#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
_
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
類比電視頻率 在 ［請教達人］-關於數位天線和類比天線 - Mobile01 的推薦與評價
各位大大小妹想買一台液晶電視放老家老家沒有第四台是用傳統魚骨天線收傳統三台...現在想買台可以看數位影像的電視只是想先知道一下有了數位機上盒我可以使用原來［收 ... ... <看更多>