Danas je nabavljen TV-reporterski prijenosni videorekorder TTV-3901P , proizvod francuske tvrtke Thomson-CSF s početka 1980-tih godina.
Tvrtka Thomson-CSF osnovana je 1968. godine kao posljedica spajanja više tvrtki unatrag 90 godina. Elihu Thomson i Edwin Houston osnovali su 1879. godine u SAD-u tvrtku Thomson-Houston Electric Company. Početkom 1892. godine, Thomson-Houston Electric Company spojila se sa suparničkom tvrtkom Edison General Electric Company u General Electric (GE). Iste je godine tvrtka osnovala inozemnu podružnicu pod nazivom Thomson Houston International sa sjedištem u Francuskoj. Tijekom 1893. godine Compagnie Française Thomson-Houston (CFTH) osnovana je kao partner GE-u. Tijekom 1966. godine CFTH se spojio s proizvođačem naoružanja i vozila Hotchkiss-Brandt, formirajući Thomson-Houston-Hotchkiss-Brandt , koji je nakon toga preimenovan u Thomson-Brandt. U konačnici 1968. godine poslovanje Thomson-Brandta spojilo se s Compagnie Générale de Télégraphie Sans Fil (CSF) u Thomson-CSF. Thomson Brandt zadržao je značajan udio u ovoj tvrtki. Prije spajanja, CFS je slovio kao pionir na područjima radio-emitiranja , elektroakustike, kratkovalnog radija, radarskih sustava i televizije.
Tijekom 1970-ih, Thomson-CSF se proširio na nekoliko novih sektora proizvodnje, što je uključivalo proizvodnju telefonskih centrala , poluvodiča i medicinskih uređaja za snimanje. Do početka 1980-ih Thomson-CSF bio je u slaboj financijskoj situaciji s visokom razinom duga. Tijekom 1982. francuska vlada je nacionalizirala Thomson-Brandta i Thomson-CSF te je Thomson-Brandt preimenovan u Thomson SA (Société Anonyme) i spojen s Thomson-CSF. Tijekom 1980-ih financijski položaj tvrtke uvelike se poboljšao zahvaljujući reorganizaciji i okretanju proizvodnje na elektroniku za profesionalne kupce i vojsku. Tijekom 1983. godine pogoni za telefone Thomson-CSF Téléphone prodani su Alcatelu. Četiri godine kasnije pogoni za proizvodnju poluvodiča spojeni su s talijanskim Finmeccanicom. Pogoni za medicinske uređaje pak su zamijenjeni sa GE i RCA poslove s potrošačkom elektronikom.
Krajem 1980-ih dolazi do smanjenja proračuna za vojsku čime Thomson-CSF gubi unosne ugovore pa kreće novo restrukturiranje poslovanja sa ciljem širenja na evropska tržišta. Tijekom 1988. godine formiran je novi odjel, Thomson Consumer Electronics, koji je 1995. godine preimenovan u Thomson Multimedia . Krajem 1990-tih godina kreće velika privatizacija i reorganizacija francuskih tvrtki gdje je većina kapitala Thomson-CSF prebačena u privatno vlasništvo (najveći dioničari Alcatel i Dassault), a u državnom vlasništvu je zadržano 40% tvrtke. Thomson Multimedia je restrukturirana i posluje kao Technicolor SA.
Nakon privatizacije, Thomson-CSF nastavio se orijentirati prema sektoru vojne elektronike i izvozu. Nakon neuspjelog pokušaja spajanja s britanskim Marconi Electronic Systems, Thomson-CFS je kupio britansku tvrtku za vojnu elektroniku Racal Electronics koja je preimenovana u Thomson-CSF Racal plc, te je Velika Britanija postala druga najveća industrijska baza Thomson-CSF-a nakon Francuske. Tijekom prosinca 2000. godine, tvrtka Thomson-CSF je službeno je preimenovana u Thales.
Videorekorder Thomson TTV-3901P je namijenjen za profesionalno snimanje i reprodukciju filmskog audio/video zapisa u analognom U-matic BVU standardu ( Broadcast Video U-matic ili High band). Japanska tvrtka Sony je sa svojim U-matic sistemom prva uvela magnetske trake spremljene u kasete za što je kasnije udomaćen naziv VCR (Video Cassette Recorder). Prije toga magnetske video trake su bile na otvorenim kolutima ili rolama koje su snimane i reproducirane na VTR uređajima (Video Tape Recorder). Širina U-matic trake je bila 19 mm (3/4 inča) i kretala se brzinom 9,35 cm/sekundi. Postojala su dvije veličine kaseta za U-matic sisteme, standardna i smanjena (oznaka S). Thomson TTV-3901P prihvaća smanjenje S-kasete i na jednu takvu kasetu se moglo se snimiti 20 minuta filma sa horizontalnom rezolucijom slike od 260 linija. Snimanje na traku se vršilo kosim (helikoidalnim) parcijalnim tragovima što je ostao standard sve do danas kako kod analognih tako i kod digitalnih VCR-a.
Thomson TTV-3901P je identična kopija Sony BVU-110P prenosivog videorekordera za snimanje TV reportaža na terenu. Sve pločice i elementi u unutrašnjosti uređaja nose oznake Sony ili Made in Japan tako da je Thomsonovim pogonima ovaj uređaj vjerojatno samo sklopljen. Napaja se naponom od 12V (13W) te ima ugrađenu Ni-Cd bateriju koja omogućuje oko 5 sati rada, a teži nešto više od 9 kg (preko 11 kg sa kasetom i baterijom). Thomson TTV-3901P se proizvodio se u razdoblju 1981-1989. godine, a cijena mu je 1981. godine bila 5000 dolara čime je bio dostupan isključivo za profesionalnu upotrebu (TV snimanja i reprodukcije za TV prijenose). Snimatelj je nosio zasebnu TV kameru i VCR. Uvođenjem U-matic prenosivih VCR-a ušlo u tzv. doba ENG-a (Electronic News Gathering) elektroničkog prikupljanja vijesti na terenu, izvan TV studija. TV Zagreb je koristio U-matic kasete za snimanje svojih emisija u razdoblju od 1980. do 1990. godine.
Snimanje i reprodukcija video/audio filmskih zapisa sa magnetske trake u analognom obliku počelo se koristiti od 1956. godine i trajalo je sve do negdje 2007. godine do kada su bili dostupni za kupnju zadnji modeli Hi8 analognih kamera i videorekordera. Već krajem 1980-tih godina na tržištu su se pojavile videokamere koje su na magnetsku traku snimale u digitalnom obliku i iste su se zadržale sve do danas. U nastavku dajemo pregled analognih standarda snimanja videa na traku koji su tijekom postojanja analognog VTR-a postigli neku veću raširenost.
U prvom stupcu navedeni su komercijalni nazivi pojedinog standarda, a u drugom stupcu su nazivi standarda prema SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers). SMPTE vuče korijene još iz 1916. godine i međunarodno je priznata organizacija za standarde vezane uz emitiranje i snimanje filmova.
U trećem stupcu navedeni su načini snimanja, odnosno načini pripreme video/audio signala za zapis na magnetsku traku:
- Component – odvojeni R, G i B signali boje (krominancija) i signal svjetline (luminancija) snimaju se svaki zasebno, odnosno svaki ima svoj trag zapisa na traci
- Color-under – zajednički signal za boje (krominancija) i signal svjetline (luminancija) snimaju se svaki zasebno.
- Direct color – kompozitni (zajednički) video signal u koji su skupa ukomponirani signali boje i svjetline je frekvencijski moduliran sa višom nosećom frekvencijom te kao takav zapisan na traku.
U četvrtom stupcu vidimo širinu video trake koja se koristila kod pojedinog standarda, a u petom stupcu su podaci o najvećoj rezoluciji TV slike koja se može postići određenim formatom u TVL/PH (TV lines per picture height). Naime, znamo da svaki TV standard ima fiksni broj redaka slike, no svaki taj horizontalni redak može biti ispisan različitim brojem točkica (različitom gustoćom). Što je broj točkica veći, to je veća ukupna rezolucija slike i slika je oštrija. Mjera TVL/PH opisuje koliki je broj pojedinačnih točkica sadržan u onoj dužini horizontalnog retka koji odgovara visini slike. Znamo da je omjer TV slike 4:3, dakle TV slika ima veću dužinu nego visinu, tako da mjera TVL/PH opisuje broj razlučivih točkica sadržanih na 75% ukupne duljine jednog retka.
U zadnjim stupcima vidimo podatke o godinama kada se određeni standard počeo prvi puta primjenjivati i nazive tvrtki koje su sudjelovale u razvoju pojedinog standarda.
QUADRUPLEX SISTEM
Prvi uspješni snimač videa na magnetsku traku (VTR-video tape recorder) predstavila je američka tvrtka Ampex 1956. godine pod nazivom VR-1000. Video rekorder VR-1000 je koristio traku širine 51 mm (2 inča) na kolutima (rolama), a segmenti videa zapisivali su se u četverostrukim tragovima okomito po širini trake (transverzalni zapis) te je po tome format snimanja nazvan quadruplex. Kao što se vidi na našoj slici, bubanj sa glavama okreće se brzinom od 240 o/sec, a efektivna duljina jednog traga je 41,3 mm. Time dobivamo da je efektivna brzina kretanja glave po traci oko 39,6 m/s (960 x 41,3 mm). Iz ovoga pak možemo izračunati da se pri toj brzini može snimiti najveća frekvencija od 13 MHz. Znamo da je video TV signal standardne širine oko 5 MHz (vidi objavu TV test generator slike i tona Nordmende FG 3360) tako da na prvi pogled ne bi trebalo biti problema sa snimanjem frekvencijskog opsega 0-5 MHz. Međutim, problem se javlja u velikoj razlici u nivoima snimljenih frekvencija. Ako uzmemo realni frekvencijski opseg potreban za prijenos signala TV slike u rasponu 30 Hz do 4,2 GHz dobivamo omjer 140000 : 1, a to znači da će razina signala snimljenog na 30 Hz iznositi svega 1/140000 jačine signala na 4,2 GHz ili izraženo u dB razlika između jačine signala dvije krajnje frekvencije će biti oko 103 dB. Potrebno je dakle nekako izjednačiti ove razlike koje su previše velike da bi se mogle uspješno korigirati nekakvim korekcijskim pojačalima. Stoga je ovaj problem riješen tako da se čitav TV opseg 30 Hz – 4,2 GHz frekvencijskom modulacijom sa nosećom frekvencijom od 8,6 MHz prenese u viši frekvencijski opseg 4,4 MHz do 12,8 MHz. Time je omjer između najniže i najviše frekvencije drastično smanjen na 3 : 1, što je malo manje od 10 dB razlike.
Ovaj najraniji VTR quadruplex sistem opisali smo jer se na njega nadograđuju svi ostali VTR/VCR sistemi. Jedan od uočljivih nedostataka ovog sistema je potreba za širokom i dugačkom trakom, tako da je za jedan sat snimanja sustavom quadruplex potrebna traka širine 51 mm i dužine od gotovo 1,5 km kojoj je cijena bila 300 dolara. Za usporedbu, za jednosatno snimanje U-matic sistemom koristila se traka dvostruko manje širine i četiri puta kraće duljine, koja je koštala deset puta manje od quadruplex trake. Isto tako cijena jednog quadruplex VTR-a bila je oko 100 000 dolara, dok se cijena U-matic VCR-a kretala u rasponu 1300-7000 dolara.
Kod svakog videorekordera presudno je osigurati dobar kontakt magnetskih glava sa trakom. Kod quadruplex VTR-a taj kontakt je osiguran pomoću posebnog vakuumskog mehanizma. Kroz bubanj se također upuhivao i komprimirani zrak koji je služio za hlađenje glava uslijed trenja i otpuhivanje komadića premaza trake otkinutih kontaktom glave i trake. Nakon 200-300 premotavanja trake ista bi već bila toliko izlizana da se ne bi mogla više koristiti. Zanimljivo je da se u početku snimljena quadruplex traka editirala slično kao filmska, rezanjem i lijepljenjem dijelova, nakon čega bi često bila neprikladna za drugo presnimavanje. Rezanje se naravno nije moglo raditi bilo kako jer bi se poremetio slijed snimljenih signala za sinkronizaciju slike. Uređivač video trake morao bi identificirati impulse sinkronizacije na rubu vrpce pomoću otopine sitnih željeznih strugotina i mikroskopa. Kada se otopina nanese na rub magnetske trake, željezo se privuče na sinkronizacijske impulse koji se zatim mogu vizualizirati.
Osim snimanja video signala u nekom od tri sistema (direct color, color-under ili component) koji obično zauzima najveći središnji dio površine trake, na rubove trake se također snimaju i zvučni zapisi, te kontrolni zapisi. Kontrolni zapis predstavlja niz impulsa kojima se sinkronizira brzina reprodukcije. Ti impulsi će dakle dati vremensku informaciju za usklađivanje brzina snimanja i reprodukcije što je posebno važno ako sistem podržava više brzina snimanja. Ovi impulsi također kontroliraju brojače, odnosno vremenske prikaze trenutne pozicije trake. Kontrolni zapis donekle se može usporediti sa perforacijom (pravokutnim izrezima) duž rubova filmske trake. Kod quadruplex sistema imamo jedan audio zapis (u to vrijeme se za TV prijenos koristio isključivo mono audio signal) i još jedan zapis nazvan CUE, što je zapravo također zvučni zapis na koji su se snimali razni tonski znakovi koji bi na određenom dijelu trake služili kao signal za kompatibilne uređaje ili samog voditelja da je npr. vrijeme za prekid radi reklama i slično.
HELIKOIDALNI SISTEMI
Da bi se bolje iskoristila video traka nakon quadruplex transverzalnog načina zapisa razvijeni su i sistemi za kosi (helikoidalni) zapis video signala na traku. Na rotirajućem bubnju ovdje mogu biti dvije, tri ili četiri video glave. Prvi helikoidalni sistem sa dvije glave realizirao je JVC 1959. godine, sistem sa tri glave ostvario je Cartrige Television 1970. godine, a sistem sa četiri video glave ostvaren je kod RCA 1971. godine. Međutim, ni jedan od ovih prvih sistema nije ušao u praktičnu primjenu jer su se za to prvo morali riješiti razni mehanički problemi oko sistema transporta i vođenja trake.
U-matic sistem na kojem radi naš VCR Thomson TTV-3901P je helikoidalni sistem koji je razvio Sony 1971. godine. Prva inačica U-matic sistema nazvana je Low Band (LB), a kasnije su razvijene još dvije poboljšane inačice: HighBand (HB) i Special Performance (SP). Uvođenjem novih inačica osnovnog U-matic sistema povećavala se noseća frekvencija i FM modulirani opseg luminantnog signala čime se povećavao i iskoristivi frekvencijski pojas na traci, a time u konačnici i horizontalna rezolucija te kvaliteta slike. U-matic SP je uz to koristio krom-dioksid trake kojima se postizao još bolji odnos signal/šum. Snimke napravljene u U-matic HB sistemu mogle se gledati na U-matic LB video plejeru ali samo u crno-bijelom prikazu.
Snimanje videa na U-matic sistemu vrši se u Color-under tehnici. U Color-under sistemu se kompozitni video signal rastavlja na krominantnu komponentu signala (boja) i na luminantnu komponentu signala (svjetlina). Krominantna komponentu signala koja se u kompozitnom videu nalazi u opsegu 4,43 MHz pomoću mješača se prenosi u niži opseg frekvencija na oko 1 MHz. Otuda i naziv Color-under (boja na donjem dijelu) što opisuje prebacivanje frekvencijskog pojasa signala boje sa višeg u niži opseg. Jednako tako luminantna komponenta signala koja u kompozitnom videu zauzima područje cca 30 Hz-5 MHz frekvencijskom modulacijom transformira se u viši frekvencijski opseg, ovisno o sistemu 3,8-7,2 MHz. Na taj način su krominantni i luminantni signali jedan od drugoga frekvencijski znatno udaljeni (razdvojeni) čime se postiže vrlo dobar odnos signal/šum luminantnog signala već i pri malim brzinama trake/glave, a također i dobra linearnost krominantnog signala čime su smetnje u prikazu slike svedene na minimum. Na našim slikama za quadruplex i U-matic sisteme vidimo da su kod U-matic sistema brzine trake i glave daleko manje. Iako je horizontalna rezolucija kod U-matic sistema manja nego kod quadruplexa, slika je u konačnici ipak daje dojam bolje kvalitete zbog veće razlučivosti boja i puno boljeg omjera signal/šuma.
U-matic sistem dobio je naziv po načinu transporta trake preko magnetskih glava (u obliku slova U). Uočavamo da se kod U-matic sistema (prva slika) koluti sa trakom vrte u suprotnim smjerovima jer se traka namata/odmata sa istih strana kod oba koluta.
Specifičnost U-matic je da se koluti s trakom unutar kasete vrte u suprotnim smjerovima jer trake ne izlaze sa vanjskih strana koluta nego kod jednog koluta sa vanjskog, a kod drugog sa unutarnje strane. Kod predstavljanja U-Matic sistema 1971. godine Sony je zamislio da to bude format videokasete orijentiran na potrošačko tržište. Međutim, zbog visokih troškova proizvodnje cjenovno su bili dostupni samo za industrijski, profesionalni i obrazovni sektor. Veći uspjeh U-matic je postigao u industriji televizijskog emitiranja sredinom 1970-ih, kada je na tržište izašao prvi prijenosni model U-matic VCR-a (Sony VO-3800).
Danas je teško napraviti kompletan pregled svih analognih i digitalnih formata za snimanje videa na traku jer su mnogi bili slabo komercijalno uspješni ili su brzo tehnički zastarjeli. No svi ti formati nakon quadruplexa koriste isti princip helikoidalnog zapisa, a razlike se očituju u načinima pripreme video signala za snimanje, te u raspodjeli prostora na traci za zapise (širina zapisa, razmaci između zapisa, pozicije zapisa, nagib helikoidalnog video zapisa i drugo). Također, razlike su i u brzinama okretanja glava, broju glava te brzini kretanja trake. Ove razlike osim od sistema do sistema razlikuju se i s obzirom na TV standard (PAL, NTSC, SECAM). Sama mehanika svakog videorekordera je prilično složena i postoje različiti načini transporta trake i vođenja trake preko bubnja sa glavama (najčešći su U i M sistemi). Servo motori moraju osigurati točnu brzinu rotacije glava i brzinu kretanja trake.
Sa naših slika se vidi da se između kosih tragova video zapisa mora ostaviti neki (sigurnosni) razmak kako ne bi došlo do preslušavanja između dva susjedna zapisa. Ovi prazni razmaci uvelike smanjuju korisnu površinu trake pa su kod nekih sustava (betamax) uvedeni postupci snimanja bez tih sigurnosnih razmaka. Ovdje su procjepi dvije video-glave postavljeni pod određenim kutom tako da su dva susjedna zapisa kutno pomaknuta. To je tzv. azimutno snimanje i ono omogućuje veliko smanjenje brzine kretanja trake. Azimutno snimanje može se primijeniti i da se eliminiraju sigurnosni razmaci između drugih zapisa, npr. dva traga audio zapisa ili između audio i video zapisa. Međutim, smanjena brzina trake (13,3 mm/sec kod Betamax i 11,1 mm/sec kod VHS sistema) degradira kvalitetu zvučnog zapisa, pa se onda kod zvučnog zapisa primjenjuju sistemi za poboljšanje kvalitete snimka (FM modulacija i ubacivanje audio signala u kosi video zapis, razni multipleksni sistemi snimanja audio signala i drugo).
Iz svega navedenog jasno je da je mehanika i elektronika jednog videorekordera prilično složena. Kako se elektronika kroz godine razvijala, tako su se razvijali i specijalni integrirani krugovi za VCR uređaje, dodavale su im se nove funkcije, postajali sve kompaktniji, raznovrsniji i sve složeniji za servis. Vidjeli smo da za razumijevanje i najosnovnijeg principa rata VCR-a moramo dobro poznavati strukturu video signala i TV slike, principe miješanja i modulacija frekvencija, a onda upoznati i na desetke različitih sistema i načina kojima su proizvođači htjeli postići što bolju kvalitetu zapisa uz što manju potrošnju trake.
Danas će više rijetko tko htjeti uložiti trud za detaljno upoznavanje s nekim analognim sistemom video zapisa koji odavno nije u upotrebi, no od nekud se mora početi. A dobro je početi od početka jer, kao što smo već vidjeli na niz primjera u našim objavama, ništa nije napravljeno odmah savršeno od prve, uvijek se u razvoju tehnologije išlo od jednostavnog prema sve složenijem, gdje su se rješavali početni problemi i nadograđivale nove funkcije. Tako i današnja najmodernija digitalna VCR kamera koristi u velikoj mjeri tehnologije proizašle iz analognih VCR-a s temeljnom razlikom što kosi zapis više nije analogni nego digitalni. Analogni VHS videorekorderi i kamere bili su vrlo rašireni na našem području krajem prošlog stoljeća i danas se može lako nabaviti kakav zaboravljeni primjerak te tehnologije da nam posluži za praktičnu samoedukaciju. No, U-matic prijenosni VCR poput ovog Thomsona TTV-3901P je već rijetka zvjerka i jedva čekamo iskopati kakvu U-matic mini S kasetu, ako ništa drugo, barem da vidimo kako funkcionira sustav transporta trake na jednom takvom stroju 🙂