archiwistyka - nośniki audiowizualne.pdf - Archiwistyka - Noane

Centralne Laboratorium Konserwacji

Archiwaliów

WARSZTATY Archiwalne materiały audiowizualne. Zapis dźwięku i obrazu – nośniki mechaniczne i

magnetyczne. Archiwum Akt Nowych w Warszawie – 23-24 listopada 2006

Dietrich Schüller

Nośniki audiowizualne

Pełna wersja tekstowa prezentacji w opracowanej przez Albrechta Häfnera i Dietricha

Schüllera

Część 1: Rodzaje nośników, zasady zapisu, budowa i przewidywana

trwałość, degradacja na skutek odtwarzania, wielkości i formaty

Nośniki mechaniczne

Nośniki mechaniczne stanowią najstarszy powszechnie stosowany rodzaj nośników

używanych do zapisu i odtwarzania dźwięku. Pierwszym urządzeniem do zapisu dźwięku był

fonograf wynaleziony przez Thomasa A. Edisona w 1877 roku, następnie udoskonalony i

dostępny na rynku od roku 1888. Początkowo przewidziany do potrzeb biurowych, jako

rodzaj dyktafonu, zdobył popularność jako urządzenie służące do nagrań języka oraz muzyki

etnicznej w celach naukowych i w tym charakterze był używany do lat 50-tych XX w. Cylindry

(wałki fonograficzne) były także używane w przemyśle fonograficznym do odtwarzania

wcześniej zapisanych utworów muzycznych. Format ten nie odniósł jednak takich sukcesów

jak płyta gramofonowa i zniknął z rynku w późnych latach 20-tych. Format mechanicznych

nośników zapisu w formie płyt gramofonowych królował na rynku od końca XIX w. do lat 80-

tych XX w., kiedy to zastąpiła go płyta kompaktowa (CD).

Zasada zapisu

Dźwięk, będący funkcją zmian ciśnienia powietrza, zostaje przetworzony w drgania rylca i

zapisany na powierzchni obracającego się nośnika zapisu. Początkowo odbywało się to na

zasadach czysto mechanicznych: dźwięk, skupiony przez tubę, porusza membranę

połączoną przegubowo z rylcem zapisującym te drgania w formie rowka żłobionego na

powierzchni obracającego się cylindra pokrytego woskiem lub płyty. Odtwarzanie dźwięku

przebiega w przeciwną stronę: igła poruszając się w wyżłobionym rowku drga wprawiając w

ruch połączoną z nią przegubowo membranę, której drgania wzmacniane są dzięki tubie.

Około 1925 r. ten akustyczno-mechaniczny proces został zastąpiony elektrycznym układem

nagrywającym: poprzez mikrofon dźwięk zostaje przetworzony w sygnał elektryczny,

poruszający elektrycznie napędzany rylec żłobiący rowek. Odtwarzanie zostało także

udoskonalone dzięki elektrycznym układom głowicy adaptera, której sygnały, odpowiednio

wzmocnione, podlegają powtórnemu przetworzeniu w drgania mechaniczne w głośnikach lub

słuchawkach. Ostatnio opracowana została metoda optycznego, bezkontaktowego

odtwarzania nośników mechanicznych, która jednakże nie zdobyła szerszej akceptacji.

(Informacje dotyczące odzyskiwania sygnału z nośników mechanicznych – zob. IASA-TC 04,

5.2 i 5.3.)

Cylindry/wałki fonograficzne

Na powierzchni wałków rowki ułożone są poprzecznie. Modulacja sygnału dźwiękowego

zapewniona jest dzięki pionowym wyżłobieniom (zapis wgłębny).

Istnieją wałki nagrywane samodzielnie i fabrycznie. W pierwszej grupie zawsze mamy do

czynienia z „woskiem”, o różnym składzie chemicznym. Produkcja wałków możliwa była w

drodze kopiowania matryc, co pozwalało na tworzenie ograniczonej liczby wałków. Innym

procesem było tworzenie kopii z galwanoplastycznego negatywu, miedzianego wałka z

naniesionym „odwróconym” rowkiem na jego wewnętrznej powierzchni. Takie negatywy były

stosowane do wykonywania odlewów woskowych lub tworzenia celuloidowych

(nitrocelulozowych) pozytywowych wałków wytwarzanych pod wysokim ciśnieniem gorącej

pary. Wałek celuloidowy wypełniony był gipsowym rdzeniem w celu zapewnienia

dostatecznej stabilności.

Różne mieszanki wosku używane do wałków woskowych są względnie stabilne chemicznie,

pod warunkiem prawidłowego ich przechowywania. Wosk jest jednak wysoce podatny na

rozwój grzybów pleśniowych, a ponieważ wiele wałków fonograficznych było wcześniej

przechowywanych w nieprawidłowy sposób, pleśń jest typowym artefaktem przechowywania.

Wałki celuloidowe ulegają degradacji z powodu kruchości ich nitrocelulozowej powierzchni,

jednak w ich przypadku tak znaczna degradacja jak w przypadku filmów na podłożu

nitrocelulozowym nie jest zjawiskiem powszechnym. Wszystkie wałki woskowe oraz gipsowe

rdzenie wałków celuloidowych są niezwykle kruche.

Płyty gruborowkowe (płyty gramofonowe)

Emile Berliner wynalazł gramofon w 1887 r. Rowki na powierzchni płyty są ułożone spiralnie.

Zazwyczaj rowek na tradycyjnej płycie zawiera tzw. zapis wboczny, w przeciwieństwie do

zapisu wgłębnego na wałkach fonograficznych. Tylko kilka formatów płyt (Pathé, Edison) ma

rowki żłobione pionowo (zapis wgłębny). Istotną zaletą kształtu płyty jest możliwość łatwego

tworzenia galwanoplastycznych negatywów, używanych do powielania płyt przez

wytłaczanie. Ponieważ liczba wytłoczeń jest ograniczona, pierwszy metalowy negatyw

(„ojciec”) służy wyłącznie jako matryca do wyprodukowania metalowego pozytywu („płyty-

matki”), używanej do wyprodukowania nieograniczonej liczby metalowych matryc (zwanych

„synami”), wykorzystywanych w prasach do tłoczenia płyt. Ta zasada, opracowana pod

koniec XIX w., była także stosowana przy produkcji płyt mikrorowkowych (winylowych) i

nadal jest wykorzystywana przy tłoczeniu płyt CD i DVD.

Tłoczone płyty gruborowkowe (szelakowe) składają się z mieszaniny proszków mineralnych,

spojonych odpowiednimi dodatkami lepiącymi, początkowo zawierającymi żywicę szelakową.

Materiały te są chemicznie bardzo stabilne, pod warunkiem ich przechowywania w dość

suchym miejscu. Są jednakże kruche i tłuką się na kawałki w przypadku ich upuszczenia.

Płyty bezpośredniego zapisu (direct-cut) to nośniki produkowane z szeregu różnych

materiałów. Były one szeroko rozpowszechnione w stacjach radiowych przed nastaniem ery

taśm magnetycznych, do zapisywania i odtwarzania sygnałów z tych samych płyt bez

konieczności galwanoplastycznego przetwarzania i tłoczenia. Ich powierzchnia jest na tyle

miękka, aby możliwe było wyżłobienie rowka i na tyle twarda, aby umożliwić szereg

odtworzeń danego nagrania. Większość tych płyt to nagrania o charakterze unikalnym.

Najbardziej rozpowszechnionym rodzajem płyt bezpośredniego zapisu są płyty lakierowe,

tzw. „acetaty”. Powłoka lakierowa, składająca się głównie z nitrocelulozy, jest nośnikiem

informacji. Podłoże płyty jest zazwyczaj metalowe, czasami szklane. Powłoka lakierowa z

upływem lat staje się coraz bardziej krucha i kurczy się, co często powoduje jej pękanie i

odchodzenie od podłoża. Płyty lakierowe będące jeszcze w dobrym stanie w każdej chwili

mogą popękać. Dlatego też konieczna jest ich natychmiastowa digitalizacja, zanim jeszcze je

utracimy. Do produkcji tego rodzaju płyt wykorzystywano wiele innych materiałów, np. karton

powlekany woskiem, cynk, żelatyna, itp. W przypadku wszystkich tych materiałów musimy

zdawać sobie sprawę z poważnego zagrożenia.

Płyty mikrorowkowe (LPs, winyle)

Począwszy od końca lat 40-tych do produkcji płyt zaczęto stosować nowy materiał.

Wprowadzono kopolimer chlorku winylu (PVC) i octan poliwinylu (PVA) dla dwóch nowych

formatów: wytwórnia RCA wprowadziła na rynek siedmiocalową (= 17 cm) płytę o prędkości

45 obrotów na minutę, z trzyminutowym nagraniem na każdej stronie, pod względem czasu

nagrania będącą kontynuacją starego formatu płyty szelakowej. Columbia rozpoczęła

produkcję 10-calowych (= 25 cm) płyt długogrających, później powiększonych do formatu 12

cali (=30 cm), o prędkości 33⅓ obrotów na minutę, z czasem nagrania na każdej stronie,

odpowiednio 15 i 20 minut. Ten nowy materiał o prawie amorficznej strukturze pozwalał na

bardziej precyzyjną mechaniczną reprezentację sygnału, co z kolei umożliwiło węższe rowki,

niższe prędkości, a w konsekwencji, dłuższy czas nagrania. Amorficzna struktura pozwalała

także na znaczne zmniejszenie poziomu szumów w porównaniu z płytami szelakowymi.

Kopolimer PVC/PVA jest chemicznie bardzo stabilny. Z wyjątkiem niewielu bardzo

wczesnych płyt, wszystkie są w bardzo dobrym stanie. Materiał ten jest jednak względnie

miękki i stąd też podatny na przykład na zadrapania.

Degradacja na skutek odtwarzania

W przypadku wszystkich formatów mechanicznych, pogorszenie jakości nagrania na skutek

normalnego zużycia jest bardzo znaczące. Dlatego też większość zachowanych zapisów

mechanicznych odbiega od ich oryginalnego stanu i jakości. Jakość i prawidłowe

nastawienie sprzętu odtwarzającego jest czynnikiem istotnym nie tylko przy odtwarzaniu

sygnału. Złe dobranie i ustawienie sprzętu oraz jego nieprawidłowa obsługa mogą poważnie

uszkodzić, a nawet spowodować zniszczenie nośnika mechanicznego. Jedynie nagrania na

płytach szelakowych z lat 30-tych i późniejszego okresu oraz płytach mikrorowkowych mogą

być przenoszone na inne nośniki przez odpowiednio przeszkolony i wykwalifikowany

personel. Wałki fonograficzne, pierwsze płyty szelakowe oraz płyty bezpośredniego zapisu

należy w tym celu powierzyć doświadczonym specjalistom. Porady w tym zakresie można

uzyskać kontaktując się z Komitetem Technicznym Międzynarodowego Stowarzyszenia

Archiwów Dźwiękowych i Audiowizualnych - IASA TC.

Nośniki magnetyczne

Zapis magnetyczny wynaleziono już w XIX w. Był on wykorzystywany na niewielką skalę w

porównaniu z wałkami fonograficznymi i gramofonami. Zapis magnetyczny w obecnie

stosowanej formie opracowany został w latach 30-tych przez firmę AEG Telefunken i

wprowadzony do praktycznego wykorzystania w 1936 r. Był on szeroko stosowany w radiu

niemieckim. II wojna światowa spowodowała jednak ograniczenie zastosowania tej nowej

technologii do samych Niemiec. Po wojnie metoda zapisu magnetycznego trafiła do Stanów

Zjednoczonych, skąd rozpowszechniła się na cały świat. Wykorzystanie tej technologii zapisu

w końcu lat 40-tych i na początku lat 50-tych ograniczało się do nadawców radiowych i

przemysłu nagraniowego. Jednakże już w połowie lat 50-tych pojawiły się domowe

magnetofony pracujące na wolnych prędkościach. W latach 60-tych opracowano formaty

kasetowe, spośród których kaseta magnetofonowa wkrótce zdominowała rynek i nadal

pozostaje w użyciu. W początkowych latach ery zapisu magnetycznego pewną popularność

zdobyły magnetyczne urządzenia drutowe.

Po kilku eksperymentach, w latach 80-tych wprowadzono cyfrowy zapis dźwięku na taśmie

magnetycznej. W międzyczasie, wszystkie te początkowe profesjonalne i półprofesjonalne

formaty stały się przestarzałe. W 1987 r. opracowano R-DAT, format cyfrowej kasety

magnetofonowej, który zdobył pewną popularność w kręgach półprofesjonalnych i

profesjonalnych. Jednak do roku 2006 także stał się formatem przestarzałym.

Należy zauważyć, iż wszystkie magnetyczne formaty nagrań dźwiękowych w międzyczasie

praktycznie wyszły z użycia. Zapisy nagrań dźwiękowych, ich obróbka i przechowywanie

stały się częścią techniki komputerowej (świata komputerowego) z charakterystycznymi dla

niej nośnikami i formatami.

Począwszy od roku 1956 taśma magnetyczna zaczęła być wykorzystywana do zapisu wideo.

Do końca lat 70-tych opracowano kilka profesjonalnych szpulowych formatów zapisu. Dla

potrzeb rejestracji domowych, wczesne formaty szpulowe pojawiły się około 1970 roku, a w

roku 1980 domowe formaty kasetowe były już szeroko rozpowszechnione, spośród których

format VHS przetrwał do dzisiaj. Spośród małych, ręcznych kamer wideo popularność

zdobyły kamery na kasety 8 mm (Video8, VideoHi8), nadal używane jeszcze w pierwszych

latach XXI w. Zapis cyfrowy wszedł do profesjonalnego użycia w połowie lat 80-tych, a

cyfrowe formaty do użytku domowego pojawiły się w 1996 r.

Magnetyczne taśmy wideo są nadal w powszechnym użyciu, przewiduje się jednak, iż w

najbliższym czasie spotka je podobny los co taśmy audio: nagrania wideo i ich

przechowywanie także staną się częścią świata technologii komputerowych.

Poza specjalistycznymi formatami zapisu audio i wideo, nośniki magnetyczne są

dominującym środkiem zapisu danych w świecie technologii komputerowych. Taśma

magnetyczna odgrywa ważną rolę jako środek awaryjnego wsparcia komputera, a

zastosowanie twardych dysków (HDD), zarówno dla potrzeb profesjonalnych jak i

domowych, upowszechniło się na olbrzymią skalę. Oba rodzaje nośników stały się podstawą

profesjonalnego cyfrowego archiwizowania zapisów audio i wideo. Podczas gdy niniejsza

publikacja koncentruje się na tradycyjnych taśmach audio i wideo, opisane tu zasady, w

mniejszym lub większym stopniu, dotyczą także magnetycznych nośników komputerowych.

Zasada zapisu

Taśma magnetofonowa przesuwa się stykając się z głowica nagrywającą. Taśma jest

elektromagnesem wytwarzającym pole magnetyczne proporcjonalne do sygnału, który

otrzymuje z urządzenia nagrywającego. Ta magnetyczna informacja zostaje „zamrożona” w

magnetycznej warstwie taśmy w chwili, gdy przechodzi przez głowicę nagrywającą.

Zarejestrowany sygnał można odtworzyć w wyniku przesuwu taśmy w styku z głowica

odtwarzającą, która zbiera zmienne pole magnetyczne taśmy i przetwarza je w sygnał

elektryczny. W magnetofonach taśmowych podczas przesuwu taśmy głowica jest

nieruchoma. Analogowy sygnał wideo, podobnie jak cyfrowy sygnał audio lub wideo, ma

znacznie większą szerokość pasma (= ilość danych), co wymaga większych prędkości

zapisu danych. Problem ten został zasadniczo rozwiązany dzięki wprowadzeniu głowicy

obrotowej, dokonującej z dużą szybkością zapisu na całej szerokości taśmy, podczas gdy

taśma przesuwa się jedynie z małą prędkością.

Istotną sprawą jest zrozumienie, iż – w celu optymalnego odtworzenia sygnału z taśmy –

niezbędny jest bezpośredni kontakt taśmy z głowicą, uzasadniający konieczność utrzymania

miejsc przechowywania i obsługi urządzania w czystości.

Budowa taśm magnetycznych i stabilność poszczególnych elementów

Taśma magnetyczna składa się z dwóch warstw: podłoża taśmy i warstwy magnetycznej.

Ponadto wiele taśm jest matowanych od spodu w celu poprawienia wydajności przewijania i

ograniczenia tworzenia się ładunków elektrostatycznych.

Materiały do produkcji podłoża

Do produkcji taśm magnetycznych w kolejnych okresach ich rozwoju wykorzystywano

następujące materiały: acetylocelulozę (AC), polichlorek winylu (PVC) oraz poliester

(politereftalan etylenu, PET lub PE). Acetyloceluloza była stosowana od samego początku w

połowie lat 30-tych XX w. aż do połowy lat 60-tych, kiedy to zaczęła wychodzić z użycia.

Acetyloceluloza z czasem ulega degradacji, staje się krucha i kurczy się. Ten proces

degradacji w dużym stopniu zależy od warunków w jakich przechowywana jest taśma.

Wysoki poziom wilgotności i wysoka temperatura przyspieszają degradację. Dlatego też

wiele taśm na podłożu acetylocelulozowym trudno jest odtworzyć. Co do zasady, taśmy te

zalicza się do grupy nośników zagrożonych i w programach digitalizacji należy je traktować

priorytetowo.

Taśmy PVC, produkowane głównie w Niemczech w latach 1944 -1972, jak dotąd nie zostały

ogólnie dotknięte degradacją chemiczną. Odtwarzanie tych taśm zasadniczo nie stanowi

problemu. Jednakże z uwagi na oddziaływania elektrostatyczne, ich właściwości istotne dla

szybkości przewijania odbiegają od optymalnych.

Od końca lat 50-tych taśmy poliestrowe (PE) zaczęły stopniowo wypierać taśmy na podłożu

acetylocelulozowym (AC) i z polichlorku winylu (PVC). Od tego czasu poliester jest

wykorzystywany do produkcji wszelkiego rodzaju taśm magnetycznych. Poliester jest

mechanicznie odporny i chemicznie bardzo stabilny.

Pigmenty magnetyczne

Pierwszym szeroko rozpowszechnionym pigmentem magnetycznym był g Fe 2 O 3 ,

wykorzystywany do produkcji wszystkich taśm magnetycznych do magnetofonów

szpulowych, kaset magnetofonowych typu IEC I (żelazowych) oraz pierwszych kaset wideo

(2-calowe Quadruplex). g Fe 2 O 3 to ruda żelaza (hematyt), chemicznie stabilna. Jednakże z

uwagi na wielkość cząsteczek magnetycznych, jej możliwości w zakresie dużej gęstości

zapisu były ograniczone, ograniczając tym samym takie parametry jak prędkość zapisu i

rozmiar taśmy. Aby usprawnić praktyczne wykorzystanie taśm wideo wprowadzono

dwutlenek chromu (CrO 2 ), który pozwolił na większą gęstość danych, a w konsekwencji

wolniejsze prędkości zapisu i mniejsze taśmy. Dwutlenek chromu oraz substytuty tego

związku (domieszkowany kobaltem Fe 3 O 4 ) były głównie wykorzystywane do analogowego

zapisu wideo oraz kaset typu IEC II (chromowych). Jest on uważany za chemicznie mniej

stabilny niż tlenek żelaza, jednak jak do tej pory nie poczyniono żadnych istotnych

obserwacji w tym zakresie. Ostatnio stosowany pigment magnetyczny wytwarzany jest z

cząsteczek czystego żelaza (MP, M etal P article). Jest on wykorzystywany do cyfrowych

formatów zapisu wideo, kaset R-DAT i kaset typu IEC IV (metalowych). Z uwagi na swoje

właściwości chemiczne pigment ten jest potencjalnie podatny na utlenianie. Jednakże po

tego rodzaju problemach z pierwszymi taśmami opracowano metody zapobiegające

utlenianiu, obecnie stosowane na szeroką skalę. W perspektywie średnio- i długoterminowej

należy jednak uwzględnić taśmy produkowane w technologii MP oraz ME ( M etal E vaporated)

(taśmy z warstwą magnetyczną wytworzoną poprzez odparowanie w warunkach wysokiej

próżni) jako potencjalnie zagrożone.

archiwistyka - nośniki audiowizualne.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: