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L'HISTOIRE
DU DISQUE
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PARTIE
I : LES DEBUTS DE LA REPRODUCTION DU SON : LE
DISQUE ANALOGIQUE
PARTIE II : LES SUPPORTS OPTIQUES : >LE
VIDEODISQUE A LECTURE OPTIQUE, LE COMPACT
DISC AUDIO NUMERIQUE.
PARTIE II : LES SUPPORTS OPTIQUES.
1978 LE VIDEODISQUE A LECTURE OPTIQUE
Fig1 : Les différents logos des disques optiques (de gauche à droite) : le Laserdisc (logo Pioneer), le Laserdisc, le Laservision, le CD vidéo et le CD Audio.
Le développement
technologique du vidéodisque à lecture optique ne s'est
pas fait sans heurts : des compagnies, et non des moindres, ont investi
des sommes parfois énormes dans des voies qui n'ont pas débouché
sur un succès commercial parfois jusqu'à en perdre l'indépendance,
sinon la vie. Et si toutes les entreprises qui furent à l'origine
de ces travaux (THOMSON,PHILIPS, CBS,SONY,JVC,etc.. . ) s'étaient
initialement donné comme objectif le disque vidéo, ce seront
en définitive d'autres domaines d'applications moins attendus sans
doute des premiers inventeurs qui bénéficieront en priorité
des principes retenus : compact dise audio numérique
et CD-ROM.
L'originalité de cette aventure est que le LASERVISION
analogique s'enrichisse du son numérique (bénéficiant
ainsi de la qualité sonore du CD-AUDIO) et devienne le LASERDISC.Ce
nouveau support, commercialisé en 1988,
s'imposa comme le meilleur support audio-vidéo devenant la référence
incontournable dans une installation "HOME THEATER" (cinéma
à la maison) jusqu'à l'arrivée du DVD
en 1997.
Les recherches sur les systèmes à lecture optique aboutissent
chez PHILIPS en 1978 par la démonstration
du LASERVISION.Il S'agit d'un disque épais de 2.5 mm lu par réflexion.
Conçu à l'origine dans le droit fil du disque phonographique,
ce vidéodisque devait être imprimé simultanément
sur ses deux faces puis métallisé afin d'en permettre la
lecture optique par réflexion. Mais cette technique introduisant
des perturbations non négligeable sur la distribution spatiale
des reliefs gravés sur le disque; les ingénieurs de PHILIPS
imaginèrent d'effectuer la lecture optique sur la face interne
de la gravure ainsi il n'y a plus de défaut dû au dépôt
métallique dans la localisation des microcuvettes sur le disque.
Ce nouveau pressage, cependant, impose que l'on applique un revêtement
protecteur pour sécurisé des manipulations la fine gravure
et la métallisation du support. Ce type de pressage présente
deux inconvénients : L'obligation de réaliser séparément
chacune des deux faces du disque qui doivent être collées
ensuite dos à dos pouvant entraîner des inhomogénéités
de structure. La rigueur du pressage pour obtenir une matière moulée
des plus isotrope pour permettre la séparation de l'onde réfléchie
de l'onde incidente.
Ainsi, une des grandes difficultés de production à grande
échelle du laserdisc venait de son pressage; la précision
du pressage freina à ses débuts la diversité du catalogue
LASERDISC mais le progrès aidant aujourd'hui les industriels maîtrisent
le pressage et l'europe compte désormais plus de 2000 films à
son catalogue (10000 aux états-unis,25000 au japon).
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| Fig 2a : Lecteur de Laserdisc Pionneer de 2ème génération avec télécommande à fil ! (fin années 80). | Fig 2b : Lecteur Laservision Philips 1ère génération (années 80) |
Les progrès
techniques accomplis par le vidéodisque à lecture optique
sont nombreux.
Tout d'abord, une des particularités des disques LASERDISC est
qu'ils sont gravés du centre vers la périphérie;
ainsi, ce choix permet la lecture indépendamment du diamètre
du disque utilisé. Nous avons ainsi trois formats de CD vidéo:
le disque de 12 cm de diamètre identique
au CD-AUDIO mais contenant 5 minutes de CLIP vidéo et un enregistrement
audio de 20 minutes.
le disque de 20 cm permettant 20 minutes
de vidéo par face (idéal pour le dessin animé).
le disque de 30 cm spécialisé
pour 1'enregistrement de films avec deux heures par disque (les choix
commerciaux des usines de pressage ont conduit à ne presser actuellement
que ce dernier format de disque quitte à n'enregistrer qu'une portion
du support).
Fig 3 : La famille des disques optiques (de gauche à droite) : le CD-Audio (12 cm), Le CD-Single (8cm), le CD Vidéo (12 cm), le Laserdisc (30 cm) et le Laserdisc (20 cm).
Deux types de gravure
existent ayant leurs avantages et inconvénients :
- les disques en CAV (Constant Angular Velocity)
tournent à vitesse angulaire constante et ceci du début
jusqu'à la fin du programme. Un sillon correspondant à une
image, ceci conduit à une vitesse de rotation de 1500 tours par
minute au standard européen (PAL) et de 1800 tours par minute au
standard américain (NTSC). Chaque tour étant synchronisé
par le début d'une trame, l'utilisateur pourra ainsi réaliser
des arrêts sur image, des ralentis variables et des accélérés
avant et arrière; c'est la configuration rêvée pour
décortiquer une séquence précise. Sur un disque de
30 cm de diamètre, la capacité est alors de 54000 images
hautes résolutions par face soit 36 minutes au standard européen
(30 minutes au standard américain). Ainsi ce pressage permet au
laserdisc de servir de support interactif de grande précision et
inusable (la lecture s'effectuant par laser sans contact).
Fig 4 : Surface d'un Laserdisc enregistré en CAV, chaque image correspond à un sillon : on aperçoit les données de fin de trame comme le blanking trame qui correspond aux infos de synchro (cône s'élargissant au centre de l'image).
- les disques en CLV
(Constant Linear Velocity) utilisent la même spirale de 30
km de long mais fonctionnant à vitesse linéaire constante(37
km/heure), il font ainsi varier la vitesse angulaire de 1500 tours par
minutes au centre du disque à 750 tours par minutes à la
périphérie. L'avantage principale de ce pressage réside
ainsi dans la capacité de stockage qui peut atteindre jusqu'à
64 minutes par face. Seul inconvénient majeur, cette densité
de stockage ne permet plus l'interactivité (arrêt sur image)
mais la recherche d'une image précise est toujours possible (le
bloc optique survolant le disque en rotation).
Le signal vidéo
gravé sur le disque est analogique et se présente sous la
forme d'une sinusoïde. La lecture s'effectuant par réflexion
d'un faisceau laser, il n'est plus nécessaire de conserver à
la gravure la topographie continue d'un sillon. Le relief de surface sera
donc constitué simplement par une succession de microcuvettes de
longueur et d'espacement variables dont le profil reproduit fidèlement
la forme d'onde du signal enregistré. La largeur de ces microcuvettes
est de 0.5 micromètres, leur profondeur de 0.15 micromètres
; le pas de la spirale est de 1.66 micromètres, correspondant à
600 spires au millimètre contre seulement 7 à 10 sur un
disque microsillon en vinyle. Le signal vidéo composite étant
modulé en fréquence, l'information est définie par
les points de passage à zéro d'un signal alternatif dont
la fréquence varie au gré de la modulation. Ainsi l'information
gravée le long de la spirale est-elle localisée successivement
dans la longueur d'une microcuvette et dans la distance qui sépare
cette microcuvette à la suivante. Ces intervalles varient de façon
continue; bien que quantifiés, ils sont donc significatifs d'un
signal analogique, et non numérique. Le rôle du bloc optique
est de séparer, sans aucune confusion possible, les flancs successifs
des microcuvettes ou sont localisées les informations significatives
de l'information enregistrée.
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| Fig 5a : Aux images vidéo correspondent des signaux à modulation de fréquence (MF) qui, écrétés, donnent naissance à des impulsions de largeur variable. Ce sont ces signaux qui sont utilisés pour réaliser, à la surface du vidéodisque, des microcuvettes. | Fig 5b : Caractéristiques dimensionnelles des microcuvettes enregistrées sur les Laserdiscs, réparties sur une spirale dont le pas est de 1.6 micromètes. |
De plus, trois asservissements
sont nécessaires à la lecture correcte du signal enregistré:
-un asservissement vertical, dont le rôle est de maintenir le plan
des microcuvettes dans les limites autorisées par la profondeur
de champ de la tête de lecture (compensation du voilage du disque).
-un asservissement radial destiné à assujettir le stylet
optique au suivi rigoureux de la spirale, c'est-à-dire à
quelques trois dixièmes de micromètres près (compensation
de l'excentrage du disque).
-un asservissement pour limiter le "jitter" instabilité
dans la synchronisation des images (contrôle de la vitesse de rotation
et excentrage du disque).
L'utilisation de cette technologie pour l'image et le son offre ainsi
au grand public un support inusable, -sans perte d'informations- avec
une durée de vie du support estimé à 100 ans contre
15 ans pour la vidéocassette qui , elle utilise une lecture par
contact avec dégradation du signal enregistré à chaque
lecture.
De plus, l' utilisation de la lecture par laser permet un accès
à l'image très réduit (exit les rembobinage des cassettes).
 Fig 5 : publicité SONY en faveur du support optique Laserdisc. |
Ainsi, le LASERDISC
est un support capable de délivrer une image inusable de
440 points par ligne (la vidéo-cassette n'en procure que
250 POINTS par ligne), associée à un codage du son
numérique identique à celui du CD-AUDIO. Malgré
une gestation difficile et les difficultés rencontrées
à presser des vidéodisques. aujourd'hui la fabrication
d'un LASERDISC est maîtrisée et les dernières
usines de pressage robotisées sont à la pointe du
progrès (usine PIONEER de KOFU, japon) permettant d'accroître
la production sans aucune perte qualitative. |
