Orbis pictus 21. století

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

2. Orbis pictus 21. století Videopřehrávače, VCR: Záznamové normy Obor: ElektrikářRočník: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

3. 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

4. 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 šířkastopy štěrbina relativní pohyb magnetickýpovrch zaznamenanástopa nemagnetickýsubstrát

5. 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 tokuv jádru se zvyšující se frekvencí signálu se zvyšuje přirozená amplituda výstupu vinutí jádro šířkastopy štěrbina relativní pohyb magnetickýpovrch zaznamenanástopa nemagnetickýsubstrát

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

7. 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

8. 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

9. azimut šířkahlavy stopy 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. • 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.

10. posuv pásku pásek 1/2“ azimuty posuv hlavy řídící stopa 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.

11. 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.

12. 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).

13. 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).

14. 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 stálýbez 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.

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

16. 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).

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