Механическое телевидение


Механическое телевидение

Механическое телевидение — разновидность телевидения, использующая для разложения изображения на элементы электромеханические устройства вместо электронно-лучевых трубок. Самые первые телевизионные системы были механическими и чаще всего не предусматривали звукового сопровождения. В отличие от современного, полностью электронного телевидения, механическое предполагает наличие в передающем и приемном устройствах специального механизма для сканирования изображения и его воспроизведения. Как правило, это диск Нипкова. Первая работоспособная система подобного типа была создана Джоном Бэрдом (англ. John Logie Baird) в 1920-е годы. Из-за небольшого количества передаваемых элементов изображения, механическое телевидение иногда называют малострочным.

Советская телеприставка «Б-2» с механической разверткой в экспозиции Музея нижегородской радиолаборатории

Содержание

История

Ранние опыты

Первые опыты передачи изображений на расстояние проводились уже в XIX веке. Шелфорд Бидуэлл (англ. Shelford Bidwell) продемонстрировал систему передачи неподвижных фотографий в 1881 году, которая использовала механическое разложение на элементы. Эта технология быстро нашла применение в новостной фотожурналистике, но была неприменима для передачи движущегося изображения из-за крайне низкой светочувствительности селеновых фотоэлементов. Сканирование фотографии с качеством, приемлемым для газетной полиграфии, занимало несколько минут. Лишь в 1909 году удалось добиться мгновенного сканирования изображений, не содержащих полутонов. В 1923 году американец Чарльз Дженкинс (англ. Charles Francis Jenkins) передал первое движущееся силуэтное изображение, а 13 июня 1925 года состоялась демонстрация передачи полутонового движущегося изображения со звуком.

На рубеже XIX и XX веков русский изобретатель А. А. Полумордвинов работал над своим «телефотом», ключевым элементом которого был т. н. «светораспределитель»[1]. Это была первая в мире система цветного телевидения с диском Нипкова, ставшая прообразом современных систем на теории трёхкомпонентного цветового зрения. Она была предложена лаборантом Казанского университета Полумордвиновым 5 января 1900 года. В том же месяце изобретение получило высокую оценку на Первом электротехническом съезде в Петербурге. Однако систему собрать не удалось, и в 1925 году патент был продан английскому изобретателю Д. Бэрду[2].

Первые телестанции

Бэрду удалось создать первую в мире работоспособную систему телевидения, передающую движущееся полутоновое изображение. Первая передача состоялась 26 января 1926 года в его лондонской лаборатории. Первая телевизионная станция WCFL[3] вышла в эфир в Чикаго 12 июня 1928 года. Её создателем был Улисс Санабриа[4] (англ. Ulises Armand Sanabria), который впервые использовал для передачи изображения и звука один диапазон радиоволн, начав 19 мая 1929 года трансляцию звукового сопровождения радиостанцией WIBO, а видеосигнала — станцией WCFL. Первые серийные телевизионные приемники «Вижэнет» (англ. Visionette) с 45-строчной механической развёрткой начали выпускаться компанией Western Television в 1929 году по цене чуть меньше 100 долларов[5].

В СССР существовал стандарт механического телевидения с разложением на 30 строк и частотой кадров 12,5 к/сек[6]. Соотношение сторон кадра было принято близким к «классическому» — 4:3 с разрешением примерно 30х40 элементов. При помощи системы велись регулярные передачи кинофильмов и трансляции из студии первого московского телецентра на Никольской улице. Первая экспериментальная передача состоялась 1 мая 1931 года на волне 56,6 метров без звукового сопровождения[7]. Регулярное механическое вещание из телецентра началось 15 ноября 1934 года с передачи 25-минутного эстрадного концерта[7]. Изображение передавалось на волнах 1107 метров, а звук транслировался радиостанцией ВЦСПС на длине волны 726 метров с полуночи до часа ночи 12 раз в месяц[8]. С 1933 до 1936 года отечественной промышленностью было выпущено более 3000 телевизоров марки «Б-2»[9]. Механические телевизоры тех лет представляли собой приставку к обычному радиоприёмнику. Для приёма звукового сопровождения, при его наличии, требовался ещё один радиоприёмник. Одним из немногих достоинств механического телевидения была возможность приёма его передач на больших расстояниях из-за использования диапазона средних радиоволн[10]. В начале 1930-х годов среди советских радиолюбителей получило распространение конструирование самодельных телеприставок[11] для приёма телетрансляций, в том числе зарубежных[6]. В то же время, их иностранные коллеги имели возможность создания любительских телестанций[12]. После московского телецентра передачи механического телевидения начались из Одессы и Ленинграда[10]. Регулярные передачи механического телевидения из Москвы прекратились в апреле 1940 года после запуска нового телецентра на Шаболовке, основанного уже на электронных принципах[9].

Количество строк систем с диском было ограничено и составляло от 30 до 120. После 1935 года благодаря некоторым техническим достижениям появились механические системы, рассчитанные на 180 и более строк. Однако, качество изображения электронного телевидения для механического осталось недостижимым. Лучшей системой механического телевидения можно по праву назвать британскую «Скофони» (англ. Scophony)[13], которая воспроизводила 405 линий на экране размером до 2,8×3,7 метров (9×12 футов). Было собрано несколько аппаратов этой системы, в том числе для домашнего использования[14] с экраном 24×22 дюйма (56×61 см). В системе Scophony для создания изображения использовалось несколько барабанов[14], вращающихся с большой скоростью. Массовый выпуск телевизоров этого типа не состоялся из-за приближения мировой войны. Также известна американская система с 441 линией развёртки, использовавшая несколько барабанов, один из которых вращался со скоростью 39 690 об/мин, а другой — несколько сотен оборотов в минуту.

Механические системы телевидения существовали до начала Второй мировой войны, уступив своё место более технологичным и надежным электронным после её окончания.

Принцип работы

Устройство диска Нипкова

В основе механической части обычно лежит диск Нипкова, который имеет ряд отверстий, расположенных по спирали.

В передающей камере сзади диска, расположенного в фокальной плоскости съёмочного объектива, установлен фотоэлемент для регистрации попадающего на него света. В приёмнике вместо фотоэлектрического элемента используется источник модулированного света, обычно неоновая лампа, обладающая малой инерционностью. Каждое отверстие в своём движении образует одну линию развёртки с переменной яркостью, соответствующей яркости передаваемых участков объекта съёмки. Для передачи сигнала яркости от камеры к приёмнику используется радио. Передающие камеры с диском обладали рядом существенных недостатков: в частности, они закреплялись неподвижно из-за риска нарушения развёртки при сотрясении. Панорамирование могло осуществляться только при помощи поворотного зеркала, установленного перед объективом, снимающим объекты отражёнными[15].

Помимо диска Нипкова существует ряд других технологий. Вместо диска может использоваться вращающийся барабан либо с отверстиями, либо с набором зеркал установленных на нём: например, так называемая конструкция с «зеркальным винтом»[16].

Ещё один известный метод «бегущего луча» (англ. flying spot) был попыткой использования аналогичной технологии телекинопроекции, разработанной Манфредом фон Арденне в 1931 году. Объект съёмки находился в затемнённой студии и сканировался узким пучком света, проходящего через отверстия диска Нипкова, 16 раз в секунду. Отражённый от объекта свет попадал не на один фотоэлемент, а на целый блок таких элементов, позволяя суммировать сигнал для повышения светочувствительности системы. Метод «бегущего луча» использовался телекомпанией BBC до 1935 года и в Германии до 1938 года. К недостаткам этого метода стоит отнести условие съёмки — объект должен находиться в темноте, то есть метод не годится для съёмок днём вне студии.

Некоторые из вышеописанных систем были в состоянии воспроизводить изображения размером до полуметра с качеством, сравнимым с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), вытеснившей впоследствии механическое телевидение. Возможности электронного («катодного») телевидения в то время были ограничены маленькими экранами с весьма низкой яркостью и контрастностью изображения.

Некоторые ранние механические системы сканировали строки не по горизонтали, как это происходит сейчас, а по вертикали. В качестве примера можно привести британскую 30-строчную систему Бэрда (англ. Baird). Эта система создавала вертикальное прямоугольное изображение (книжная ориентация), вместо горизонтального (альбомная ориентация), распространённого в наши дни. Направление линий зависит от расположения маски кадра относительно диска Нипкова: при расположении слева или справа линии развёртки вертикальные, сверху или снизу — горизонтальные. Из-за низкого разрешения изображений в системе Бэрда, достаточной только для более-менее чёткого изображения одного человека, вертикальная (портретная) ориентация становилась предпочтительней, нежели горизонтальная. Когда в изображении используется 60 или более линий, в кадре можно будет разместить несколько человек. Именно тогда маска была перенесена для создания горизонтального изображения, что и используется по сегодняшний день.

Развитие электронного телевидения (после появления иконоскопа для передающих камер и кинескопа для приёмников) означало завершение эры механического телевидения. Механическое телевидение годилось только для воспроизведения небольших изображений и было вне конкуренции до середины 1930-х. Но, перед началом Второй мировой войны развитие электронного телевидения ускорилось — появлялись электронные системы с 400 и даже 600 линиями и ещё более высокой чёткостью.

Запись передач

В дни коммерческой эксплуатации механического телевидения были разработаны системы для записи изображений (но не звука) с использованием модифицированного аппарата для записи граммофонных пластинок. Система, известная как «Фоновидение» не получила высокого распространения из-за высокой сложности, низкой надёжности и весьма внушительной цены. Но, тем не менее, благодаря этому аппарату до нас дошли записи широковещательных передач, которые могли бы быть утеряны.

В наши дни шотландский инженер Дональд Маклин (Donald F. McLean) создал оборудование для проигрывания этих пластинок и проводит лекции и демонстрации записей, сделанных в 1925 — 1933 годах[17].

В коллекции дисков Маклина есть серия тестовых записей, сделанных лично пионером телевидения Джоном Бэрдом. Один диск, датированный 28 марта 1928 года с пометкой «Мисс Паунсфорд» (англ. Miss Poundsford) представляет собой запись длиной в несколько минут изображения женского лица, ведущего оживлённую беседу с кем-то за кадром. В 1993 году личность женщины была установлена — это Мэйбл Паунсфорд, и её короткое появление на диске считается самой первой видеозаписью с участием человека[18].

Современное использование

Установка механического телевидения с четырьмя вращающимися светодиодными линейками может воспроизводить изображение телевидения стандартной чёткости

Системы механического телевидения применялись в фототелевизионных системах для передачи изображений с Луны и других планет автоматическими межпланетными станциями. 25 декабря 1966 года советская АМС «Луна-13» впервые передала панораму лунной поверхности при помощи механической развёртки. Кадр, состоящий из 1500 вертикальных строк, передавался в течение полутора часов. За счёт невысокой скорости передачи удалось использовать более надёжный диапазон радиоволн и получить изображение неподвижных объектов с высокой чёткостью[6].

C 1970-х годов некоторые радиолюбители экспериментировали с системами механического телевидения. Оборудование перепроектировалось с учётом новых технологий: старые неоновые лампы заменялись сверхъяркими светодиодами и т. п. В таких системах есть свои достоинства, важные для создания узкополосного телевидения, с шириной диапазона менее 40 килогерц (современные телевизионные системы используют радиоканал шириной порядка 6 мегагерц, в 150 раз шире). На практике, всё-таки чаще используется электронное, а не механическое оборудование (например, телевидение с медленной развёрткой).

В наше время, технологии механического телевидения нашли применение в DLP-проекторах. В них используется матрица маленьких (16 мм²) электростатически заряженных зеркал, которые выборочно отражают свет для создания изображения. Многие дешёвые DLP проекторы используют цветовое колесо для создания цветного изображения. Эта технология применялась также в электронном цветном телевидении до изобретения кинескопов с теневой маской.

Другая сфера применения опто-механических технологий — лазерные принтеры, где небольшое вращающееся зеркало используется для управления модулированным лазерным лучом по одной оси, в то время как движение барабана используется для управления по другим осям. Вариант данной схемы с применением мощных лазеров используется в лазерных проекторах с разрешением до 1024 линий (каждая линия насчитывает более 1500 точек). Такие системы отличаются высоким качеством изображения и используются, например, в планетариях.

См. также

Источники

  1. А.Л. Рашковский Вятский изобретатель А.А. Полумордвинов  (рус.). Герценка: Вятские записки. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  2. Быховский М. А. Александр Аполлонович Полумордвинов  (рус.). Изобретатели и ученые России в области телевидения. Персональный сайт Марка Быховского. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  3. Chicago's Voice of Labor  (англ.). The WCFL Chicago Radio Timeline Page. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  4. Peter Yanczer Ulises Armand Sanabria  (англ.). Mechanical television. Музей раннего телевидения. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  5. Western Television Visionette  (англ.). Mechanical television. Музей раннего телевидения. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  6. 1 2 3 В. Маковеев От чёрно-белого телевидения к киберпространству  (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 31 августа 2012.
  7. 1 2 Телевизионная журналистика  (рус.). Сайт копирайтеров. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 1 сентября 2012.
  8. П. Шмаков Развитие телевидения в СССР (англ.) = The Development of Television in the USSR // Television Society Journal : журнал. — 1935. — № 2.
  9. 1 2 А. Юровский От первых опытов — к регулярному телевещанию  (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Архивировано из первоисточника 16 октября 2012. Проверено 31 августа 2012.
  10. 1 2 История тележурналистики в России  (рус.). Сайт копирайтеров. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 1 сентября 2012.
  11. Самодельный телевизор, 1937
  12. Phil Hunter Любители экспериментируют с телевидением (англ.) = Amateurs can experiment with Television // Radio News : газета. — 1936.
  13. Scophony  (англ.). Mechanical television. Музей раннего телевидения. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  14. 1 2 Peter F. Yanczer The Scophony System  (англ.). Scophony.com. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  15. А. Юровский Через пространство и время  (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 31 августа 2012.
  16. Телевизор с зеркальным винтом, 1938, с. 75
  17. The World's Earliest Television Recordings  (англ.) (19 May 2007). Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 3 сентября 2012.
  18. Don McLean The Recovered Images  (англ.). Phonovision. Restoring Baird's TV Recordings (22 March 2006). Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 31 августа 2012.

Литература

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Механическое телевидение" в других словарях:

  • Телевидение — (Television) Понятие о телевидении, история возникновения телевидения Понятие о телевидении, история возникновения телевидения, цифровое телевидение Содержание Содержание 1. Понятие о 2. Пришествие телевидения 3. Перспективы развития телевидения …   Энциклопедия инвестора

  • Телевидение — (греч. τήλε  далеко и лат. video  вижу; от новолатинского televisio  дальновидение)  комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние. В обиходе используется также для обозначения организаций …   Википедия

  • Телевидение с медленной развёрткой — Пример передачи телевидения с медленной разверткой …   Википедия

  • Центральное телевидение Гостелерадио СССР — У этого термина существуют и другие значения, см. Центральное телевидение. Центральное телевидение Гостелерадио СССР (ЦТ СССР) Год основания Ключевыми датами в истории ТВ СССР являются*: 7 июля 1938 года созд …   Википедия

  • Аналоговое телевидение — Один из первых чёрно белых телевизоров Аналоговое телевидение телевизионная система, использующая для получения, вывода и передачи изображения и звука аналоговый электрический сигнал. Все приёмо передаточные системы доцифровой эпохи, включая… …   Википедия

  • Сегментное механическое табло — Эту страницу предлагается объединить с Блинкерное табло …   Википедия

  • История телевидения: от первых опытов до микросхем — 17 декабря 1996 года Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 21 ноября Всемирным днем телевидения. В настоящее время нет ни одного государства, не охваченного телевещанием. Телевидение является самым влиятельным электронным средством массовой… …   Энциклопедия ньюсмейкеров

  • Байрд, Джон — Бюст Джону Байрду в Хеленсбурге. Джон Байрд (англ. John Logie Baird; 13 августа 1888,Хеленсбург (Шотландия) 14 июня 1946, Бексхилл, Сассекс, Англия) шотландский инженер, получивший известность за создание первой механической телевизионной системы …   Википедия

  • Байрд — Байрд, Джон Бюст Джону Байрду в Хеленсбурге. Джон Байрд (англ. John Logie Baird; 13 августа 1888,Хеленсбург (Шотландия) 14 июня 1946, Бексхилл …   Википедия

  • Джон Байрд — Бюст Джону Байрду в Хеленсбурге. Джон Байрд (англ. John Logie Baird; 13 августа 1888,Хеленсбург (Шотландия) 14 июня 1946, Бексхилл, Сассекс, Англия) шотландский инженер, получивший известность за создание первой механической телевизионной системы …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.