數字母帶格式
在標清電視時代，盡管市場上有多種數字磁帶錄像機格式可供選擇，但數字Betacam以其近乎無損的多代復制能力、4:2:2全帶寬10比特量化的優異圖像質量、合理的磁帶尺寸、穩定可靠的性能以及負擔得起的價格牢牢占據了高端電視制作市場，成為國際間高質量電視節目交換的標準母帶格式。
進入高清電視時代以來，盡管市場上已經有幾種格式的高清數字磁帶錄像機供應但沒有一種能夠完全滿足業界對高清數字母帶的需求，因此市場上一直期待一種理想的高清母帶格式，即高清版的數字Betacam盡早問世。
高清錄像機市場現狀
以磁帶為記錄媒介的錄像機目前仍然是高清電視和數字電影拍攝、制作時使用的最重要也是技術難度最高的設備之一，目前市場上供應的高清數字錄像機主要有D6、D5HD、HDCAM以及DVCPRO HD這幾種格式。
1）D6。湯姆遜/東芝開發的D6格式錄像機也稱為VooDoo，使用與D1相同尺寸的3/4英寸盒式磁帶，最長記錄時間64分鐘，不壓縮記錄，視頻碼率995Mb/s，亮度信號帶寬30MHz，10比特量化，色差信號帶寬15MHz，8比特量化，8或12個數字聲道，是目前記錄碼率最高的數字盒式磁帶錄像機。D6其不壓縮的數字記錄提供了無損的復制質量，但由于價格昂貴以及機器和磁帶盒尺寸較大等原因，在實際的高清和數字電影制作工作中D6錄像機的使用數量非常少，無法成為主流的母帶格式。
（2）D5HD。D5HD是松下在標清數字錄像機D5的基礎上開發的1/2英寸高清數字磁帶錄像機，可以使用大小兩種尺寸的盒式磁帶，最長記錄時間124分鐘。D5HD采用場內壓縮，視頻碼率為235Mb/s（1080/60i），壓縮比5.3:1，亮度信號帶寬30MHz，色差信號帶寬15MHz，10比特量化，8個數字聲道。D5HD能夠提供10比特4:2:2全帶寬記錄，但對于高質量的母帶制作來說5.3:1的壓縮比就顯得太大了，同時將近300毫米寬的磁帶盒尺寸也比較龐大。
（3）HDCAM。HDCAM是Sony開發的1/2英寸高清數字磁帶錄像機，可以使用大小兩種尺寸的盒式磁帶，最長記錄時間124分鐘。HDCAM采用幀內壓縮，視頻碼率140Mb/s（1080/60i），壓縮比4.4:1，亮度信號帶寬24MHz，色差信號帶寬7.5MHz，8比特量化，4個數字聲道，磁帶尺寸與Betacam SP相同，有攝錄一體機機型。到2004年6月為止正在使用的HDCAM高清數字錄像機數量已經超過14000臺，是市場上使用數量最多的高清錄像機格式，可以滿足大多數高清拍攝和制作的需求，不過HDCAM不能滿足高質量母帶制作4:2:2全帶寬記錄和10比特量化的要求。
（4）DVCPRO HD。DVCPRO HD是松下在DVCPRO50的基礎上開發的1/4英寸高清磁帶錄像機，可以使用DVCPRO系列磁帶，標準磁帶最長記錄時間46分鐘。為延長記錄時間松下開發了DVCPRO HD-EX格式，EX通過采用新的大尺寸磁帶、記錄時間為124分鐘。因為EX磁帶比DVCPRO標準磁帶的尺寸大，所以EX錄像機可以兼容重放DVCPRO標準磁帶，但原有的DVCPOR HD錄像機不能重放EX磁帶。DVCPRO HD采用幀內壓縮，視頻碼率100Mb/s，壓縮比6.7:1，亮度信號帶寬20MHz，色差信號帶寬10MHz，8比特量化，8個數字聲道，可使用DVCPRO系列磁帶，有攝錄一體機機型。DVCPRO HD也不能滿足高質量母帶制作4:2:2全帶寬記錄和10比特量化的要求。
理想的高清母帶格式
業界期望的理想高清數字母帶格式至少應滿足以下條件：（1）近乎無損的多代復制能力；（2）4:2:2 全帶寬10 比特量化；（3）合理的磁帶尺寸；（4）穩定、可靠的性能；（5）滿足DTV 時代多聲道制作要求的聲道數量；（6）負擔得起的價格。
綜上所述，目前市場上的四種高清數字錄像機都不能完全符合“理想的高清數字母帶格式”的條件：D6: 價格昂貴，磁帶尺寸太大；D5: 壓縮比大（5.3:1），磁帶尺寸大；HDCAM: 有限帶寬（24MHz/7.5MHz/7.5MHz），8比特量化；DVCPRO HD: 有限帶寬（20MHz/10MHz/10MHz），8比特量化。
2003年4月Sony在NAB上首次公開展示了HDCAM SR高清數字錄像機格式——業界期盼已久的“高清版數字Betacam”，2003年12月開始正式銷售，到2004年6月銷售數量已經超過了400臺。HDCAM SR是Sony 1/2英寸平臺系列產品的最新延伸，它的優異性能完全可以滿足當前高質量高清晰度電視和數字電影拍攝以及母帶制作的要求，并為高清晰度電視和數字電影的未來發展預留了余地，是一種理想的高清數字母帶記錄格式。
HDCAM SR的主要特點
（1）高碼率高密度記錄。HDCAM SR使用的磁帶盒尺寸和記錄時間與HDCAM和數字 Betacam相同，由于采用了新的磁頭和磁帶技術HDCAM SR的磁頭-磁帶碼率為593Mb/s，視頻有效記錄碼率達到了440Mb/s，是D5HD（235Mb/s）的2倍，HDCAM（140Mb/s）的3倍，數字 Betacam（88Mb/s）的5倍，是目前世界上記錄密度最高的數字磁帶錄像機。實際上HDCAM SR磁頭-磁帶系統的有效視頻記錄碼率最高可達880Mb/s，目前的產品只利用了最高碼率的一半，因此其富余的碼流記錄能力為今后的發展預留了充分的余地。
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圖1 矯頑力和剩磁通密度 |
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圖2 HDCAM SR磁帶記錄時間 |
為了實現這樣高的記錄密度并保持Sony錄像機一貫的穩定性和可靠性，HDCAM SR在磁頭和磁帶方面采用了大量的新技術和新材料。HDCAM SR的磁跡寬度是13.2微米，只有HDCAM磁跡寬度的一半多一點，為了能在這樣窄的磁跡寬度上保證良好的磁跡跟蹤Sony采用了特殊的雙隙磁頭窄磁跡跟蹤技術。
HDCAM SR的記錄波長只有0.294微米，這樣短的記錄波長要求磁帶的磁性材料必須具有極高的矯頑力和剩磁通密度（圖1）；因為記錄波長是如此之短所以磁性層的厚度也必須大大減小，否則不同厚度磁性層上的不同磁化方向會相互抵消形成所謂的自消磁效應；為了提高磁帶的輸出還要減小磁性顆粒的尺寸；此外，為保證磁頭與磁帶更好的接觸狀態還必須提高磁帶表面的平整度。
（2）靈活的壓縮算法。HDCAM SR采用了靈活的MPEG4 SP（Studio Profile: ISO/IEC 14496-2:2001-1標準）壓縮算法，具有自由的GOP結構，其分辨率（標清電視、高清電視、2K電影分辨率數據）、量化比特數（10或12比特）以及色度取樣（4:2:2分量或4:4:4 RGB）都是可分級的，這既為當前的應用提供了優秀的性能也為未來的發展留有余地。為了獲得最大的壓縮效率，HDCAM-SR格式對逐行圖像使用幀間壓縮方式，而對于隔行圖像使用場間壓縮。
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