«ОСНОВЫ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ О.Ф.Гребенников, Г.В.Тихомирова ОСНОВЫ ЗАПИСИ И ...»

О.Ф.Гребенников, Г.В.Тихомирова

ОСНОВЫ

ЗАПИСИ

И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ

О.Ф.Гребенников, Г.В.Тихомирова

ОСНОВЫ ЗАПИСИ

И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

(В АУДИОВИЗУАЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ)

Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших уч ебных заведений, обучающихся по специальности “Аудиовизуальная техника” направления подготовки дипломированных специалистов “Радиотехника” Санкт-Петербург УДК Гребенников О.Ф., Тихомирова Г.В. Основы записи и воспроизведения информации (в аудиовизуальной технике): Учебное пособие. - СПб.:

Изд.СПбГУКиТ, 2002.- 688с., табл. - 17, ил. - 300, библ. - 97 назв.

ISBN 5-94760-007- В книге излагается теория систем и преобразований изображения и зв ука в процессе их записи, тиражирования и воспроизведения. Описаны методы аналоговой, дискретно-аналоговой и цифровой записи сигналов а удиовизуальной информации вдоль одного, двух и трех измерений носителя записи в фотографии, голографии, кинематографе, видеотехнике, зв укотехнике и в информационно-измерительной технике. На основе естественной классификации рассмотрен системный подход при проектировании приборов и устройств, предназначенных для записи различных сигналов информации.

Показаны принципы обоснования требуемых параметров систем.

Книга предназначена для студентов и аспирантов; она также полезна инженерно-техническим работникам, занятым проектированием, производством и эксплуатацией приборов записи, тиражирования и воспроизведения сигналов изображения и звука.

Рецензенты: доктор техн.на ук Ю.А.Ковалгин, доктор техн.наук Л.Л.Полосин ISBN 5-94760-007-2 СПбГУКиТ, 2002.

ОТ АВТОРОВ

Авторы выражают глубокую благодарность коллектив у сотрудников Санкт-Петербургского гос ударственного университета кино и телевидения и особенно преподавателям и аспирантам кафедры киновидеоаппаратуры за помощь, оказанную при написании и издании книги.

Наиболее ценными были дискуссии с безвременно ушедшим от нас заведующим кафедрой технической электроники, доктором технических наук, профессором Юрием Михайловичем Иш уткиным, высказавшим с ущественные замечания и предложения по содержанию рукописи книги.

Для авторов были очень полезны весьма благожелательная критика рукописи со стороны рецензентов Ю.А.Ковалгина и Л.Л.Полосина, а также замечания и предложения, которые высказали по ранее изданным разделам книги Н.К.Игнатьев, В.Г.Комар, С.В.Новаковский, В.В.Однолько, А.В.Редько, М.Я.Ш ульман и другие ведущие ученые в области передачи и записи сигналов а удиовизуальной информации.

Все пожелания и предложения специалистов были авторами с благодарностью приняты и учтены при подготовке рукописи к изданию.

О.Ф.Гребенников, Г.В.Тихомирова

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Санкт-Петерб ур гском государственном уни верси тете к ино и теле виде ни я (СПбГУКиТ) сконцентриро вана подг отовка специалистов по зап иси и воспр оизведению а удиовиз уальной инфо рмации. На факульте те приборов и с истем кино и телевиден ия ведется подго товка специалистов по кино-, фото-, видеоа ппара туре, н а фак уль тете а уди овиз уаль ной те хн ик и - по записи и воспр оизведению зв уковых и видеос игналов, на фак ультете фотографии и технолог ии регистри рующих материа лов - в об ласти нос ителе й записи информаци и, на фак ультете экран ных иск усств - по эксплуа таци и пр иборов и систем запис и а уд иовиз уа льной ин формации, на экон ом ическом фак ульте те - по орга низац ии производства и экспл уатации пр иборов и систем записи и воспро изведени я а уд иовиз уа льной ин формации. Вследствие этого дисциплина “Осно вы записи и воспр оизведения информации” являе тся базовой дл я все х с пециа льнос те й уни верси тета.

Авторы книги впервые поставили эт у ди сциплин у и читаю т е е в тече ние м ноги х лет. С озданию дисциплины предшес твовала большая работа по исследова нию и разработке многих приборо в и с истем записи информаци и. Была разработа на и изготовле на линейка свер хскорос тных к иносъемочных аппар атов (РКС-1, РК С-2, РКС-11, РКС-21). Западно-германский ж урн ал “Frei e Welt” писал: “...с созданием этих аппара тов Советский Союз завоевал абсолютное мировое первенс тво в области высокоскорос тно й фотографии”. В первые была реализована и нтеграль на я фотография Г.Липпм ана достато чно высокого качества, предложены но вые принципы пос троен ия растровы х с тереофотоаппаратов, пол учивш их впоследствии применение за р уб еж ом. Разработанные аппараты, интегральные и растро вые стереофотографии экспонир уются в м узее киноап парат ур ы СПбГУКиТ.

Теоретическ ие работы авторов позволил и впер вые на учно обос новать треб уем ую частот у кинопро екции. В послед ую щем широкомасштабные эксперименты американских специалисто в пол ностью подтвердил и рез ультаты теоретически х исследова ни й. В итоге были созданы новые кинематог рафические системы с повышен ной до 48...60 кадр/с частото й кинопроекци и (“Scho wscan”, “Dinavisi on”, “SDS -70”, “MaxiVision 48” и др.). В актовом зале СПбГУКиТ функциони р ует устано вка новой кинематографической системы, названной в нашей стран е “Кинематограф высокого качества”.

В рез ульта те мног олетних изысканий авторов совместн о с профессором Н.К.Игнатьевым (На учно -ис следователь ский ки нофото инстит ут) найде на общ ая закономерность прео бразования сигнал ов при их запис и на нос ителе. Построенная н а основе этой закономерности классифика ция систем записи информации позволяе т предсказывать п ути нахож дения прин ципа пос троения новых ус тро йств, т. е.

применить системный подход при создании новых приборов.

К нига написана на основе гл убоки х о бобщений и дает с тудентам широк ий кругозор в обла сти записи и воспро изведения инфо рмации. Она по с уществ у явл яетс я треть им, значитель но расширенным и с ущес тве нно перерабо танным изданием учеб ного пособия “Основы з аписи и вос произ ве дения изображени я”, изданного в 1977 год у в нашем уни ве рситете ( тогда Лени нградском инсти туте кинои нженеров), а затем переизданног о в 1982 год у под тем же названием издательством “Ис к усство”. В последующие годы были подготовле ны и оп убликованы че тыр е вып уска с излож ением дополните льных разделов дисципли ны, вошедши х в настоящ ее издание. Оп ублик ованные материалы к ниги прошли широк ую апробацию. Они были высоко оценены в рецензиях вед ущих ученых и спе циалисто в, оп убликованных в ж урн ала х “Техника ки но и теле видения” и “Оптико-м еха ническа я промышленность”.

Поскольк у приборы и системы записи информации п ол учили чрезвычайно широкое распрос транение, то, несомне нно, книга “Основы запи си и воспроизведения информ ации” б удет способство вать повышению качества подготовки спец иалис то в не только в СПбГУКиТ, но и в др уг их в уза х, гото вящих и нженеров по записи, передаче и обработке информации.

ВВЕДЕ НИЕ

Соврем енный этап развития общества, среди прочего, отли чается ш ироким распространен ием всех видов средств записи (рег истрации), хр анения, тиражирования и воспроизведени я зри тельно й и сл уховой информации. Весь накоплен ный чело ве ком опыт, вся информ ация, хран им ая в его пам яти, не передаются биологи ческим п утем потом ств у, а исчезают вместе с разр ушением клеток головного мозга. Вследствие этого многие ученые напрям ую связыва ют появление ци вилизации с развитием систем записи информации, а на ук у о сохранен ии, обработке и переда че и нформ ации ста вят р ядом с такими гига нтами, как учени я о м атерии и энергии.

Запись информации возникла в виде наскальных рис унко в, с появле нием письм еннос ти и книгопечатания. Начало развития техн ических с редств запис и информ ации след ует отнести к 1839 год у - дате изобре тения фотог рафии. В настоящее врем я фотография стала самостоятельной областью на ук и, техники и к ульт уры. Фотография легла в ос нов у создания в 1 895 год у техни чески х средс тв распространен ие в м ире. К конц у века относится изоб ретение ме ханическо й записи зв ука (грамзаписи). Фотографи че ская запись зв ука с 1930 -х годов про чн о вошла в зв уково й кинем атограф. К этом у же времени относ итс я появление, а затем и широча йшее распро странен ие магнитно й записи звука, а с 1950-х годо в и изображения. В тора я пол овина века ха рактериз уе тся р азвитием голографи и, освоен ием цифрово й записи сигналов, а также оптической, магнитооптическо й, термопластической и др уги х видо в записи.

Появление разнообр азных видов те хнических средств записи привело к попыткам создания самостоятельного на учног о напра вления по из уче нию преобразова ний сигналов при их зап ис и на носителе. В нашей стране изданы прекрасные книги п о данном у напра вле нию: “Осно вы запис и и воспроизведени я звука” (В.А.Бурго в, 1954 г.), “Фотографическа я регистрац ия и нформ ации” (Х.Фризер, 1978 г.), “Со врем енные системы регистраци и ин формации” (Х.Бехте р, И.Эпперляйн, А.В.Ельцов, 1992 г.), “Фотографичес - кая регистраци я быстропро текающи х процессов” (А.С.Дубо вик, 1984 г.), “Общая фотография” (К.В.Чибисов, 1984 г.), “Носители м агнитной запис и” (Ю.А.В асилевский, 1989 г.), “Оптическа я голография” (под ред. Ю.Н.Денисюка, 1979г.) и м ногие др угие.

В нашей стране создан ряд учебных, на учно -исс ледовательс ких и проек тны х инстит утов, спец иализир ующ ихс я по разработке систем, методов и пр иборов записи информ ации: Высш ий и нстит ут фото графии и фототе хники (ныне СанктПетербургский гос ударстве нный уни ве рситет к ино и телевиде ния), Научно исследова тельский кинофотоинстит ут, Госниихим фото проект, Централь ное констр укторское б юро киноаппара т ур ы, Гипрокино и др уг ие предпри яти я.

Аналогичными проблемами в числе др угих заним аютс я Гос уда рстве нный оптический инстит ут, На учно -исследовательский инсти т ут оптико-физических измерений, На учно -исследовательский инс тит ут теле видения и радиовещан ия, Институт пр облем передачи инфо рмации и др.

Практическое приме нение приборы и те хника запи си инфор мации пол учили в фотографии, стер еофотографии, го лографии ( виз уальная те хника), в звукозаписывающих систем ах: магнитофоны, грам запись, лазерные про игрыва тел и (а удиотехника), в кинем атографе и видеосистем ах (а уди овиз уаль ная те хник а).

Широко исп ольз уетс я запись информации в информац ионно-изм ерительно й те хнике спектрофоторегистра торы и др.), в оргте хнике (копировальные ус тройс тва ксероксы”, факсимильные системы - “факсы”), в вычислител ьной те хн ик е (запоминающие устройства, “принтеры”).

Аппаратура зап иси и вос произ ведени я информации п ро изводится как н а специализиро ванных предприятиях, так и на предприяти ях оптиико-м еха нической и электронно й промы шленности широкого профил я. Запись, тиражирование и воспр оизведение а удиовизуальной информ ации про извод ятся в профильных организациях (кинос т удии, фотоателье, студии з в укозапис и, кинокопиро вальные фабрики, кинотеатры, видеосалоны), на непрофиль ных предпр иятиях (радиостудии, телест уди и, на учно-исследова тельские и др. учреждени я) и в быт у. Тр удно на йти хотя бы одн у о рганизацию ил и семью, которые не испол ьзовали бы приборы и систем ы записи и восп роизведе ни я ауд ио -, виз уальной или а уд ио виз уаль ной информ ации.