เครื่องบันทึกเทปวิดีโอต้นแบบ Ampex Mark IV

ก่อนที่จะก้าวสู่ HD TV ขอนำไปย้อนยุคสู่การบันทึกทีวีในยุคคุณปู่เพื่อดูว่าก่อนที่จะพัฒนาสู่ยุคปัจจุบันนี้ นักคิดนักประดิษฐ์ในสมัยก่อนเขาทำงานกันอย่างไร นั่นคือ การถือกำเนิดของเครื่องบันทึกวิดีโอในปี 1951 หรือเมื่อ 59 ปีที่แล้ว โดยมี มร. Alexander M. Poniatoff ผู้ก่อตั้งและประธานบริษัท Ampex Corporation พร้อมด้วยวิศวกรอีกสองราย เพื่อคิดค้นเครื่องบันทึกวิดีโอสำหรับโทรทัศน์ลงบนเทปแม่เหล็ก หลังจากที่ได้ถกเถียงถึงเทคโนโลยีการบันทึกแบบต่างๆ เช่น การใช้หัวบันทึกแบบหมุนเวียนสลับ (Rotating) กับการใช้เทคนิคแบบให้เทปเคลื่อนที่เร็วและใช้เทคนิค time division multiplexing และสุดท้ายก็สรุปเลือกใช้วิธีแรก โดยจะใช้หัวเทปทั้งหมดสามหัวติดตั้งอยู่บนดรัม (Drum) ที่หมุนสลับได้ และตัวดรัมจะทำการสแกนและบันทึกลงบนผิวเทปขนาด 2 นิ้ว แล้วความเร็วในการบันทึกเทียบเท่ากับ 2500 นิ้วต่อวินาที (IPS หรือ Inch per Second) เพื่อให้เทปที่บันทึกนั้นมีแบนด์วิธที่เพียงพอ ในขณะที่ความเร็วของเทปจริงๆอยู่ที่ 30 IPS โครงการนี้ได้เริ่มลงมือตั้งแต่เดือนธันวาคม 1951 ด้วยงบประมาณที่น้อยนิด และถึงเดือนพฤษภาคม ในปีถัดมา โครงการนี้ก็สะดุดต้องระงับไปชั่วคราว

ในระหว่างที่โครงการถูกระงับไปนั้น มร. Alexander M. Poniatoff ได้พบกับเด็กหนุ่มวัย 19 ปี คือ มร. Ray M. Dolby แม้ว่าคุณดอลยี้จะไม่ผ่านการศึกษาทางด้านวิศวกรรมมาโดยตรง แต่เขาเป็นคนเฉลียวฉลาดและมีความเข้าใจทางด้านเทคนิคอย่างนี้ เขาจึงกลายเป็นบุคคลหลักในการรับช่วงโครงการนี้ต่อ เมื่อเขาตกลงรับทำงานแล้ว

Ampex Mark IV กับทีมงานพัฒนา

เขาก็ลาออกจากสถานศึกษาทันที แต่ดูเหมือนโชคก็ไม่ยอมเข้าข้าง มร. Alexander M. Poniatoff สักที เพราะหลังจากที่คุณดอลบี้ทำงานไปได้ไม่กี่เดือน เขาก็ถูกเกณฑ์ทหารเข้าประจำการกองทัพสหรัฐ แต่เขาก็พยายามเข็นเอาเครื่องต้นแบบออกสาธิตเมื่อเดือนตุลาคม 1952 แต่ภาพที่บันทึกได้นั้น แทบจะยอมรับไม่ได้เลย นี่คือจุดพลิกผันทำให้เขาต้องพยายามมากขึ้น เริ่มทำการออกแบบและสร้างเครื่องที่สองขึ้นมาใหม่หมดในเดือนพฤษภาคม 1953 คราวนี้ได้เพิ่มหัวบันทึกจากสามเป็นสี่หัว และแยกการขับเคลื่อนตัวดรัมที่ติดตั้งหัวบันทึกกับการเคลื่อนที่ของเทปแยกต่างหาก ส่วนของเสียงจะใช้ดรัมที่ขับเคลื่อนด้วย Power Amplifier ส่วนด้านภาพใช้โฟโต้เซลล์ที่รับแสงที่สะท้อนจากวงแหวนที่ติดตั้งอยู่รอบๆ หัวบันทึก แม้ว่าวิธีนี้จะทำให้ภาพที่ได้นั้นน่าพอใจ แต่ก็ยังต้องพบกับมารผจญไม่ขาดสาย เช่น การบันทึกที่ไม่ต่อเนื่อง และภาพที่มีเอฟเฟคเส้นรบกวนที่เรียก “venetian blind”..ระบบการควบคุมที่ไม่เหมาะสมทำให้ตำแหน่งของเทปไม่ถูกต้อง เป็นต้น หลังจากที่ได้ตรวจสอบปัญหาต่างๆเหล่านี้แล้ว โครงการนี้ก็ถูกดองเค็มอีกครั้ง เนื่องจากมีโครงการอื่นที่เร่งด่วนกว่าแทรกเข้ามา

แม้ว่าในช่วงปี 1953 – 1954 จะไม่มีแผนงานที่ต่อเนื่อง และมีการจัดสรรเวลาและงบประมาณให้กับโครงการนี้น้อยมากก็ตาม แต่ปัญหาต่างๆก็ได้รับการแก้ไขและมีความคืบหน้าไปมาก  เนื่องด้วยความคืบหน้านี้เอง ฝ่ายพัฒนาจึงทำรายงานถึงฝ่ายบริหารของ Ampex เพื่อเร่งจัดสรรงบประมาณและกำลังคนทำการแก้ไขปรับปรุงเครื่องดังกล่าวครั้งใหญ่ ซึ่งในที่สุดก็กลายเป็นเครื่องบันทึกเทปวิดีโอรุ่น Mark I ในประวัติศาสตร์ หลังจากนั้น ก็มีการการแก้ไขระบบการควบคุมเสียใหม่ โดยแก้ปัญหาเรื่องเทปไปพันตัวดรัมบันทึกด้วยการแยกเทปด้วยระบบสูญญากาศ และได้พัฒนาระบบควบคุมเกนอัตโนมัติ (Automatic Gain Control System – AGC) เพื่อชดเชยเกนที่ไม่คงที่จากระดับการหมุนของหัวบันทึก

หลังจากนั้น ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องด้วยการใช้หัวบันทึก 6 หัว แต่ปัญหาที่เกิดจากการหมุนของดรัมก็ยังคงอยู่ เนื่องจากแรงอัดของตัวดรัมที่อัดลงบนเทป จึงได้ทำการออกแบบการวางตำแหน่งของตัวดรัมใหม่ ซึ่งก็ทำให้ผลการบันทึกภาพดีขึ้น แต่ปัญหาตามมาคือ ระบบควบคุมเกนอัตโนมัติ (Automatic Gain Control System – AGC) ไม่พร้อมที่จะนำมาใช้งานกับการออกแบบใหม่นี้ ในขณะที่กำลังแก้ไขปัญหาดังกล่าวนั้น Ray Dolby ที่รับราชการทหารก็ได้กลับมาทำงานโดยเป็นพนักงานพาร์ทไทม์ โดยใช้เวลาว่างหลังเลิกเรียนมาทำงาน และเขาก็ได้พัฒนาเทคนิคการบันทึกนี้ต่อ โดยใช้สัญญาณวิทยุ FM โดยพัฒนาย่านความถี่ 50 เมกาไซเคิลลงมาให้เหมาะกับการบันทึกเทปวิดีโอ จึงทำให้ความผิดพลาดในการบันทึกภาพลดลงอย่างมาก และคุณภาพของภาพที่บันทึกก็ดีกว่าระบบที่พัฒนาก่อนหน้านี้อย่างเห็นได้ชัด แต่การสาธิตในเดือนมีนาคม 1955 ก็ประสบความล้มเหลวอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากความละเอียดของภาพต่ำมาก เนื่องด้วยการตอบสนองของระบบความถี่ในการบันทึกภาพต่ำเกินไป

Ray Dolby

เวลาหลายเดือนต่อไป เป็นช่วงเวลาที่ทีมงามของบริษัท Ampex ทุ่มเททั้งสรรพกำลังบุคคลและงบประมาณเพื่อค้นหาปัญหาต่างๆ เพราะเครื่องบันทึกเทปนี้เป้าหมายคือ ผลิตขึ้นมาเพื่อขายในเชิงพาณิชย์ ดังนั้น ทุกปัญหาจะต้องมีคำตอบ จนถึงปลายปี 1955 หลังจากที่ทำการทดสอบภายใจ ทุกอย่างเป็นไปด้วยดี คงเหลือเพียงรูปร่างหน้าตาของตัวเครื่องเท่านั้นที่ยังไม่ได้ทำอะไร โดยยังคงเป็นตู้ไม้ธรรมดาที่ด้านบนมีอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์วางอยู่ ดังนั้น จึงมอบให้  Anderson ออกแบบตัวตู้ให้ดูน่าสนใจมีคุณค่า เนื่องจากผลิตภัณฑ์นี้เป็นเครื่องที่มีราคาแพงมาก และตัวเครื่องที่ออกแบบก็คือ Mark IV และเพื่อต้องการสร้างเซอร์ไพร์สให้แก่วงการ จึงถือโอกาสงานประชุมสมาคมผู้ออกอากาศวิทยุและโทรทัศน์แห่งชาติ หรือ National Association of Radio and Television Broadcasters ที่จัดขึ้นที่ชิคาโกเมื่อเดือนเมษายน 1956 แต่สองเดือนก่อนถึงงานประชุม Ampex ได้ทำการสาธิตย่อย ในงานได้ทำการสาธิตสด โดยจะถ่ายวิดีโอของผู้เข้าร่วมชมการสาธิตเป็นเวลาสองนาที แล้วเปิดให้ชมกันสดๆเดี๋ยวนั้น ทุกคนรอคอยด้วยความใจจดใจจ่อ เมื่อทุกอย่างปรากฏแก่สายตา ต่างตบมือโห่ร้องด้วยความดีใจ หลังจากนั้น ก็มีตัวแทนจากสถานที่โทรทัศน์ต่างๆเข้ามาชม เช่น CBS, ABC, CBC, BBC เป็นต้น

หลังจากการเปิดตัวในงาน NARTB อันเหมือนการพลิกโฉมวงการโทรทัศน์อย่างไม่เคยมีมาก่อน คำสั่งซื้อต่างหลั่งไหลเข้ามาจนรับมือการผลิตไม่ทัน เพราะยังคงต้องประกอบด้วยมือทั้งหมด แม้แต่ตัวอ่าน หัวบันทึกก็ต้องผลิตทีตัวหัว แต่แล้ว เครื่องบันทึกเทปวิดีโอรุ่น Mark IV ก็ประสบความสำเร็จโดยนำไปบันทึกเทปออกอากาศครั้งแรกเมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน 1956 โดยสถานีโทรทัศน์ CBS จากนั้นก็ตามด้วย NBC และ ABC ในปีต่อมา

สำหรับ Ray Dolby หนึ่งในทีมงานที่ร่วมพัฒนาเครื่อง Ampex Mark IV นี้ ตอนหลังได้ศึกษาต่อในมหาวิทยาลัย Cambridge จนจบระดับปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมศาสตร์ และออกมาเป็นที่ปรึกษาด้านวิศวะ ในปี 1965 เขาจึงได้ก่อตั้ง Dolby Laboratories และได้คิดค้นระบบเสียง Dolby Sound System ที่พวกเรารู้จักกันดีจนทุกวันนี้