Historique
Le laserdisc
 
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Magnétoscope

Tout comme les magnétoscopes, le laserdisc utilise un enregistrement purement analogique du signal. La qualité du signal était bien supérieure à celle des magnétoscopes (et même meilleure que celle des premiers DVDs).
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Le Laserdisc a été lancé en 1978, quelques années après l'apparition du VHS. Un des premiers titres était le film “Jaws” (les dents de la mer). Les disques avaient la même grandeur qu'un disque 33 tour classique mais tournaient à du 1500 tours. Pas étonnant que les lecteurs faisant autant de bruit qu'une lessiveuse! La piste fait environ 67km de long.

L'enregistrement était purement analogique (plus tard, on aura droit au son numérique dans les versions plus récentes). Il n'existait pas, à l'époque de circuit suffisamment rapide pour effectuer une conversion numérique-digitale du signal vidéo. Le lecteur contenait tout au plus un processeur 4 bits pour une commande élémentaire et un affichage: tout le traitement était effectué par des circuits analogiques.

Le signal vidéo était modulé en FM comme pour un magnétoscope, mais la bande passante était bien plus grande, ce qui permettait d'enregistrer tout le signal vidéo (jusqu'à 5MHz), tout comme les enregistreurs vidéo professionnels à bande d'un pouce sans avoir à traiter le signal de chrominance séparément. La modulation en FM permet d'éliminer les petits défauts du disque, tout comme la FM en radio permet d'éliminer la plus grande partie des parasites.

J0
Déviation de la modulation avec la synchronisation à 6.8MHz et le point blanc à 7.9MHz.
Le produit de la modulation s'étend de chaque coté de la fréquence de base, mais on n'utilise qu'une bande (la bande latérale inférieure).

J1
Le signal de chrominance.
Il n'est pas traité individuellement puisque la bande passante du laserdisc est suffisante (voyez en comparaison le modulation du système VHS). La sous-porteuse chrominance se retrouve à 4.43MHz sous la fréquence de modulation.

J2
La seconde harmonique du signal de chrominance.
Elle n'est pas filtrée lors de l'enregistrement, mais n'est pas nécessaire en pratique. Elle est filtrée dans les laserdiscs de la seconde génération (avec son numérique) pour permettre de placer à cet endroit le son numérique (codage identique au CD). Le son FM d'origine reste présent pour assurer la compatibilité totale avec le matériel existant.

A1 et A2
Les deux porteuses du son FM.
Le signal audio utilise deux porteuses FM (son stéréo) à 683kHz et 1.066MHz.

La stéréo en télévision est toujours réalisée par deux porteuses séparées (et non par une seule porteuse et un démodulateur synchrone comme en radio) car certains composants du signal vidéo peuvent fausser le fonctionnement du démodulateur.

Enregistrement du signal sous forme de creux

Le graphique reprend les éléments suivants:
  • A: la porteuse vidéo d'amplitude constante, c'est en principe le même système que celui utilisé avec les magnétoscopes, mais la bande passante plus étendue permet d'enregistrer à la fois la luminance et la chrominance. en effet, la bande passante disponible va jusqu'à 5.5Mhz, englobant la sous-porteuse couleur (la bande passante vidéo est limitée à 3Mhz sur magnétoscope).

  • B: la porteuse audio de fréquence plus basse. Les deux signaux sont simplement additionnés, ils pourront facilement être séparés à la lecture.

  • C: l'écrêtage du signal permet de produire les creux. Chaque cuvette a une profondeur correspondant exactement au quart de la longueur d'onde, permettant une interférence destructive: le signal lumineux est interrompu quand le pinceau frappe la cuvette (pour cela la cuvette doit avoir une profondeur constante, quel que soit sa longueur.

  • D: les creux codent à la fois le son et l'image:
    l'image par le nombre de creux par unité de distance
    le son par la proportion de creux/non-creux (modulation PWM)
Le signal d'origine peut facilement être restitué à partir des creux. Ensuite les deux porteuses sont séparées et envoyées au descriminateur correspondant.

L'image sert uniquement d'exemple. Les techniciens auront directement remarqué que la porteuse son correspond à la porteuse image démodulée (ce qui est rarement le cas en pratique).

Les disques étaient disponibles en deux formats:

  • CAV Constant Angular Velocity
    La vitesse de rotation est contante du début à la fin et on enregistre une image par rotation (deux trames). Cela permet l'arrêt sur image. Ces disques ont également été utilisés associés aux ordinateurs (base de stockage d'images et de programmes). Chaque image pouvait ête accédée individuellement. Même des jeux sur ordinateur pouvaient bénéficier d'images réelles en provenance du laserdisc. La capacité était limitée à 30 minutes par face.

    Les disques enregistrés en mode CAV se remarquent à la trame de l'image (tops de synchronisation bien visibles). Ils apparaissent deux fois par rotation.

  • CLV Constant Lineair Velocity
    En réduisant la vitesse sur les pistes extérieures, il est devenu possible d'enregistrer le double d'images, mais on perd la fonction "freeze frame" (cette fonction réappparaitra plus tard dans les appareils haut de gamme avec mémoire d'image). Pour éviter les interférences des pistes voisines, la vitesse ne décroit pas linéairemet, mais en petits pas, pour que les tops de synchronisation ligne des pistes voisines soient toujours alignés. Quand on parle du format CLV, c'est en fait du format CAA (Constant Angular Accelaration) qu'il s'agit. Une des caractéristiques de l'enregistrement analogique du signal vidéo est la diaphonie entre pistes voisines, qui ne peut être éliminé que par un placement judicieux des trames.

    Les appareils plus récents disposaient d'une mémoire de trame, permettant l'arrêt sur image et le ralenti, même avec les disques CLV (les seuls utilisés pour les films). En théorie il est possible d'avoir sur un même disque une partie CLV et une partie CAV: ce sont les tops de synchronisation qui déterminent automatiquement la vitesse de rotation du disque.

Les appareils étaient souvent utilisés à des fins professionelles: chez les dealers automobiles, pour montrer les nouveaux produits (les disques ne s'usent pas à l'usage et permettent un arrêt sur image). Même les studio de télévision les utilisent pour faire défiler des images fixes ou des courts programmes répétitifs: contrairement au magnétoscope, le laserdisc dispose d'une fonction genlock (synchronisation sur un signal externe).

Le format sera relancé une dernière fois dans les années 1990. La qualité étant en effet supérieure au format VHS. Il s'agit des versions spéciales des grands films, mais il devra céder la placer au DVD qui apparaitra 10 ans plus tard. Certains puristes préfèrent ces images analogiques aux premiers films sur DVD (parfois mal numérisés et comprimés).

Les films proposés sur laserdisc n'ont jamais "bénéficié" d'un encodage macrovision (pour éviter la copie), car le laserdisc utilise la période de retour de trame pour sa synchronisation interne.

La construction complexe des premières unités optiques utilisant un laser à gaz (néon-hélium) produisant une lumière rouge.

Plus tard on passera au laser à semi-conducteur, mais à cette époque il n'était pas encore possible de fabriquer des lasers émettant dans le rouge.

La longeur d'onde du rayon infra-rouge étant plus longue que celle du rayon rouge, le pinceau est donc plus large et lit moins bien les creux. Il y a de plus un risque d'interférence des pistes voisines plus élevé. La qualité de l'image s'en ressent et certains disques ne peuvent être lus qu'avec un appareil à laser à gaz. L'image est également plus bruitée, la stabilisation en fréquence d'un laser à semi-conducteurs étant moins bonne. Les puristes eux ne jurent que par le laser à gaz.

Le rayon laser suit pratiquement le même chemin à l'aller et au retour. Un prisme de Wollaston sépare légèrement le rayon au retour, pour qu'il frappe la matrice de détecteurs. Plus tard, on utilisera un miroir semi-réfléchissant plus simple, mais faisant perdre 75% de la lumière (50% à l'aller et 50% au retour).

Le système de suivi de piste est le même que celui qui sera utilisé 10 ans plus tard dans les lecteurs de compact disc (il est décrit sur cette page).

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