Материальные носители информации и их развитие

В 1850 году французский фотограф Диздери приклеил на кусочек картона свой фотоснимок и стал использовать его как визитную карточку. Это послужило толчком для появления разнообразных документов, циркулирующих в обществе и удостоверяющих личность. Фотографии стали тиражироваться и широко распространяться [7, С. 377].

Однако, несмотря на наличие фотобумаги и пластинок вскоре возникла необходимость в принципиально новом материале. В 1877 году фотограф Леон Варнерке изобрел роликовый фотоаппарат, в котором прокручивалась бумажная лента, покрытая бромосеребряной коллоидной эмульсией. Но грубая, непрозрачная и легко рвущаяся бумага плохо подходила для подобного аппарата. В 1889 году американский фотограф и бизнесмен Джордж Истмэн придумал заменить бумажную ленту целлулоидом – одним из первых видов пластмасс, изобретенным в 1868 году братьями Хайетами.

Целлулоид был гибок, прозрачен, долговечен и не подвержен действию разрушающих химикалий, используемых в фотографии. Истмэн сконструировал простой и недорогой фотоаппарат для новой пленки, названный им «Кодак». Позже организованная фирма получила аналогичное название. Новшество завоевало огромный успех у публики, и к 1902 году почти 90 % пленки в мире производилось фирмой «Кодак» [35].

Цветная же фотография появилась в середине XIX века. Первый устойчивый цветной фотоснимок был сделан в 1861 году Джеймсом Максвеллом по методу трехцветной фотографии (метод цветоделения). Для получения цветного снимка по этому методу использовались три фотокамеры с установленными на них цветными светофильтрами (красным, зеленым и синим). Получившиеся снимки позволяли воссоздать при проекции (а позднее, и в печати) цветное изображение.

 В 1907 году были запатентованы  и поступили в свободную продажу фотопластины «Автохром» братьев Люмьер, позволяющие относительно легко получать цветные фотографии. Несмотря на многочисленные недостатки (быстрое выцветание красок, хрупкость пластин и  зернистость изображения), до 1935 года в мире было произведено и распродано около 50 миллионов автохромных пластинок [39]. А в 1935 году фирма «Кодак» разработала и выпустила цветную фотографию на трехслойных пластинах.

Несмотря на быстро распространявшуюся пленочную технологию, пластины применялись еще долго. Только с середины XX  века пленка победила окончательно и употреблялась почти безраздельно – до 1989 года, когда компания «Sony» представила мировой общественности первый цифровой фотоаппарат [35].

По размерам фотопленки выпускались плоскими форматными, катушечными неперфорированными и катушечными перфорированными. Плоские форматные пленки имели тот же формат, что и пластинки, их применяли в пластиночных фотоаппаратах. Катушечные неперфорированные пленки выпускали в виде ленты шириной 61,5 мм. и длиной 81,5 см., их наматывали на деревянные катушки. Перфорированная фотопленка выпускалась шириной  35 мм. и длиной 65 см., включая зарядный и заправочный концы, ее наматывали на катушки и помещали в светонепроницаемую кассету.

Весьма распространенным было использование диапозитивов – позитивных фотографических или рисованных изображений  на прозрачном материале (пленке или стекле), предназначенных для проекции на экран. Первым примером диапозитива являлся так называемый «волшебный фонарь», известный с середины XIX века. На стеклянных пластинах вручную рисовали и показывали картинки с помощью фонаря, фокусируя луч света линзой. В дальнейшем, диапозитивы рассматривали на просвет или проецировали на экран с помощью специальных оптических аппаратов – диаскопа или диапроектора [7, С. 379].

Расположенные же в определенной последовательности изображения, объединенные общей тематикой и сопровождаемые текстом, представляли собой диафильмы. Диафильмы можно считать первыми носителями видеоинформации.

Первые попытки получить на экране движущиеся изображения предметов относят к 1870 году. Применяемая техника была очень примитивна: фотографировали несколько положений движущегося предмета, из этих фотографий изготовляли диапозитивы  и вставляли в одну общую рамку, которую рывками быстро протягивали через проекционный фонарь. Быстрая смена на экране фотоснимков, отличающихся друг от друга незначительными изменениями положений движущегося предмета, создавала впечатление движения.

Американский изобретатель Томас Эдисон изобрел простейший грейферный механизм для прерывистого передвижения, и в 1893 году создал кинетоскоп. Этот прибор представлял собой ящик с окуляром, через который смотрел зритель. В окуляр было видно матовое стекло, на которое снизу проецировалось заснятое на пленку изображение. Кинетоскопы быстро стали популярны у публики, однако, подглядывание в глазок–окуляр не давало эффекта присутствия, и приходилось долго ожидать своей очереди [13, С. 299].

В 1895 французский изобретатель Луи Жан Люмьер при участии своего брата Огюста Люмьера создал свой  киноаппарат для съемки и проекции «движущихся фотографий», использующий 35 мм. перфорированную целлулоидную пленку и пригодный для массового  использования. Аппарат был запатентован и получил название «кинематограф». Первые фильмы были документальными и представляли сбой хроникальный репортаж привычных бытовых событий: танцев, выхода рабочих с фабрики, прибытия поезда, кузнецов за работой, морского купания, кормления младенца, но, несмотря на кажущуюся простоту уже тогда определили основные качества и преимущества кинодокументов [7, С. 372].

Они обеспечивали наглядность и высокую оперативность информации. Наглядность обуславливалась динамическим показом изобразительной информации, а оперативность заключалась в возможности подачи значительного количества информации за короткий промежуток времени. Также весомым достоинством было возможность демонстрирования в большой (нескольких сотен и более зрителей) аудитории [7, С. 367].

Используемым носителем информации в основном была кинопленка. Кинопленка являлась фотографическим материалом на гибкой прозрачной подложке, имеющей с одной или обоих краев отверстия – перфорации.

Исторически первые светочувствительные ленточные носители были на бумажной основе. Использовавшаяся на первых порах нитратцеллюлозная лента представляла собой очень горючий материал. Однако уже в 1897 году немецким ученым Вебером была изготовлена пленка с негорючей основой из триацетата целлюлозы, получившая широкое распространение. Впоследствии подложка стала изготавливаться из полиэтилентерефталата и других эластичных полимерных материалов.

По сравнению с фотопленкой кинолента обычно состояла из большего количества слоев: полимерной основы и желатинового слоя, который служил для закрепления чувствительной к свету пленки – диспергированных кристаллов солей светочувствительного серебра [18, С. 116]. Кроме того, кинопленка обычно имела противоореольный, противоскручивающий, а также защитный слой. Кинопленки бывают черно–белые и цветные. Цветные кинопленки также представляют собой многокомпонентные полимерные системы, состоящие из основы, подслоя, эмульсионных цветоотделений и защитных слоев.

Также, кинопленки делятся на: негативные, позитивные (для контактного и проекционного печатания), обращаемые (могли использоваться для получения негативов и позитивов), контратипные (для копирования, например, для массового изготовления фильмокопий), гидротипные и фонограммные (для фотографической записи звука) [28, С. 125].

Черно–белая фотографическая пленка шириной 16 мм.  и 35 мм. выступала в качестве наиболее распространенного носителя для изготовления микрофильмов. Микрофильм представлял собой микроформу на рулонной светочувствительной пленке с последовательным расположением кадров в один или два ряда. Основными типами микрофильмов являлись микрофильмы рулонные и в отрезке. Микрофильмы в отрезке – это часть рулонной пленки длиной не менее 230 мм., на которой размещается до нескольких десятков кадров [9, С. 164].

Во второй половине XIX века появились первые звуковые носители информации. Старейшими из них были фонографические валики, представлявшие собой полые цилиндры диаметром около 5 см. и длиной около 12 см. Первоначально они покрывались оловянной фольгой или бумажной лентой, покрытой слоем воска. При помощи иглы вычерчивали винтовую канавку переменной глубины, которая представляла собой звуковую дорожку [9, С. 165].

Расстояние между дорожками составляло около 3 мм., поэтому объем записанной на валиках информации был крайне мал, и к тому же отличался слабой силой звука и ограниченной полосой воспроизводимых частот (до 2 кГц) [18, С. 116]. Вдобавок фоновалики быстро изнашивались, их практически невозможно было тиражировать. В результате, каждая запись существовала в единственном экземпляре.

Присущие фонографическим валикам недостатки привели к тому, что уже вскоре они вполне закономерно оказались вытесненными граммофонными пластинками. Заслуга в этом принадлежала немецкому изобретателю Эмилю Берлинеру. В 1887 году он предложил использовать для записи носитель в форме диска. На первых порах оригиналом грампластинки служил восковый диск, впоследствии на смену ему пришел металлический диск, покрытый специальным лаком. Записанная на них информация копировалась на металлические матрицы, с помощью которых и изготавливались граммофонные пластинки путем прессования, штамповки или литья. Одна матрица давала возможность напечатать целый тираж – не менее 500 пластинок, что значительно снижало расходы на изготовление, и, соответственно, на стоимость продукции.

Воспроизведение записанной информации осуществлялось с помощью граммофона, оснащенного механическим звукоснимателем, состоящим из иглы и мембраны. Усиление звука достигалось с помощью громоздкого раструба. Первые грампластинки представляли собой диски с двумя отверстиями в центре. Они были односторонними, причем проигрывались от середины к краю. Позднее стали выпускаться пластинки с одним центральным отверстием. Их стали проигрывать от периферии к центру. В 1903 году появился  двенадцатидюймовый диск с записью на обеих сторонах.

Грампластинки должны были удовлетворять весьма жестким требованиям, так как в процессе воспроизведения фонозаписи острие иглы давило на дно канавки с силой около тонны  на квадратный сантиметр. Сначала грампластинки изготавливались из стекла. Затем их стали отливать из целлулоида, каучука, эбонита. Однако основными недостатками таких грампластинок были их хрупкость, плохое качество звука и короткое время проигрывания – всего 3–5 минут (при скорости 78 оборотов в минуту).

В 1948–1952 годах на смену хрупким грампластинкам пришли пластмассовые диски на основе полихлорвинила и винилита (так называемые долгоиграющие пластинки). Они оказались гораздо более дешевыми, упругими и прочными, имели лучшее качество звука. К тому же запись грампластинок стала производиться только специальных студиях звукозаписи. Но самое главное – эти грампластинки обеспечивали намного большее время проигрывания, что достигалось путем сужения и сближения между собой звуковых дорожек, а также за счет снижения числа оборотов в минуту с 78 до 33 (иногда до 45). Значительно более долговечным стали также иглы проигрывателя. Их стали изготовлять из твердых материалов (например, корундовые иглы) [4, С. 65–66].

Во второй половине XX века в качестве материального носителя механической звукозаписи выпускались также гибкие пластмассовые пластинки, которые при желании можно было даже свернуть в трубочку. С 1964 года  Государственным комитетом СССР по телевидению и радиовещанию издавался ежемесячный общественно–политический литературно–музыкальный иллюстрированный журнал «Кругозор», в котором имелись звуковые страницы в виде двухсторонних пластмассовый дисков (обычно их было 6). Записанную на них звуковую информацию можно было воспроизводить на обычных проигрывателях.

В шестидесятые годы ХХ столетия подпольные звукозаписывающие студии СССР в качестве носителя использовали отработанную рентгеновскую пленку, зачастую с видимыми на просвет костями.

С 1930 года некоторое распространение в качестве материального носителя механической звукозаписи получила целлулоидная пленка (обычно это была использованная кинопленка со смытым эмульсионным слоем). На такой ленте длиной 300 м. и шириной 35 мм. размещалось свыше полусотни канавок, что позволяло записывать звуковую информацию продолжительностью до 8 часов.

Срок службы граммофонных пластинок определялся их механическим износом, зависел от интенсивности использования, условий хранения. В частности, грампластинки могли деформироваться при нагревании.

С начала 1990 года  производство грампластинок в России фактически прекратилось, уступив место другим, более качественным и эффективным способом звукозаписи. Исключение составляют лишь издаваемые небольшими тиражами, а потому дорогостоящие коллекционные грампластинки, предназначенные для коллекционеров и меломанов [9, С. 167–168].

1.4  Магнитные носители информации

На рубеже XIX – XX веков возникли первые предпосылки к появлению кардинально нового носителя информации – магнитного носителя. В  1887 году американским инженером Оберлином Смитом были сформулированы первые идеи об использовании явлений магнетизма. Он предложил использовать хлопковую или шелковую нить с прочно закрепленными кусочками стальной проволоки. Запись и воспроизведение осуществлялись в процессе прохождения нити через индукционную катушку. Такой аппарат увеличил бы громкость записи, так как в записи не присутствовали бы шумы механической природы (шум иглы, скребущей по поверхности носителя) [25, С. 45].  

Эта схема была реализована в 1889 году датским инженером Вольдемаром Паульсеном в виде аппарата для воспроизведения звука, который он назвал телеграфоном. В качестве носителя Паульсен использовал стальную проволоку диаметром до 1 мм. В начале XX века использовалась также стальная катаная лента. Однако качественные характеристики данных носителей были весьма низкими. Громкость звука оставалась очень низкой, а скорость протягивания проволоки, напротив, очень высокой – 20 м/с. В 1908 году для производства магнитной записи докладов длиной в 14 часов потребовалось 2500 км. или около 100 кг. проволоки. Кроме того, в процессе использования проволоки или стальной ленты возникала трудноразрешимая проблема соединения отдельных их кусков. К примеру, вязанная узелком проволока не проходила через магнитную головку. Вдобавок, она легко путалась, а тонкая стальная лента резала руки [3, С. 5–6].