Система аналогового видеодиска CED "SelectaVision"

Введение

Система воспроизведения аналоговых видеодисков Capacitance Electronic Disc (CED) — это система воспроизведения аналоговых видеодисков, разработанная компанией Radio Corporation of America (RCA), в которой видео и аудио воспроизводились на телевизоре с помощью специального стилуса и системы канавок высокой плотности, аналогичной грампластинкам. Впервые задуманная в 1964 году, система CED была широко признана технологическим успехом, позволившим увеличить плотность долгоиграющей пластинки на два порядка. Несмотря на это достижение, система CED стала жертвой плохого планирования, различных конфликтов с руководством RCA и ряда технических трудностей, которые замедлили разработку и приостановили производство системы на 17 лет — до 1981 года, к тому времени она уже устарела из-за лазерных видеодисков (DiscoVision, позднее LaserVision и LaserDisc), а также форматов видеокассет Betamax и VHS. Объемы продаж системы значительно не дотянули до прогнозируемых показателей. Весной 1984 года RCA объявила о прекращении производства проигрывателей, но продолжала выпускать видеодиски до 1986 года, потеряв при этом около 650 миллионов долларов. Изначально RCA планировала выпустить проигрыватель CED SKT425 вместе со своей высококлассной системой Dimensia в конце 1984 года, но отменила производство проигрывателя CED до выпуска системы Dimensia. Формат был широко известен как «видеодиск», что часто приводило к путанице с современным форматом LaserDisc. LaserDisc считываются оптически с помощью лазерного луча, в то время как диски CED считываются физически стилусом (подобно обычной грампластинке). Обе системы несовместимы друг с другом. RCA использовала торговую марку «SelectaVision» для системы CED, которая также применялась к некоторым ранним видеомагнитофонам RCA и другим экспериментальным проектам компании. Система видео высокой плотности аналогична системе CED.

Начало и выход

RCA начала разработку системы видеодисков в 1964 году, пытаясь создать метод воспроизведения видео, аналогичный фонографу, под названием "Discpix". Исследования и разработки шли медленно в первые годы, поскольку команда RCA CED изначально состояла всего из четырех человек, но к 1972 году команда CED создала диск, способный хранить десять минут цветного видео (фрагмент эпизода "Get Smart" под названием "A Tale of Two Tails", переименованный в "Lum Fong"). Первые прототипы дисков CED были многослойными и состояли из виниловой основы, никелевого проводящего слоя, слоя изоляции для газоразрядной обработки и верхнего слоя силиконовой смазки. Невозможность полностью решить проблему износа иглы/диска и сложность производства вынудили RCA искать более простую конструкцию диска. Окончательный диск был изготовлен из ПВХ, смешанного с углеродом, для придания диску электропроводности. Для увеличения срока службы иглы и канавок на диск наносился тонкий слой силикона в качестве смазки. Первоначально видеодиски CED предполагалось хранить в обложках и обращаться с ними вручную, как с LP-пластинками, но в ходе испытаний выяснилось, что попадание пыли приводит к пропуску канавок. Если пыль оседала на дисках, она поглощала влагу из воздуха и приклеивала частицы пыли к поверхности диска, из-за чего игла срывалась и застревала в канавке. В результате появилась идея хранить и обращаться с диском в пластиковом картридже, из которого проигрыватель извлекал бы CED, чтобы минимизировать воздействие пыли. После 17 лет исследований и разработок первый проигрыватель CED (модель SFT100W) поступил в продажу 22 марта 1981 года. Одновременно был выпущен каталог, содержащий около 50 наименований видеодисков. Первым выпущенным фильмом стал "Гонка за свою жизнь, Чарли Браун". Однако разработка продолжалась. После выпуска продажи проигрывателей CED шли медленно. Когда система была официально анонсирована в конце 1979 года, RCA прогнозировала годовой объем продаж от пяти до шести миллионов проигрывателей и от 200 до 500 миллионов видеодисков. Компания рассчитывала продать 200 000 проигрывателей к концу 1981 года, но было продано лишь около половины этого количества, и в 1982 и 1983 годах продажи практически не росли. Макиавелли заметил: «Нет ничего более трудного в осуществлении, более опасного в проведении и более неопределенного в успехе, чем начинать вводить новый порядок вещей». В отношении видеодисков, я считаю, эти слова имеют особое значение", – доктор Джей Джей Брандингер, вице-президент RCA SelectaVision Videodisc Operations, 27 июня 1986 года. Чрезвычайно длительный период разработки, вызванный, в частности, политической нестабильностью и большой текучкой кадров в высшем руководстве RCA, также способствовал краху системы CED. Первоначально RCA планировала выпустить систему видеодисков в 1977 году, но к тому времени диски не могли вместить более 30 минут видео на сторону, а никелеподобный состав, использовавшийся для изготовления дисков, был недостаточно прочным для производства. Также возникала проблема деградации сигнала, поскольку обращение с дисками приводило к их более быстрому износу, чем ожидалось, что ставило в тупик инженеров. 60 минут на сторону делали невозможным выпуск большинства фильмов длительностью более 120 минут на одном диске CED. Это было легко достижимо на VHS и Betamax: например, кассета T 120 VHS (вместимостью два часа и четыре минуты) могла вместить большинство этих фильмов. Однако на CED это было невозможно. Многие популярные фильмы, такие как некоторые из серии о Джеймсе Бонде, "Мэри Поппинс", "Звездный путь: Фильм" и "Возвращение джедая", пришлось выпускать на двух дисках CED. Все три этих примера обычно помещались на одной кассете VHS/Betamax. RCA прогнозировала, что к 1985 году проигрыватели CED будут установлены почти в 50% американских домов, о чем свидетельствует "Memories of VideoDisc" – памятный CED, который был вручен многим сотрудникам RCA, участвовавшим в проекте CED, в 1986 году.

RCA began developing the videodisc system in 1964, in an attempt to produce a phonograph like method of reproducing video under the name 'Discpix'. Research and development was slow in the early years, as the RCA CED team originally consisted of only four men, but by 1972, the CED team had produced a disc capable of holding ten minutes of color video (a portion of the Get Smart episode "A Tale of Two Tails", re titled "Lum Fong"). The first CED prototype discs were multi layered, consisting of a vinyl substrate, nickel conductive layer, glow discharge insulating layer and silicone lubricant top layer. Failure to fully solve the stylus/disc wear and manufacturing complexity forced RCA to seek simpler construction of the disc. The final disc was crafted using PVC blended with carbon to make the disc conductive. To preserve stylus and groove life, a thin layer of silicone was applied to the disc as a lubricant. CED videodiscs were originally conceived as being housed in jackets and handled by hand similar to LP records, but during testing it was shown that exposure to dust caused skipped grooves. If dust was allowed to settle on the discs, the dust would absorb moisture from the air and cement the dust particle to the disc surface, causing the stylus to jump back in a locked groove situation. Thus, an idea was developed in which the disc would be stored and handled in a plastic caddy from which the CED would be extracted by the player so that exposure to dust would be minimized. After 17 years of research and development, the first CED player (model SFT100W) went on sale on March 22, 1981. A catalog of approximately 50 videodisc titles was released at the same time. The first title to be manufactured was Race for Your Life, Charlie Brown. However, development pushed ahead. Once released, sales for the CED players were slow. When the forthcoming system was formally announced in late 1979, RCA had projected annual sales of between five and six million players and 200 to 500 million videodiscs. The company had expected to sell 200,000 players by the end of 1981, but only about half that number had been sold, and there was little improvement in sales throughout 1982 and 1983.
" Machiavelli noted that ' there is nothing more difficult to take in hand, more perilous to conduct, or more uncertain in its success, than to take the lead in the introduction of a new order of things ' At videodisc, I believe these words had special significance " Dr. Jay J. Brandinger, Vice President, RCA SelectaVision Videodisc Operations, June 27, 1986. The extremely long period of development—caused in part by political turmoil and a great deal of turnover in the high management of RCA—also contributed to the demise of the CED system. RCA had originally slated the videodisc system for a 1977 release; at that point, discs were not able to hold more than 30 minutes of video per side and the nickel like compound used to make the discs was not sturdy enough for manufacture. Signal degradation was also an issue, as handling the discs was causing them to deteriorate more rapidly than expected, baffling engineers. Sixty minutes per side rendered it impossible for most movies over 120 minutes to be released on one CED disc. This was easily attainable on VHS and Betamax, as a T 120 VHS, for example (which holds two hours and four minutes of tape), could carry most of these movies. However, this was not the case on CED. Many popular films such as some of the James Bond series, Mary Poppins, Star Trek: The Motion Picture and Return of the Jedi had to be released on two CED discs. All three of these examples were typically seen on one VHS/Betamax cassette. RCA had projected that by 1985, CED players would be in close to 50% of American homes, and Memories of VideoDisc, a commemorative CED given to many RCA employees involved with the CED project, both in 1986.

Технология

CED - это проводящие виниловые диски диаметром . Чтобы избежать использования метрических единиц, их обычно называют "12-дюймовыми дисками". На диске CED с обеих сторон имеется спиральная канавка длиной до 19 км. Диски вращаются с постоянной угловой скоростью во время воспроизведения (450 об/мин для NTSC, 375 об/мин для PAL), и каждый оборот содержит восемь переплетенных полей или четыре полных кадра видео. Они выглядят как спицы на поверхности диска, а промежуток между полями хорошо виден при определенном освещении. Это означало, что сделать паузу на кадре было невозможно на проигрывателях без дорогостоящего электронного запоминающего устройства кадров. По канавке с чрезвычайно легким прижимным усилием (65 мг) скользит килевидный стилус с титановым электродом, формируя электронную цепь через диск и стилус. Как и в случае с проигрывателем виниловых пластинок, стилус считывает диск, начиная с внешнего края и двигаясь к центру. Видео- и аудиосигналы хранятся на дисках CED в виде композитного аналогового сигнала, закодированного в вертикальные колебания на дне канавки, напоминающие углубления. Длина волны этих колебаний меньше длины кончика стилуса в канавке, и стилус скользит по ним. Изменяющееся расстояние между кончиком стилуса и проводящей поверхностью диска, обусловленное глубиной колебаний под стилусом, напрямую контролирует емкость между стилусом и проводящим ПВХ-диском, наполненным углеродом. Эта изменяющаяся емкость, в свою очередь, изменяет частоту колебательного контура, генерируя FM-электрический сигнал, который затем декодируется в видео- и аудиосигналы электроникой проигрывателя. Емкостная система считывания стилуса, давшая название CED, отличается от технологии обычного проигрывателя виниловых пластинок. В то время как стилус проигрывателя виниловых пластинок физически вибрирует в соответствии с изменениями в канавке, а эти вибрации преобразуются механическим преобразователем (звукоснимателем) в электрический сигнал, стилус CED обычно не вибрирует и движется только для отслеживания канавки CED (и поверхности диска в плоскости), в то время как сигнал от стилуса изначально получается в виде электрического сигнала. Эта более сложная система, в сочетании с высокой скоростью вращения, необходима для кодирования видеосигналов с полосой пропускания в несколько мегагерц по сравнению с максимальным значением 20 кГц для аудиосигналов – разница в два порядка величины. Кроме того, хотя колебания на дне канавки можно сравнить с углублениями, важно отметить, что расстояние между гребнями и впадинами вертикальных волн в канавке CED постоянно изменяется, поскольку CED является аналоговой средой. Обычно термин "углубления" в контексте информационных носителей относится к элементам с четко определенными краями и дискретными длинами и глубинами, таким как углубления на цифровых оптических носителях, таких как компакт-диски и DVD. Для поддержания чрезвычайно легкого прижимного усилия стилус окружен катушками, которые фиксируют отклонение, а схема проигрывателя реагирует на сигналы от этих катушек, перемещая головку стилуса пошагово, когда канавка тянет стилус по диску. Другие катушки используются для отклонения стилуса для точной настройки отслеживания. Эта система очень похожа на, но предшествует той, что используется в проигрывателях компакт-дисков для следования спиральной оптической дорожке, где сервомотор обычно перемещает оптический датчик пошагово для грубого отслеживания, а набор катушек перемещает лазерную линзу для точного отслеживания, оба направляются оптическим датчиком, который является аналогом катушек для определения отклонения стилуса CED. Для проигрывателя CED эта схема отслеживания имеет дополнительное преимущество в том, что угол прижатия стилуса остается равномерно касательным к канавке, в отличие от случая с тонармом проигрывателя виниловых пластинок, в котором угол прижатия стилуса и, следовательно, боковая сила стилуса изменяются с углом тонарма, который, в свою очередь, зависит от радиального положения стилуса на пластинке. В то время как для проигрывателя виниловых пластинок, где стилус имеет заостренный наконечник, линейное отслеживание просто идеально подходит для уменьшения износа пластинок и стилусов и для максимизации стабильности отслеживания, для проигрывателя CED линейное отслеживание является необходимостью для килевидного стилуса, который всегда должен оставаться касательным к канавке. Кроме того, достижение чрезвычайно легкого прижимного усилия на стилус CED позволяет использовать узкий шаг канавки (т.е. небольшое расстояние между соседними витками спирали), необходимое для обеспечения длительного времени воспроизведения при требуемой высокой скорости вращения, а также для ограничения скорости износа диска и стилуса. Диск хранится внутри кассеты, из которой проигрыватель извлекает его при загрузке. Сам диск окружен "хребтом" – пластиковым кольцом (фактически квадратным по внешнему краю) с толстым прямым ободом, который выходит за пределы кассеты и фиксируется в ней. Когда пользователь вставляет кассету с диском в проигрыватель, проигрыватель захватывает хребет, и диск и хребет остаются в проигрывателе, когда пользователь вытаскивает кассету. Внутренние края отверстия кассеты имеют войлочные полоски, предназначенные для улавливания пыли или другого мусора, который может быть на диске при его извлечении. После того, как кассета извлечена пользователем, проигрыватель загружает диск на поворотный стол, либо вручную во всех проигрывателях RCA с префиксом SFT и большинстве проигрывателей SGT, либо автоматически в RCA SGT 250 и всех других моделях и марках проигрывателей. После начала воспроизведения проигрыватель раскручивает диск до рабочей скорости, одновременно перемещая рычаг звукоснимателя по поверхности диска и опуская стилус в начало диска. При нажатии кнопки "Стоп" стилус поднимается с диска и возвращается в парковочное положение, а диск и хребет поднимаются вверх, чтобы выровняться со слотом кассеты. Когда все готово, слот разблокируется, и кассету можно вставить и извлечь пользователем, теперь с диском внутри.

CEDs are conductive vinyl platters that are in diameter. To avoid metric names they are usually called "12 inch discs". A CED has a spiral groove on both sides. The groove is 657 nm wide and has a length of up to 12 miles (19 km). The discs rotate at a constant angular speed during playback (450 rpm for NTSC, 375 rpm for PAL) and each rotation contains eight interlaced fields, or four full frames of video. These appear as spokes on the disc surface, with the gap between each field clearly visible under certain light. This meant that freeze frame was impossible on players without an expensive electronic frame store facility. A keel shaped stylus with a titanium electrode layer rides in the groove with extremely light tracking force (65 mg) and an electronic circuit is formed through the disc and stylus. Like an audio turntable, the stylus reads the disc, starting at the outer edge and going towards the center. The video and audio signals are stored on the Videodiscs in a composite analog signal which is encoded into vertical undulations in the bottom of the groove, somewhat like pits. These undulations have a shorter wavelength than the length of the stylus tip in the groove, and the stylus rides over them; the varying distance between the stylus tip and the conductive surface due to the depth of the undulations in the groove under the stylus directly controls the capacitance between the stylus and the conductive carbon loaded PVC disc. This varying capacitance in turn alters the frequency of a resonant circuit, producing an FM electrical signal, which is then decoded into video and audio signals by the player's electronics. The capacitive stylus pickup system which gives the CED its name can be contrasted with the technology of the conventional phonograph. Whereas the phonograph stylus physically vibrates with the variations in the record groove, and those vibrations are converted by a mechanical transducer (the phono pickup) to an electrical signal, the CED stylus normally does not vibrate and moves only to track the CED groove (and the disc surface—out of plane), while the signal from the stylus is natively obtained as an electrical signal. This more sophisticated system, combined with a high revolution rate, is necessary to enable the encoding of video signals with bandwidth of a few megahertz, compared to a maximum of 20 kilohertz for an audio only signal—a difference of two orders of magnitude. Also, while the undulations in the bottom of the groove may be likened to pits, it is important to note that the spacing of vertical wave crests and troughs in a CED groove is continuously variable, as the CED is an analog medium. Usually, the term "pits", when used in the context of information media, refers to features with sharply defined edges and discrete lengths and depths, such as the pits on digital optical media such as CDs and DVDs. In order to maintain an extremely light tracking force, the stylus arm is surrounded by coils, which sense deflection, and a circuit in the player responds to the signals from these coils by moving the stylus head carriage in steps as the groove pulls the stylus across the disc. Other coils are used to deflect the stylus, to finely adjust tracking. This system is very similar to—yet predates—the one used in Compact Disc players to follow the spiral optical track, where typically a servo motor moves the optical pickup in steps for coarse tracking and a set of coils shifts the laser lens for fine tracking, both guided by an optical sensing device, which is the analogue of CED stylus deflection sensing coils. For the CED player, this tracking arrangement has the additional benefit that the stylus drag angle remains uniformly tangent to the groove, unlike the case for a phonograph tonearm, in which the stylus drag angle and consequently the stylus side force varies with the tonearm angle, which in turn depends on the radial position on the record of the stylus. Whereas for a phonograph, where the stylus has a pinpoint tip, linear tracking is merely ideal to reduce wear of records and styli and to maximize tracking stability, for a CED player linear tracking is a necessity for the keel shaped stylus, which must always stay tangent to the groove. Furthermore, the achievement of an extremely light tracking force on the CED stylus enables the use of a fine groove pitch (i. e. fine spacing of adjacent revolutions of the spiral), necessary to provide a long playing time at the required high rotational speed, while also limiting the rate of disc and stylus wear. The disc is stored inside a caddy, from which the player extracts it when it is loaded. The disc itself is surrounded by a "spine", a plastic ring (actually square on the outside edge) with a thick, straight rim like edge, which extends outside of, and latches into, the caddy. When a person inserts a caddy containing a disc into the player, the player captures the spine, and both the disc and the spine are left in the player as the person pulls the caddy out. The inner edges of the opening of the caddy have felt strips designed to catch any dust or other debris that could be on the disc as it is extracted. Once the caddy has been withdrawn by the person, the player loads the disc onto the turntable, either manually with all SFT and most SGT prefix RCA players or automatically with the RCA SGT 250 and all other models and brands of players. When playback has been started, the player spins the disc up to speed while moving the pickup arm over the disc surface and lowering the stylus onto the beginning of the disc. When Stop is pressed, the stylus is lifted from the disc and returned to its parking location, and the disc and spine are lifted up again to align with the caddy slot. When ready, the slot is unlocked, and the caddy can be inserted and withdrawn by a person, now with the disc back inside.

Недостатки

По сравнению с технологией LaserDisc, CED страдали от того, что являлись контактной средой, подобной грампластинке: компания RCA оценила, что количество воспроизведений CED в идеальных условиях составляло 500. Для сравнения, чистый LaserDisc, не подверженный «лазерному гниению», теоретически мог воспроизводиться неограниченное количество раз (хотя неосторожное обращение все равно могло привести к повреждениям). Поскольку система CED использовала стилус для считывания дисков, стилус в проигрывателе требовалось регулярно менять, чтобы избежать повреждения видеодисков, а изношенные и поврежденные диски также создавали проблемы для потребителей. Когда диск начинал изнашиваться, качество видео и звука резко ухудшалось, и диск начинал пропускать фрагменты. В отличие от VHS-кассет, CED (наряду с LaserDisc) требовали переворачивания диска (однако некоторые проигрыватели LaserDisc могли читать обе стороны диска без физического переворачивания, перемещая лазер с одной стороны на другую, но это все равно приводило к небольшой паузе во время смены); почти все фильмы требовали этого, поскольку на одной стороне помещалось всего шестьдесят минут видео (75 минут на британских PAL-дисках из-за более медленной скорости вращения). Если фильм длился более двух часов, его приходилось размещать на двух дисках. В некоторых случаях, если театральная версия фильма была лишь немного длиннее двух часов, студии часто вырезали короткие сцены из фильма и/или использовали сжатие времени (ускоряя лишние минуты), чтобы избежать затрат на выпуск двух дисков. Эта проблема была не уникальна для CED: LaserDisc сталкивались с той же трудностью, и некоторые более длинные фильмы, такие как «Десять заповедей» (1956), требовали больше одной кассеты или диска в форматах VHS, Beta и LaserDisc. Двухдисковых релизов в формате UK PAL не существовало. К менее значительным недостаткам можно отнести отсутствие поддержки функции «стоп-кадр» во время паузы, поскольку CED сканировали четыре кадра за один оборот, в то время как CAV LaserDisc – всего один кадр за оборот, а компьютерные технологии того времени были недостаточно развиты, чтобы оснастить проигрыватель буфером кадров по доступной цене. Однако на многих проигрывателях была доступна функция «страничный режим», которая позволяла повторять эти четыре кадра в бесконечном цикле. Кроме того, диски CED были больше VHS-кассет, толще LaserDisc и значительно тяжелее из-за пластиковых контейнеров.

In comparison with LaserDisc technology, CEDs suffered from the fact that they were a phonograph style contact medium: RCA estimated that the number of times a CED could be played back, under ideal conditions, was 500. By comparison, a clean, laser rot free LaserDisc could, in theory, be played an unlimited number of times (although repeated or careless handling could still result in damage). Since the CED system used a stylus to read the discs, it was necessary to regularly change the stylus in the player to avoid damage to the videodiscs, while worn and damaged discs also caused problems for consumers. When a disc began to wear, video and audio quality would severely decline, and the disc would begin to skip. Unlike VHS tapes, CEDs (along with LaserDisc) required a disc flip (however, some LaserDisc players were able to read both sides of the disc without physically flipping the disc, achieved by moving the laser from one side of the disc to the other, but this still resulted in a pause of playback during the change) at some point during the course of almost all films as only sixty minutes of video could be stored per side (75 mins on UK PAL discs due to the slower rotation speed); if a feature ran over two hours, it would be necessary to spread the feature over two discs. In some cases, if a movie's theatrical running time was only slightly longer than two hours, studios would often trim short scenes throughout the movie and/or employ time compression (speeding the extra run time out of the film) in order to avoid the expense of issuing two discs. This problem was not unique to CEDs: LaserDiscs presented the same difficulty, and some longer features, such as The Ten Commandments (1956), still required more than one tape or disc in the VHS, Beta, and LaserDisc formats. There were no two disc UK PAL releases. Less significant disadvantages include lack of support for freeze frame during pause, since CEDs scanned four frames in one rotation versus one frame per rotation on CAV LaserDisc, while computer technology was not advanced enough at the time to outfit the player with a framebuffer affordably. However, a "page mode" was available on many players that would allow those four frames to be repeated in an endless loop. CEDs were also larger than VHS tapes, thicker than LaserDiscs, and considerably heavier due to the plastic caddies.

Игроки

CED-плееры производились четырьмя компаниями — RCA, Hitachi, Sanyo и Toshiba, — но семь других компаний реализовывали плееры, изготовленные этими компаниями.

Медиа

После выпуска для CED было доступно 50 наименований; наряду с RCA (которая включала партнерство компании с Columbia Pictures, а также фильмы Paramount и Disney), CBS Video Enterprises (позже CBS/FOX Video) выпустила первые 50 наименований. Потери RCA с момента появления продукта в конечном итоге были оценены в 650 миллионов долларов. Значительные финансовые убытки частично стали причиной приобретения RCA компанией General Electric в 1986 году и отказа от бренда "SelectaVision" на всей видеопродукции RCA.