电视主流摄像机格式介绍

电视主流摄像机格式介绍 U-Matic
说到专业广播摄像机，SONY是所有电视人都绕不开的一个伟大的名字。SONY自50年代开始研究磁带录音技术，从此奠定了其广播电视行业巨头的地位。1964年，第一个卡式录音带问世后，人们再也不用手工去安装盘式的磁带了，这一切都交给方便可靠的磁带伺服机构去完成。于是，各大专业公司都致力于盒式录像带的研发。1969年10月，SONY的一种使用3/4英寸宽盒式磁带、最多可播放90分钟节目的彩色录像机面世了。这是世界电视采制技术的一次革命！因为U-matic磁带的宽度是3/4英寸，所以经常被人们称为4-3机。
由于陆续出现的各式各样的盒式磁带录像机缺乏统一的规格，这必然影响整个产业的发展。为此，在SONY的倡导下，1970年3月日本的SONY、松下、JVC以及五家国外公司联合制定了统一的3/4英寸盒式磁带标准，U格式宣告诞生（又称VCS标准）。三家合作开发完善了SONY开发的U-matic带盒。1971年9月，SONY依据该标准，首先成功开发出了U-matic型，使用3/4英寸盒式磁带的两磁头螺旋扫描放像机——VP-1100和录像机VO-1700。
早期电视新闻采访使用16mm电影机的方式是最为常见的方法。利用电影摄像机进行采访的方式与当时在大型转播车上装满大型演播室摄像机和固定式录像机的图像录制的方法相比的确要好得多，不过播放时需要先进行底片冲洗，然后还要将光信号变为电信号的转换，故在时效性和费用上不及利用VTR。这一矛盾一直困扰电视行业很多年。当U-maic开始发售时，美国的CBS就独辟蹊径，开创了自己独特的采访方法，即将U-matic与摄像机连接到一起。1974年尼克松总统访问莫斯科的时候，CBS公司率先使用U-matic录像机结合便携式摄像机进行了新闻报道。由于U-matic原本是作为一般家庭用进行开发的，如果想要在电视台真正作为专业用系统使用的话，必须对某些部位进行改善，以提高便携性和图像质量。于是该公司要求SONY公司将其改造成“电视台专用”系统。原本无意打入广播领域的U-matic将要大展身手。1976年，电视台用的U-Matic终于诞生了，SONY完成了可以在采访现场进行录像、编辑的小型多功能BVU系列U型机的研制。
U型机头带相对速度为8.53m/s，磁带速度95.3mm/s，磁鼓直径110mm，U型绕带，场不分段方式记录。相邻磁迹间设有保护带，以消除临迹串扰，但也降低了记录密度。提供了两路可独立编辑的音频通道和一路控制磁迹。由于采用复合模拟色度降频方式记录，机械系统及伺服精度要求不高，故体积、重量都相对于复合模拟色度直接调频记录的B、C型机减轻许多。在广播电视、工业、科研、医疗、电化教育等各个领域，U型机都得到了应用，成为专业级录像机的主力机种。它操作简单、性能优良、图像质量相对较好，并具有电子编辑功能。
U型机进入中国是在1978年，那时中国正推行电化教育，上个世纪80年代SONY借助中国电视台发展的机遇，使中国市场几乎清一色的U-matic格式。U型机有三种格式：VO（低带）、BVU（高带）和SP（超高带）。
VO（Video Ordinary）型录像机属普及型，为低带机，如VO-5850P。亮度载频为3.8～5.4MHz，色度降频副载波为685KHz，频偏1.6MHz，图像信噪比为43dB，分辨率在280线左右。用于上世纪80年代早期的地方电视台、电教中心、科研等领域。VO系列与BVU系列在用户的定位上不同，故在磁头、功能、指标、编辑精度、记录频偏和电路的设计中都有一定的差别。
BVU（Broadcasting Video Unit）型录像机亦称U-Matic H型录像机，简称高带机，如BVU-820P。亮度信号的调频载波被提高到4.8～6.4MHz，使信号频带展宽，色度信号的降频副载波也从685KHz提高到924KHz，从而提高图像清晰度。另外，视频磁迹宽度和亮度信号的预加重增加，使信噪比提高了2dB。图像质量基本达到广播电视要求，可作为准广播机使用，使U型机开始进入广电领域。
1986年出现了采用高矫顽力、高剩磁的SP带（KSP系列）记录的超高带U-matic SP型录像机。如BVU-950P在普通模式下记录的水平清晰度为260线，而在SP（Superior Performance）模式下可达300线以上。由于技术成熟，BVU系列在磁头和磁带的设计都留有余地，在保证与高带机兼容的基础上，该型录像机再次提高了亮度信号的载频，达到了5.6～7.2MHz，扩大了亮度带宽。色度带宽也有所提高，提高了色质量。没有单独的SP格式录像机，只有SP格式与高低带兼容的录像机。
为了使用的方便，亦有一种SP-VO型录像机，该机可以兼容重放三种格式，并能以高带、超高带格式记录，如VO-9850P。低廉的价格使得这种机型曾被各中小电视台广泛使用，是上世纪90年代初的主力机种。
5型机（H系列）9型机（SP系列），摄像管机全部更新为CCD机；可是U-Matic摄像机和录像机是分开的，中间用一根电缆线连接（所以外摄的机型称为背包机）外摄必须两人以上，其中专门有一个人在摄像师后面背录像机包，非常麻烦。由于U-Matic采用模拟复合信号传输，亮度和色度信号之间存在明显的串扰；三代以上的复制，信号就无法满足播出需要。一盘外摄磁带最多记录20分钟，而且待机时间特别短，一天的外摄得带十几块电池；每次开机还都存在磁迹的中断，5秒之后的图像才能正常剪辑……用它来拍纪录片是一件非常艰苦的事情。
U型机的保护带设计，使得在静帧和快、慢动作重放时会出现噪波带，无法提供完美的回放效果。为此，SONY公司在BVU-820P/920P等机型上安装了DT即动态磁迹跟踪磁头。大大改善了变速重放时的质量，消除了噪波带，具有了与C型机的类似功能，使U型机更加完美，扩大了U型机的使用范围。虽然上世纪70年代末，松下、JVC也开发了一些U型机，不过由于市场反响不佳，加之两个公司的研发重心在家用市场，所以很早就退出了这一领域。而经过近20年的发展，SONY 的U型机从1型发展到了9型机，超过了百万的销售量，创造了录像机在专业领域的辉煌，成就了SONY在专业录像机领域的霸主地位,也为SONY在广播、业务领域未来的发展树立了良好的口碑。U型机的稳定性好、维修调整简单，采用低成本的氧化物带又降低了使用成本。但较大的带盒尺寸（221mm×140mm×32mm，小型带为185mm×122mm×32mm）、较短的记录时间（最长1小时）使其无法适应录像机小型化、摄录一体化的发展要求，逐渐被图像质量更好、磁带体积更小的分量记录格式所代替。
但是，当时SONY靠着U-Matic的可靠性和良好的母版画质（当时的良好而已），几乎垄断了广播级影视市场；Panasonic、JVC、Hitachi、Ikegami只能为SONY配套生产摄像机头；时过境迁，目前U-Matic已基本淘汰，除了电视台早期一些节目还采用该机型磁带保存外，现在已经很少看到这种机器；
1975年4月16日，索尼在U-Matic的基础上，发表了世界第一台家用1/2英寸录像机——Betamax SL-300，并一举让索尼成为全球的消费性电子影像大厂；而日本JVC在1976年9月推出了VHS规格的1/2英寸家用录像机，而松下幸之助也决定加入了VHS阵营。在Betamax与VHS影像纪录竞争中，由于VHS针对Betamax最大的弱点（录影时间只有1小时）作改良，以及Betamax在索尼不愿意开放规格授权的情况下，VHS以Betamax三倍的速度迅速扩张市场。索尼坚持以Betamax对抗由全世界公开规格的VHS联盟，最后长达14年的规格主导之争终于在1988年索尼毅然加入VHS阵营，Betamax全面退出市场而结束。VHS可能有些人还见过，上个世纪新村里租录像带的小店里，到处都是这种磁带。而Betamax只是一个传说的英雄，大多数电视人都只闻其名，不见其身。
从家庭应用的角度来讲，SONY的Betamax以惨败告终，但Betamax的设计思路和基本原理仍然是非常高明的，其影象质量也远远高于VHS。此后SONY在专业领域里陆续推出的Batacam、Betacam SP、Betacam SX，乃至标清中的至尊Digital Betacam，都是在此基础上发展而来的。
除了SONY的U-Matic和Betamax之外，世界上也有不少的公司在影响记录方面做出不懈努力——1976年德国Robert Bosch公司推出1英寸B型广播用录像机；1976年SONY和Ampex共同研制出了具有300电视线分辨率的1英寸带C型录像机；1980年7月SONY发表了使用8mm金属磁带的摄录系统；1982年 RCA和松下推出M格式……但是这些名字早已如过眼烟云，随风散去。