カセットテープに動画データーを録画するとどうなる？

質問

今日のネットニュースで
カセットテープに動画を録画するというのを読みました。

カセットテープとビデオテープまた、当時のアナログ信号動画データーと音声データー、現在のデジタル信号動画データーとデジタル音声データーは

簡単に言うと何が違うために、テープに動画を録画するのがこんなに難しいのでしょうか？

教えてくださいよろしくお願いします。
(・´з`・)

カセットテープで動画を録る、という壮大な実験。
結論「こうしてVHSは生まれた」
GIZMODO / 2020年4月18日 20時0分
https://news.infoseek.co.jp/article/gizmodo_isnews_210940/

80年代にアメリカのおもちゃ会社フィッシャープライスが
PXL 2000 PixelVisionという、カセットテープを媒体にした
子供向けのビデオカメラを発売しています。

PXL 2000 PixelVision。カセットテープに白黒動画を記録するおもちゃ。
画質は最悪…。
通常の9倍も速くカセットテープを回して記録していたのに、
それでも画質は超粗い白黒…。イノベーティブな商品とはいえ、
肝心の動画がイケてないため、PXL 2000はヒット商品にはなりませんでした。

そして現代。クリス・スリカ氏は満を持して、
カセットテープでの動画再生に再チャレンジ！手法はかなりマニアック。
往年の高品質のテープレコーダー（ソニー製）の入力接続を使って、
フルカラー動画をエンコードするというアプローチに打って出ました。

スリカ氏の住んでいる地域ではテレビ放送がPAL方式を採用しているので、
彼は動画の容量を毎秒25フレームで解像度が768x576ピクセル、
つまり毎秒1100万ピクセルと試算。
そうなると標準のオーディオカセットテープがキャプチャできる容量を
はるかに超えてしまっているので、画像の品質を落として妥協することに。

そこで768x576ピクセル、25フレーム/秒の動画を100x75ピクセル、
5フレーム/秒にまで文字どおり粉砕。また、インターレースを
実行してフレームレートを実質2倍にし、1フレームあたりのピクセル数を
半減させました。

さらにカセットがステレオサウンド向けに2つのオーディオチャネルに
対応している点に目をつけ、片方に白黒動画、
もう片方のオーディオチャネルに色情報を入れる手法を見つけ出し、
カラー動画も実現しました。

これだけ苦労してできた動画がついに公開！
しかしそのレベルは「見られないほどではないけど…」という程度。

しかもオーディオチャネルの2つともを映像データに使ってしまっているので、
サウンドトラックはなし。

結局これがカセットテープの限界…。

帯域幅の大きいアナログビデオ信号に対応するには、
磁気テープのサイズと感度をあげる必要があることがあらためて判明しました。

結論としてスリカ氏は「だから、動画用にはビデオテープが発明されたんだね…」とまとめ。40年前の技術革新をコンパクトにトレースしてくれた実験に拍手

【参考】PXL 2000で録画した動画の映像

https://www.youtube.com/watch?v=IFNkdHDaPNQ

https://www.youtube.com/watch?v=bSu7NjC51Xs

回答No.2

ple6 · ベストアンサー

簡単には映像と音声の情報をカセットテープに収めるにはカセットテープでは一定の時間で記録できる情報量が全く足りないということです。
なので、通常の9倍も速くカセットテープを回して記録して一定時間に送れる情報量を増やしてようやく白黒の映像の記録がとりあえずは可能になったということです。

この情報量の大きさを少し難しく言うと帯域幅と言います。
https://wa3.i-3-i.info/word12111.html

これを昔のVHSビデオテープの映像信号だけでも3.4MHz～4.4MHzの帯域幅を使っていました。

これが引用部分にもある「標準のオーディオカセットテープがキャプチャできる容量をはるかに超えてしまっている」と言うことになると思います。

なのでビデオテープでは一秒間に25～30回転する磁気ヘッドが付いた円筒形のドラムに磁気テープを巻き付け情報を記録するヘリカル・スキャンという方式が採用されています。

ここからはイメージでの説明になりますが、質問の引用文にある文を借りると「動画の容量を毎秒25フレームで解像度が768x576ピクセル、つまり毎秒1100万ピクセル」と言うことは、1ピクセルを電気が「流れた」「流れていない」という情報に置き換えて記録していくという白黒の情報だけでも一枚の映像に442368個、1秒間に11059200個の情報が必要になるということです。
これに明るさや色などの情報も必要となればその分情報量は増えることになります。（実際はもっと複雑です）

アナログではこれをそのまま情報として送信と受信を行い映像や音声にしていたのです。
ただこの方式だと多くの情報を送受信するためには多くの帯域幅（波の種類）が必要になるので、同じ値や似通った情報をまとめて送信してそれを受信した方で元の形に戻して映像や音にして視聴できるようにしたのが現在のデジタルの映像や音声になります。
ただしこのまとめる作業というのが元の情報から人が気にしにくい情報を欠落させてますし、まとめて送ったデータが表示の時に元に戻せないと全く何も見えず聞こえないということになります。

少し脱線しましたがカセットテープでは1秒間に通常速度では1200個から頑張っても2400個ぐらいのデータしか記録できないので、映像を記録するためにはデジタル圧縮したものを記録したとしても情報量が少なすぎて使えないということになると思います。（ただ、スリカさんの話は裏面のトラックまで利用すれば音声を乗せるぐらいは出来たとは思いますがそれにはマルチトラック用の磁気ヘッドが必要になるので断念したということでしょうね）

ご参考まで

お礼

回答ありがとうございます。参考になりました。
帯域幅やカセットテープのスペックについて調べてみようと思います。
(・´з`・)

回答No.3

chachaboxx

簡単に言うと、車に例えると、荷台のサイズというか積載量の違いです。
物理的にはテープの幅です。
逆説的にはビデオテープが存在する理由が根拠になります。

たしかビデオテープの音声トラックはカセットテープと同じスペックだったと思います。

当時の高品質録音にはオープンリールかメタルテープしかなかったのですが、ビデオテープの映像トラックにPCM化した音声を記録し始めたのがデジタル化のきっかけだったような記憶があります。まだCDがなかった時代の話です。

お礼

回答ありがとうございます。参考にさせていただきます。

回答No.1

sknbsknb2

音声情報と比べて動画情報は、1秒あたりに記録/再生しなければならない情報量が圧倒的に多いからです。
オーディオカセットは固定ヘッドでテープ速度も一定ですから、これらを変更せずに動画情報を記録するのは無理があります。そこでビデオデッキではヘッドを回転式にすること、テープに対して斜めに配置すること、テープの幅を広げることで、1秒あたりに記録/再生できる情報量を増やしているのです。

お礼

回答ありがとうございます。参考にさせていただきます。
なるほどそういう違いがあるのですね。(・´з`・)