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비디오 테이프 레코더

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목차

1. 개요

비디오 테이프 레코더(VTR)는 자기 테이프에 비디오 신호를 기록하고 재생하는 장치이다. 1950년대 초에 개발되어 1970년대 가정용 VCR로 발전했으며, 1956년 암펙스(Ampex)가 횡 스캔 기술을 사용한 최초의 상업용 VTR을 출시했다. 헬리컬 스캔 기술은 1950년대 후반에 개발되어 테이프 사용 효율을 높였다. 가정용 VCR은 베타맥스, VHS 등의 형식이 경쟁했으며, VHS가 시장을 주도했다. VTR은 아날로그 오픈 릴, 전문가용 카세트, 디지털 비디오 테이프 등 다양한 형식으로 발전했으며, 한국에서는 1970년대 후반부터 보급되어 1988년 서울 올림픽을 계기로 대중화되었다.

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비디오 테이프 레코더
개요
유형자기 테이프 레코더
발명1951년
발명자존 멀린 및 찰스 긴즈버그
관련 발명품비디오 카메라, 캠코더, 텔레비전 방송, 자기 테이프 레코딩

2. 역사

비디오 테이프 레코더(VTR)가 발명되기 전까지, 생방송 텔레비전 프로그램은 주로 텔레코딩(Telecine) 또는 키네스코핑(Kinescoping)이라 불리는 방식으로 영화 필름에 기록되었다.

VTR 개발은 1951년 가수 빙 크로스비가 엔지니어 존 멀린에게 텔레비전 영상 녹화 가능성을 문의하면서 본격적으로 시작되었다. 빙 크로스비 엔터프라이즈(BCE)와 암펙스 등이 초기 개발에 참여했으나, 비디오 신호의 넓은 대역폭과 자기 헤드 기술의 한계로 인해 고정 헤드 방식의 초기 시도는 어려움을 겪었다.[2][3]

이러한 한계를 극복하기 위해 회전 헤드를 사용하는 새로운 기술들이 개발되었다. 1954년경 암펙스는 횡 스캔 기술을 개발하여 테이프 속도를 획기적으로 낮추는 데 성공했고, 이를 바탕으로 1956년 세계 최초로 상업적 성공을 거둔 2인치 쿼드러플렉스 방식의 VTR인 VRX-1000을 출시했다.[4] 이 방식은 5만달러에 달하는 높은 가격[5]과 정지 화면 재생 불가[7] 등의 단점에도 불구하고 1980년대까지 방송 표준으로 사용되었다. 초기 비디오테이프 생산은 3M이 주도했으며 공급은 제한적이었다.[6]

쿼드러플렉스의 단점을 보완한 헬리컬 스캔 방식은 이후 VTR 기술의 주류가 되었다.[8] 1959년 JVC의 시연[9]을 시작으로 1960년대에는 여러 제조사에서 헬리컬 스캔 방식의 VTR을 출시했으며[10], 가정용 비디오 레코더 시장도 점차 열리기 시작했다.[11][15] 초기 가정용 모델들은 주로 오픈 릴(Open-reel) 테이프 방식을 사용했으며, 이후 EIAJ-1과 같은 표준 형식이 등장하기도 했다.

오픈 릴 방식의 불편함은 소비자용 오디오 카세트(콤팩트 오디오 카세트, 8트랙 카트리지 등)의 성공에 힘입어 사용하기 편리한 비디오 카세트 개발로 이어지는 계기가 되었다.

한편, 초기 쿼드러플렉스 VTR은 녹화 품질은 좋았지만 정지 화면이나 느린 재생이 불가능했기 때문에, VTR 개발 이후에도 한동안 텔레코딩 방식이 편집 등의 목적으로 계속 사용되었다.

2. 1. 초기 개발

1951년 초, 빙 크로스비는 수석 엔지니어 존 T. (잭) 멀린(John T. (Jack) Mullin)에게 텔레비전 신호를 오디오처럼 테이프에 녹화할 수 있는지 물었다. 멀린이 가능할 것이라고 답하자, 크로스비는 암펙스에 제작을 요청하는 한편, 자신의 회사인 빙 크로스비 엔터프라이즈(BCE)에 멀린을 위한 연구소를 설립하여 자체 개발을 시작했다.[2] 초기 아이디어는 테이프를 매우 빠른 속도로 구동하면 비디오 신호 녹화에 필요한 넓은 대역폭을 확보할 수 있다는 것이었다. 그러나 비디오 신호는 오디오 신호보다 훨씬 넓은 대역폭(6 MHz 대 20 kHz)을 가지므로 매우 빠른 테이프 속도가 필요했고, 당시 자기 헤드 기술로는 테이프 속도와 관계없이 1MHz 이상의 대역폭을 녹화할 수 없다는 근본적인 문제가 있었다.

고정된 헤드를 사용하는 오디오 레코더 방식의 초기 비디오 녹화 시도는 실패했다. 1951년 11월 11일 BCE에서 이루어진 첫 시연 결과는 매우 조악한 화질을 보여주었다. 비슷한 시기인 1952년 BBC는 비전 전자 녹음 장치(VERA)라는 고속 다중 트랙 기기를 개발했다.[3] 이 기기는 약 53.34cm(53.5cm) 릴에 감긴 얇은 강철 테이프를 초당 약 508.00cm(510cm)가 넘는 속도로 구동했지만, 녹화 시간이 짧고 엄청난 양의 테이프가 필요해 널리 사용되지 못했다.

1952년까지 BCE는 다중 트랙 방식으로 전환했지만 여전히 대역폭 한계에 부딪혔다. 1953년, BCE는 자기 헤드 설계 자체가 문제임을 발견하고 이를 개선하여 1MHz 이상의 대역폭을 기록하는 데 성공했다.[2] BCE와 암펙스는 협력 관계였기에 이 새로운 헤드 디자인을 공유했고, 암펙스도 이를 자사의 레코더에 적용했다. 1955년 BCE는 초당 약 254.00cm 속도로 작동하는 방송 품질의 컬러 레코더를 시연했고, CBS 방송국은 3대를 주문했다. 그러나 고정 헤드 방식은 근본적으로 비현실적인 테이프 속도를 요구했기에, 실용적인 비디오 녹화 기술은 테이프를 느리게 구동하면서도 넓은 대역폭을 기록할 수 있는 새로운 방법을 찾아야 한다는 점이 분명해졌다.

1953년 텔레풍켄의 에두아르트 쉴러는 헬리컬 스캔 기술의 기초가 되는 특허를 냈다. 또 다른 돌파구는 1954년경 암펙스가 개발한 횡단 스캔(transverse scan) 기술이었다. 이 방식은 회전하는 드럼에 녹화 헤드를 장착하여 테이프를 가로질러 트랙을 기록했다. 테이프의 좁은 영역이 아닌 전체 폭을 활용함으로써 데이터 밀도를 획기적으로 높여 테이프 속도를 초당 약 38.10cm까지 낮출 수 있었다. 이를 기반으로 암펙스는 1956년 세계 최초로 상업적 성공을 거둔 비디오테이프 레코더인 암펙스 VRX-1000을 출시했다. 이 제품은 약 5.08cm(5.1cm) 너비의 테이프를 사용하는 2″ 쿼드러플렉스 형식을 사용했다.[4] 하지만 가격이 5만달러에 달해 대형 텔레비전 네트워크나 일부 대형 방송국만 구매할 수 있었다.[5]

1957년 초까지 고품질 비디오테이프를 생산할 수 있는 유일한 제조업체는 3M이었으며, 생산 과정이 매우 까다로웠다. 미국의 3대 네트워크는 1957년 4월 28일 '일광 절약 시간제 전환' 방송부터 비디오테이프를 공식적으로 사용하기 시작했는데, 당시 "사용 가능한 테이프 롤이 50개도 채 되지 않았을 정도로" 공급이 부족했다.[6]

암펙스의 쿼드러플렉스 자기 테이프 비디오 녹화 시스템은 테이프의 움직임이 멈추면 재생 헤드에 그림의 단일 세그먼트(각 세그먼트의 그림의 16개 라인)만 존재하기 때문에 깨끗한 일시 정지 또는 정지 화면 기능이 없다는 등의 몇 가지 제한 사항이 있다. 따라서 테이프가 정상 속도로 재생될 때만 인식 가능한 그림을 재현할 수 있다.[7] 그러나 단점에도 불구하고 약 1980년까지 방송 스튜디오 표준으로 남아 있었다. 헬리컬 스캔 시스템은 이러한 제한 사항을 극복했다.[8]

1959년 JVC는 KV-1이라는 첫 번째 헬리컬 스캔 VTR을 시연했다.[9] 1963년 필립스(Philips)는 EL3400 약 2.54cm 헬리컬 스캔 레코더(기업 및 가정용 사용자 대상)를 출시했고, 소니(Sony)는 사업, 의료, 항공 및 교육용으로 제작된 첫 번째 오픈 릴 VTR인 약 5.08cm PV-100을 출시했다.[10]

노팅엄 전자 밸브 회사가 생산하여 1963년 6월 24일 시연된 텔칸(Telcan)은 최초의 가정용 비디오 레코더였다.[11] 이것은 장치 또는 키트 형태로 60파운드에 구입할 수 있었다. 그러나 몇 가지 단점이 있었다. 비싸고 조립하기 쉽지 않았으며 한 번에 20분만 흑백으로 녹화할 수 있었다.[12][13][14]

1965년에 처음 출시된 소니 모델 CV-2000은 가정용으로 제작된 최초의 VTR이며 반인치(약 1.27cm) 테이프를 기반으로 한다.[15] 암펙스와 RCA는 1965년에 1000USD 미만의 가격으로 가정용 시장을 위한 자체 오픈 릴 흑백 VTR을 출시했다. 가정에서 재생할 수 있는 사전 녹화된 비디오는 1967년에 출시되었다.[16]

EIAJ-1 형식은 다양한 제조업체에서 사용하는 표준 반인치(약 1.27cm) 형식이다. EIAJ-1은 오픈 릴 형식이다. EIAJ-2는 공급 릴은 포함하지만 테이크업 릴은 포함하지 않는 카트리지를 사용한다. 테이크업 릴이 레코더의 일부이므로 카트리지를 제거하기 전에 테이프를 완전히 되감아야 하며, 이는 비교적 느린 절차이다.

비디오 카세트의 개발은 1962년의 스테레오-팩 4트랙 오디오 카트리지, 1963년의 콤팩트 오디오 카세트 및 인스타매틱 필름 카트리지, 1965년의 8트랙 카트리지 및 1966년의 슈퍼 8 가정용 영화 필름 카트리지 등 소비자 품목에서 오픈 릴 시스템을 대체하는 다른 제품에 이어 개발되었다.

비디오 테이프 레코더가 발명되기 전에는 라이브 비디오가 텔레코딩 또는 키네스코핑이라고 하는 프로세스로 영화 필름 재고에 녹화되었다. 첫 번째 쿼드러플렉스 VTR은 좋은 품질로 녹화되었지만 녹화 속도를 늦추거나 정지 화면을 만들 수 없었기 때문에 키네스코핑 프로세스는 첫 번째 VTR의 개발 후 약 10년 동안 계속 사용되었다.

2. 2. 횡 스캔 및 헬리컬 스캔

자기테이프에 텔레비전 영상을 기록하는 자기녹화(Magnetic Recording) 기술은 초기에 많은 기술적 난제를 안고 있었다. 1951년, 가수 빙 크로스비(Bing Crosby)는 엔지니어 존 멀린(John T. (Jack) Mullin)에게 텔레비전 녹화 가능성을 물었고, 이후 크로스비의 후원으로 BCE(Bing Crosby Enterprises)와 암펙스(Ampex)에서 연구가 시작되었다.[2] 가장 큰 문제는 비디오 신호가 오디오 신호보다 훨씬 넓은 대역폭(약 6 MHz 대 20 kHz)을 가져, 이를 기록하기 위해 매우 빠른 테이프 속도가 필요하다는 점이었다. 하지만 당시 자기 헤드 기술로는 테이프 속도와 관계없이 1 MHz 이상의 대역폭을 기록하기 어려웠다.

고정된 헤드를 사용하는 오디오 레코더 방식의 초기 비디오 녹화 시도는 1951년 11월 BCE의 시연에서 매우 낮은 화질을 보이는 등 실패로 돌아갔다. BBC 역시 1952년 고속 다중 트랙 기기인 비전 전자 녹음 장치(VERA)를 개발했으나, 초당 510cm가 넘는 속도로 53.5cm 릴의 강철 테이프를 사용해야 하는 비효율성 때문에 널리 사용되지 못했다.[3] 1953년 BCE는 자기 헤드 설계의 한계를 극복하여 1 MHz 이상의 대역폭 기록에 성공했고, 이 기술은 협력 관계였던 암펙스와 공유되었다.[2]

이러한 고정 헤드 방식의 한계를 극복하기 위해 새로운 접근법이 모색되었다. 1953년 텔레풍켄(Telefunken)의 에두아르트 쉴러(Eduard Schüller)는 헤드가 드럼을 따라 비스듬히 회전하며 테이프에 긴 대각선 트랙을 기록하는 헬리컬 스캔(Helical Scan) 기술을 특허받았다. 한편, 1954년경 암펙스는 회전하는 드럼에 녹화 헤드를 장착하여 테이프를 가로질러 횡 방향으로 트랙을 기록하는 횡 스캔(Transverse Scan) 기술을 개발했다. 이 방식은 테이프 전체 폭을 활용하여 데이터 밀도를 높임으로써 테이프 속도를 초당 약 38.10cm(38.1cm/sec)까지 낮출 수 있었다.

1956년, 암펙스는 횡 스캔 방식을 적용한 세계 최초의 상업용 비디오테이프 레코더(VTR)인 VRX-1000을 발표했다. 이 기기는 약 5.08cm(5.1cm) 너비의 테이프를 사용하는 2인치 쿼드러플렉스(Quadruplex) 형식을 사용했으며, 4개의 헤드가 고속 회전하며 테이프에 가로 방향 트랙을 기록했다.[4] 각 트랙은 TV 주사선 16줄 분량의 정보를 담았고, 32개 트랙으로 한 프레임을 구성했다. 높은 가격(50000USD) 때문에 주로 대형 방송사에서만 도입할 수 있었다.[5] 초기 비디오테이프는 3M에서만 생산 가능했고 공급량도 매우 부족했다.[6] 쿼드러플렉스 시스템은 테이프 정지 시 완전한 화면을 보여주지 못하는 단점이 있었지만[7], 1980년대까지 방송 표준으로 널리 사용되었다.

헬리컬 스캔 기술은 횡 스캔의 단점인 정지 화면 재생 불가 문제를 해결할 수 있었다.[8] JVC는 1959년 최초의 헬리컬 스캔 VTR인 KV-1을 시연했고[9], 1963년에는 필립스(Philips)가 1인치 헬리컬 스캔 레코더 EL3400을, 소니(Sony)가 전문가용 2인치 오픈 릴 VTR인 PV-100을 출시했다.[10]

가정용 비디오 레코더 개발도 이어졌다. 1963년 영국의 텔칸(Telcan)이 최초의 가정용 VTR로 소개되었으나[11], 여러 단점으로 인해 대중화되지는 못했다.[12][13][14] 본격적인 가정용 VTR 시장은 1965년 소니의 반인치 테이프 기반 CV-2000 모델 출시와 함께 열렸다.[15] 같은 해 암펙스와 RCA도 1000USD 미만의 가정용 모델을 내놓았고, 1967년부터는 사전 녹화된 테이프도 판매되기 시작했다.[16] 이후 여러 제조사들이 호환성을 위해 반인치 오픈 릴 테이프 표준인 EIAJ-1 형식을 채택했다. 오픈 릴 방식의 불편함은 이후 사용 편의성을 높인 비디오 카세트 개발로 이어지는 계기가 되었다.

2. 3. 가정용 VCR의 등장

기존 개방형 릴 시스템의 여러 단점은 비디오 카세트 레코더(VCR)의 발명으로 해결되었다. VCR에서는 비디오 테이프가 사용하기 편리한 비디오 카세트 안에 들어 있어, 이후 소비자들에게 가장 익숙한 형태의 VTR이 되었다. 이 방식은 테이프가 카세트 내부의 두 릴에 미리 연결되어 있어 테이프를 넣고 빼는 과정이 자동화되었다. 사용자가 직접 테이프를 만질 필요가 없어졌고, 먼지나 오염, 테이프 정렬 불량으로 인해 녹화 장치가 손상될 위험으로부터 미디어를 보호할 수 있었다. 일반적으로 사용자가 비디오 카세트의 테이프를 만지게 되는 경우는 테이프가 기기에 걸리는 고장이 발생했을 때뿐이었다.

가정용 VCR은 1970년대 초반에 처음 등장했다. 소니(Sony)는 1971년에 VO-1600 모델을 출시했고[17], 필립스(Philips)는 1년 뒤 영국에서 모델 1500을 선보였다.[18] 소비자 시장에서 처음으로 성공을 거둔 시스템은 1975년 소니(Sony)가 출시한 베타맥스(Betamax)였다. 곧이어 1977년 JVC(JVC)가 경쟁 규격인 VHS(Video Home System)를 내놓았고[18], 이후 필립스(Philips)의 비디오 2000, 산요(Sanyo)의 V-코드, 퀘이사(Quasar)의 Great Time Machine 등 다른 형식들도 등장했다.

다른 경쟁자들이 빠르게 시장에서 사라지면서 곧 베타맥스와 VHS 간의 형식 전쟁이 시작되었다. 시간이 지나면서 베타맥스의 판매량은 점차 줄어들었고, 몇 년 후 VHS가 형식 전쟁의 최종 승자가 되었다. 1988년에는 소니마저 자체적으로 VHS 기기를 판매하기 시작했으며, 비록 베타맥스 형식을 계속 지원한다고는 했지만 사실상 세계 대부분 지역에서 더 이상 찾아보기 어려운 형식이 되었다. 다만 남아메리카 일부 지역과 일본에서는 베타맥스가 계속 인기를 유지했으며, 2002년 말까지 생산되었다.[19]

이후 기술 발전에 따라 아날로그 자기 테이프는 디지털 비디오 테이프 형식으로 상당 부분 대체되었다. 더 나아가 비디오 카세트와 VCR은 특히 소비자 시장에서 DVD나 이후 등장한 블루레이와 같은 광 디스크 미디어로 점차 자리를 내주게 되었다.

2. 4. 베타맥스 대 VHS

1970년대 초 가정용 비디오 카세트 레코더(VCR)가 등장하면서, 1975년 소니(Sony)는 베타맥스(Betamax) 형식을 출시했다. 이는 소비자에게 성공을 거둔 최초의 시스템 중 하나였다.[17] 곧이어 1977년 JVC(JVC)가 경쟁 포맷인 VHS(Video Home System)를 선보였고,[18] 이후 필립스(Philips)의 비디오 2000, 산요(Sanyo)의 V-코드, 퀘이사(Quasar)의 Great Time Machine 등 다른 형식들도 시장에 나왔다.

다양한 포맷들이 등장했지만, 결국 시장은 베타맥스와 VHS의 형식 전쟁으로 좁혀졌다. 다른 경쟁자들은 빠르게 시장에서 사라졌고, 베타맥스와 VHS 간의 치열한 경쟁이 시작되었다. 시간이 흐르면서 베타맥스의 판매량은 점차 감소했고, 몇 년 후 VHS가 형식 전쟁의 최종 승자로 떠올랐다. 심지어 베타맥스를 개발했던 소니마저 1988년부터 자체적으로 VHS 방식의 VCR을 생산 및 판매하기 시작했다. 소니는 베타맥스 포맷에 대한 지원을 계속한다고 주장했지만, 사실상 세계 대부분 지역에서 베타맥스는 더 이상 찾아보기 어려운 형식이 되었다. 다만, 남아메리카 일부 지역과 일본에서는 베타맥스가 꾸준한 인기를 유지하며 2002년 말까지 생산이 계속되었다.[19]

3. 기술

자기 테이프에 텔레비전 영상을 기록하는 것을 자기녹화(video tape recordingeng)라고 한다. 오디오 신호에 비해 훨씬 넓은 대역폭(6 MHz 대 20 kHz)을 가진 비디오 신호를 자기 테이프에 기록하려는 시도는 초기에 많은 기술적 어려움에 부딪혔다. 단순히 테이프 속도를 높이는 것만으로는 필요한 대역폭을 확보하기 어려웠고, 자기 헤드 설계 자체도 1MHz 이상의 대역폭을 기록하는 데 한계가 있었다.[2]

1951년, 가수 빙 크로스비(Bing Crosby)의 제안으로 그의 회사 빙 크로스비 엔터프라이즈(BCE)와 암펙스(Ampex) 등에서 본격적인 비디오 녹화 기술 개발이 시작되었다.[2] 초기에는 오디오 레코더와 유사한 고정 헤드 방식을 시도했으나 결과는 좋지 않았다. 1952년 BBC는 고속 다중 트랙 방식의 비전 전자 녹음 장치(VERA)를 개발했지만, 엄청난 양의 테이프 소모로 인해 실용화되지는 못했다.[3]

기술적 돌파구는 자기 헤드 설계 개선에서 나왔다. 1953년 BCE는 1MHz 이상의 대역폭을 기록할 수 있는 새로운 헤드 설계를 개발했고, 이는 암펙스와 공유되었다.[2] 이와 별개로 1953년 독일 텔레풍켄(Telefunken)의 에두아르트 쉴러(Eduard Schüller)는 헬리컬 스캔 기술을 특허받았다.

실질적인 비디오 녹화 기술의 상용화는 암펙스가 1954년경 개발한 횡 스캔(Quadruplex) 기술을 통해 이루어졌다. 이는 회전하는 드럼의 헤드가 테이프를 가로질러 신호를 기록하는 방식으로, 비교적 느린 테이프 속도로도 높은 데이터 밀도를 구현했다. 1956년 출시된 암펙스 VRX-1000은 세계 최초로 상업적인 성공을 거둔 비디오테이프 레코더(VTR)였으며, 약 5.08cm 너비의 테이프를 사용하는 쿼드러플렉스 형식을 채택했다.[4] 그러나 5만달러에 달하는 높은 가격 때문에 주로 방송국에서만 사용되었다.[5] 당시 고품질 비디오테이프는 3M만이 생산 가능했으며, 1957년 미국 방송사들이 비디오테이프 사용을 공식화했을 때 가용 테이프는 50롤도 채 되지 않을 정도로 공급이 부족했다.[6] 쿼드러플렉스 방식은 구조상 깨끗한 정지 화면 재생이 불가능하다는 단점이 있었다.[7]

이후 헬리컬 스캔 방식이 대안으로 부상했다. 1959년 JVC가 최초의 헬리컬 스캔 VTR(KV-1)을 시연했고[9], 1963년 필립스(Philips)는 기업 및 가정용 EL3400(1인치 테이프 사용)을, 소니(Sony)는 전문가용 PV-100(2인치 오픈 릴 방식)을 출시했다.[10] 헬리컬 스캔 방식은 트랙 하나에 영상 한 필드 또는 프레임 전체를 기록할 수 있어 구조가 단순하고 정지 화면 구현이 용이하다는 장점이 있었다.[8]

가정용 비디오 레코더 개발 시도도 이어졌다. 1963년 영국의 텔칸(Telcan)이 최초의 가정용 비디오 레코더를 선보였으나[11], 비싼 가격, 짧은 녹화 시간(20분 흑백), 조립의 어려움 등으로 널리 보급되지는 못했다.[12][13][14] 1965년 소니는 반인치 테이프를 사용하는 가정용 VTR인 CV-2000을 출시했고[15], 암펙스와 RCA도 1천달러 미만의 흑백 오픈 릴 VTR을 내놓았다.[16] 이후 여러 제조사가 참여하는 표준 반인치 오픈 릴 포맷인 EIAJ-1이 등장하기도 했다.

오픈 릴 방식의 불편함을 해소하기 위해 오디오 분야의 콤팩트 카세트나 8트랙 카트리지처럼 비디오 테이프를 카세트에 담는 방식이 개발되기 시작했다. 이는 이후 비디오카세트 레코더(VCR) 시대를 열게 된다.

VTR이 발명되기 전에는 생방송 영상을 영화 필름에 기록하는 텔레코딩(키네스코핑) 방식이 사용되었다. 초기 VTR은 화질은 좋았으나 정지 화면이나 느린 재생이 불가능했기 때문에, 키네스코핑 방식은 VTR 등장 이후에도 한동안 병행 사용되었다.

3. 1. 횡 스캔 방식

자기테이프에 텔레비전 영상을 기록하는 자기 녹화(video tape recording영어) 기술 중 하나이다. 1956년 미국의 암펙스사(Ampex 社)가 발표한 것이 최초이다. 초기 방식은 테이프 폭이 50mm에 달했으며, 테이프 속도는 38.1cm/sec였다. 테이프에 밀착된 4개의 녹화 헤드가 고속으로 회전하며, 이 헤드의 회전과 테이프의 이동을 통해 테이프에는 거의 수직에 가까운 형태로 신호가 기록된다. 이 기록선 한 줄에는 실제 TV 영상의 주사선 16줄 분량이 기록되어, 총 32줄로 영상 1화면을 녹화할 수 있었다. 1화면 분량의 테이프 길이는 약 13mm 정도였다. 텔레비전 영상 신호(비디오 신호)는 4.5MHz이며, 이를 AM(진폭 변조) 방식으로 변조하여 녹화하고, 재생 시에는 복조하여 영상을 재현했다. 주파수가 높아 헤드 틈(gap)은 2µm로 매우 좁았고, 테이프와 헤드의 밀착이 중요하여 진공으로 흡착시키는 방식을 사용했다. 이 때문에 헤드 마모가 심해 자주 교체해야 하는 단점이 있었다.

횡 방향 스캔 기술은 빠르게 회전하는 드럼에 기록 헤드를 장착하여 움직이는 테이프에 신호를 기록하는 방식이다. 헤드는 테이프를 가로 또는 거의 수직으로 이동하며 연속적인 평행 트랙을 만든다. 이를 통해 테이프 전체 폭을 활용하여 단위 면적당 더 많은 데이터를 저장할 수 있다. 이는 오디오 테이프 녹음처럼 테이프 아래에 단일 트랙을 기록하는 고정 헤드 방식과 대조된다. 헤드는 고대역폭의 비디오 신호를 기록하기 위해 테이프를 가로질러 고속으로 움직이지만, 테이프 자체는 상대적으로 느린 속도로 기계를 통과한다. 또한, 테이프 가장자리에는 고정 기록 헤드로 3개의 일반 트랙이 기록된다. 정확한 재생을 위해 헤드와 테이프의 움직임을 동기화하는 제어 트랙(control track)이 기록되며, 나머지 두 트랙은 오디오 채널과 큐잉(cueing) 트랙으로 사용된다.

초기 기기인 암펙스의 약 5.08cm 쿼드플렉스 시스템은 드럼에 4개의 헤드를 장착하고 14,400RPM으로 회전시켜 테이프에 거의 수직인 트랙을 기록했다. 이 방식은 약 5.08cm 테이프 기준으로 NTSC 방식 영상 프레임 하나당 16개의 트랙, PAL 방식 프레임 하나당 20개의 트랙을 필요로 했다.

이후 등장한 헬리컬 스캔 방식은 회전축이 기울어진 드럼을 사용하여 테이프가 드럼 주위를 나선형으로 감기면서 헤드가 테이프를 비스듬히 가로질러 긴 대각선 트랙을 기록한다. 이는 쿼드플렉스 시스템처럼 테이프를 거의 수직으로 가로지르는 것과 다르며, 트랙 하나에 영상의 한 필드 또는 프레임 전체를 기록할 수 있어 전자회로와 타이밍 시스템을 단순화하는 장점이 있다. 또한, 헬리컬 스캔 방식은 테이프를 멈춰 특정 트랙을 반복 재생함으로써 정지 화면(프리즈 프레임) 기능을 구현하기 용이하다.

이 기록 기술은 타이밍 오류 발생 가능성이 있다. 이론적으로는 기계가 일정한 속도로 작동하면 문제가 없지만, 실제로는 속도 변동 등이 발생하여 재생 타이밍이 원본 신호와 달라질 수 있다. 종 방향 오류는 캡스턴 회전 속도 변화, 테이프 늘어짐, 테이프 걸림 등으로 인해 발생하며, 이는 오디오 녹음에서 발생하는 와우나 플러터 현상과 유사하다. 횡 방향 오류는 스캔 드럼 회전 속도 변화나 헤드와 테이프 간 각도 차이 때문에 발생하며, 이는 주로 비디오 트래킹 조절로 해결한다. 이러한 오류는 무시할 수 없는 수준이지만, 제어 트랙을 기록하여 오류를 감지하고 서보 기구를 통해 보정함으로써 문제를 크게 줄일 수 있다.

3. 2. 헬리컬 스캔 방식

Helical scan|헬리컬 스캔eng 방식은 회전축이 기울어진 드럼을 사용하여 자기 테이프에 신호를 기록하는 기술이다. 테이프는 아이들 휠에 의해 드럼 주위를 나선형 경로로 감싸며 이동한다. 이 방식은 초기 비디오 테이프 레코더(VTR)에 사용된 쿼드플렉스 방식과 대조된다. 쿼드플렉스 방식에서는 4개의 헤드가 드럼에 장착되어 테이프를 가로지르며(횡 방향 스캔) 여러 개의 짧은 트랙에 비디오 정보를 나누어 기록했다.

반면, 헬리컬 스캔 방식에서는 회전하는 헤드가 테이프 면에 대해 비스듬한 각도로 접촉하며 지나간다. 이로 인해 테이프에는 길고 대각선 형태의 트랙이 나선형으로 기록된다. 이 긴 트랙 하나에 비디오 신호의 한 field|필드eng 또는 한 frame|프레임eng 전체를 담을 수 있다는 장점이 있다. 이는 쿼드플렉스 방식보다 전자 회로나 타이밍 시스템을 단순화하는 데 기여했다. 또한, 테이프 전송을 멈추면 헤드가 동일한 트랙을 반복해서 읽게 되어, 재생 중에 화면을 멈추는 freeze frame|정지 화면eng(프리즈 프레임) 기능을 비교적 쉽게 구현할 수 있게 되었다.

하지만 헬리컬 스캔 방식은 기계적인 요소로 인해 타이밍 오류가 발생할 가능성이 있다. 테이프를 감아 돌리는 캡스턴의 속도 변화, 테이프 자체의 늘어남, 또는 기계 내부에서의 걸림 등은 테이프의 진행 방향(종 방향)으로 오류를 일으킬 수 있다. 이는 오디오 녹음에서의 와우나 플러터 현상과 유사하다. 또한, 헤드 드럼의 회전 속도 변화나 테이프와 헤드 사이의 각도 변화는 테이프를 가로지르는 방향(횡 방향)으로 오류를 유발할 수 있다. 이러한 횡 방향 오류는 주로 트래킹 조정을 통해 해결한다.

이러한 타이밍 오류 문제를 해결하기 위해, 비디오 신호와 별도로 테이프 가장자리에 control track|제어 트랙eng(컨트롤 트랙)이라는 동기 신호를 기록한다. 재생 시 이 제어 트랙 신호를 기준으로 삼아, 서보 기구가 테이프 속도나 헤드 회전 속도를 미세하게 조정하여 원래의 타이밍과 일치하도록 보정한다. 이를 통해 타이밍 오류로 인한 화면 왜곡을 크게 줄일 수 있다.

3. 3. VCR

기존 개방형 릴 시스템의 여러 단점은 비디오카세트 레코더(VCR)의 발명으로 극복되었다. VCR은 비디오 테이프가 사용자 친화적인 비디오 카세트 안에 들어 있는 방식이다. 이는 이후 소비자들에게 가장 익숙한 형태의 VTR이 되었다. VCR 시스템에서는 테이프가 카세트 내부의 두 개 릴에 미리 부착되어 있어 테이프 로딩 및 언로딩이 자동으로 이루어진다. 사용자가 직접 테이프를 만질 필요가 없으며, 기록 메커니즘을 손상시킬 수 있는 먼지나 오염, 테이프 정렬 불량 문제로부터 미디어를 보호할 수 있다. 일반적으로 사용자가 비디오 카세트의 테이프를 만지게 되는 경우는 테이프가 기기 내부에 걸리는 고장이 발생했을 때 정도이다.

가정용 VCR은 1970년대 초 처음 등장했다. 소니(Sony)는 1971년에 VO-1600 모델을 출시했고[17], 필립스(Philips)는 1년 뒤 영국에서 모델 1500을 출시했다.[18] 소비자에게 성공을 거둔 최초의 시스템은 1975년 소니의 베타맥스(Betamax, 또는 베타)였다. 곧이어 1977년 JVC의 경쟁 포맷인 VHS가 등장했으며[18], 이후 필립스의 비디오 2000, 산요(Sanyo)의 V-코드, 퀘이사(Quasar)의 Great Time Machine 등 다른 형식들도 출시되었다.

다른 경쟁 포맷들이 빠르게 사라지면서 베타맥스와 VHS 간의 형식 전쟁이 시작되었다. 시간이 지나면서 베타맥스 판매는 점차 줄어들었고, 몇 년 후 VHS가 형식 전쟁의 승자로 떠올랐다. 1988년에는 소니마저 자체 VHS 기기를 판매하기 시작했다. 소니는 여전히 베타맥스를 지원한다고 주장했지만, 사실상 세계 대부분 지역에서 베타맥스 형식은 더 이상 찾아보기 어렵게 되었다. 남아메리카 일부 지역과 일본에서는 베타맥스가 계속 인기를 유지했으며, 2002년 말까지 생산되었다.[19]

이후 기술 발전에 따라 아날로그 자기 테이프는 디지털 비디오 테이프 형식으로 상당 부분 대체되었다. 더 나아가 VTR 시장의 많은 부분, 특히 소비자 시장에서 인기를 끌었던 비디오 카세트와 VCR은 DVD 및 이후 등장한 블루레이와 같은 광 디스크 미디어로 대체되었다.

4. 포맷 및 제품

1951년 초, 가수 빙 크로스비는 엔지니어 존 T. 멀린에게 텔레비전 영상도 오디오처럼 테이프에 녹화할 수 있는지 물었고, 멀린은 가능할 것이라고 답했다. 이에 크로스비는 암펙스(Ampex)와 자신의 회사 빙 크로스비 엔터프라이즈(BCE)에 VTR 개발을 의뢰했다.[2] 초기 연구자들은 테이프를 매우 빠른 속도로 움직이면 비디오 신호 녹화에 필요한 넓은 대역폭(오디오 20kHz 대비 비디오 6MHz)을 확보할 수 있다고 믿었다. 하지만 자기 헤드 기술의 한계로 1MHz 이상의 대역폭을 기록하는 것이 불가능하다는 또 다른 문제에 직면했다.

오디오 레코더처럼 고정된 헤드를 사용하는 초기 비디오 녹화 시도는 실패했다. 1951년 11월 BCE의 첫 시연 결과는 매우 조악한 화질을 보여주었다. BBC는 1952년 VERA(Vision Electronic Recording Apparatus)라는 고속 다중 트랙 기기를 개발했지만, 초당 약 508.00cm(510cm)가 넘는 속도로 움직이는 약 53.34cm(53.5cm) 릴의 강철 테이프를 사용해야 했고, 녹화 시간이 짧아 널리 쓰이지 못했다.[3]

1953년 BCE는 자기 헤드 설계 문제를 해결하여 1MHz 이상의 대역폭 기록에 성공했고, 이 기술은 협력 관계였던 암펙스와 공유되었다.[2] 1955년 BCE는 초당 약 254.00cm 속도로 작동하는 방송 품질의 컬러 레코더를 시연했다. 그러나 고정 헤드 방식은 비현실적으로 빠른 테이프 속도를 요구했기에, 실용적인 VTR 개발을 위해서는 새로운 접근법이 필요했다.

두 가지 주요 기술이 대안으로 등장했다. 첫째는 1953년 텔레풍켄(Telefunken)의 에두아르트 쉴러가 특허를 낸 헬리컬 스캔 방식이다. 둘째는 1954년경 암펙스가 개발한 횡 스캔(transverse scan) 기술이다. 횡 스캔 방식은 회전하는 드럼에 녹화 헤드를 장착하여 테이프를 가로질러 기록하는 방식으로, 데이터 밀도를 크게 높여 테이프 속도를 초당 약 38.10cm까지 낮출 수 있었다. 이를 기반으로 암펙스는 1956년 세계 최초로 상업적인 성공을 거둔 VTR인 VRX-1000을 출시했다. 이 제품은 2인치 쿼드러플렉스 포맷을 사용했으며,[4] 가격은 5만달러에 달해 주로 대형 방송사만 구매할 수 있었다.[5] 당시 비디오테이프 생산은 3M이 거의 독점했으며 품질 확보에 어려움이 많았다.[6] 쿼드러플렉스 방식은 1980년대까지 방송 표준으로 사용되었지만, 테이프가 멈추면 화면 일부만 헤드에 닿기 때문에 깨끗한 정지 화면을 구현할 수 없는 단점이 있었다.[7] 반면, 헬리컬 스캔 방식은 이러한 제약을 극복할 수 있었다.[8]

1959년 JVC는 최초의 헬리컬 스캔 VTR인 KV-1을 선보였다.[9] 1963년에는 필립스가 기업 및 가정용 사용자를 대상으로 한 1인치 헬리컬 스캔 레코더 EL3400을, 소니는 전문가용 2인치 오픈 릴 VTR인 PV-100을 출시했다.[10]

가정용 비디오 레코더의 시초는 1963년 6월 24일 시연된 텔칸(Telcan)이다.[11] 완제품 또는 키트 형태로 판매되었으나, 비싼 가격, 조립의 어려움, 20분 흑백 녹화라는 한계가 있었다.[12][13][14] 1965년 소니는 반인치 테이프를 사용하는 최초의 가정용 VTR인 CV-2000을 출시했고,[15] 암펙스와 RCA도 1000USD 미만의 가정용 흑백 VTR을 내놓았다. 1967년부터는 가정에서 재생할 수 있는 사전 녹화된 비디오 콘텐츠도 판매되기 시작했다.[16] 이후 여러 제조사가 참여하는 표준 반인치 오픈 릴 포맷인 EIAJ-1이 등장했다. EIAJ-2는 공급 릴만 카트리지에 담고 테이크업 릴은 레코더에 내장하는 방식이었으나, 테이프를 완전히 되감아야 카트리지를 제거할 수 있는 불편함이 있었다.

비디오 카세트의 등장은 스테레오-팩(1962), 콤팩트 오디오 카세트(1963), 인스타매틱 필름 카트리지(1963), 8트랙 카트리지(1965), 슈퍼 8 필름 카트리지(1966) 등 다른 소비자 제품에서 오픈 릴 시스템을 대체하며 편의성을 높인 흐름과 맥을 같이 한다.

VTR이 발명되기 전에는 라이브 영상을 필름에 기록하는 텔레코딩(키네스코핑) 방식이 사용되었다. 초기 쿼드러플렉스 VTR은 화질은 좋았지만 정지 화면 재생이 불가능했기 때문에, VTR 개발 이후에도 약 10년간 텔레코딩 방식이 계속 사용되었다.

4. 1. 아날로그 오픈 릴


  • 1인치 A형 (Ampex)
  • 1인치 B형 (보쉬의 Fernseh)
  • 1인치 C형 (소니, Ampex, NEC 및 히타치)
  • 2인치 쿼드플렉스 (Ampex, RCA 및 보쉬의 Fernseh)
  • Ampex 2인치 헬리컬 VTR
  • IVC 2인치 헬리컬 스캔 (International Video Corporation의 IVC 9000 형식)
  • VERA (BBC)

4. 2. 전문가용 카세트/카트리지 기반 시스템

소니 베타캠 SP BVW-65 플레이어

4. 3. 표준 화질 디지털 비디오테이프 형식


  • D1 (소니 및 Broadcast Television Systems Inc.)
  • D2 (소니 및 Ampex)
  • D3 (파나소닉)
  • D5 (파나소닉)
  • D9 (디지털-S) (JVC)
  • 베타캠 SX (소니)
  • MPEG IMX (소니)
  • DCT (Ampex)
  • 디지털 베타캠 (소니)
  • DVCAM (소니)
  • DVCPRO (파나소닉)

4. 4. 고화질 디지털 비디오테이프 형식


  • D5 HD (파나소닉)
  • D6 HDTV VTR (Broadcast Television Systems Inc.)
  • DVCPRO HD (파나소닉)
  • D-VHS (JVC 및 파나소닉)
  • HDCAM (소니)
  • HDCAM-SR (소니)

파나소닉 D5 디지털 VTR, 모델 AJ-HD3700H. 전면 제어판은 카세트 슬롯 아래에 경첩으로 연결되어 있어 작업자가 더 편안한 시야각으로 기울일 수 있다.

4. 5. 소비자용 형식


  • 베타맥스
  • 카트리비전
  • 컴팩트 비디오 카세트
  • 디지털8 (소니)
  • DV (miniDV는 카세트 크기)
  • EIAJ 반인치 오픈 릴 및 카세트[20]
  • Hi8
  • 마이크로MV
  • S-VHS (JVC)
  • Video8
  • Video 2000 (필립스)
  • VHS
  • VHS-C (JVC)
  • VX (비디오 카세트 형식)
  • 비디오 카세트 레코딩(VCR) (필립스)
  • V-Cord

5. 문화적 영향

(내용 없음)

5. 1. 한국 사회에 미친 영향

버글스의 히트곡 "비디오 킬드 더 라디오 스타"는 MTV에서 방송된 최초의 뮤직 비디오이며, 가사 중 "Put the blame on VTR"가 포함되어 있다.[21]

참조

[1] 웹사이트 Sony Global - Product & Technology Milestones−Recorder & Player https://www.sony.net[...]
[2] 웹사이트 First-Hand:Bing Crosby and the Recording Revolution - Engineering and Technology History Wiki https://ethw.org/Fir[...] 2022-09-15
[3] 웹사이트 The History of Magnetic Recording https://www.bbc.co.u[...] BBC 20 December 2004 2011-03-15
[4] 웹사이트 Ampex VRX-1000 - The first commercial videotape recorder in 1956 http://www.cedmagic.[...] Cedmagic.com 2010-05-31
[5] 웹사이트 Labguy'S World: The Birth Of Video Recording http://www.labguyswo[...] Labguysworld.com 2010-05-31
[6] 간행물 Video Tape—A Threat to Films? American Cinematographer 1957-08
[7] 웹사이트 Wink Hackman; Expert training for Sony MVS users worldwide http://winkhackman.c[...] 2015-12-25
[8] 서적 Portable Moving Images: A Media History of Storage Formats https://books.google[...] Walter de Gruyter GmbH & Co KG 2017-08-21
[9] 웹사이트 Videorekorder: Ein Bild von einem Band https://www.heise.de[...] 2021-04-14
[10] 웹사이트 Sony Global - Sony History http://www.sony.net/[...] Sony.net 2010-05-31
[11] 서적 The History of Television, 1942 to 2000 McFarland 2003
[12] 웹사이트 The quest for home video: Telcan home video recorder http://www.terramedi[...] Terramedia.co.uk 2010-05-31
[13] 웹사이트 Total Rewind http://www.totalrewi[...] Total Rewind 2010-05-31
[14] 웹사이트 BBC History https://www.bbc.co.u[...] Bbc.co.uk 2010-05-31
[15] 웹사이트 Sony CV Series Video http://www.smecc.org[...] Smecc.org 2010-05-31
[16] 웹사이트 Timeline & Fun Facts http://www.broadcast[...] 2011-11-21
[17] 웹사이트 Umatic. The 1st VCR & 1st ever portable VCR. https://www.rewindmu[...] 2020-04-02
[18] 웹사이트 VCR and Home Video History http://www.tvhistory[...] TVhistory.TV 2011-05-24
[19] 웹사이트 Sony is finally killing its ancient Betamax format https://money.cnn.co[...] 2017-02-09
[20] 웹사이트 Sony CV Series Video http://www.smecc.org[...]
[21] 웹사이트 qnECXxF.png https://i.imgur.com/[...] 2020-02-15


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