更新时间:2023-01-15 11:08
记录介质是用以储存视频和音频的介质,一般为磁带结构。因为数码视频和音频文件可以占去很多空间容量,所以一般以数字格式储存在磁带上。
现在市面上常见的几种数码摄像机记录介质有MIDIDV、MicroMV、DVCAM,因为其他介质并不流行,有的更糟淘汰命运。
记录介质的种类如下:(1)卤化银全息干板。卤化银乳胶均匀涂布在片基上,构成软片(醋酸盐、涤纶片)或干板(玻璃)。(2)重铬酸盐明胶。重铬酸盐明胶几乎具有相位全息图的理想特性,可产生很大的折射率变化,衍射效率最高达100%,再现像显得很“干净”。缺点:灵敏度低,稳定度差,在高温高湿度环境下容易消象,在实际应用中需经封胶处理,才能长期保存。(3)光导热塑料。加热使塑料软化,在电场作用下变形,然后再冷却使塑料硬化,形成浮雕型位相全息图。光导热塑可擦除后重复使用。
对磁记录介质的主要要求是:1.剩余磁化强度Mr高;2.矫顽力Hc适当高;3.磁滞回线(B-H)曲线接近矩形,Hc附近的dB/dH尽量大;4.磁层均匀,厚度适当.记录密度越高,磁层越薄;5.磁性粒子的大小均匀并呈单畴状态;6.磁致伸缩小,不产生明显的加压退磁效应;7.Br和Hc等基本磁特性的温度系数小,不产生明显的加热退磁效应;8.在有磁粉的场合,要求磁性粒子易分散;在磁场作用下容易取向排列,不形成磁路闭合的粒子团.表1和表2给出几种常用磁粉和薄膜介质的主要性能.
磁记录介质具有性能可靠、使用方便、成本低廉、易于保存和重复使用等特点,从而成为当今信息社会必不可少的信息记录材料。
磁记录技术及其发展磁记录技术的发展并不漫长。1888年,美国人奥·史密斯发表论文,认为磁性录音是可行的。1898年丹麦人普尔生将声音信号转变成电流,电流使电磁铁产生磁场,将钢丝连续磁化,然后再通过电磁感应将信号读出来转换为声音。后来他又发明了支流偏磁方式改进实验。由于普尔生对磁记录的特殊贡献,人们将其称之为“磁记录之父”。随后由于高分子材料的进步以及交流偏磁技术和环型磁头的发明,最终在20世纪30年代出现了磁带录音机。1947年,磁记录方式被使用于存储计算机数字信号。
最早的硬盘是由IBM公司于1956年生产的“IBM305RAMAC”,其记录密度只有几个Kb/in2,容量只有5MB,却由50个24英寸的磁盘组构成,体积同普通沙发相差无几。但其后硬盘的面密度一直在不断地得到迅速提高。1991年随着磁阻磁头(MR)的使用,加上部分响应最大似然通道(PRML)技术的采用,硬盘记录密度的年增长率从40%增大到60%。特别是在1988年,法国巴黎大学的研究小组首先在Fe/Cr多层膜中发现了巨磁电阻(GMR)效应,并在1997年IBM公司将其应用于硬盘之上后,硬盘记录密度的年增长率更是增大到100%。
虽然硬盘的面密度一直在以惊人的速度提高,但是这期间采用溅射法加工成连续薄膜作为硬盘介质的历史只有20年。以薄膜作为硬盘记录介质的阶段大致可以分为以下5个阶段:
第1个阶段(1984-1994)是读、写头都为磁感应磁头的阶段,获取合适的记录介质以及提高硬盘的制造技术是主要目标;
第2个阶段(1990-2000)是采用了磁阻磁头(MR)技术,大大提高了磁头的灵敏性,降低了噪声,提高了信噪比(SNR)。不过信噪比的提高幅度仍有限;
第3个阶段(1998-2002)是采用了巨磁阻(GMR)磁头技术,大大改善了信噪比/磁记录密度也迅猛提高;
第4个阶段是在2001年采用在记录层下加入稳定层、虚拟增加磁粒子体积的AFC(反铁磁性耦合)介质步入了实用化阶段,在一定程度上缓解了超顺磁效应极限限制的问题;
第5个阶段是当前正在热点研究并已初步实用化的技术,采用了有别于以往纵向磁记录介质,即垂直磁记录阶段。
光记录介质是利用薄膜材料中的局部光学参数变化,例如反射率、折射率和透射率的变化代表信号的“写人”,如果已变化区表示“1”,未变化区表示“0”,这样就可以在薄膜上写入数字信号。这种光学参数的变化可以长时间保持与未变化区的区别,则写入的信号就可以存储,这种能实现光学参数的变化,达到记录和读出信号的薄膜材料称为光记录材料或光记录介质。光记录材料的品种很多,按材料不同可以分为金属薄膜、硫族元素薄膜、多元合金薄膜和有机薄膜等;按功能可以分为可擦除重写的薄膜和不可擦除不能重写的薄膜。在光记录材料中,相变材料是应用最广泛的一类,其中硒、碲、硅及锗类元素半导体和它们的二元、三元及多元合金材料都得到了研究及应用。和无机材料相比有机材料用作光记录介质的研究与日俱增,它具备无机材料不可能具备的优点:(1)熔化或软化温度低,记录灵敏度高;(2)热传导系数小,记录点小,可获得高的信噪比;(3)可采用旋转涂布法制膜,成本较低;(4)光学与热性能可以通过改变有机分子的结构来进行调整;(5)毒性小。例如用于一次写入式光盘的介质有菁染料、酞菁、萘醌及二硫醇镍络合物等。螺噁嗪、螺噻喃、TCNQ金属络合物等光致变色化合物用作可擦重写材料研究。
与普通照相底片记录的图像不同,全息记录介质需要记录的是物光与参考光的干涉图样。这种干涉图样实际上是一系列精细的光栅结构的集合,其空间频率常常超过1000lp/mm,而普通照相底片的空间分辨率响应一般不超过200lp/mm。因此,全息记录介质必须具有很高的空间分辨率。然而,高分辨率意味着低感光灵敏度。因为对感光介质的高空间分辨率要求,意味着构成该介质的感光颗粒的几何尺寸必须很小,因而其感光面积也就很小。但每个感光颗粒又必须吸收一定数量的光子才能显影,于是,就正常曝光而言,高分辨率感光介质所需能量密度远大于低分辨率介质。目前,针对不同类型全息图的记录和不同记录波长,有多种类型的全息记录材料可供选择,主要包括卤化银乳胶、重铬酸盐明胶、光致聚合物、光致抗蚀剂、光导热塑料、光折变晶体、光致二向色性材料等。
高速成像记录介质分为银盐记录介质(胶片)和固体成像器件(CCD和CMOS)。前者需事后处理才能得到图像信息,但是有空间分辨率高和空间带宽积高的优势;后者能实时记录,但是空间分辨率和空间带宽积相对较小。
以MiniDV为纪录介质的数码想像机在数码摄像机市场上占有主要的地位。它是通过1/4英寸的金属蒸镀带来记录高质量的数字视频信号。DV视频的特点是:影像清晰,水平解析度高达500线,可产生无抖动的稳定画面。DV视频的亮度取样频率为13.5MHZ,与D1格式的相同,为了保证最好的画质纪录,DV使用了4:2:0(PAL)数字分量记录系统。
MicroMV磁带俗称MV带,是索尼公司新开发的一种数字视频纪录介质。它采用了MPEG-2的压缩技术,在不降低画面质量的前提下,能有效压缩影像的体积,节省空间和重量。它所记录的音视频和DV无异,而在体积上更显得轻。
MV带的体积大概是DV体积的70%,使用MV带的数码摄像机自然在体积上也会减少。它的最大特点,就是通过内置的一块芯片,详细记录音视频在介质中的位置,方便用户回放和搜索。
DVCAM格式也是由索尼公司在1996年开发的一种视音频储存介质,其性能和DV几乎一模一样,不同的就是两者磁迹的宽度,DV磁带的磁迹宽度为10毫米,而DVCAM的磁迹宽度为15微米。由于记录速度不同,DV是18.8毫米每秒,而DVCAM是28.8毫米每秒,所以两者在记录时间上也有所差别,DV带是60—276分钟的影音,而DVCAM带可以记录34—184分钟。
在视频和音频的采录方面,DV和DVCAM基本相同,记录码率为25Mbps,音频采用48kHz和32kHz两种采样模式,都可以通过IEEE1394火线下载到电脑上进行非编剪辑。