#古早科技中的冷知識 錄影帶那不為人知的高智商設計

大家晚安。你知道嗎，每日一冷的小編們也都是 就算知道了也對人生沒有幫助的日本小知識 梅用知世 大的粉絲。

提起這個不為別的，是要坦承今天的知識超級沒用 XD。也許會勾起不少人 80、90 年代的暖暖回憶吧。我們開始。

講到老科技，科宅其實不夠老也不夠宅，因此本文會設定在「和朋友在吃飯聊天一席話」的程度，快速帶到妙處，更多海量細節就不裝懂了，待強者補充。

說到錄影帶，首先想到的三個字母就是 VCR，古早台灣綜藝節目中都用 VCR 代稱「一段影片」。例如：讓我們看一段 VCR。但其實 VCR 應該是指 videocasette recorder——「影像卡帶 的 錄放機」是也，應該是指那台機器啦，拿來代稱一段影片恐怕有誤會。

另外也是三字母的 VHS 指 Video Home System 是一整套標準化的商用 VCR 硬體規格。由於它商業成功一統惹江湖，一般說到錄放影機，八成指的就是 VHS 系統。

科宅小時候對 VHS 錄放影機內部印象最深刻的，是那顆亮閃閃的，大家稱為「磁頭」的像一顆銀色車輪餅的物體。

我真正好奇的點，不意外有點怪：

為什麼不管去哪個朋友家，不管哪個牌子的錄放影機，裡面磁頭都是歪的阿？看了強迫症發作，好想把它掰正喔 （住手XD）。

直到最近看了一些 YouTube 上講解復古科技，比我更老也更宅的大大的頻道，才破解了這個伏筆，感到舒暢。斗膽與大家說說其中巧思。

是這樣，有在接觸科幻劇集 Doctor Who 《誰博士》的朋友 🎀 可能聽過，最早在該節目的經典版 Classic Who 所播出的 60 年代，有好多集節目的影像資料至今已經丟失，只留下了聲音檔。

其中的時代科技背景是，說來奇怪，那個時代已經有廣播電視，但卻缺乏【能把電視的影像訊號紀錄下來】的器材。（精確說是便宜實惠的錄下來。要是不計成本還是能用極大量磁帶，或是昂貴的膠卷翻拍。總之實務上無法錄下每一檔節目。）

癥結在於：那些年，電視信號是類比 analogue 的，換句話說，影像是編寫紀錄在電磁的波動之中（調頻編碼）的。要在一眨眼之間便覆蓋半個電視螢幕（掃描線每次更新一半畫面），所需的電磁訊號份量相當大，搭載其波動的頻率也就必須極高——比錄音帶高太多了。

比較一下，錄音帶：約２萬赫茲。廣播電視信號：約５００萬赫茲！這使得工程師無法直接套用磁帶錄音的邏輯來錄製影像。

磁帶錄音是這樣，磁頭不動，捲動的磁帶滑過磁頭表面，依序讀取磁性顆粒記錄下的極性，轉為音訊。

簡單來說，想把頻率遠遠更高的影像訊號塞進類似錄音帶的磁帶系統的話，磁帶就必須用瘋狂的高速捲動。且不論那樣機器所需的精細度高，容錯度就低 → 驚心膽顫的。而且，所需用的磁帶相應也會驚人的長。

但工程師可沒放棄，還想出了超雅致的解法：

欸嘿 (推眼鏡)～～我們都太拘泥陳規了。如果磁帶高速轉動不實際，我們還可以【讓磁頭高速轉動】啊！

這就說到科宅小時看那顆「銀色車輪餅」的由來了：裡面其實有四個磁頭貼在輪子的東西南北，輪子會以每秒 60 轉（3600 rpm）的高速，讓磁頭接連不斷地接力掃過磁帶表面。因為有四個，所以酷炫的命名為 quadruplex（四路多工）。

而為了讓磁帶表面的空間能有效得到利用，最後採用的掃描方向是斜斜的（如插圖，credit: IEEE Spectrum）那就是它一定歪了一個角度的原因了。甚至可以說那是整個系統的精神所在。

在磁帶以普通慢速捲動的同時，磁頭傾斜著高速轉動，對角線方向快速讀取磁帶面積之中一列列磁性的編碼。這方法就稱為螺旋丸(x) 螺旋掃描(o) = helical scan。把大量的資料塞在緊緻的空間中，雅致到都令本科宅想到另一個稱為 DNA 的螺旋了。

現代影像大多早已數位化，那群高智商工程師設計出的精湛技術的積累與結晶，也隨著類比系統謝幕退至後台。嘆息之餘，稍微了解一下那份巧思與設計智慧，說不定別的地方能派上用場的吧。

結論：所謂山不轉路轉，磁帶不轉磁頭可以快快轉。
↑ 寫這整篇就是要鋪這個冷笑話

但說真的，扯離開原主題一點點，科技還真有些東西遙相呼應似曾相識的。各位現在若 google 螺旋掃描 'helical scan' 有可能找到的不是 VHS 科技，而是「電腦斷層掃描」相關的醫學資訊喔。

電腦斷層機器是用 X 光用各種角度照射人體，由無數條不同角度 X 光被人體內部吸收的比例，用數學（別怕，說穿了只是解解聯立方程式）算出人體的內在構造。

關鍵字是「需要各種角度照射」。而最後採取的是病人躺在移動的平台上慢慢滑行，由 X 光機和偵測器快速旋轉（俗稱「切」）......顯然是不能讓病人快速轉動 😂 因此電腦斷層機器永遠都是甜甜圈形狀的。病人慢慢動機器快快轉，和錄影帶和磁頭之間關係真是有點相似不是嗎。

最後是坦誠，剛才不是說 VHS = Video Home System 嗎？就很奇怪為何不按文法，寫成 Home Video System 啊 —— 其實 VHS 原本代表的是「垂直螺旋掃描」= vertical helical scan，便是這整篇文在講的那最關鍵之技術。而「家庭錄影系統」其實是後來附會上去的，畢竟商標還是越好記、越淺白越好吧。

本文完。by 科宅

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主要參考資料：
圖一 26 Jul 2016
IEEE Spectrum - Revisiting the VCR’s Origins By Tekla S. Perry
圖二（VHS 磁帶與磁頭自動貼合的聰明機制）
Oona Räisänen - Inside a VHS VCR, 2014年1月5日
https://youtu.be/N1Hcoxqr9Bg
圖三 Technology Connections 頻道的解說
The Impossible Feat inside Your VCR, 2017年1月25日
https://youtu.be/KfuARMCyTvg

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但有一首歌是台灣人無人不知的「少女的祈禱」
是小蕭邦二十六歲的波蘭才女的特克拉·巴達捷夫斯卡

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