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A video tape recorder (VTR) is a tape recorder designed to record and play back video and audio material from magnetic tape. The early VTRs were open-reel devices that record on individual reels of 2-inch-wide (5.08 cm) video tape. They were used in television studios, serving as a replacement for motion picture film stock and making recording for television applications cheaper and quicker. Beginning in 1963, videotape machines made instant replay during televised sporting events possible. Improved formats, in which the tape was contained inside a videocassette, were introduced around 1969; the machines that play them are called videocassette recorders.
An agreement by Japanese manufacturers on a common standard recording format, which allowed cassettes recorded on one manufacturer's machine to play on another's, made a consumer market possible. The first consumer videocassette recorder, which used the U-matic format, was introduced by Sony in 1971.[1]
In early 1951, the popular singer Bing Crosby—who had also been closely involved in the development and commercialization of audiotape technology, through a personal company—asked an employee, electrical engineer John T. (Jack) Mullin, whether television could also be recorded on tape. Mullin said he thought that it could be done. Bing asked Ampex to build one and also set up a laboratory for Mullin in Bing Crosby Enterprises (BCE) to build one.[2] In 1951, it was believed that if the tape was run at a very high speed, it could provide the necessary bandwidth to record the video signal. The problem was that a video signal has a much wider bandwidth than an audio signal does (6 MHz vs 20 kHz), requiring extremely high tape speeds to record it. However, there was another problem: the magnetic head design would not permit bandwidths over 1 megahertz to be recorded regardless of the tape speed.
固定ヘッドを備えたオーディオレコーダーに似たレコーダーを使用したビデオ録画の最初の試みは失敗に終わった。この技術の最初の実証は、1951年11月11日にBCEによって行われた。結果は非常に粗悪な画像だった。初期の試みのもう1つは、 1952年にBBCによって開発された高速マルチトラックマシンであるVision Electronic Recording Apparatus （VERA）である。 [ 3 ]このマシンは、毎秒200インチ（510cm）を超える速度で移動する21インチ（53.5cm）のリールに薄いスチールテープを使用した。10年間の研究と改良にもかかわらず、録画されたビデオ1分ごとに膨大な長さのテープが必要だったため、広く使用されることはなかった。
1952年までに、BCEもマルチトラックマシンに移行したが、高速でも記録帯域幅に限界があることに気づいた。1953年、BCEは磁気ヘッドの設計が問題であることを発見した。この問題は修正され、1メガヘルツの制限を超える帯域幅を記録できるようになった。[ 2 ] BCEとAMPEXはビデオレコーダーで協力していたため、新しいヘッド設計はAMPEXと共有され、AMPEXはそれをレコーダーに使用した。1955年、BCEは毎秒100インチで動作する放送品質のカラーレコーダーを実証し、CBSは3台を注文した。他の多くの固定ヘッド記録システムが試されたが、すべて非現実的なほど高いテープ速度を必要とした。実用的なビデオ記録技術は、リニアスキャンマシンに必要な高いテープ速度なしで広帯域のビデオ信号を記録する方法を見つけることにかかっていることが明らかになった。
1953年、テレフンケンのエドゥアルト・シューラーはヘリカルスキャン技術の特許を取得しました。もう1つの解決策は、1954年頃にアンペックスが開発した横方向スキャン技術で、記録ヘッドが回転ドラムに取り付けられ、テープを横切る方向にトラックを記録します。中央の狭いトラックだけでなく、テープの全幅に記録することで、この技術はテープの1センチメートルあたりのデータ密度を大幅に高め、1秒あたり15インチという低いテープ速度を使用できるようにしました。アンペックスVRX-1000は、1956年に世界で初めて商業的に成功したビデオテープレコーダーとなりました。2インチ（5.1cm）テープを使用する2インチ四重フォーマットを採用しています。[ 4 ] 5万ドルという価格のため、アンペックスVRX-1000を購入できたのはテレビネットワークと最大規模の個々の放送局だけでした。[ 5 ]
1957年初頭までに、ビデオテープの製造に成功した唯一のメーカーは3M社だけであり、必要な品質で製品を製造することは非常に困難だった。米国の3つのネットワークは、1957年4月28日に「夏時間への移行に伴い」ビデオテープの使用を正式に開始したが、その時点で「使用可能なテープのロールは恐らく50本以下だっただろう。それほど危機的な状況だった」[ 6 ]。
アンペックスのクワッドプレックス磁気テープビデオ録画システムには、テープの動きが停止すると再生ヘッドには映像記録の1セグメントしか存在しないため（各セグメントには16ラインしか存在しない）、クリーンポーズや静止画機能がないことなど、いくつかの制限があります。そのため、テープが通常の速度で再生されている場合にのみ、認識可能な映像を再生できます。[ 7 ]しかし、欠点があるにもかかわらず、1980年頃まで放送スタジオの標準として残りました。ヘリカルスキャンシステムはこの制限を克服しました。[ 8 ]
1959年、JVCはKV-1という名の初のヘリカルスキャンVTRをデモンストレーションした。[ 9 ] 1963年、フィリップスはEL3400 1インチヘリカルスキャンレコーダー（ビジネスおよび家庭用ユーザー向け）を発表し、ソニーはビジネス、医療、航空、教育用途を目的とした初のオープンリールVTRである2インチPV-100を販売した。 [ 10 ]
ノッティンガム電子バルブ社が製造し、 1963年6月24日に発表されたテルカン[ 11 ]は、初の家庭用ビデオレコーダーでした。ユニットまたはキットの形で60ポンドで購入できました。しかし、いくつかの欠点がありました。高価で、組み立てが簡単ではなく、一度に20分間しか白黒で録画できませんでした。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
1965年に初めて発売されたソニーのモデルCV-2000は、家庭用として設計されたソニー初のVTRで、ハーフインチテープをベースにしている。[ 15 ] 1965年には、アンペックスとRCAが家庭用消費者市場向けに1,000米ドル以下の価格のオープンリールモノクロVTRを発売した。家庭での再生用に録画済みのビデオは1967年に利用可能になった。[ 16 ]
EIAJフォーマットは、様々なメーカーで使用されている標準的な1/2インチフォーマットです。EIAJ-1はオープンリール方式です。EIAJ-2は、供給リールは内蔵しているものの、巻き取りリールは内蔵していないカートリッジを使用します。巻き取りリールはレコーダー本体に組み込まれているため、カートリッジを取り外す前にテープを完全に巻き戻す必要があり、これは比較的時間がかかる作業です。
ビデオカセットの開発は、消費者向け製品におけるオープンリール方式からカセットやカートリッジへの置き換えの流れに続くものでした。 1962年のステレオパック4トラックオーディオカートリッジ、1963年のコンパクトオーディオカセットとインスタマチックフィルムカートリッジ、1965年の8トラックカートリッジ、そして1966年のスーパー8ホーム映画フィルムカートリッジなどがこれにあたります。ビデオテープレコーダーが発明される以前は、ライブ映像はテレレコーディングまたはキネスコッピングと呼ばれるプロセスで映画用フィルムに記録されていました。最初の4倍速VTRは良好な品質で記録できましたが、録画をスロー再生したり、フレームをフリーズしたりすることができなかったため、最初のVTRが開発されてから約10年間はキネスコッピング方式が引き続き使用されました。
すべての横走査式ビデオテープレコーダーで使用されている方式では、記録ヘッドは高速回転するドラムに取り付けられ、このドラムが移動するテープに押し付けられます。そのため、ヘッドはテープ上を横方向、つまりほぼ垂直方向に移動し、ビデオ信号をテープの横方向に連続する平行なトラックに記録します。これにより、テープの幅全体を利用でき、固定ヘッドを使用してテープ上に単一のトラックを記録するオーディオテープ録音方式と比較して、テープ1インチあたりにより多くのデータを記録できます。ヘッドは高帯域幅のビデオ信号を記録するために必要な高速でテープ上を移動しますが、テープは機械内をそれよりも遅い速度で移動します。さらに、テープの端に沿って、固定された記録ヘッドによって3つの通常のトラックが記録されます。正しく再生するには、ヘッドの動きをキャプスタンを通過するテープの動きと正確に同期させる必要があるため、同期パルスの制御トラックが記録されます。残りの2つのトラックは、オーディオチャンネルとキューイングトラック用です。
初期の機種では、アンペックスの2インチ四重録音方式が採用されており、ドラムには4つのヘッドがあり、テープに対して垂直に14,400回転/分で回転するため、記録されるトラックはテープ軸に対して横方向になります。2インチテープの場合、アナログNTSCビデオフレーム1つにつき16トラック、PALフレームの場合は20トラックが必要となります。
ヘリカルスキャン方式では、回転軸が斜めになっている記録ドラムを使用します。テープはアイドラホイールによってドラムの周囲に縦方向に巻き付けられるため、テープヘッドは、クワッドプレックス方式のように進行方向に対してほぼ90°の角度でテープ上を移動するのではなく、テープ上を浅い角度で移動し、テープ上に長い斜めのトラックを記録します。これにより、1トラックあたり1フレーム全体を記録できます。電子回路とタイミングシステムが簡素化されます。また、テープ搬送機構を停止してテープヘッドが同じトラックを繰り返し通過するようにすることで、再生中にレコーダーを一時停止（フリーズフレーム）して、1つの静止画を表示することも可能です。
この録音方式には、タイミング誤差の原因となる可能性のある箇所が多数存在します。機構が絶対的に一定の速度で動作し、録音時から再生時までの間、あるいは瞬間ごとに速度が変化しない場合、再生信号のタイミングは入力信号と完全に一致します。しかし、不完全性は避けられないため、再生のタイミングは常に元の信号とある程度異なります。縦方向誤差（テープの長手方向の影響による誤差）は、キャプスタン駆動部の回転速度の変動、テープ媒体の伸び、および機械内でのテープの詰まりによって発生する可能性があります。横方向誤差（テープの横方向の影響による誤差）は、スキャンドラムの回転速度の変動、およびテープとスキャンヘッド間の角度の差（通常はビデオトラッキング制御によって対処される）によって発生する可能性があります。縦方向誤差は、音声録音におけるワウフラッターの原因となる誤差と類似しています。これらのエラーはそれほど微妙なものではなく、また並行制御トラックを記録することは標準的なビデオ録画方法であるため、これらのエラーは検出され、サーボ機構がそれに応じて調整されることで、この問題は大幅に軽減されます。
オープンリール方式の多くの欠点は、ビデオテープが使いやすいビデオカセットケースに収められたビデオカセットレコーダー（VCR）の発明によって克服されました。これが後に、消費者に最もよく知られているVTRとなりました。この方式では、テープはカセット内に収められた2つのリールに予め取り付けられており、テープの装填と取り出しは自動化されています。ユーザーがテープに触れる必要はなく、メディアは埃、汚れ、テープのずれなどから保護され、録画機構の故障を防ぐことができます。通常、ユーザーがビデオカセット内のテープに触れるのは、テープが機構に詰まって故障が発生した場合のみです。
家庭用ビデオデッキは1970年代初頭に初めて登場し、ソニーは1971年にVO-1600モデルを発売し[ 17 ]、フィリップスは1年後にイギリスでモデル1500を発売した[ 18 ] 。消費者に特に人気を博した最初のシステムは、 1975年のソニーのベータマックス（またはベータ）だった。これに続いて、1977年にはJVCから競合するVHS（ビデオホームシステム）フォーマットが登場し[ 18 ]、その後、フィリップスのビデオ2000、三洋電機のVコード、クエーサーのグレートタイムマシンなどの他のフォーマットが登場した。
ベータ/VHSフォーマット戦争がすぐに始まり、他の競合製品は急速に姿を消した。ベータマックスの販売は次第に減少し始め、数年後にはVHSがフォーマット戦争の勝者として浮上した。1988年、ソニーは独自のVHS機器の販売を開始し、ベータをまだサポートしていると主張していたにもかかわらず、世界のほとんどの地域ではもはやこのフォーマットは通用しないことは明らかだった。南米の一部と日本では、ベータマックスは依然として人気があり、2002年末まで生産が続けられていた。[ 19 ]
その後、アナログ磁気テープはデジタルビデオテープにほぼ取って代わられた。これに続き、VTR市場の大部分、特に一般消費者に人気のあったビデオカセットやVCRも、DVDや後に登場したブルーレイ光ディスクなどの非テープメディアに取って代わられた。
ビデオテープレコーダーの技術には以下が含まれます。
バグルスのヒット曲「Video Killed the Radio Star 」は、 MTVで初めて放送されたビデオであり、「VTRのせいだ」という歌詞が含まれている。[ 20 ]