Capitolo 8 - La registrazione delle immagini

La registrazione del segnale televisivo su nastro magnetico è molto più complessa di quella del segnale audio.  Convenzionalmente si ritiene “ad alta fedeltà” un sistema in grado di riprodurre correttamente segnali con frequenza compresa tra 20 e 20.000Hz, gamma in cui ricade la sensibilità dell’udito umano. Un segnale video ha un contenuto in frequenza che inizia da valori bassissimi (teoricamente da 0Hz) fino ad un limite superiore direttamente proporzionale alla definizione delle immagini.

L’idea di registrare un segnale video su nastro nacque sostanzialmente con la nascita della televisione elettronica, già da prima dell’inizio della seconda guerra mondiale, ma i primi tentativi di memorizzare delle immagini su un supporto destinato ai segnali audio risalgono addirittura agli esperimenti di televisione a scansione meccanica, dove la banda passante necessaria alla riproduzione del segnale video era approssimativamente uguale a quella del segnale audio (infatti le prime trasmissioni televisive meccaniche venivano fatte sulla banda radiofonica AM) che poteva essere contenuta in un disco fonografico.

La maggiore difficoltà insita nella registrazione di un segnale video era l'ampiezza di banda del segnale televisivo analogico che si estende fino a circa 5MHz; per avere una visione qualitativamente accettabile occorre che il registratore sia in grado di trattare segnali di frequenza superiore ai 2 – 2.5 MHz. 

La necessità di registrare segnali a frequenza così elevata fu fin da subito l’ostacolo fondamentale allo sviluppo di un sistema di videoregistrazione efficiente: per raggiungere tali prestazioni sarebbe stato necessario far scorrere il nastro a velocità elevatissime, dell’ordine di alcuni metri al secondo, e ciò avrebbe comportato una durata ridottissima delle bobine di nastro oltre che una serie di problemi meccanici insormontabili.

Suddivisione dello spettro di frequenze di un segnale video standard CCIR

La videoregistrazione rimase così solo un’idea nei centri di ricerca, che riuscirono a realizzare nella prima metà degli anni 50 solo delle macchine dimostrative senza nessuna applicazione pratica.  L'unico sistema di registrazione video longitudinale messo in servizio fu il V.E.R.A. (Vision Electronic Recording Apparatus) della BBC. La macchina VERA montava bobine da 20 pollici, il nastro scorreva alla velocità di circa 5 metri al secondo e offriva una risoluzione video di 400 linee per 15 minuti di registrazione monocromatica.

Un videoregistratore VERA della BBC

Nel 1954 la AMPEX dette inizio al progetto di sviluppo di un sistema di videoregistrazione professionale di alta qualità, destinato alle stazioni televisive americane che sentivano pesantemente l’esigenza di poter fare trasmissioni anche non in diretta. Il team di sviluppo Ampex era costituito dai più valenti tecnici e ingegneri nel settore della registrazione magnetica, tra questi possiamo citare Ray Dolby inventore dell’omonimo sistema di riduzione del rumore per i registratori audio.

La soluzione trovata per registrare un segnale con banda passante di 5MHz senza far correre il nastro alla velocità calcolata di circa 7 metri al secondo fu semplice e geniale: bastava (si fa per dire…) far muovere alla giusta velocità la testina rispetto al nastro, che avrebbe invece marciato ad una velocità molto più bassa e compatibile con le meccaniche già esistenti.  Le testine video vennero montate su un tamburo rotante sul quale era avvolto il nastro secondo lo schema della figura seguente:

Struttura della registrazione video con il sistema quadruplex

La rotazione del tamburo portava le testine a registrare una serie di tracce verticali affiancate, ognuna delle quali conteneva solo alcune righe dell’immagine. Si trattava quindi di una registrazione di tipo segmentato e in direzione trasversale allo scorrimento del nastro, che richiedeva in fase di riproduzione un preciso sistema di controllo dei motori in modo che le testine si trovassero sempre sopra la parte del nastro da leggere. Il sistema venne denominato QUADRUPLEX.

Gruppo testine video di un registratore quadruplex

Nel 1956 il lavoro fu terminato, e venne presentato ufficialmente al pubblico il MARK 4, primo registratore video per uso broadcast al mondo. Il successo fu immediato, e le principali emittenti televisive americane acquistarono le macchine fin dai prototipi.

Il team di sviluppo Ampex con il primo videoregistratore Mark 4.
Da sinistra: Fred Pfostf, Shelby Henderson, Ray Dolby, Alex Maxsey, Charles Ginsburg, Charley Anderson

I primi esemplari prodotti erano abbastanza complicati da usare e non permettevano l'interscambio dei nastri, quindi il team di sviluppo Ampex riprese subito il lavoro per risolvere i problemi dei prototipi. Nacquero così in breve tempo il VR1000, esteticamente molto simile al Mark 4, e il VR2000 nel 1964. Dimensioni, peso e consumo dei primi VTR quadruplex ne rendevano impossibile l'uso al di fuori degli studi televisivi; questa limitazione venne superata quando cominciarono ad essere disponibili i primi transistor con prestazioni adeguate all'impiego nel settore video e di potenza, e nel 1967 arrivò il primo videoregistratore portatile quadruplex: il VR3000.

Ampex VR2000 (1964)	Ampex VR3000 portatile (1967)

Il sistema quadruplex era sicuramente adeguato per il settore professionale e broadcast, data la sua elevata qualità di registrazione, ma i costi elevati e le dimensioni delle macchine (un VR2000 pronto all'uso pesava quasi una tonnellata e consumava svariati KWh di energia elettrica) ne rendevano impossibile la diffusione in grandi numeri. Per poter entrare nel mercato domestico e amatoriale occorreva un apparecchio più semplice, economico e utilizzabile in unione al comune televisore di casa.  Così fin dai primi anni 60 iniziò lo studio di un nuovo sistema di registrazione video, in cui la testina rotante disegnava delle tracce oblique abbastanza lunghe da contenere un intero quadro video su un nastro di dimensioni ridotte (1/2 pollice di altezza contro i 2 pollici del quadruplex) che scorreva a velocità sufficientemente bassa da consentire autonomie di svariate decine di minuti su una sola bobina.

Registrazione video a scansione elicoidale

Dalla fine degli anni 60 in poi, iniziarono ad essere disponibili i primi videoregistratori per uso domestico, dapprima pesanti e ingombranti, poi sempre più maneggevoli fino ad arrivare alle dimensioni di un normale registratore audio e addirittura ad apparati portatili alimentati da una batteria interna e dotati di telecamera; i modelli più avanzati riprendevano immagini a colori e potevano mettersi in diretta concorrenza con la pellicola cinematografica, che per quanto migliore in termini di qualità dell'immagine necessitava di tempi lunghi e laboratori attrezzati per lo sviluppo e una volta impressionata non poteva essere cancellata e riutilizzata per una nuova ripresa..

Panasonic NV3030 (1970 circa) Fino a 45 minuti di registrazione su bobina da 18 cm	Philips LDL1000, risposta europea ai numerosi VTR giapponesi e americani
AKAI VT700, a prima vista simile a un normale registratore a bobine audio. Il primo in grado di contenere un intero film su un solo nastro, che aveva una durata di oltre 90 minuti.	AKAI VT110 portatile con la sua telecamera. Compatto e relativamente leggero, ebbe un notevole successo commerciale in tutto il mondo. Compatibile con il più grande VT700.

Sony VR3420, portatile su nastro da 1/2 pollice con autonomia di 20 minuti di video monocromatico.
Le sue buone prestazioni unite alla facile trasportabilità e robustezza lo resero un successo nel setttore semiprofessionale.
Era unito a una telecamera con mirino elettronico che permetteva di rivedere le registrazioni appena fatte.

Fino al 1970, un videoregistratore dal punto di vista dell'utilizzatore è sostanzialmente equivalente a un registratore audio: ha bisogno di una sorgente di segnale da registrare e di qualcuno che carichi il nastro, lo accenda insieme alla sorgente e prema i pulsanti di comando. Philips ebbe l'idea geniale: il videoregistratore doveva entrare nelle case per registrare un programma TV in assenza di chi voleva vederlo, oppure mentre il proprietario ne stava guardando un altro, e doveva farlo da solo senza richiedere la visione di quel programma sul televisore nè tanto meno la presenza di un operatore. Fu realizzato il sistema a cassette VCR (Video Color Recorder), primo in assoluto dotato di tuner con preselezione di ben sei canali e timer per la partenza automatica della registrazione a un orario prefissato. Era nato il videoregistratore così come lo consciamo oggi; l'idea venne subito recepita da tutti gli altri costruttori che iniziarono a progettare macchine più fruibili e soprattutto "autonome" nel funzionamento.

Philips N1500: il primo videoregistratore "domestico" della storia.

In quel periodo praticamente ogni costruttore aveva sviluppato un proprio sistema di registrazione video, talvolta persino più di uno, e questo impediva qualsiasi forma di scambio dei nastri. A metà degli anni 70 si formarono due gruppi di aziende giapponesi, uno con in testa Sony e l’altro JVC, che definirono due standard di registrazione video a colori su cassetta: VHS e Betamax. I due gruppi iniziarono a contendersi il mercato con numerose macchine per uso domestico e portatile, e per svariati anni ebbero entrambi un buon successo fino alla definitiva affermazione del VHS nel corso degli anni 80, più per ragioni commerciali dovute alla disponibilità di materiale preregistrato che per reali motivazioni tecniche. Altri sistemi di videoregistrazione come il Video2000 della europea Philips e altri ancora meno noti ebbero vita breve, solo il sistema Video8 (detto anche “8mm”) di Sony si guadagnò un notevole successo nel campo delle videocamere portatili.

Betamax:

I videoregistratori Betamax furono prodotti essenzialmente da Sony e da altri costruttori ai quali Sony concesse la licenza. Dai primi modelli da tavolo, grossi e pesanti, si passò presto ad apparecchi di dimensioni ridotte fino al modello portatile SL-F1, prodotto tecnologicamente avanzatissimo per l'epoca e particolarmente compatto e leggero. Collegato all'apposito tuner-alimentatore poteva essere utilizzato anche come videoregistratore da tavolo in casa. Nel 1980 fu presentata la prima telecamera con videoregistratore integrato, la Betamovie BMC-100. Il Betamax ebbe svariate evoluzioni nel corso del tempo, con l'aggiunta dell'audio hi-fi e la modifica in "superbeta", con una definizione molto maggiore rispetto al sistema originale. La produzione dei registratori Betamax cessò definitivamente nel 2002.

Sony SL-C7 betamax da tavolo	Videocassetta Betamax
Betamax Sony SL-F1 portatile, tecnologicamente all'avanguardia ed estremamente compatto (1978)	Sony BMC100, la prima videocamera integrata commercializzata al mondo.

VHS:

Il sistema VHS nasce dal gruppo JVC come concorrente del Betamax. Nonostante la cassetta sia di dimensioni maggiori e la qualità video leggermente inferiore, riuscìa conquistare il mercato grazie anche alla maggiore disponibilità di materiale preregistrato. Anche il VHS ha visto il passaggio da macchine ingombranti e costose a modelli sempre più piccoli, economici e sofisticati. L'apice è stato probabilmente raggiunto alla fine degli anni 80-inizio 90, quando i principali produttori realizzarono macchine sofisticate con elaborazione digitale e persino TBC incorporati per una maggiore qualità video. Le varianti principali sono il VHS-C, cassetta di piccole dimensioni per videocamere ma leggibile su un videoregistratore da tavolo tramite apposito adattatore, il VHS-hifi con audio stereo di qualità CD, e il S-VHS a definizione maggiorata (400 linee contro le 270 del sistema standard).

 

Interno di cassetta VHS	Sistema VHS portatile: videoregistratore, telecamera, tuner + alimentatore (primi anni 80).
Videoregistratore da tavolo Panasonic NV-F70 (1988)	Videocamera portatile VHS-C

Altri sistemi:

I due sistemi consumer più noti, dopo il VHS e il Betamax, sono il Video2000 inventato da Philips nel 1980 e il Video8 (detto anche "8 millimetri" come le vecchie cineprese) di Sony, specifico per videocamere portatili.
Il Video2000 era un sistema di videoregistrazione molto efficiente e di qualità elevata, superiore al VHS. Le testine montate su un supporto piezoelettrico permettevano un inseguimento della traccia molto preciso, con funzioni di moviola e avanzamento veloce prive dei disturbi tipici degli altri sistemi. Inoltre la registrazione utilizzava solo metà dell'altezza del nastro, e la cassetta poteva essere girata alla fine e utilizzata sull'altro lato, come le normali cassette audio. Si arrivava così a registrare 8 ore di video su una sola cassetta, poi portate a 16 ore con la funzione LP. Il Video2000 non riuscì a intaccare la posizione dominante del VHS sul mercato, e venne presto dismesso.
Il Video8 usa una cassetta di piccole dimensioni, poco più grande di quella audio, che può contenere fino a 90 minuti di video e audio ad alta fedeltà. Per quanto sia stato creato specificamente per le videocamere portatili, sono stati commercializzati anche videoregistratori da tavolo e anche qualche apparecchio professionale, soprattutto nel formato Hi8 a definizione aumentata.

Videocamera 8mm Sony	Combo Video8: videoregistratore e monitor integrato
Videoregistratore da tavolo Video2000	Cassetta Video2000 da 8 ore

VHS e concorrenti non erano in grado di offrire una qualità video accettabile per l’uso broadcast e professionale, così parallelamente ai sistemi per il grande mercato vennero sviluppati anche altri standard di registrazione più adeguati.

Il primo sistema professionale - o quanto meno abbastanza vicino al professionale - fu il sistema U-matic su nastro da 3/4 di pollice e cassette della durata massima di 1 ora. La qualità, per quanto superiore al VHS, non era comunque eccelsa; tuttavia grazie anche alla disponibilità di sistemi portatili dal peso abbastanza contenuto l'U-matic ebbe un buon successo, soprattutto presso le TV private che non potevano permettersi di sostenere i costi dei sistemi superiori, ed è rimasto in uso fino agli anni 90 con svariati miglioramenti.

Sony VO-6800 portatile U-Matic

Successivo all'U-matic è il Betacam, con la sua variante Betacam SP. Registratori e videocamere Betacam SP usano una cassetta apparentemente identica alla vecchia Betamax, ma con nastro al metallo puro. Il nastro scorre a velocità molto elevata e le due componenti di luminanza e crominanza sono registrate su tracce video separate, in modo da migliorare sia il rapporto s/n che la banda passante complessiva. 4 tracce audio separate, due lineari e due FM. Il risultato finale è una definizione di 340 linee, adeguata per l'uso broadcast. Il Betacam SP è stato proabilmente lo standard professionale più diffuso, e talvolta viene utilizzato ancora oggi.

Una videocamera Betacam SP Sony composta da un corpo camera e da un videoregistratore separabile.
Dimensioni e peso notevoli (circa 12Kg), ma robustissima e adatta a un uso "sul campo".

La massima qualità venne raggiunta con il sistema "C" su nastro da 1 pollice, che permette di avere una definizione di 500 linee reali. Le dimensioni e il peso delle macchine non hanno reso possibile la realizzazione di camcorder integrati, e le macchine da 1 pollice sono rimaste confinate negli studi televisivi. Tuttavia Sony e Ampex hanno realizzato alcuni apparati portatili; quello tecnologicamente più avanzato è sicuramente l'Ampex VPR5 progettato in collaborazione con Nagra.

Sony BVH3100, sofisticato VTR da 1 pollice professionale	Sony BVH500 portatile. Le bobine di nastro sono sovrapposte per risparmiare spazio.
NAGRA VPR5, una vera opera d'arte e tecnologia.

Come accaduto alla registrazione analogica audio, nel corso degli anni 90 iniziarono a prendere sempre più spazio i sistemi digitali, inizialmente su nastro magnetico e poi su supporti di tipo diverso, come i DVD registrabili e gli hard disk. Negli ultimi anni il progressivo abbassamento dei costi delle memorie di massa a stato solido ha eliminato definitivamente il nastro magnetico sia nel settore professionale che in quello domestico, causando la rapida scomparsa dal mercato del relativo hardware.

Insieme di VTR professionali e broadcast.
A sinistra un S-VHS JVC BRS811 (sopra) e un UMATIC Sony VO7630.
A destra SONY BVH3100PS da 1 pollice.


Sistema portatile Sony U-Matic completo di telecamera.
Dismesso da una TV privata, è stato recuperato in un mercatino dell'usato al prezzo di una cena in pizzeria.
Aspetto un po' "vissuto", ma ancora funzionante.