Enregistrement hélicoïdal

Enregistrement vidéo

Principe

La fréquence d'un signal vidéo peut aller jusqu'à 6,5 MHz. Pourtant le support de stockage habituellement utilisé en vidéo, la bande magnétique, est limitée au niveau de la densité d'information. Par exemple, une cassette audio d'excellente qualité a sa bande passante limitée aux environs de 15 kHz alors que la vitesse de défilement de la bande est de 4,75 cm/s.

En ce basant sur ce constat, une simple règle de trois permet d'évaluer la vitesse de défilement nécessaire pour l'enregistrement de vidéo sur bande magnétique :

V_v = \frac{F_v \times V_a}{F_a}, avec :

  • Vv : vitesse de la vidéo, ce que l'on cherche ;
  • Fv : fréquence de la vidéo (6 500 kHz) ;
  • Va : vitesse de l'audio (0,0475 m/s) ;
  • Fa : fréquence de l'audio (15 kHz).

On obtient donc : V_v=\frac{6500\times 0,0475}{15} = 20,58\,\mathrm{m/s} (c'est-à-dire à peu près 74 km/h).

Ce qui signifie qu'il ne faut que 49 secondes pour engloutir un kilomètre (!) de bande magnétique. Autant dire que cette méthode est pratiquement inutilisable, même si aux débuts de la télévision, le magnétoscope « Vera » de la BBC fonctionnait selon ce principe.

Dans un premier temps, le système « quadruplex » mis au point par la firme Ampex fut le seul capable de reproduire des images télévisées de bonne qualité professionnelle. Principe mis au point dans les années 50 qui dans un premier temps, était seulement utilisé pour transmettre des programmes complets en différé de la côte est des États-Unis vers la côte ouest. À l'époque, aucune possibilité de montage.

L'enregistrement s'effectuait sur une bande magnétique de 2 pouces de large. Pour obtenir la vitesse de défilement nécessaire, un tambour de 4 têtes video tournait à la vitesse de 15 000 tours/minute, chaque tête enregistrant un paquet de 16 lignes. Une électronique très élaborée reconstituait le signal entier d'une trame. Aucun roulement à billes ne supportait un tel régime. C'était de l'air comprimé qui faisait « flotter » l'axe du tambour sur ses paliers. Outre la video enregistrée transversalement, il y avait une piste son, une piste auxiliaire, appelée « cue » dans le jargon et une piste de synchronisation.

Assez vite, sont apparus des dispositifs permettant d'éditer la bande vidéo et des correcteurs de signaux permettant l'enregistrement de la couleur.

On s'en doute, il s'agissait de machines compliquées, consommant 3 kW et nécessitant un raccordement d'air comprimé. Poids par machine : 500 kg.

Un néologisme était utilisé à la télévision française : on parlait d'ampexer les programmes pour les enregistrements vidéo.

Fin des années 60, l'enregistrement hélicoïdal a été proposé par Ampex et Sony, puis repris depuis par tous les standards d'enregistrement vidéo (ainsi que les enregistreurs audio DAT). L'idée de base est simple : il n'est pas possible d'enregistrer de la vidéo à moins de 20 m/s, par contre il n'est pas nécessaire d'occuper toute la largeur de la bande (comprise entre 4 mm et 25,4 mm) avec le signal vidéo, quelques dixièmes de millimètre suffisent, d'ailleurs la tête magnétique utilisée pour l'écriture et la lecture doit être de petite taille pour permettre une bande passante jusqu'à 6,5 MHz.

Les têtes vidéo sont donc disposées sur un tambour cylindrique et la bande est enroulée autour de lui. Le tambour tourne à grande vitesse, de telle façon que les têtes disposées sur sa périphérie vont à une vitesse de 20 m/s par rapport à la bande. L'axe du tambour est incliné pour que le trajet des têtes vidéo suive également un axe incliné par rapport à la bande. La bande se déplace simultanément, ce qui fait qu'au tour suivant les têtes vidéo passeront à côté de leur précédent parcours sans le chevaucher.

EnregistrementHelicoidalPrincipe.png

Suivant les normes d'appareils, le tambour peut être doté de 1, 2 ou 4 têtes vidéo (les systèmes à une tête sont des normes très anciennes). Par ailleurs pour des raisons de stabilité de l'image, une piste oblique correspond à exactement une image ou une trame.

Normes

Nom Format Type
image
Largeur
bande
Vitesse
bande
Diamètre
tambour
Vitesse
relative
Nombre
têtes
Résolution
horiz.
Bande
passante [2]
Son[3] Durée maxi [7]
Usage
Quadruplex   full
composite
2" [5]
50,8mm
15"/s
38,1 cm/s
- - 4 625 5,5MHz
1,5MHz
1 STD
+ 1 « cue »
20 à 92 Pro
EBU-C   full
composite
1" [5]
25,4mm
24,4cm/s - - 1 500? 5,5MHz
1,5MHz
2 STD  ? Pro
EBU-B
(Bosch)
  full
composite
1" [5]
25,4mm
- - - 1 [4]
500? 5,5MHz
1,5MHz
2 STD ?  ? Pro
M-II
(Matsushita)
  YUV 1/2"
12,7mm
6,6cm/s - -  ? 500? 5MHz
1,8MHz
2 STD + 2 FM  ? Pro
U-Matic-LB
(Sony)
U-matic.jpg YC 3/4"
19,05mm
9,53cm/s 110mm 8,54m/s 2 240 - 2 STD 1h
30min [6]
Semi-pro
obsolète
U-Matic-HB
(Sony)
U-matic.jpg YC 3/4"
19,05mm
9,53cm/s 110mm 8,54m/s 2 250 - 2 STD 1h
30min [6]
Semi-pro
obsolète
U-Matic-SP
(Sony)
U-matic.jpg YC 3/4"
19,05mm
9,53cm/s 110mm 8,54m/s 2 400? 4MHz
?MHz
2 STD 1h
30min [6]
Semi-pro
obsolète
VCR
(Philips)
  YC 1/2"
12,7mm
14,29cm/s 105mm 8,1m/s 2 1 (2) STD 1h
80min [9]
grand public
VCR-Longplay
(Philips)
  YC 1/2"
12,7mm
6,56cm/s 105mm 8,18m/s 2 1 STD 3h grand public
SVR
(Grundig)
  YC 1/2"
12,7mm
3,59cm/s 105mm 8,2m/s 2 1 STD 4h
5h [10]
grand public
VHS
(JVC)
  YC 1/2"
12,7mm
2,399cm/s 62mm 4,84m/s 2 ou 4 240 2,4MHz
0,6MHz
1 (2) STD
(2 FM)
4-5h
45min [6]
grand public
Betamax
(Sony)
Kaseta wideo w systemie Beta ubt.jpeg YC 1/2"
12,7mm
1,873cm/s 74,487mm 5,832m/s 2 260 - 1 (2) STD
(2 FM)
3h35 grand public
V2000
(Philips)
  YC 1/4" [1]
6,35mm
2,44cm/s 65mm 5,08m/s 2 260 - 1 (2) STD 2x4h grand public
Super-Betahifi
(Sony)
Kaseta wideo w systemie Beta ubt.jpeg YC 1/2"
12,7mm
1,873cm/s 74,487mm 5,832m/s 2 280 - 1 STD
2 FM
3h35 grand public
S-VHS
(JVC)
  YC 1/2"
12,7mm
2,399cm/s 62mm 4,84m/s 2 ou 4 400 5MHz
0,6MHz
1 STD
2 FM
4h
45min [6]
grand public
Semi-pro
W-VHS
(JVC)
  RGB? 1/2"
12,7mm
- - - - - - - - HDTV
3D
Betacam
(Sony)
  YUV 1/2"
12,7mm
10,15cm/s 73,66mm - 2? 400? - 2 STD
2 FM
1h30 Pro
Betacam-SP
(Sony)
  YUV 1/2"
12,7mm
10,15cm/s - - 2? 500? 4,5MHz
1,5MHz
2 STD
2 FM
1h30 Pro
8mm
(Sony)
Video 8 cassette.jpg YC 8mm 2,005cm/s 40mm 3,1m/s 2 260 - 1 (2) FM
(2 PCM)
1h30 grand public
Hi-8
(Sony)
  YC 8mm 2,005cm/s 40mm 3,1m/s 2 400 - 2 FM
(2 PCM)
1h30 grand public
Semi-pro
DV MiniDV cassette.jpg digital
YUV
1/4"
6,35mm
18,81mm/s - -  ? 450 - 2 ou 4 PCM
(1 STD)
4h30
1h20[6]
tous
DVC   digital
YUV
1/4"
6,35mm
- - -  ? 450 - 2 ou 4 PCM
(1 STD)
- Pro
semi-pro
DVCam
(Sony)
DV tape sizes 2.jpg digital
YUV
1/4"
6,35mm
- - -  ? 450 - 2 ou 4 PCM
(1 STD)
- Pro
semi-pro
DVCPRO (D7)
(Panasonic)
DV tape sizes 2.jpg digital
YUV
1/4"
6,35mm
- - -  ? 450 - 2 ou 4 PCM
(1 STD)
- Pro
semi-pro
Digital 8
(Sony)
  digital
YUV
8mm - - - 2 450 - 2 PCM ? 1h30 grand public
D-1
(Sony)
  digital
YUV
3/4"
19,05mm
- - - - - - 4 PCM - Pro
D-2
(Ampex)
  digital
composite
3/4"
19,05mm
- - - - - - 4 PCM - Pro
D-3
(Matsushita)
  digital
composite
1/2"
12,7mm
- - - - - 6MHz 4 PCM - Pro
D-5
(Matsushita)
  digital
YUV
1/2"
12,7mm
- - - - - 5,75MHz
2,75MHz
4 PCM - Pro
D-5 HD
(Matsushita)
  digital
YUV
1/2"
12,7mm
- - - - - 7,67MHz
3,67MHz
4 PCM - HDTV
Pro
D-6
(Toshiba/BTS)
  digital
YUV
- - - - - - - - - HDTV
Pro
Betacam numérique
(Sony)
Digibeta-L.jpg digital
YUV
- - - - - - - 4 PCM 40min [6] Pro
Betacam SX
(Sony)
Betasx-S.jpg digital
YUV
- - - - - - - - - Pro
D-VHS
(JVC)
  digital
YUV
1/2"
12,7mm
- - - - - - - 3h30
21h max
-
Digital S (D9)
(JVC)
  digital
YUV
1/2"[8]
12,7mm
- - - - - - 4 PCM - Pro
Ampex DCT
(Ampex)
  digital
YUV
- - - - - - - - - Pro
HDD-1000
(Sony)
  digital
YUV
1" [5]
25,4mm
- - - - - - - - HDTV
Pro

[1] Utilisation de la moitié de la largeur de la bande 1/2".
[2] Luminance / Chrominance
[3] STD : Son linéaire - FM : Son Hi-Fi - PCM : Son numérique - parenthèses = en option
[4] Il faut 6 pistes consécutives pour enregistrer une image
[5] Bande stockée en bobine et non en cassette
[6] Durée avec cassette compacte
[7] En vitesse normale et standard PAL/SECAM
[8] Utilise une cassette W-VHS
[9] Utilise la cassette 3h du système VCR-Longplay
[10] Annoncé, mais pas apparu

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