NAISSANCE DE L'ENREGISTREMENT MAGNETIQUE DES IMAGES

La mort d'un pionnier Portrait de Charles P. Ginsburg Charles P. Ginsburg est mort d'une pneumonie en avril 1992 : il fut en quelque sorte le père du magnétoscope, qui sera dévoilé pour la première fois en 1956. Pour ce qui était au départ une toute petite société installée dans un garage par un immigré russe, ce fut un succès énorme face aux géants de l'industrie qui développaient leur projet à l'époque, à savoir la BBC et surtout RCA, qui de son côté cherchait déjà à mettre au point la couleur. Leurs systèmes n'étaient pas au point et présentaient le gros défaut de consommer une quantité énorme de bande car ils tournaient à grande vitesse. L'équipe de Ginsburg sort de ses cartons aussi l'un des premiers magnétoscopes à chargement hélicoïdal, qui ne verra définitivement le jour qu'en 1959. Sous sa direction, Ampex continue à produire des innovations, telles que l'Intersync, l'ancêtre du montage, Amitec, premier correcteur de base de temps, Colortec, permettant la lecture directe d'une image couleur et la préfiguration des magnétoscopes à large bande d'aujourd'hui. Choisi pour faire un discours à la très officielle Royal Télévision Society, il l'intitule "le cow·boy et le cheval", en souvenir du jour où, avec M.Poniatoff, il avait enregistré un western hors antenne. A la relecture, Poniatoff se retourna vers lui pour demander : "Charles, peux-tu me dire quel est le cow-boy et quel est le cheval ? " !

Dans ce document, Charles Ginsburg raconte comment est né le magnétoscope de format 2 pouces "Quadruplex", premier magnétoscope commercialisé de l'histoire voici 50 ans. Il y présente le travail acharné de plus de 4 ans accompli par une petite équipe de 6 personnes qu'il a constituée progressivement.

N.B. : quelques précisions utiles.
AMPEX:
Le nom de la société AMPEX vient de AMP of EXcellence, AMP représentant les initiales du fondateur de la société, Alexander Michael Poniatoff (1892 - 1980).
Redwood City en Californie était le siège d'Ampex où se trouvaient les laboratoires de la société.

En octobre 1951, après plusieurs discussions sur la question de savoir comment l'enregistrement pour la télévision pouvait se faire sur une bande magnétique, Alexander M. Poniatoff, fondateur et président de la Société Ampex, décida avec ses conseillers qu'une relativement petite somme pouvait être attribuée à une recherche concernant l'élaboration d'une tête rotative. Malgré les incertitudes, le projet démarra donc dès décembre de la même année.
Ce sera pour moi l'occasion de rejoindre Ampex. Avant le début de ce projet, la conception du système était tout bonnement celle-ci... trois têtes à monter sur la surface plate d'un tambour balayant celle d'une bande de 5,08 cm de large. La vitesse de la tête à la bande était d'environ 63,5 m/s autorisant l'enregistrement de signaux de 2,5 mégacycles, la bande tournant à la vitesse de 76 cm/s.

Au départ, le projet n'avait pas une très grande importance et en mai 1952 fut suspendu pendant trois mois au profit d'un instrument de mesure révolutionnaire. Ce fut une heureuse parenthèse, qui me mit en contact avec un ingénieur encore étudiant, âgé de 19 ans, du nom de Ray Dolby. Bien qu'à l'époque il n'ait pas d'expérience véritable, sa facilité à appréhender les problèmes techniques, de même que son ingénuité, en fit un élément essentiel à l'aboutissement du projet à partir du moment où je le rencontrai. Dolby quitta alors son école en août 52 et sera intégré définitivement en mars 53.

Nous fîmes en octobre 52 la présentation d'une image très difficile à reconnaître, mais qui présageait assez de la suite pour garder intact l'enthousiasme de nos commanditaires. En mars 53, nous avons mis au point un nouveau système à quatre têtes de façon à créer une commutation deux par deux des têtes opposées diamétralement. Le rayon de l'arc décrit par les têtes rotatives était d'environ 38 mm donnant à peu près un arc de 105 degrés sur chaque tête par rapport à la bande de 5,08 cm.

Un système de modulation d'amplitude était conçu de façon à ce que le signal vidéo se verrouille dessus. Une fréquence de 60 périodes pilotait le moteur du cabestan de même qu'un amplificateur de puissance pour le moteur du tambour tournant à haute vitesse. Une photocellule recevait les impulsions d'une lumière réfléchie, le signal de synchro de la photocellule de 300 périodes étant enregistré sur le côté de la bande au moyen d'une tête fixe habituelle. Pendant la lecture, le signal issu de la bande était utilisé pour piloter et contrôler l'ampli de puissance du tambour.
Bien que nous soyons plutôt satisfaits par certains côtés, ce plaisir était atténué par le nombre de problèmes inattendus que nous avons rencontrés. Le piège du principe de l'enregistrement non continu était hélas devenu évident. L'affreux effet de "store vénitien" faisait apparaître des défauts très déplaisants aux endroits où l'on passait d'une tête à l'autre. L'inadéquation de cette technique et la nécessité d'une extrême précision dans le positionnement de la bande par rapport aux têtes rotatives nous apparurent alors et un bon nombre d'heures passées à réfléchir à la complexité des erreurs potentielles de géométrie révélèrent qu'il serait nécessaire de réviser grandement le système de têtes rotatives avant de connaître la réussite. En 1953, le projet fut suspendu par accord mutuel vers d'autres activités prioritaires pour Ampex et il ne fut pas facile d'y revenir ...
Entre juin 53 et août 54, le projet resta donc dans les tiroirs, bien que certains progrès aient été réalisés, parfois grâce à un travail en douce. En retour, fut obtenue l'autorisation de travailler 80 heures et de refaire une présentation au comité de direction en août, ce qui permit de redémarrer le projet dès le début de septembre 1954.

A la fin il y eut deux changements techniques majeurs. Le premier consistait en une configuration de la géométrie qui devint effective plus tard, où la bande s'enroulait autour du tambour de têtes, où par conséquent l'information était écrite en travers de la bande en lignes étroites. Le second voyait le développement d'un système de gain automa-tique (AGC : Automatic Gain Control), permettant de compenser les fluctuations d'amplitude caractéristiques des données propres aux têtes rotatives).
A la fin de septembre, Anderson, qui devait deve-nir plus tard le père de la FM, Shelby Henderson et moi furent rejoints par Fred Pfost et Alex Maxey. Au début de ce nouveau projet, nous avions en notre possession six têtes vidéo, quatre provenant de l'ancien tambour et deux restées en réserve. Ces têtes étaient les premières combinaisons de ferrite et de métal adaptées pour l'enregistrement vidéo. Elles avaient été fabriquées un an et demi auparavant, et bien que de fabrication tout à fait sommaire, elles ne constituèrent pas un obstacle aux performances du système lors de nos premiers efforts.

D'un commun accord, nous ne nous soucions pas du problème de renouveler les têtes, pensant que cela n'était pas important. Maxey fut chargé de cette tâche, et ce fut une expérience éprouvante pour lui. Les nouvelles têtes ne résistaient pas à la force centrifuge élevée. Nous n'avions pas le temps de concevoir autre chose, aussi nous nous sommes contentés d'adapter les anciennes têtes au nouveau tambour. Il fallut plusieurs mois avant que nous ayons le temps de l'améliorer.
En décembre 1954, nous obtînmes une nouvelle image de meilleure stabilité, bien qu'il faille une bonne dose de confiance et de compréhension pour rester optimiste devant les insuffisances évidentes de l'image reproduite. Le circuit AGC (gain automatique) n'était pas prêt et le chemin pour y parvenir serait apparemment très long.

Fin décembre, Anderson, sans doute abattu par les problèmes de l'AGC, proposa (pour la seconde fois, déclara-t-il plus tard) d'utiliser un circuit FM inscrit sur le côté de la bande plutôt que l'ancienne modulation d'amplitude. Sa conviction re-posait sur des essais qui avaient déjà été faits auparavant avec cette technique pour la transmission de signaux télé. Tout le problème était de résoudre les paramètres très inhabituels de fréquences de porteuse, de déviation et de modulation. Anderson mit un mois pour nous faire voir la première image enregistrée en modulation de fréquence.
Pendant ce temps, Ray Dolby, qui venait de terminer son service militaire et était retourné chez Ampex tout en continuant ses études, commença à mettre au point une technique plus simple de modulation de fréquence. Alors qu'Anderson avait utilisé des moyens assez conventionnels comme des lampes, créant un train d'ondes de 50 Mégacycles pour le reproduire à la lecture au moyen d'amplis de réjection à haute fréquence et de circuits limiteurs, Dolby conçut et fabriqua un multivibrateur, qui pourrait être modulé directement en lui délivrant un signal vidéo composite aux grilles d'entrée. A condition que la fréquence du multivibrateur puisse être réglée à une valeur convenant à la transmission par les têtes et la bande, la complexité des circuits et le temps de traitement étaient considérablement réduits. Les images obtenues avec ce modulateur le 25 février étaient bien supérieures à l'ancien procédé d'Anderson.

Le 2 mars 1955, nous donnâmes une démonstration très convaincante du système à un panel de responsables. La résolution de l'image était très faible avec une fréquence de moins d'1,5 mégacycles. Il fallait régler constamment l'AFC du moniteur à cause des variations de vitesse du tambour de têtes, encore entraîné par une courroie ! Le mois suivant permit de faire le point soigneusement et de sérier les problèmes pour rester dans les temps de la course qui devait nous mener à des résultats concrets, que nous avions promis et dont nous étions redevables.
Il semblait que nous avions parcouru un long chemin en peu de temps grâce à une évaluation et une prise en compte globale de nos problèmes. Une telle approche aurait assurément à être redéfinie de manière pointue avant que nous ne soyons sûrs de nous, au point de présenter un produit commercialisable. Plutôt que de faire les comptes de ce que nous savions de ce que nous ne savions pas, je dirais que nous avons procédé selon le principe accordé avec beaucoup de prudence d'un projet ayant pour objectif la présentation au public d'un système d'ici une année.

Philip L. Gundy, responsable de la section Audio de la société Ampex, de laquelle nous dépendions fit beaucoup pour nous à cette époque en nous offrant des locaux isolés avec beaucoup plus de place qu'auparavant. On put donc se mettre au travail derrière des portes bien fermées ...
Maxey avait fait des expérimentations en dehors de ses heures de travail pendant le mois de février 1955 et avait trouvé un phénomène très significatif lié aux caractéristiques de l'image reproduite en lecture. Il avait découvert que nous pouvions définitivement contrôler la somme d'informations donnée à la lecture par chacune des têtes en faisant varier la tension de bande de trois façons : avec les bobines, en faisant bouger le guide femelle d'avant en arrière du tambour de têtes, ou en faisant bouger l'espace de vide d'air entre la bande et le tambour.

Nous avons été vite intéressés par l'extension des recherches dans la non-linéarité amenées par l'utilisation de la position du guide servant alors de contrôle et j'ai fait moi-même des expériences pour le faire varier, aussi avons-nous conclu à l'efficacité de cette méthode. La variation de la tension de bande se révéla une des transformations majeures de notre programme. Ce fut une excellente solution au problème de la variation de lecture des têtes, ce qui donna une réponse à la question de l'interchangeabilité des bandes enregistrées d'une machine à l'autre.
Nous fîmes une modification radicale dans le dessin de chaque tête vidéo, de façon à standardiser leur production. A cette époque, on fit du bon boulot pour améliorer les caractéristiques magnétiques et les performances des têtes vidéo. Un tel programme a été développé par Pfost, qui montra une incroyable ténacité et patience pour se mesurer avec les points particuliers tous importants. Quiconque aura essayé de trouver la réponse adéquate pour des têtes magnétiques aux longueurs d'ondes de moins de 0,005 mm peut imaginer sans peine les difficultés auxquelles nous étions confrontés.

Le circuit de modulation fut étendu en largeur de bande de façon à pouvoir travailler à une fréquence de porteuse aussi élevée que six mégacycles, autant qu'il était possible de le faire. L'unité de commutation passait de deux à quatre, ne permettant le passage qu'à un seul canal à la fois. Nous avons fait de considérables progrès en ce qui concerne la résolution et le rapport signal / bruit. Le tambour était maintenant suffisamment stabilisé pour que l'on puisse lire sur un moniteur standard. Aucun effort particulier n'avait alors porté sur le design de la machine, il s'agissait plutôt d'une caisse en bois rudimentaire avec le dessus et un peu d'électronique à l'intérieur travaillant de concert avec deux racks à moitié pleins. Fin 1955, à l'occasion d'une toute petite présentation à des membres de la société, il nous fut suggéré que ce qui allait devenir une machine très coûteuse devrait présenter un aspect plus attractif !
Aussi Anderson dessina-t-il la console Mark IV avec son électronique compacte bien rangée. Il fut aussi décidé cette fois que nous pouvions désormais envisager enfin de dévoiler notre secret à la Convention Nationale des Professionnels de la Radio et de la Télévision, qui devait se dérouler à Chicago en avril 1956.

Trois photos d'écran prises respectivement en février 1955, en mars 1955 et au début de 1956 avant la présentation officielle publique du samedi 14 avril 1956 à Chicago.
On peut constater l'amélioration progressive et spectaculaire du résultat obtenu.

Au début du mois de février 1956, nous fîmes une présentation pour ce qui devait être un petit groupe de la direction, mais se composa à notre surprise de trente personnes d'Ampex. Pour tous ceux qui avaient travaillé sur ce projet, ce fut l'événement le plus intense que nous ayons vécu. Les invités arrivèrent puis s'assirent, quelques phrases furent prononcées pour bien dire que nous voulions montrer le fruit de notre travail, alors on mit la machine en lecture avec un programme que nous avions enregistré une heure auparavant. Nous avons ensuite annoncé notre désir d'enregistrer une séquence et de la relire sur-le-champ. Deux minutes sont ainsi enregistrées, on rembobine et l'on arrête la bande, puis le bouton de lecture est enfoncé ! Absolument silencieux jusqu'alors, tous nos visiteurs se dressent sur les pieds et sèment la panique dans l'immeuble en applaudissant et en criant à qui mieux mieux. Les deux ingénieurs de notre équipe qui s'étaient le moins bien entendus entre eux se serraient la main en s'envoyant de grandes claques dans le dos, avec des larmes qui coulaient sur leur visage.

Pendant une quinzaine de jours, les représentants de la plupart des grandes chaînes de télévision vinrent nous rendre visite : tenus au plus grand secret, ils entraient ou sortaient séparément de façon à ne pas pouvoir se voir.
Environ six semaines avant la Convention, le travail prit une ampleur considérable de manière à parachever la construction de l'ensemble Mark IV tout en continuant le travail sur le rendu de l'image, pour que sa qualité soit à la hauteur de ce que l'on en attendait. L'agitation était à son comble. L'ingénieur chargé de la coordination de notre groupe qui s'était considérablement étoffé tomba lui-même la veste pour passer le plus clair de son temps (y compris les nuits et les week-ends) à modifier les supports de la console, à faire du câblage et à monter les cartes électroniques qui avaient changé.
Une idée vieille de trois ans de faire la commutation dans le signal de suppression devint réalité sous forme d'un interrupteur à bascule intégré dans le système de base. Une tête rotative automatique de démagnétisation des têtes vidéo évitait de le faire manuellement après tout enregistrement, avant de pouvoir relire.
Il avait été décidé que Mark III, la machine utilisée pour les démonstrations précédentes, serait utilisée en même temps que la Convention de Chicago pour une conférence de presse à Redwood City. Aussi, alors que Mark III servait de cobaye pour Mark IV, il fallait aussi la préparer pour qu'elle fasse bonne figure devant la presse. Le vrai orphelin de ce projet, malheureusement négligé, c'était l'audio, et il fallait faire en sorte qu'il se rapproche au moins des normes professionnelles.

Le prototype MarkIV

Il y eut bien des héros pendant cette période, mais celui qui surpassa tout le monde fut Pfost, qui continua ses essais jusqu'au matin de l'embarquement pour Chicago. Il n'arrêtait pas de transformer ici un entrefer, placer une cale, là changer un guide et fabriquer de nouvelles têtes. Il travailla comme une bête pendant les quatre dernières semaines, il fit bien plus de 100 heures par semaine.
Pour finir, Mark IV fut démonté entièrement pour être emmené par bateau à Chicago. Trois jours avant la conférence de presse de Redwood City, Mark III, la deuxième machine, était dans un piètre état mécanique. Ceux d'entre nous qui avaient été désignés pour aller à Chicago prirent congé de ceux qui restaient en leur souhaitant bonne chance et en essayant d'oublier leurs propres soucis.
Les présentations étaient prévues pour le samedi. Dans l'après-midi du jeudi, Mark IV fut remonté et les essais nous montrèrent les meilleures images que nous avions jamais vues. Arriva un événement prophétique: le carré des ingénieurs de CBS déclara que la machine n'était pas assez performante. Le rapport signal/bruit était mauvais et les parasites inacceptables.
C'est donc dans la nuit de jeudi à celle de vendredi que nous avons résolu le problème par tous les moyens, aidés en cela à la dernière minute par la réception de nouvelles bandes, bien plus performantes, ce qui fit que chacun se montra satisfait au bout du compte. En faisant le point avec l'équipe de Redwood City, nous apprîmes qu'ils avaient résolu leurs problèmes mécaniques et qu'ils étaient maintenant prêts.

La première présentation du magnétoscope MarkIV à la convention de la NARTB (ancêtre de la NAB) de Chicago, le samedi 14 avril 1956.

Ce fut une véritable bombe ! A Redwood City, la conférence fut sensationnelle, réussie. A Chicago, les mauvais démons s'étaient éloignés et Ampex croulait sous les commandes. Du jour d'ouverture le samedi matin jusqu'à la prolongation au jeudi après-midi suivant pour les délégués de la Convention, la machine marcha mieux que ce que nous étions en droit d'espérer.

Les six mois suivants ne nous apportèrent qu'un dur labeur. Ampex avait prévu de livrer cinq prototypes dès l'été ou au début de l'automne, avec un programme progressif permettant leur utilisation pour la télévision en 1957. Nous nous trouvions en face de l'urgence de fabriquer seize machines de façon artisanale, la plupart devant servir aussitôt en production pour les chaînes de télévision et en même temps, nous devions penser à mettre en place la fabrication industrielle.
En dépit des images plutôt bonnes montrées en avril 56, Ia somme des tâches qui nous attendaient avant la livraison de la première machine destinée à une utilisation sur l'antenne nous fit apparaître la réalité, qui était celle du peu de fiabilité du système. Jusque-là, ni les hommes, ni les machines, ni l'avance technologique n'étaient à même de garantir la qualité des supports magnétiques pour l'enregistrement vidéo. Et jusqu'à ce que nous puissions conseiller les fabricants utilement pour leurs essais par d'autres remarques que " bonne qualité", "trop de drops" ou "support instable", cela restait insuffisant pour se montrer satisfaits.

Le programme conçu pour répondre à une telle question nous coûta des centaines d'heures d'étude et fut l'objet de sérieux casse-têtes avec les industriels sans oublier nos futurs clients. Avec une durée de vie moyenne de 100 heures pour les têtes vidéo, il était hors de question de continuer ainsi à fabriquer laborieusement des têtes à la carte, les nombreux paramètres de fabrication, dont certains avaient été drastiquement changés à la va-vite pour gagner encore quelques précieux dB de rapport signal/bruit pour les démonstrations d'avril, devaient être précisés rigoureusement et sériés afin d'établir nos propres standards avant la sortie de la première machine.
En même temps, il fallait mettre au point un processus de production semi-industrielle, non artisanal. Une unité de traitement devait être conçue et développée, de façon à pouvoir procurer des signaux de suppression et de synchro d'une qualité suffisante pour passer par des amplis classiques et des clamps à n'importe quel stade du traitement du signai, l'image délivrée par la bande devait être considérablement améliorée pour respecter les normes de bruit, de résolution, de surmodulation et de stabilité horizontale, la machine et le châssis devaient être entièrement repensés et testés, les problèmes au point de vue mécanique étaient sans fin, les pièces constituant la platine supérieure ne devaient pas seulement se montrer fiables, mais être aussi interchangeables. Avec toujours la recherche prioritaire pour obtenir une meilleure bande passante et un meilleur rapport signal/ bruit.

La première diffusion d'une image depuis un magnétoscope le 30 novembre 1956 depuis les studios de la CBS à Hollywood. Le programme "Douglas Edwards and the News" enregistré 3 heures plus tôt depuis la côte Est fut diffusé à la même heure locale sur la côte Ouest. C'est donc "comme ligne à retard de 3 heures" que fut utilisé pour la première fois à l'antenne le 2 pouces !

Il aurait fallu décerner d'autres médailles en octobre et en novembre à John King, Roger Hibbard et Tony Severdia, qui commençaient souvent leur journée à huit heures du matin pour terminer trente heures plus tard. Le 30 novembre 1956 fut la date anniversaire de la première utilisation d'un magnétoscope à l'antenne de CBS à Los Angeles. NBC prit la suite début 1957 et ABC commença en avril à diffuser des émissions en différé.

A partir de là, l'enregistrement vidéo connut un essor économique prodigieux dans les chaînes de télévision, il a changé la vie de tous les jours. Rien de tout cela n'aurait pu arriver sans la participation de :
- l'industrie de la télévision, qui sut se montrer ouverte à notre travail,
- nos clients potentiels, les chaînes, qui nous aidèrent sur le plan technique, qui surent se montrer patients et tolérants pendant les premières expériences de diffusion sur l'antenne,
- les fabricants de bandes magnétiques, qui mirent avec succès au point un produit professionnel.

Et bien sûr mes collègues - des types merveilleux - qui n'eurent de cesse que l'enregistrement magnétique devienne une réalité.

L'équipe de six personnes qui conçut et mit au point le premier magnétoscope pose autour du Mark IV. De gauche à droite : Fred Pfost, Shelby Henderson, Ray Dolby, Alex Maxey, Charles Ginsburg et Charles E. Anderson.

Charles P. Ginsburg (traduction : F. Chabrol / illustration A.Delhaise)

N.B. : les photos sont majoritairement extraites de l'excellent ouvrage intitulé Videotape Recording publié par la société Ampex en 1986.