記錄介質

記錄介質是用以儲存視頻和音頻的介質，一般為磁帶結構。因為數碼視頻和音頻檔案可以占去很多空間容量，所以一般以數字格式儲存在磁帶上。

基本介紹

• 中文名：記錄介質
• 外文名：recording medium
• 結構：磁帶結構
• 格式：數字格式
• 質量：等同於VCD的音頻效果
• 定義：用以儲存視頻和音頻的介質

簡介

現在市面上常見的幾種數碼攝像機記錄介質有MIDIDV、MicroMV、DVCAM，因為其他介質並不流行，有的更糟淘汰命運。

記錄介質的種類如下：（1）鹵化銀全息乾板。鹵化銀乳膠均勻塗布在片基上，構成軟片（醋酸鹽、滌綸片）或乾板（玻璃）。（2）重鉻酸鹽明膠。重鉻酸鹽明膠幾乎具有相位全息圖的理想特性，可產生很大的折射率變化，衍射效率最高達100%，再現像顯得很“乾淨”。缺點：靈敏度低，穩定度差，在高溫高濕度環境下容易消象，在實際套用中需經封膠處理，才能長期保存。（3）光導熱塑膠。加熱使塑膠軟化，在電場作用下變形，然後再冷卻使塑膠硬化，形成浮雕型位相全息圖。光導熱塑可擦除後重複使用。

磁記錄介質

磁記錄介質以其磁化的空間分布來記錄和存儲信息的磁性材料稱作磁記錄介質。從結構看，磁記錄介質可分為磁粉塗布型介質和連續薄膜型介質兩大點。按其磁性分類均屬於硬磁材料。

對磁記錄介質的主要要求是：1.剩餘磁化強度M_r高；2.矯頑力H_c適當高；3.磁滯回線（B-H）曲線接近矩形，H_c附近的dB/dH儘量大；4.磁層均勻，厚度適當.記錄密度越高，磁層越薄；5.磁性粒子的大小均勻並呈單疇狀態；6.磁致伸縮小，不產生明顯的加壓退磁效應；7.B_r和H_c等基本磁特性的溫度係數小，不產生明顯的加熱退磁效應；8.在有磁粉的場合，要求磁性粒子易分散；在磁場作用下容易取向排列，不形成磁路閉合的粒子團.表1和表2給出幾種常用磁粉和薄膜介質的主要性能.

磁記錄介質具有性能可靠、使用方便、成本低廉、易於保存和重複使用等特點，從而成為當今信息社會必不可少的信息記錄材料。

磁記錄技術及其發展磁記錄技術的發展並不漫長。1888年，美國人奧·史密斯發表論文，認為磁性錄音是可行的。1898年丹麥人普爾生將聲音信號轉變成電流，電流使電磁鐵產生磁場，將鋼絲連續磁化，然後再通過電磁感應將信號讀出來轉換為聲音。後來他又發明了支流偏磁方式改進實驗。由於普爾生對磁記錄的特殊貢獻，人們將其稱之為“磁記錄之父”。隨後由於高分子材料的進步以及交流偏磁技術和環型磁頭的發明，最終在20世紀30年代出現了磁帶錄音機。1947年，磁記錄方式被使用於存儲計算機數位訊號。

最早的硬碟是由IBM公司於1956年生產的“IBM305RAMAC”，其記錄密度只有幾個Kb/in²，容量只有5MB，卻由50個24英寸的磁碟組構成，體積同普通沙發相差無幾。但其後硬碟的面密度一直在不斷地得到迅速提高。1991年隨著磁阻磁頭（MR）的使用，加上部分回響最大似然通道（PRML）技術的採用，硬碟記錄密度的年增長率從40%增大到60%。特別是在1988年，法國巴黎大學的研究小組首先在Fe/Cr多層膜中發現了巨磁電阻（GMR）效應，並在1997年IBM公司將其套用於硬碟之上後，硬碟記錄密度的年增長率更是增大到100%。

雖然硬碟的面密度一直在以驚人的速度提高，但是這期間採用濺射法加工成連續薄膜作為硬碟介質的歷史只有20年。以薄膜作為硬碟記錄介質的階段大致可以分為以下5個階段：

第1個階段（1984-1994）是讀、寫頭都為磁感應磁頭的階段，獲取合適的記錄介質以及提高硬碟的製造技術是主要目標；

第2個階段（1990-2000）是採用了磁阻磁頭（MR）技術，大大提高了磁頭的靈敏性，降低了噪聲，提高了信噪比（SNR）。不過信噪比的提高幅度仍有限；

第3個階段（1998-2002）是採用了巨磁阻（GMR）磁頭技術，大大改善了信噪比/磁記錄密度也迅猛提高；

第4個階段是在2001年採用在記錄層下加入穩定層、虛擬增加磁粒子體積的AFC（反鐵磁性耦合）介質步入了實用化階段，在一定程度上緩解了超順磁效應極限限制的問題；

第5個階段是當前正在熱點研究並已初步實用化的技術，採用了有別於以往縱向磁記錄介質，即垂直磁記錄階段。

光記錄介質

光記錄介質是利用薄膜材料中的局部光學參數變化，例如反射率、折射率和透射率的變化代表信號的“寫人”，如果已變化區表示“1”，未變化區表示“0”，這樣就可以在薄膜上寫入數位訊號。這種光學參數的變化可以長時間保持與未變化區的區別，則寫入的信號就可以存儲，這種能實現光學參數的變化，達到記錄和讀出信號的薄膜材料稱為光記錄材料或光記錄介質。光記錄材料的品種很多，按材料不同可以分為金屬薄膜、硫族元素薄膜、多元合金薄膜和有機薄膜等；按功能可以分為可擦除重寫的薄膜和不可擦除不能重寫的薄膜。在光記錄材料中，相變材料是套用最廣泛的一類，其中硒、碲、矽及鍺類元素半導體和它們的二元、三元及多元合金材料都得到了研究及套用。和無機材料相比有機材料用作光記錄介質的研究與日俱增，它具備無機材料不可能具備的優點：（1）熔化或軟化溫度低，記錄靈敏度高；（2）熱傳導係數小，記錄點小，可獲得高的信噪比；（3）可採用旋轉塗布法制膜，成本較低；（4）光學與熱性能可以通過改變有機分子的結構來進行調整；（5）毒性小。例如用於一次寫入式光碟的介質有菁染料、酞菁、萘醌及二硫醇鎳絡合物等。螺噁嗪、螺噻喃、TCNQ金屬絡合物等光致變色化合物用作可擦重寫材料研究。

常用的全息記錄介質

與普通照相底片記錄的圖像不同，全息記錄介質需要記錄的是物光與參考光的干涉圖樣。這種干涉圖樣實際上是一系列精細的光柵結構的集合，其空間頻率常常超過1000lp/mm，而普通照相底片的空間解析度回響一般不超過200lp/mm。因此，全息記錄介質必須具有很高的空間解析度。然而，高解析度意味著低感光靈敏度。因為對感光介質的高空間解析度要求，意味著構成該介質的感光顆粒的幾何尺寸必須很小，因而其感光面積也就很小。但每個感光顆粒又必須吸收一定數量的光子才能顯影，於是，就正常曝光而言，高解析度感光介質所需能量密度遠大於低解析度介質。目前，針對不同類型全息圖的記錄和不同記錄波長，有多種類型的全息記錄材料可供選擇，主要包括鹵化銀乳膠、重鉻酸鹽明膠、光致聚合物、光致抗蝕劑、光導熱塑膠、光折變晶體、光致二向色性材料等。

高速成像用記錄介質

高速成像記錄介質分為銀鹽記錄介質（膠片）和固體成像器件（CCD和CMOS）。前者需事後處理才能得到圖像信息，但是有空間解析度高和空間頻寬積高的優勢；後者能實時記錄，但是空間解析度和空間頻寬積相對較小。

不同磁記錄介質簡介

MiniDV磁帶

以MiniDV為紀錄介質的數碼想像機在數碼攝像機市場上占有主要的地位。它是通過1/4英寸的金屬蒸鍍帶來記錄高質量的數字視頻信號。DV視頻的特點是：影像清晰，水平解析度高達500線，可產生無抖動的穩定畫面。DV視頻的亮度取樣頻率為13.5MHZ，與D1格式的相同，為了保證最好的畫質紀錄，DV使用了4：2：0（PAL）數字分量記錄系統。

MicroMV磁帶

MicroMV磁帶俗稱MV帶，是索尼公司新開發的一種數字視頻紀錄介質。它採用了MPEG-2的壓縮技術，在不降低畫面質量的前提下，能有效壓縮影像的體積，節省空間和重量。它所記錄的音視頻和DV無異，而在體積上更顯得輕。

MV帶的體積大概是DV體積的70%，使用MV帶的數碼攝像機自然在體積上也會減少。它的最大特點，就是通過內置的一塊晶片，詳細記錄音視頻在介質中的位置，方便用戶回放和搜尋。

DVCAM磁帶

DVCAM格式也是由索尼公司在1996年開發的一種視音頻儲存介質，其性能和DV幾乎一模一樣，不同的就是兩者磁跡的寬度，DV磁帶的磁跡寬度為10毫米，而DVCAM的磁跡寬度為15微米。由於記錄速度不同，DV是18.8毫米每秒，而DVCAM是28.8毫米每秒，所以兩者在記錄時間上也有所差別，DV帶是60—276分鐘的影音，而DVCAM帶可以記錄34—184分鐘。

在視頻和音頻的採錄方面，DV和DVCAM基本相同，記錄碼率為25Mbps，音頻採用48kHz和32kHz兩種採樣模式，都可以通過IEEE1394火線下載到電腦上進行非編剪輯。