Впервые я услышал такое поганое слово как видеомагнитофон зимой 1972 года. Вспомнили? Саппоро, тогда ещё чёрно-белый, старый телевизор в общаге. Конечно я заинтересовался всем этим и быстрым переключением и главное стоп-кадром. Когда все интересные кадры были остановлены! И вот уже в восьмидесятые начался видео-бум. Это тихое переходящее в буйное, помешательство. Хотя я, честно не представлял для чего всё это? И главное, что с ним делать?! Вдобавок цены были запредельные... При зарплате в 114 р... Вся эта хреновина стоила 1100 р. А у перекупщиков от 1300 и выше.
Теперь это прошедшая эпоха и интересная лишь энтузиастам и коллекционерам. Что мы в своём захолустье впервые увидели? Правильно, очень советский матафон «Электроника ВМ-12». В смысле самую старую модель японского видика. Это одна из первых моделей «Panasonic VN 2000». Морду ему поменяли, под СССР и всё!
Наверняка многие читатели считают, что видеомагнитофон тот же, что и звуковик только для кина?! :-)) Увы это справедливо лишь отчасти, в основном касаемо звука. А, кино? Здесь всё гораздо сложнее, даже очень! В чём проблема? В записи и воспроизведении тоже, очень высоких частот (в сравнении со звуком!)! Если применить звуковой принцип записи-воспроизведения, то по расчёту узкоглазых хонуриков скорость движения плёнки должна быть более 200 м/сек. Сколько плёнки нужно было бы, чтобы записать один фильм? Это по времени в среднем 90 минут! Это не единственное препятствие. Это и: ширина (зазор) щели головки, щели в между двумя половинками сердечника электромагнита, толщина плёнки и много-много ещё чего?! В том числе и полоса частот видеосигнала. И как препятствие записи такой полосы записывающая головка (электромагнит). Точнее неравномерность частотной характеристики. Если аппаратура худо-бедно справляется, а вот головка как оказалось, — нет! Существует так называемая частотная характеристика записи-воспроизведения, лента (плёнка)- головка. В идеале это прямая под некоторым углом к оси частот, а на самом деле? В силу разных причин низкочастотная и высокочастотная части имеют очень высокую неравномерность! А так как видеосигнал изначально начинается с нуля, то? Правильно сразу же возникла идея переноса спектра на более высокие частоты с помощью частотной модуляции. Вот в таком виде и происходит запись-воспроизведение. Конечно были и нюансы, но их преодолели. На рис.1 Вы и видите как происходит формирование сигнала для записи. Рис.1а полный сигнал нужный для записи. Рис.1b спектр яркостного сигнала урезан и присобачен спектр цветового сигнала. Рис.1с цветовой сигнал перемещён в область низких частот свободной от промодулированного яркостного сигнала. Рис.1d как результат записи-воспроизведения-преобразования.
Пока всё это касалось профессиональных аппаратов. Но вот на подходе бытовые и? И новые проблемы! Основная, высокое качество и много-много плёнки или наоборот?! Выбрали последнее. Спектр урезали вдвое. Скорость снизили. Плотность дорожек записи сделали максимальной, то есть они не имеют защитных полос рис.7. Вот примерные данные: скорость плёнки 2.339 см/сек. Движение головок относительно плёнки 4,78 м/с. Зазор головок 0,4мкм. Ширина дорожек 50 мкм. Чтобы головки не посмели читать кроме своих дорожек ещё и соседние сделан для каждой головки наклон щели зазоров (в отличие от звуковиков) в +/- 6° рис.6. Так ещё они, щели с отвращением отвернулись друг от друга на 12°. В профессиональных аппаратах осуществляется поперечная запись рис.8 и в процессе участвуют 4 головки. Другое дело с бытовыми видиками. Если в профи 4 дорожки потом сшивают в одну общую дорожку, то в бытовых: во-первых, дорожки расположены наклонно как на рис.7, а во-вторых весь кадр (поле) умещается в одну дорожку. Чёрточки поперёк дорожек, — условно следки щелей головок. Угол между направлением щелей двух головок как и упоминалось выше, равен 12°.
Обратимся к нашему главному подозреваемому матафону «Электроника ВМ-12». На рис.2 половина так называемого БВГ, Блока Вращающихся Головок. В нашем случае их две. Они обведены красными окружностями. На общем фоне половинки барабана одна из головок в увеличенном виде. По большому счёту сама головка находится на кончике всего чего Вы видите. Остальное только платформа на которой и держится собственно миниатюрная головка. На неё и показывает красная стрелочка. На рис.3 рисунок фрагмента основной части видеомагнитофона. Лента (плёнка), её направляющие, сам БВГ и две неподвижные головки. На рис.3а стирающая головка, а на рис.3b двойная головка. Верхняя половина звуковая, нижняя для считывания сигналов управления рис.7а.
Наконец-то мы добрались до главной темы нашей мини-лекции, что такое СТОП-КАДР?! И в чём собственно проблема? Когда я узнал, что в таком старинном аппарате есть стоп-кадр, несказанно обрадовался... Вот только радость поутихла когда я попробовал остановить кино?! Да, оно конечно стояло, но как-то не очень и даже с применением трекинга. Шумовая полоса никак не хотела исчезнуть. Как неожиданно во время просмотра кинофильма изображение вдруг замерло и стоп-кадр стал более-менее красиво выглядеть?! Меня это очень озадачило?! С другой стороны, изображение телевизионное (запись) ни при каких условиях не замирало как при просмотре фильмов? Особенно при наличие в записи движущихся предметов. Почему? В большей степени из-за наличия двух головок! Но, давайте всё по подробнее...
Казалось бы чего проще? Плёнка остановлена, головки вращаются, снимают сигнал так же как и при движении плёнки, но? Так ли это? Посмотрите на рис.8. Да, это не бытовой вариант. Это вращающиеся четыре видеоголовки. Но нам хватит и одной. Судя по рисунку, головки пересекают плёнку сверху-вниз перпендикулярно длине. Казалось бы так и должна выглядеть дорожка записи на плёнке. Да, но в случае неподвижной плёнки. Но у нас плёнка движется и дорожки выглядят так как на рис.8а, то есть наклонно! И это главное в наших рассуждениях. Посмотрите на рис.8, левая половина [А]. это как раз относится к рис.8. Правда, в нашем случае головки двигаются снизу-вверх. Но на наши рассуждения это никак не повлияет. Итак, головка движется от голубой точки к красной. При неподвижной плёнке так и выглядит как красная дорожка. Но вот плёнка начала движение и? Головка двигаясь снизу-вверх никак не попадёт в красную точку, а в ту которая окажется в это время. А это чёрная точка, дорожка имеет голубой цвет. Это получится если плёнка будет двигаться слева-направо. Если же в противоположную сторону, то дорожка (чёрного цвета) отклонится в противоположную сторону от перпендикуляра. Правило. Дорожка наклоняется в сторону движения плёнки, что мы и видим на рис.8а.
Как Вы уже поняли, что в нашем матафоне дорожки наклонены в сторону движения плёнки. Это во-первых, а во-вторых, головки движутся относительно плёнки так же наклонно. Как результат всех манипуляций угол наклона дорожек около 6°. Посмотрите на правую часть рис.9 [В]. Красного цвета дорожка, след движения головок при неподвижной плёнки, от голубой точки к красной. Вот только за время пока головка ползёт до красной точки, красная точка сместится влево. Добравшаяся до границы плёнки головка оказывается в зелёной точке. А, красная дорожка превратилась в зелёную! И как следствие остальные дорожки наклонены аналогично. Отличие расположения дорожек на рис.9 [В] и реальных в ВМ-12 в том, что реально дорожки примыкают друг к другу без зазора между ними рис.7! На рис.10 показано реальное расположение дорожек ВМ-12 и на их фоне дорожка от головок в момент СТОП-КАДРА и как считается наиболее эффективное... Я так не считаю, из опыта.
Итак, дорожки: 1, 2, 3, 4, 5 уже записанные на плёнке. Жёлто-пурпурная дорожка след вращающихся головок работающих на воспроизведение. Разного цвета половинки (условно) отличаются наклоном щелей головок как на рис.6. Они выделены жирным, чёрным цветом. Также выделены щели у головок на момент записи дорожек 3 и 4. Так, что мы имеем с гуся??? Наклон щели головок на момент стоп-кадра и на записанных не совпадает из-за разницы наклона самих дорожек. Что на момент воспроизведения приводит к снижению уровня сигнала. А, далее самое интересное! Во время стоп-кадра траектории головок пересекают всё время две дорожки 3 и 4. Худо-бедно каждая головка читает свою дорожку и наотрез читать чужую! Так на рисунке жёлтая головка читает свою, 4 (голубую). А, пурпурная 3 (зелёную). Что в итоге мы попеременно видим две дорожки зелёную и голубую. Если на них записаны неподвижные объекты, то стоп-кадр почти идеален, не считая шумовой полосы на экране. Но, как только, так сразу! Так изображённый на кадре человек взмахнувший рукой, то мы видим человека с дрожащей рукой попеременно в двух фазах движения руки. И избавиться в ВМ-12 от такого невозможно! Каковое же у меня вызвало удивление когда при прежних условиях при просмотре кинофильма, даже движущие объекты стоят мёртво!!! Почему?
На рис.11 показано схематически часть кинопроектора таких что применяют в кинопроекторах. Киноплёнка проходит через так называемый фильмовой канал (упрощённый конечно). Окошечко пропускающее свет через отверстие размером с кинокадр. Наверняка Вы видели и даже держали в руках фотоплёнку. Киноплёнка, та же фото но её много, очень. Да, фотокадр имеет другую конфигурацию и место на фотоплёнке (правда не всегда). Как там, так и на фотоплёнке имеются отверстия в виде прямоугольников, — перфорация. Либо с двух краёв, либо с одной. Как Вы уже догадались плёнка во время показа двигается. Как правило сверху-вниз. двигает её барабан с зубчиками на краях. Его ещё называют СКАЧКОВЫЙ. Почему? Потому как он протягивает плёнку вниз не плавно, а скачками. И, чтобы он скакал (как идиоты на Украине) существует механизм в виде мальтийского креста рис.11а. При вращении диска с хитрой конфигурацией палец на диске входит в прорез мальтийского креста. Продолжая вращение переводит крест на четвёртую часть оборота оси с крестом. А, так как крест связан осью со скачковым барабаном, то происходит продвижение плёнки на один кадр и остановка до следующего поворота диска и креста (скачка). Тот кто был рядом с работающим кинопроектором, слышали как оттуда доносится стрекот и видит как скачкообразно движется киноплёнка. Но плёнка с верхней бобины сматывается и наматывается на нижнею равномерно и плавно. Чтобы скачки плёнки не нервировали бобины, при зарядке плёнки оставляют компенсирующие петли как в верху, так и внизу, сглаживая ситуацию. Передвижение плёнки происходит во время перекрытия света окна фильмового канала ОБТЮРАТОРОМ! Между перекрытиями мы с Вами и таращимся на экран. Что такое обтюратор? Обтюратор от французского obturateur с латинского obturare «закупоривать». В нашем случае закупоривать свет, закрывать путь света к киноплёнке в фильмовом канале. В основном применяют в простых кинопроекторах плоские обтюраторы рис.5а. Жёлтое пятнышко, перекрытый луч света. В больших кинопроекторах применяют конические обтюраторы рис.4.
Кроме мальтийского механизма скачки плёнки осуществляются так называемым ГРЕЙФЕРНЫМ механизмом (ГРЕЙФЕРОМ). Грейфер от немецкого Greifer «захватыватель». В нашем случае он захватывает киноплёнку посредством всё той же перфорации. Соответственно скачком протягивает её вниз и тоже в момент перекрытия окна обтюратором. Вот на рис.5 и показан схематически такой механизм. Стрелочка показывает направление протягивания плёнки рычагом механизма. А теперь самое главное. Наверняка кто-то из Вас слышали, что фильм снимают со скоростью 24 кадра в секунду! И логически так же 24 кадра в секунду показывают. Так-то оно так, но не совсем?! Дело в том, что при такой скорости глаз успевает немного отойти от одного кадра до другого. Но только немного, а посему Вы за свои деньги видите неприятное мелькание. Вот поэтому нам кино показывают со скоростью не 24, а 48 кадров в секунду! Нет-нет, плёнка движется со своей скоростью, вот только мелькание происходит 48 раз в секунду! А, это как? Очень просто. Каждый кадр мы видим два раза! Появляется кадр. Через 0,5 секунды обтюратор закрывает окно. но плёнка остаётся неподвижной. Затем окно открывается и через 0,5 секунды закрывается. в этот момент плёнка продёргивается вниз. И далее со вторым кадром происходит тоже самое...
Теперь понятно как это я смог разглядеть кадр фильма на видике мёртво стоящим? Так как обе головки читали один и тот же кадр и каждая на своей дорожке. Но это при условии, что они точно попали куда надо? Если же читали два смежных кадра фокус не получился. Так как же исправить ситуацию? Да, в ВМ-12 никак. А если полезть внутрь и? Правильно! Обе головки должны иметь один и тот же угол наклона щели. Что я и сделал! Конечно полноценно смотреть не получится... Но если Вам дороже стоп-кадр?.. Не знаю как всё это реализуется в крутых видиках?.. Но встречаются БВГ с шестью головками! Манипулируя которыми всё получится... Но, чтобы всё на сто процентов, нужно головки довернуть во время стоп-кадра. Ну, чтобы головки двигались также как и во время записи. Можно путём опускания-подъёма плёнки направляющими. Тогда угол наклона записанной дорожки совпадёт с углом наклона траектории движения головок. Проблема стоп-кадра и ускоренно-замедленного движения плёнки особо остро стоит в профессиональных магнитофонах. А, бытовые? Перебьются!!!
Вы можете намекнуть на прошедший век и, что это старьё уже никому не нужно?! Не торопитесь с выводами!!!