídící signály se zaznamenávají do podélných stop. Horizontální rozlišení: asi 240 bodů na řádek. Později vylepšená verze S-VHS a varianta pro kamkordéry (S-)VHS-C. Umožňuje volbu mezi třemi rychlostmi posuvu pásku (SP, LP, EP) za cenu snížené kvality obrazu a zvuku pro nízkou rychlost. Rychlost posuvu pásku: 33,3 mm/s (SP), 16,7 mm/s (LP), 11,1 mm/s (EP). Počet hlav: 2 nebo 4. Šířka stopy: 0,058/0,029/0,019 mm (SP/LP/EP). SNR: 45 dB. Šířka pásma pro zvuk: 50 Hz – 10 kHz. SNR pro zvuk: 45 dB. posuv pásku azimuty posuv hlavy řídící stopa pásek 1/2“

Systémy analogového záznamu Systém Betacam SP Používá pásek o šířce 1/2”. Jedna šikmá stopa odpovídá obsahu jednoho půlsnímku (azimutový záznam). Obrazové stopy jsou zaznamenávány po dvojicích, z nichž jedna obsahuje jasový signál Y a druhá časově komprimované rozdílové signály C. Na okrajích jsou podélné zvukové stopy, řídící stopa a stopa časového kódu.

Systémy digitálního záznamu Digitální systém Betacam Zaznamenává digitalizované složkové rozdílové signály: Y, R-Y, B-Y. Používá vzorkování 4:2:2 (podle ITU BT.601), jasový signál má dvojnásobný vzorkovací kmitočet oproti signálům chrominančním. Každý vzorek obrazového signálu je reprezentován 10 bity. Obrazová data jsou komprimována s využitím algoritmu založeného na diskretní kosinové transformaci DCT. Kompresní poměr je přibližně 2:1. Pro korekci chyb je použit Reed-Solomonův kód. Zvuk je vzorkován s kmitočtem 48 kHz Každý vzorek zvukového signálu je reprezentován 20 bity. Digitální systém Betacam SX Pro komprimaci videa používá MPEG-2. Signál je vzorkován ve formátu 4:2:2. Dovoluje záznam čtyřkanálového zvuku (48 kHz, 16 bitů, PCM).

Systémy digitálního záznamu HDCAM DCT komprimace, rozlišení 1440 x 1080. Čtyřkanálové audio. Bitová rychlost 144 Mbit/s. HDCAM v současné době používá např. Česká televize. HDCAM a HDCAM SR jsou variantami systému Betacam HDCAM SR (2003) – „superior resolution“ Vyšší hustota záznamu Vzorkování obrazového signálu 4:4:4 nebo 4:2:2, 10 bitů / vzorek Bitová rychlost 440 Mbit/s. Existuje i mód pro dvojnásobnou bitovou rychlost 880 Mbit/s. Obrazový signál je komprimován s využitím kodeku MPEG4 Part 2. Až 12 zvukových kanálů (48 kHz, 24 bit).

Systémy digitálního záznamu Systém DV (Digital Video) Používá pásek 1/4” Složkový azimutový záznam s kompresí obrazových signálů 5:1 a s velkou záznamovou hustotou. Komprimace je založena na diskretní kosinové transformaci s adaptivní kvantizací. Komprimovaný datový tok je stálý bez ohledu na obsah obrazu Vzorkování 4:2:2 pro 50 Hz systémy, 4:1:1 pro 60 Hz systémy Původně určeno pro spotřební elektroniku, postupně získal zájem i v profesionální technice. Není použita podélná řídící stopa, řídící informace se zaznamenávají přímo do obrazových šikmých stop. Plošná hustota záznamu přesahuje 40 Mbitů/cm2.

Systémy digitálního záznamu Systém DV (Digital Video) Struktura stopy: blok ITI – Insert and Track Information obsahuje informace pro střih a sledování stop blok zvukových dat dva nekomprimované zvukové signály (nebo 1 stereo), 16 bitů, 48 kHz blok obrazových dat blok pomocných dat

Systémy digitálního záznamu Systém DV (Digital Video) - varianty DVCPRO (Panasonic, 1995) Primárně určeno pro zpravodajství. Používá širší mezery mezi stopami, rychlejší posuv pásku oproti klasickému DV. DVCAM (Sony, 1996) Vylepšení podobná jako u DVCPRO. Navíc dovoluje přesnější editaci. DVCPRO 50 (Panasonic, 1997) Dvojnásobná bitová rychlost – 50 Mbit/s. Vzorkování 4:2:2, kvalita obrazu se udává jako srovnatelná s Betacamem. DVCPRO P (Panasonic) – „progressive“ Dovoluje záznam neprokládaného (=progresivního) videa. DVCPR0 HD (Panasonic) Poskytuje bitovou rychlost až 100 Mbit/s. Rozlišení až 1440 x 1080 i (prokládaně).

Děkuji Vám za pozornost Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Martin Slanina Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky