第一节 录像机概述
一、磁带录像机梗概
磁带录像机种类很多，以磁带记录方式分为两大类：模拟方式和数字方式。所谓模拟方式，是指把信号的模拟量（信号的幅度变化与电压或电流的振幅成比例），直接实现调频之后记录在磁带上；而数字方式是指先把信号的模拟量，通过模/数转换器，变成相应的数字量，再经过调频之后记录在磁带上。在重放时，经过解调，再通过数/模转换器把数字量重新还原为模拟电信号。而模拟方式与数字方式进而又分为复合模拟方式、分量模拟方式（简称分量方式）及复合数字方式和分量数字方式等四种。而在复合模拟方式中，又包括色度直接记录方式和色度降频记录方式。
1.复合模拟色度直接调频记录方式
复合模拟色度直接调频记录方式，是把全彩色电视信号作为一个整体（包括亮度信号和色度信号），进行放大、滤波、预加重和调频之后，送入视频旋转磁头记录在磁带的视频磁迹上。记录在同一条视频磁迹上的信号既有亮度信号又有色度信号。
这种记录方式对录放系统的通频带要求较宽，对机械系统和伺服系统的精度要求较高，所以机器的构造复杂，体积较大，价格昂贵。但由于图像质量较高，广泛地用于电视广播系统。
2.复合模拟色度降频方式
这种复合模拟色度降频记录方式，是首先把全彩色电视信号中的亮度信号和色度信号分离开来，对亮度信号（即Y信号）进行调频，而对色度信号进行降频（通常为1兆赫以下），最后把两者混合起来送入视频磁头记录在一条磁迹上，记录在同一条磁迹上的为已调频亮度信号和降频的色度载波信号。
3.模拟分量记录方式
图像信号的质量优劣主要取决于信号的上限频率和信噪比。但在复合模拟记录方式中，亮度信号（Y）和色度信号（C）是合在一起送入同一个磁头实现记录和重放的。这样不仅使信号频带宽度受到限制，影响到图像的清晰度，而且由于亮度与色度之间的相互干扰，使信噪比有所降低。
分量模拟记录方式，是把全彩色电视信号中的亮度信号和色度信号分离开来，亮度信号进行调频之后由亮度信号旋转磁头记录在亮度信号磁迹上；色度信号经过解码还原为两个色差信号R-Y和B-Y，进而通过时间轴压缩变换，形成同一个色度信号，再经过调频之后送入色度信号旋转磁头记录在色度信号磁迹上，即亮度信号和色度信号是分别记录在不同的磁迹上。因为亮度信号与色度信号是分开记录的，所以消除了亮度与色度之间的相互干扰，而且两种信号均可采用较高的调制频率，图像质量很高。这种记录方式被广泛应用于广播级的录像机中。
信号的处理方式不同，则信号的频谱容限及相互干扰也不同，其中以分量处理方式为最好。
模拟分量录像机有Betacam、Betacam SP和 MⅡ等格式。
4.数字记录方式
模拟记录方式的录像机录制的节目，每经过一次复制就要降低信噪比2～3dB，增加了许多噪波。复制四五次后，节目图像质量就显著降低而无法播出了。为了解决多次复制图像质量不会降低的问题，研制成功了数字式录像机，它也分复合数字录像机和分量数字录像机两大类。
数字式录像机在记录与重放原理上与一般的磁带录像机相同，只不过记录在磁带上的不是模拟信号而是数字信号。电视信号通过A/D转换器，先把模拟信号变成数字信号，再经过校正编码器，变成可以检出误差并可以校正的码型。最后，经过记录调制编码变成适合于磁带高密度记录的脉冲数据，送入磁头记录在磁带上。而重放时，先要对由磁带上拾取下来的信号进行放大和频率均衡。然后经过解码器还原为普通的码型，经过误码校正器，把丢失和错误校正过来，变成正确的码型，最后经过D/A转换器就可以还原成电视信号。
复合数字录像机有D-2格式，直接对模拟复合全电视信号进行数字化处理记录；D-3格式，采用新型编码方式，大大提高了图像质量。分量数字录像机有D-1格式，对亮度信号Y和两色差信号R-Y、B-Y分别进行数字化处理，记录为4∶2∶2规格；D-5格式，记录10比特CIR601数字分量信号。
D-1、D-2数字录像机使用3/4英寸磁带记录，D-3、D-5数字录像机使用1/2英寸磁带记录。
数字Betacam格式的分量数字录像机，使用1/2英寸磁带，记录10比特4∶2∶2分量数字信号。
二、存储技术的发展
1.磁带
磁带是一种用于记录声音、图像、数字或其他信号载有磁层的带状材料，是用途最广的一种磁记录材料。通常是在塑料薄膜带基（支持体）上涂覆一层颗粒状磁性材料（如针状γ-Fe2O3磁粉或金属磁粉）或蒸发沉积上一层磁性氧化物或合金薄膜而成，主要用强度高、稳定性好和不易变形的聚酯薄膜。磁带的研制方向是提高记录密度和薄形化，金属膜磁带和蒸镀型磁带是现代磁带的发展。
录像带是磁带的一种，主要用来录制、播放影音。通过录放像机来录制和播放，它是一种线性式的影像储存方式，随着数字化存储技术的发展，录像带不再是主流的影像录制介质，光盘媒介对磁带的取代已成为历史发展的必然趋势。
2.硬盘
数字硬盘录像机（DVR：Digital Video Recorder）是计算机技术、数字视频技术和传统视频技术相结合的产品，由于存储介质基于硬盘而非传统的磁带，所以称之为“硬盘录像机”。数字硬盘录像机可以实现数据的格式转换、加密存储、多通道同时录制及回放，完全取代了基于传统磁带介质的传统录像手段。
电视行业对于录像机的要求是图像质量必须达到广播级，即达到CCIR601（ITU601）文件所规定的演播室数字视频标准，诸如取样率为13.5MHz、量化比特至少为8比特、取样比为4∶2∶2、标准数据码流27MB/s等。电视节目制播行业所用的硬盘录像机在结构和功能上有很多不同于普通硬盘录像机的特点，对于录像机的运行要求更高的可靠性、更长的平均无故障时间，更好的可维护性。
使用硬盘记录的摄像机称为硬盘式摄像机，在众多介质中记录时间是最长的；硬盘本身快速检索回放、随时录制等功能都可以在硬盘式摄像机上得以体现。广播级硬盘摄像机体积较大，重量较重，价格也贵。
硬盘作为摄像机的存储介质的关键问题就是防震，移动拍摄时，数据有可能丢失，不像磁带那样保险系数高。硬盘式摄像机都有防震系统，索尼的智能硬盘式保护系统是由3G传感器和视频缓存器构成，如果检测到丢失，3G传感器就会自动使硬盘式中的读写磁头复位，起到保护硬盘数据的作用，但是不会自动关机。同时影像会被记录到摄像机内置缓存器中，当摄像机恢复正常之后，影像会从内置缓存器中重新录制到硬盘上，不会损失数据。同时硬盘外部的减震装置也可以很好地保护硬盘和硬盘里的数据。
3.数字光盘
长期以来磁带是电视节目存储的主要载体，但随着IT技术在专业广播电视领域的渗透与发展，广播电视领域以磁带这种单一、线性的记录方式及作为视频载体发生了变化。
由SONY、松下、日立、SHARP、先锋、LG、三星、PHILIPS和汤姆逊等公司组成的蓝光盘联盟开发了蓝光盘技术与大容量蓝光盘，推出了蓝光盘数字摄像机、录放像机。蓝光盘的读写采用波长为405MM的蓝紫激光技术（DVD为波长650MM的激光），使得与DVD盘片尺寸相同的蓝光盘单面容量从DVD的4.7G跃升到23.3G，数据的读写速率达到72Mbps。如果使用双光头读写，读写速率可达到144Mbps，光盘容量与读写速度完全可以实现高质量，长时间记录的要求。蓝光盘采用MPEG-2压缩技术。
蓝光盘也称蓝光DVD，是一种可读写的新型大容量专业光盘，传统DVD需要光头发出红色激光（波长为650nm）来读取或写入数据，通常来说波长越短的激光，能够在单位面积上记录或读取更多的信息。蓝光波长较短，可以读取密度更大的光盘，极大地提高了光盘的存储容量。
蓝光盘标称可重复擦写1000次，一般磁带标称重复使用200～300次。蓝光盘是采用特殊合金物质和激光系统来记录信息的，材料物理变化是在摄氏400～600度工作环境中进行，在常规的高温与低温的环境下表现极为稳定，保证读取的质量在常温下可以保存30年以上。通过采用特殊的原料防止记录层的老化和有效保持光盘表面不容易被刮花的防刮伤涂层。
磁带在技术方面基本没有潜力了，与非线性的编辑系统存在着明显的矛盾。专业光盘虽然不会在很短的时间内取代磁带，但其非线性、高密度、低成本、高传输速度的优势已经带来了良好的开端。Sony公司推出光盘专业摄录像器材，使用基于蓝紫色激光技术的光盘作为存储介质，充分发挥非线性记录方式带来的灵活性。例如PDW-3000专业蓝光盘编辑录像机可记录和重放IMX/DVCAM格式，具有完善丰富的输入输出接口，包括传统视音频和网络接口。双光头设计可实现高速文件读出，具有快速图像搜索，图像索引功能和光盘的随机访问功能，可以快速定位到所需图像。具有场景选择随机存取能力，可以任意定位素材段，跳过不必要的素材。可以将高低分辨率素材同时记录在光盘上，高分辨率素材用于高质量节目的制作和输出，低分辨率素材可用于编辑，浏览等等，低分辨率素材还可以为互联网播出等用途提供数据。
采用蓝光盘做存储载体的摄录像机称为蓝光盘摄录机，在广播电视行业广泛应用的产品有SONY公司的PDW510、PDW510P、PDW530、PDW530P等。2004年雅典奥运会之时，中央电视台就采用蓝光技术对比赛进行了转播、录制，大大提高了传播效率。
专业蓝光盘技术在摄录像设备中的使用消除了磁带类别的固有限制，可使用同一张光盘记录多种不同的视频格式。光盘记录是把信息作为数据文件进行处理，各种信号可以非常灵活地记录，除了视频和音频流，光盘还可以记录多种元数据，如日期、时间、位置信息等。文件在光盘上存储的物理位置与记录、重放所需要的存取时间不会有冲突，存取时间远远少于在磁带上存取所需时间，在蓝光盘摄录像机中可以更容易、更快捷地寻找到素材源。
从节目片源和制作、软件方面来看，由于拥有单层25GB、双层50GB的海量数据存储能力，蓝光盘成为高清晰影视节目的最佳承载媒体。随着蓝光盘摄像机和录像机的出现，广播电视领域从传统磁带记录转向光盘记录。
4.半导体存储介质
松下公司P2系列产品使用插卡式PC卡介质，这种固态存储卡称作P2（“Profe-ssional Plug-in”专业插卡式）卡，是为专业音视频而设计的小型固态存储卡。P2卡的存储核心采用了4片高速SD卡，P2卡对4片高速SD卡（数据率为160Mbps）进行并行的读取/写入控制，最大数据率高达160×4＝640Mbps，可以满足高清信号记录的需求。
半导体存储介质与硬盘及光盘不同，完全摒弃机械结构，采用电荷擦写的方式进行记录，抗冲击、抗震动，并且对于外界环境的温度、湿度都不敏感。P2卡符合PC卡标准（2型），可以直接插入到笔记本卡槽中，音视频数据直接上载到笔记本中。每一段素材都是MXF和元数据文件，这些数据不需要数字化处理，可以立刻读取数据进行非线性编辑和数据传送。
P2卡采用全金属封装保证了P2卡的可靠性，使得P2卡非常适合前期拍摄，能够应对各种难以预料的突发事件，保证在恶劣的拍摄条件下也能采集到素材。采用P2卡做存储载体的摄录像机称为P2卡摄录机，记录DVCPRO50/DVCPRO/DV数据，可以随机读取索引场景，即刻播放和在线传输。
索尼也推出了存储卡式高清摄录一体机。
非磁带记录介质的存储卡、硬盘、内置闪存、闪存+存储卡和闪存+硬盘等应用越来越广泛，使用非磁带介质的摄录设备层出不穷。
专业术语
分量模拟 数字记录 磁带 硬盘录像 蓝光盘 半导体存储介质
