La pellicule est constituée d'un film support en plastique, recouvert d'une émulsion : c'est une couche de gélatine sur laquelle sont couchés en suspension des cristaux d'halogénure d'argent ; pour les émulsions modernes il s'agit de bromure d'argent (AgBr). Dans ce cas, chaque cristal est formé de plusieurs milliards d'ions d'argent (Ag+) et d'ions de brome (Br-) organisés en un réseau cubique.

Lors de l'exposition à la lumière, une image latente se forme en petite goutelette :
des photons provenant de la partie éclairée du sujet arrivent sur la pellicule ;
pour chaque photon absorbé, se forme une paire électron - trou d'électron : un électron se libère du réseau et va être capté par un ion Ag+ ;
cet ion Ag+ est réduit, c'est-à-dire qu'il se transforme en un atome d'argent qui est exclu du réseau cristallin.

Pour chaque cristal, selon l'intensité lumineuse de la partie du sujet qu'il décrit, de zéro à une dizaine d'atomes se forment. Ces atomes ont tendance à s'agglutiner pour former un « agrégat » ou « cluster ».
Pour les émulsions actuelles, seuls les cristaux contenant au moins trois atomes d'argent pourront être entièrement réduits lors du développement photographique, en particules noires visibles par l'œil humain (les grains d'argent; voir Granularité). Le développement est un phénomène d'accélération de la réduction des ions Ag+ en atomes d'argent :
les cristaux contenant un agrégat ayant un potentiel électrique supérieur à celui du révélateur, c'est-à-dire un agrégat de trois atomes ou plus, vont attirer les électrons du révélateur vers les ions du cristal, qui vont finir par tous être réduits. En revanche, les autres cristaux n'atteignant pas la masse critique de trois atomes en agrégat rendent des électrons au révélateur et se transforment en ions invisibles. Ces ions seront ensuite dispersés lors d'une phase de lavage et de fixage. C'est la gélatine qui isole les cristaux les uns des autres et leur permet de réagir individuellement.

À cause d'un phénomène de recombinaison rapide de la paire électron-trou sans effet chimique, et de l'oxydation par le trou de certains atomes d'argent provisoirement formés, le rendement de la réaction de formation initiale des atomes d'argent est de 0,20 atome par photon. Il faut donc 15 photons pour produire les 3 atomes d'argent nécessaires à la formation des grains lors du développement. D'un point de vue macro, on peut donc constater que 80 % de la lumière qui arrive sur la pellicule est non-assimilée.

Une publication de décembre 1999 dans la revue Nature par Jacqueline Belloni, Mona Treguer, Hynd Remita et René de Keyser montre qu'on peut décupler le rendement de cette réaction en incorporant dans l'émulsion du formiate d'argent (HCO2- + Ag+), qui agit comme un « piège à trou », c'est-à-dire un inhibiteur des phénomènes compétitifs qui limitent habituellement le rendement de la réaction2. La société de chimie Agfa est détentrice de brevets déposés à la suite de cette découverte, mais aucune application commerciale de cette dernière n'est apparue sur le marché.

Les deux S-VHS et Hi8 ont été retenus pour des systèmes d'enregistrement audio avec leurs formats de base, VHS HiFi stéréo a surclassé les Video8/Hi8 AFM, mais est resté limité aux machines haut de gamme.
Dans la fin des années 1980, le format numérique (PCM) audio a été introduit dans certains modèles de catégorie supérieure Hi8 (mais jamais sur les enregistreurs S-VHS).
Le Hi8 audio PCM fonctionne à une fréquence d'échantillonnage de 32 kHz avec 8 bits/échantillon. Il restitue une plus haute fidélité que les 2 pistes linéaires offertes par le VHS / S-VHS, mais largement inférieure au VHS HiFi.
Les enregistreurs Hi8 PCM qui en étaient capables pouvaient enregistrer simultanément du PCM stéréo en plus de l’ancien type de son (AFM analogique) sur les pistes audio stéréo.

Il faut encore le différencier du Single 8, commercialisé par Fujifilm, qui possède la même surface d'impression et les mêmes perforations, mais qui est contenu dans des chargeurs plus robustes, n'incluant pas le presseur et permettant de faire dérouler le film dans les deux sens et assurant une meilleure planéité du film ; le Single 8 est incompatible avec les caméras à chargeurs Kodak, mais la compatibilité est assurée au niveau de la projection. Son support polyester exclut le collage classique par solvant et ne permet qu'un collage par adhésif. Le Single 8 a été beaucoup moins populaire que le Super 8 mais il est toujours possible de trouver de la pellicule vierge (Cinevia) dans ce format.

Par la suite (1974), tant le Super 8 que le Single 8 furent disponibles en version sonore (Ektasound chez Kodak), avec des chargeurs un peu plus grands, un film porteur d'une double piste audio magnétique (une piste principale, large, servant à la prise de son, sur un côté du film et une piste mince à l'extérieur des perforations, dite 'piste de compensation', servant à équilibrer l'épaisseur de la précédente. Cette piste a pu servir pour le doublage sonore avec certains projecteurs) et une fenêtre pour passer la tête de lecture magnétique (les caméras sonores acceptant les chargeurs muets, mais pas l'inverse).

Notons que l'enregistrement des images était décalé de 18 images par rapport à celui du son, du fait que la lecture des images fait appel à un mouvement saccadé, tandis que celui du son fait appel à u mouvement linéaire. Cecil n'est pas sans influence sur le montage 'aux ciseaux', car il provoque une erreur d'une seconde environ lors de la coupe du film.

Les films sonores n'existent plus depuis 1997 : Kodak a arrêté d'en produire car de plus en plus de professionnels préféraient enregistrer le son à part. Kodak s'est justifié en disant que, selon de nouvelles normes écologiques américaines, la fabrication de films sonores était dangereuse pour l'environnement. La firme pourrait trouver une solution pour que les films sonores existent à nouveau, mais elle n'en fera rien (par manque de rentabilité sans doute). Aucun autre fabricant de pellicule n'a encore repris ce segment. Il faut donc se résoudre à enregistrer le son à part (sur un mini-disc par exemple). On peut également faire pister ses films à l'aide d'une pisteuse pour les « transformer » en films sonores et ainsi pouvoir les passer dans un projecteur sonore.

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