ТЕЛЕВИДЕНИЕ

Раньше в углу стоял стол со святыми иконами, а тогда будут стоять обольстительные прилады для прельщения людей. Многие отступятся от Истины, скажут: нам надо смотреть и слушать новости.

Пророчество Оптинского старца

Варсонофия (умер в 1913 г.)

Слово «телевидение» впервые прозвучало в 1900 г. в докладе русского физика, штабс-капитана русской армии Константина Дмитриевича Перского «Современное состояние вопроса об электровидении на расстоянии (телевизирование)» на IV Всемирном конгрессе электротехников в Париже. Доклад был сделан на французском языке, и в нем использовался термин television.

Первые работы по передаче изображений на расстояние с использованием электрического тока относятся к середине XIX века. В 1843 г. Александр Бен, владелец лондонской мастерской по изготовлению электрических часов и физических приборов, предложил проект фототелеграфа – “копиртелеграф”. Рассмотрим подробнее этот проект, так как в его основу положены принципы, на которых построено и современное телевидение.

В приемном и передающем аппаратах Бена использовались одинаковые прямоугольные пластины, с помощью которых изображение разделялось на отдельные элементы. Для изготовления пластин использовались короткие куски изолированной проволоки, которые плотно укладывались в прямоугольную рамку рядами. Затем рамка заливалась сургучом и после охлаждения шлифовалась с обеих сторон так, чтобы торцы проволок образовывали прямоугольный растр. В передающем аппарате к одной стороне пластины прижималось металлическое клише передаваемого изображения. В приемном аппарате к пластине прижималась влажная бумага, пропитанная солями калия или натрия.

Упрощенная схема электрической части копиртелеграфа Бена представлена на рис. 13. Передающая и приемная части соединены проводами и образуют замкнутую электрическую цепь. Механика (предлагалось использовать массивные маятники) обеспечивала синхронное перемещение скользящих контактов по строкам пластин. Если скользящий контакт на передающей стороне касается торца провода, другой конец которого прижат к металлическому клише, то в электрической цепи протекает ток и вызывает на приемном конце потемнение бумаги в месте ее соприкосновения с торцом провода, которого касается скользящий контакт.

Рис. 13

Это изобретение не было реализовано А. Беном, но его значение нельзя преуменьшить. Здесь впервые были предложены три принципа, лежащие в основе телевидения: 1) разложение изображения на отдельные элементы, 2) последовательная поэлементная передача информации и 3) синхронизация передатчика и приемника.

Известны и другие варианты фототелеграфа, но до практического использования дошел только один – пантографический, т.е. копирующий, телеграф итальянца аббата Д. Казелли. В 1866 г. аппараты Казелли были установлены в Москве и Петербурге. Но из-за высокого тарифа такой вид связи не пользовался успехом у населения и через два года прекратил работу.

Передача подвижных изображений стала принципиально возможной после обнаружения фотоэффекта у селена. Уменьшение электрического сопротивления селена при воздействии на него светом было обнаружено англичанами К. Меем и У. Смитом в 1873 г. Позднее это явление было названо внутренним фотоэффектом.

И уже в 1878 г. появились первые проекты электрической передачи изображений. Большинство из этих проектов не дошло до стадии эксперимента. Остановимся на одном из первых. Он принадлежит профессору физики Политехнического института старинного португальского города Порту доктору Адриано де Пайва. В 1878 г. в своей статье “Телефония, телеграфия и телескопия” и позже (1880 г.) в брошюре “Электрическая телескопия” он описал устройство для визуальной связи. В передающей части использовалась камера-обскура, изображение в которой проецировалось на матрицу из селеновых элементов (в первом варианте – селеновую пластину. Проводимость селеновых элементов пропорциональна их освещенности. По матрице по строкам перемещался металлический контакт, осуществляя построчную развертку изображения. В приемной части синхронно с движением этого контакта перемещался источник света, помещенный за матовым стеклом. Как видим, по принципу построения это предложение мало чем отличалось от предложения копиртелеграфа А.Бена. Адриано де Пайва не смог реализовать свой проект, но его имя осталось в памяти потомков как автора первой книги по телевидению.

Несмотря на обилие проектов передачи движущихся изображений, появившихся в конце XIX века, практически лишь некоторым авторам удалось передать самые элементарные изображения – точку или несколько точек. Большинство проектов осталось нереализованными.

Одной из главных трудностей было осуществление разложения изображения по строкам. Применяемое для этого механическое перемещение скользящего контакта или небольшой селеновой пластинки (стержня) было ненадежным и слишком медленным. Решение нашел немецкий студент Пауль Нипков в конце 1883 г. Пишут, что идея пришла ему в голову во время рождественских каникул, когда все студенты разъехались, а он остался в одиночестве. В течение недели появился эскиз устройства, главной деталью которого был светонепроницаемый диск с маленькими отверстиями, расположенными на периферии диска по спирали (рис. 14). Передаваемое изображение располагалось за диском.

N Границы изображения

Рис. 14

Угловое расстояние между отверстиями соответствовало горизонтальному размеру развертываемого изображения, размер отверстия – ширине строки, а количество отверстий – количеству строк и соответственно вертикальному размеру изображения.

На рис. 14 показано положение диска после прохождения самым дальним от края диска отверстием N последней строки. К этому времени отверстие 1 подошло к левой верхней точке изображения. При вращении диска отверстие 1 проходит над изображением. В отверстии поочередно будут видны элементы изображения верхней строки. Для преобразования яркости свечения элементов в электрический ток предлагалось использовать селеновые элементы. На приемной стороне устанавливался аналогичный диск между источником света и зрителем. Яркость источника света регулировалась принятым электрическим сигналом. Наблюдатель видел источник света через отверстия в диске, т.е. видел светящиеся строки, яркость элементов которых была пропорциональна яркости таких же элементов в изображении на диске передатчика.

15 января 1885 г. Нипкову был выдан патент на изобретение, сделавшее его знаменитым. А через год, в 1886 г. патент был сдан в архив, так как автор не имел средств для его оплаты.

От идеи до реализации было далеко, еще была не готова техническая база. Во-первых, селеновые элементы, предлагаемые для преобразования яркости элемента изображения в электрический ток, для этой цели не годились из-за большой инерционности преобразования – их сопротивление не успевало изменяться при быстрых изменениях яркости. Требовались быстродействующие преобразователи яркости в электрический ток. И, во-вторых, электрический сигнал, снимаемый со светочувствительных элементов, был очень слаб, требовалось его усиление, а усилители в то время еще не появились.

Вскоре были найдены материалы, обладающие внешним фотоэффектом – способностью испускать электроны под воздействием света. Впервые явление внешнего фотоэффекта обнаружил Генрих Герц в 1887 г. В 1888 – 1889 годах внешний фотоэффект изучал профессор Московского университета Александр Григорьевич Столетов и создал лабораторный вариант фотоэлемента. Фотоэлемент как самостоятельный прибор был разработан в 1906 году немецким ученым Дембером. А промышленный выпуск вакуумных фотоэлементов начался только в 1912 г. Эти фотоэлементы обладали высоким быстродействием и вполне подходили для использования в телевидении.

К началу 20-х годов прошлого столетия появились и усилители на электронных лампах. Поэтому только в 20-е годы техническая база развилась настолько, что стало возможным создание телевизионных систем.

Такие системы появились практически одновременно в США, Англии, Германии и СССР. В качестве развертывающего устройства в них использовался диск Нипкова. Телевидение, использующее механические развертывающие устройства, стало называться механическим телевидением.

Пионером механического телевидения можно считать американского изобретателя Чарльза Дженкинса. В 1923 году Чарльз Дженкинс осуществил передачу неподвижного изображения по радио из Вашингтона в Филадельфию и Бостон, а в 1925 году ему удалось передать изображение движущихся фигур.

Рис. 15

В декабре 1925 года на V съезде русских физиков Лев Сергеевич Термен (талантливый изобретатель, создатель первого в мире электромузыкального инструмента – терменвокса) сделал доклад «Видение на далекое расстояние» и продемонстрировал на экране изображение движущейся руки (рис. 15). Его система дальновидения была установлена в Кремле. Приемник разместили в кабинете наркомвоенмора К. Е. Ворошилова, а передатчик — во дворе наркомата. Позже маршал С. М. Буденный вспоминал, как они с Ворошиловым почти безошибочно узнавали людей, на которых была направлена телекамера. Эта система сразу же была засекречена в связи с планами использования ее в пограничных войсках, но финансирование не было открыто, и работа Л. С. Термена дальнейшего развития не получила.

В Англии больших успехов добился Джон Бэрд. В 1926 году он продемонстрировал передачу изображения с разверткой на 30 строк и затем провел множество экспериментов с механическим телевидением. В конце 20-х годов Бэрд осуществил передачу телевизионного изображения по телефонным проводам, затем по радио на корабль, находящийся в море. Он первым получил изображение в инфракрасных лучах (1927 г.), продемонстрировал цветное и стереоскопическое телевидение (1928 г.). В 1928 году Дж. Бэрд основал первую в Европе акционерную телевизионную компанию и начал опытные телевизионные передачи через радиостанцию, расположенную в Лондоне, не оставляя при этом экспериментов. Он ввел передачу синхронизирующих импульсов (1929 г.), одновременную передачу изображения и звука (1930 г.), телевизионную передачу кинофильма (1931 г.) и т.д.

В США телефонная компания “Белл” на основе механического телевидения разработала в 1927 г. видеотелефон. Видеотелефонная связь осуществлялась между Нью-Йорком и Вашингтоном на расстояние 400 км по проводной линии. Изображение лица абонента передавалось с четкостью 50 строк со скоростью 18 кадров в секунду. Использовались два типа приемников. В одном изображение размером 51´64 мм формировалось с помощью диска Нипкова и неоновой лампы. В другом приемнике экран размером 61´76 см был составлен из 50 неоновых ламп, в каждой из которых было сделано по 50 выводов. Выводы присоединялись к коммутатору, контакт которого вращался синхронно с диском Нипкова на передающей станции.

В механическом телевидении обычно использовалось разложение изображения на 30 строк, поэтому ни о каком качестве изображения речи быть не могло. Но даже увидеть движущийся силуэт и заметить в нем что-то знакомое было в диковинку, поэтому за экспериментами последовало быстрое внедрение телевизионного вещания.

Как уже было сказано, в Англии начались опытные телевизионные передачи (30 строк и 12,5 кадра/с) в 1928 г. В 1929 г. регулярные передачи механического телевидения с тем же стандартом начались в Германии. В СССР регулярные опытные телевизионные передачи начались в 1931 г. Они проводились 2 раза в неделю по 30-40 минут.

При передаче из студии вместо диска Нипкова использовался “бегущий световой луч”. В качестве развертывающего устройства использовалась зеркальная призма с изменяющимся наклоном зеркальных граней – барабан Вейлера. Остро-фокусированный луч от мощного источника света прочерчивал по объекту передачи последовательные строки и, отражаясь от объекта, воздействовал на фотоэлемент. Помещение студии затемнялось, а сам объект съемки, находясь в полумраке в маленькой быстро нагревающейся комнате, чувствовал себя довольно дискомфортно.

Механическому телевидению была отведена короткая жизнь. Первоначальные восторги быстро улеглись. Смотреть на размытое изображение размером 5×6 см удовольствия доставляло мало. Конечно, предпринимались попытки улучшить качество изображения. В 1934 г. в Берлине были начаты регулярные передачи кинофильмов с использованием механического телевидения на 180 строк. В 1935 г. Бэрд предложил механическую систему на 240 строк (40000 элементов). Но перспектив дальнейшего улучшения качества передаваемого изображения у механического телевидения не было. Чтобы получить четкое изображение на 600 строк с шириной строки 0,1 мм, потребовался бы диск Нипкова диаметром 28 м. Механическое телевидение оказалось тупиковой ветвью в телевидении. К 1937 г. все страны, кроме СССР, прекратили передачи механического телевидения. В СССР оно оставалось до апреля 1941 г. Механическое телевидение уступило место электронному.

Электронное телевидение развивалось параллельно с механическим. Началось оно с предложения использовать в телевизионном приемнике электронно-лучевую трубку.

Как появилась электронно-лучевая трубка? В 1895 году профессор Страсбургского университета Карл Браун на основе трубки Крукса создал осциллографическую трубку, предназначенную для исследования формы электрических токов.

В трубке Брауна (рис. 16 ) с катода испускался узкий луч. Он падал на плоскую поверхность на противоположном конце трубки – экран, покрытый люминофором, и создавал на экране небольшое светящееся пятно. Снаружи трубки помещалась катушка, на которую подавался исследуемый ток. Переменное магнитное поле катушки вызывало отклонение катодного луча в вертикальной плоскости, и на экране трубки вычерчивалась вертикальная линия. С помощью вращающегося зеркальца эта светящаяся линия отражалась на внешний экран и разворачивалась по горизонтали, становясь видимым изображением электрического тока. В последующие годы был предложен ряд усовершенствований трубки Брауна, в результате которых появилась возможность электрического управления лучом по обоим направлениям – по вертикали и по горизонтали. Такую трубку уже можно было применить в телевизионном приемнике.

Рис. 16

Первым предложил при-

менить электронно-лучевую трубку в телевидении профессор Петербургского технологического института Борис Львович Розинг. В 1907 году он подал заявку на “способ электрической передачи изображения” в патентные органы России и ряда других стран и получил патенты: в Англии в 1908 г., в Германии в 1909 г. и в России в 1910 г. Для развертки изображения предлагалось использовать механическое устройство – диск Нипкова, а для преобразования электрического тока в изображение – электронно-лучевую трубку (рис. 16). На экране трубки подачей соответствующих развертывающих напряжений на вертикальную и горизонтальную отклоняющие системы (E и F) формировался прямоугольный растр, а яркость свечения люминофора регулировалась током катодного луча. Использовался довольно оригинальный способ регулирования тока луча. Сигнал изображения подавался на отклоняющие пластины (на рис. 16 вывод этих электродов обозначен буквой S). Под действием напряжения катодный луч отклонялся от осевой линии, через диафрагму D, ограничивающую поперечные размеры луча, проходило меньшее количество электронов и, следовательно, уменьшался ток луча.

Практически реализовать свое изобретение Розингу удалось только в мае 1911 года. Впервые в мире было получено изображение на экране трубки – четыре белые полосы на черном фоне. В передатчике для развертки изображения Розинг использовал не диск Нипкова, а многогранную призму (колесо Вейлера). При вращении призмы передаваемое изображение построчно проецировалось на фотоэлемент и преобразовывалось в электрический сигнал. Сообщения об изобретении Розинга были напечатаны в технических журналах США, Японии и Германии и принесли известность Розингу как одному из пионеров электронного телевидения.

Борис Львович Розинг (23. 04.1869 – 20.04.1933)

Б. Л. Розинг родился в Петербурге в семье потомков иностранцев, приглашенных Петром I в Россию. Он с золотой медалью окончил лицей, с отличием окончил физико-математический факультет Петербургского университета, защитил диссертацию на степень магистра и стал работать на кафедре физики Петербургского технологического института. Кроме этого, он читал лекции и вел практические занятия в Константиновском военном училище и на Женских политехнических курсах.

С 1902 г. Б. Л. Розинг начал заниматься передачей изображений и к 1911 г. сумел создать установку для передачи неподвижного изображения. За эту работу Русское техническое общество присудило ему в 1912 году золотую медаль и премию имени К. Ф. Сименса.

Октябрьская революция застала его вместе с семьей в Екатеринодаре. Гражданская война задержала Розинга на Кавказе, и он несколько лет был профессором физики и проректором по научной части Северо-Кавказского политехнического института. Только в 1922 году ученому удалось вернуться в Петроград. В 1924 г. Розинга пригласили на должность старшего научного сотрудника в Ленинградскую экспериментальную электротехническую лабораторию. Наряду с продолжением работы по телевидению Розинг занимался также фотографированием звуков и приборами для слепых. Несколько лет он был союзным экспертом по делам телевидения.

К несчастью, его научная деятельность прервалась в 1931 году, когда Розинг был выслан на три года в северные районы без права работать. Причина высылки состояла в том, что он одолжил деньги своему знакомому, обвиненному вскоре в контрреволюционной деятельности. Это было расценено как финансирование подпольной организации, враждебной советской власти. Некоторое время ученый мыкался в Котласе, затем его перевели в Архангельск, и он получил возможность продолжить свою работу. Жил он там очень скудно и 20 апреля 1933 г. скончался от кровоизлияния в мозг.

Под влиянием идей Розинга инженер А. Кемпбелл-Свинтон (Англия) предложил в 1908 г. полностью электронную систему телевидения, в которой электронно-лучевая трубка использовалась не только для приема, но и для передачи изображения. Приемная трубка мало чем отличалась от трубки Розинга. Передающая трубка была подобна приемной, только вместо люминесцентного экрана была помещена мозаика из большого числа фотоэлементов с внешним фотоэффектом. Изображение проецировалось на мозаику и создавало вблизи нее электронный рельеф. Чем ярче освещался фотоэлемент, тем больше электронов находилось возле него. Для считывания электронного рельефа использовался электронный луч.

Но Кемпбелл-Свинтону не удалось создать действующей системы, несмотря на многократные попытки. Сделать передающую трубку оказалось не таким уж простым делом. Все предложенные до конца 20‑х годов передающие трубки имели очень низкую светочувствительность. Видеосигнал, снимаемый с них, был настолько слабым, что не мог обеспечить не только хорошего, но и сколько‑нибудь удовлетворитель- ного изображения.

В 1923 г. сделал заявку на изобретение полностью электронной системы телевидения В. К. Зворыкин (ученик Розинга, уехавший летом 1917 г. из России в США). Однако материал заявки был довольно сырым, и патент был выдан после многолетней переписки только спустя пятнадцать лет, в 1938 г.

Первым в мире продемонстрировал работу полностью электронной системы передачи движущихся изображений (“радиотелефота”) русский изобретатель Б. Грабовский в июле 1928 года в Ташкенте. Хотя качество изображения было низким, Б. Розинг настоятельно рекомендовал Грабовскому оформить патент. Но попытка продемонстрировать работу системы в Москве закончилась драматически – в Москву из Ташкента прибыло битое стекло вместо использованных электронных приборов.

В начале 30-х годов были продемонстрированы также системы электронного телевидения Ф. Фарнсвортом (США) и М. фон Арденне (Германия), но качество изображения в этих системах было хуже, чем в системах механического телевидения. Положение изменилось только после создания В. К. Зворыкиным передающей телевизионной трубки – иконоскопа.

Рис. 17

В 1933 году на съезде общества радиоинженеров в Чикаго Зворыкин объявил, что его десятилетние усилия по созданию передающей телевизионной трубки завершились полным успехом. Ему удалось сконструировать трубку с накоплением заряда (рис. 17).

Основной деталью трубки является трехслойный фотокатод. Он представляет собой ровную пластинку слюды 2, одна сторона 3 которой металлизирована, а на другой стороне 1 нанесено громадное количество (свыше миллиона) мелких серебряных частиц (шариков), обработанных цезием. Эти частицы представляют собой миниатюрные фотоэлементы. Каждая частица образует вместе с металлизированной поверхностью элементарный конденсатор, который обеспечивает накопление заряда от фотоэлемента и многократно увеличивает светочувствительность прибора.

Развертывающий электронный пучок имеет сечение значительно большее, чем размер частицы, и в него одновременно попадает большое количество миниатюрных фотоэлементов. Поэтому величина серебряных шариков и некоторая неравномерность заполнения ими слюдяной пластинки мало сказываются на результирующем сигнале. Ток считывающего электронного пучка, пропорциональный заряду элементарных конденсаторов, проходит через сопротивление нагрузки R_н. Таким образом, на сопротивлении нагрузки выделяется напряжение, пропорциональное освещенности соответствующих участков мишени.

Технология нанесения серебряных шариков на слюдяную пластинку стоит того, чтобы на ней остановиться подробней. На одну из сторон слюдяной пластинки размером 10×10 см наносился тонкий слой серебра. После этого пластинка помещалась в печь. Тонкий серебряный слой при нагреве обретал способность сворачиваться в гранулы. Так на слюдяной пластинке образовывалось несколько миллионов изолированных друг от друга гранул.

Одновременно с В. К. Зворыкиным подобная конструкция передающей трубки с накоплением была предложена и запатентована в России в 1931 г. С. И. Катаевым (он назвал ее “радиоглазом”). Передающая трубка по патенту Катаева была изготовлена на год позже Зворыкина. Однако технологически трубка Зворыкина была совершеннее. Следует сказать, что В. К. Зворыкин сконструировал и более совершенную приемную телевизионную трубку – кинескоп (патент 1929 г.). Таким образом, благодаря усилиям Зворыкина электронное телевидение начало свое победное шествие и обеспечило уход в небытие механического телевидения.

Зворыкин Владимир Козьмич (30.07.1889 – 29.07.1982)

В. К. Зворыкин родился в г. Муроме Владимирской губернии в семье богатого купца. Род Зворыкиных славился не только деловыми людьми, но и талантливыми учеными. Дядя Владимира Константин Алексеевич Зворыкин был профессором Киевского политехнического института, другой дядя работал вместе с А. Г. Столетовым. Владимир не проявлял склонности к коммерции и, окончив реальное училище, поступил в Петербургский университет. Потом по настоянию отца перешел в Петербургский технологический институт. Это и определило его дальнейшую судьбу – там он попал в лабораторию профессора Б. Розинга и с 1910 г. стал его постоянным помощником в экспериментальной работе.

В 1912 г . Зворыкин с отличием окончил институт и, получив право поехать на научную стажировку за границу, отправился в Париж к выдающемуся физику П. Ланжевену. Первая мировая война прервала его стажировку, и он возвратился в Россию. Его немедленно мобилизовали в армию и вскоре назначили командиром радиостанции. В 1916 г. он едет в США для закупки радиооборудования и возвращается оттуда после Февральской революции. Для него началось беспокойное время. Сын купца и офицер царской армии, В. К. Зворыкин все время находился под угрозой ареста. Угроза расстрела за отказ от участия в гражданской войне вынудила его бежать в Сибирь. Оттуда он еще раз едет в США за радиооборудованием, но теперь уже для Колчака. Осознав, что единственным выходом для него является эмиграция в США, он все же возвращается в Россию. Колчак снова направляет его в США, теперь уже своим полномочным представителем. Падение правительства Колчака освободило Зворыкина от обязанности возвращаться на родину, и он остался в США. Это было в 1919 г.

В 1921 г. ему удалось устроиться в фирму “Westinghouse Electric”. Зворыкин с головой ушел в работу и в 1923 г. практически в одиночку построил электронную телевизионную установку, продемонстрировав на маленьком экране телевизора расплывчатое изображение в форме креста. На фирме эту работу не оценили и посоветовали заняться чем-нибудь другим. Но Зворыкин продолжал заниматься телевидением и в 1929 г. разработал новую приемную телевизионную трубку – кинескоп. На демонстрации телевизионного приемника с такой трубкой присутствовал президент кампании “Radio Corporation of America” (RCA) Давид Сарнов, выходец из дореволюционной России. Д. Сарнов почувствовал перспективность работы и пригласил Зворыкина к себе, поставив его во главе лаборатории. К 1936 г. разработка системы электронного телевидения была закончена. Лаборатория Зворыкина переключилась на разработку электронного микроскопа. В этой же лаборатории во время второй мировой войны были созданы первая управляемая авиабомба с телевизионным координатором, а также первый прибор ночного видения.

В 1954 г. по достижении 65-летнего возраста, Зворыкин ушел в отставку с должности директора лаборатории электроники компании RCA. В знак уважения к его заслугам за ним оставили должность почетного вице-президента фирмы RCA. Но он не отошел от дел. В том же году Зворыкин стал директором центра медицинской электроники при Институте Рокфеллера в Нью-Йорке. Им был разработан электронный микроскоп для исследования химических реакций внутри живых клеток. Развитие интегральной микроэлектроники позволило ему реализовать вместе с медиками идею эндорадиозондирования.

В 1933 г. Зворыкин приезжал в СССР и выступал перед учеными и инженерами в Ленинграде и Москве. От имени советского правительства ему было предложено остаться в СССР. После размышлений и консультации с родными он отказался от этого предложения, когда приехал в СССР в следующий раз в 1934 г. Но он никогда не испытывал вражды к Советскому Союзу и еще неоднократно приезжал в нашу страну.

Первые регулярные передачи электронного телевидения начались в 1936 году в США (343 строки) и в Англии (405 строк). В 1938 г. электронная система вошла в строй во Франции (455 строк), в Германии и Италии (441 строка). В СССР регулярное телевизионное вещание началось в 1938 г. в Москве (343 строки, оборудование компании RCA) и в 1940 г. в Ленинграде (240 строк, отечественное оборудование).

Рис. 18

В США первый телевизор RCS TT-5, разработанный специально для массового производства, был представлен компанией RCA в 1939 году. Это был массивный деревянный ящик, оснащенный экраном с диагональю в 5 дюймов. В СССР первый электронный телевизор – легендарный КВН-49 (рис. 18) был создан в 1949 году. Назван по фамилиям разработчиков: В. К. Кенигсона, Н. М. Варшав-

ского и И. А. Николаевского. Он имел маленький экран (диаметр трубки 18 см), перед которым устанавливалась специальная линза, заполненная дистиллированной водой.

Начавшаяся вторая мировая война приостановила развитие телевидения в европейских странах. Работы продолжались только в США, где в 1943 г. был принят стандарт 525 строк, использующийся там до настоящего времени. После войны, первым в Европе, в 1945 г. возобновил работу Московский телецентр, а в 1948 г. он перешел на стандарт 625 строк. Стандарт 625 строк был разработан в СССР в 1944 г. С. В. Новаковским (работавшим в то время главным инженером Московского телецентра) и С. И. Катаевым (профессором, заведующим кафедрой телевидения МЭИС). Этот стандарт вскоре был одобрен и принят многими странами.

Таким образом, в мире стали использоваться два стандарта разложения – 525 и 625 строк. Однако стандарты с одним и тем же количеством строк отличались по некоторым другим параметрам (ширина полосы видео- и радиоканала, величина остатка подавленной боковой полосы, метод модуляции передатчика звукового сопровождения, значения несущих частот сигналов изображения и звукового сопровождения).

Можно сказать, что к середине 50-х годов черно-белое телевидение достигло своего совершенства. На очереди стоял переход к цветному телевидению. В основе цветного телевидения лежит представление о трехкомпонентном цветовом зрении человека. Первым высказал гипотезу о трехкомпонентном цветовом зрении российский ученый М. В. Ломоносов в 1756 г. Он считал, что существует три сорта частиц светоносного эфира, колебания которых вызывают зрительное ощущение определенного цвета. М. В. Ломоносов определил эти цвета как красный, желтый и голубой. Последующие работы Т. Юнга (1802 г.) и Г. Гельмгольца подтвердили гипотезу о трехкомпонентном цветовом зрении. Только Ломоносов немного ошибся в выборе цветов, ими оказались красный, синий и зеленый.

Первым предложил систему цветного телевидения А. А. Полумордвинов в 1899 г. Это была механическая система с диском Нипкова и с последовательной передачей цветов. Механическая система цветного телевидения была реализована англичанином Бэрдом в 1928 г. И в том же году патент на систему цветного электронного телевидения получил В. К. Зворыкин в США.

В первых системах цветного телевидения использовалась последовательная передача всего изображения (кадра или поля) в трех цветах. Сложение этих изображений и формирование цветного изображения обеспечивались из-за инерционности зрения. Такая система была продемонстрирована в США в 1940 г.

Но когда в 1950-х годах речь зашла о внедрении цветного телевидения (ЦТ), то главным было требование к совместимости его с черно-белым телевидением (ЧБТ). Совместимость означает, что на приемник ЧБТ можно принимать сигналы ЦТ, и они будут давать черно-белое изображение, а на приемник ЦТ можно принимать сигналы ЧБТ в черно-белом изображении. Система с последовательной передачей цветов по кадрам этому требованию не удовлетворяла. Кроме того, для нее требовалась ширина полосы канала в три раза большая, чем для ЧБТ.

Рис. 19

Поэтому появились предложения чередовать цвета по строкам, а затем и по элементам изображения. Последнее и стало использоваться в системах ЦТ. Элементы разных цветов располагались в виде треугольной структуры (рис. 19). На рисунке элементы обозначены начальными буквами цветов : R (red) – красный, G (green) – зеленый и B (blue) – синий.Цветное изображение образовывается при достаточном удалении от экрана за счет пространственного наложения цветов отдельных элементов.

Передающая телевизионная камера формирует три сигнала, соответствующие изображению в трех цветах. Затем они проходят через кодирующую матрицу, на выходе которой образуются яркостной сигнал U_Y и два цветоразностных сигнала U_R – U_Y и U_B – U_Y. Черно-белый приемник принимает только яркостной сигнал, который дает черно-белое изображение, а в цветном приемнике декодирующая матрица формирует из яркостного и цветоразностных сигналов сигналы трех цветов.

Первая совместимая система ЦТ была разработана в США в 1953 г. Ее название NTSC – аббревиатура National Television System Committee. Стандарт NTSC приняли Япония (1960 г.) и Канада (1964 г.). В Европе в 1960-е годы были разработаны свои стандарты: SECAM (Seqence de Couleurs Memoire – поочередность цветов с запоминанием) – разработка Франции с участием СССР и PAL (Phase Alternation Line – строка с переменной фазой) – разработка ФРГ. Таким образом, в мире стали использоваться три системы ЦТ: NTSC, PAL и SECAM. Они отличаются способом передачи цветоразностных сигналов.

В СССР первые передачи цветного телевидения по системе SECAM начались в Москве с 1 октября 1967 г. К этому времени была изготовлена и первая партия цветных телевизоров. 4 ноября 1967 г. заработали передатчики телевизионной башни в Останкино. Это было самое высокое сооружение в Европе. Высота Останкинской башни составляла 540 метров, на 240 метров выше знаменитой Эйфелевой башни в Париже.

К середине 80-х годов ЦТВ достигло своего расцвета. Качество изображения оценивалось как приближающееся к теоретически возможному при существующих стандартах и считалось весьма высоким. Высказывались мнения, что ТВ системы дают зрителю именно то, что ему нужно. И все же стало ощущаться, что действующие системы себя исчерпали. Перестал расти спрос на ТВ приемники. Это вынудило разработчиков искать пути дальнейшего повышения качества.

В 1986 г. на очередном заседании Пленарной ассамблеи Международного союза электросвязи (МСЭ) было высказано мнение о возможности принятия системы телевидения высокой четкости (ТВВЧ) с разложением 1125 строк и форматом изображения 16:9. Разработка единого мирового стандарта на систему ТВВЧ – одна из задач МСЭ. Отметим, что многие годы руководил разработкой мировых стандартов на современные ТВ-системы профессор М. И. Кривошеев, пионер в области метрологического обеспечения ТВ-систем.

Сейчас в мире происходит переход к цифровому телевизионному вещанию. Кодирование телевизионной информации позволяет не только перейти к ТВВЧ, но и передать несколько ТВ программ по одному стандартному телевизионному каналу, то есть сделать то, что было абсолютно невозможным в аналоговом телевидении.