Большая Советская Энциклопедия (ТЕ) - БСЭ БСЭ

Телевидение

Телеви'дение (от теле... и слова видение), область науки, техники и культуры, связанная с передачей зрительной информации (подвижных изображений) на расстояние радиоэлектронными средствами; собственно способ такой передачи. Наряду с радиовещанием Т. — одно из наиболее массовых средств распространения информации (политической, культурной, научно-познавательной, учебной) и одно из основных средств связи, используемое в научных, организационных, технических и др. прикладных целях (например, в системах диспетчеризации и контроля в промышленности и на транспорте, в космических и ядерных исследованиях, в военном деле и т. д.).

  Основные принципы телевидения и их техническая реализация. Конечным (приёмным) звеном телевизионной передачи служит человеческий глаз , поэтому телевизионные системы строятся с учётом особенностей зрения . Реальный мир воспринимается человеком визуально в цветах, предметы — рельефными, расположенными в объёме некоторого пространства, а события — в динамике, движении: следовательно, идеальная телевизионная система должна обеспечивать возможность воспроизводить эти свойства материального мира. В современном Т. задачи передачи движения и цвета успешно решены (и технически, и практически). На стадии испытаний находятся телевизионные системы, способные воспроизводить рельефность предметов и глубину пространства (см. Стереоскопическое телевидение ).

  Для телевизионной перначи изображений необходимо осуществить 3 процесса: преобразование света, испускаемого объектом передачи или отражаемого им, в электрические сигналы; передачу электрических сигналов по каналам связи и их приём; обратное преобразование электрических сигналов в световые импульсы, воссоздающие оптическое изображение объекта. Принципиальная основа для реализации этих процессов была заложена в трудах У. Смита (США), открывшего (1873) внутренний фотоэффект , А. Г. Столетова , установившего (1888) основные закономерности внешнего фотоэффекта; А. С. Попова — изобретателя радиосвязи (1895); Б. Л. Розинга , разработавшего (1907) систему «катодной телескопии» (при которой для воспроизведения изображений использовалась электроннолучевая трубка) и осуществившего (1911) первую в мире телевизионную передачу (в лабораторных условиях) по такой системе. Однако чтобы довести Т. до стадии практического применения, необходимо было решить множество др. сложных вопросов.

  Рассматривая предметы непосредственно, можно различать очень мелкие детали (в соответствии с разрешающей способностью глаза). Поэтому формально можно считать оптическое изображение, проецируемое на сетчатку глаза, состоящим из m разрешимых деталей (элементов). Каждый такой элемент можно охарактеризовать яркостью В, цветностью (так называемым цветовым тоном l и чистотой цвета р ) и геометрическим местом (координатами х, у ), то есть описать многомерной функцией fi (B, l, р, х, у ); всё изображение описывается функцией

.

Это справедливо и для Т., где оптическое изображение объекта передачи проецируется (оптической системой) на светочувствительный элемент передающей телевизионной трубки ; число m в этом случае определяется разрешающей способностью трубки и размерами телевизионного кадра . Практически число m ограничивается техническими возможностями системы и её назначением и, например в вещательном Т. СССР, составляет около 500 тысяч элементов (в 1 кадре).

  Если координаты х и у каждого элемента известны, для воспроизведения состояния элемента требуется передача трёх его параметров В, l и р, для чего необходимы три канала связи, а для воспроизведения всего изображения — 3 m каналов (в случае стереотелевидения число каналов ещё удваивается, так как требуется передача изображений отдельно для левого и правого глаза). Отсюда очевидно, что одновременная передача всех элементов изображения практически невозможна. Поэтому в Т. принят принцип последовательной передачи изображений (поочерёдно — элемент за элементом), предложенный португальским учёным А. ди Пайва (1878) и независимо от него П. И. Бахметьевым (188Э). Возможность такой передачи основывается на свойстве человеческого зрения воспринимать пульсирующий свет как непрерывный, если частота пульсаций превышает критическую, которая зависит от яркости источника и составляет несколько десятков пульсаций в сек. Процесс последовательного преобразования элементов изображения в электрические сигналы при передаче и обратный процесс при приёме носят название развёртки изображения (см. также Телевизионная развёртка ). Эти процессы анализа и синтеза изображения должны совершаться синхронно и синфазно.

  Закон развёртки определяется назначением телевизионной системы. Так, например, в современной телевизионной вещательной системе принята линейно-строчная развёртка, при которой образующийся кадр изображения имеет горизонтально-строчную структуру. Для поддержания синфазности развёрток в конце каждой строки и кадра передаются синхронизирующие импульсы. Тем самым телевизионная станция управляет развёртками всех телевизоров в зоне своего действия. Одно из первых устройств для передачи элементов изображения, основанное на применении вращающегося диска с отверстиями, было предложено П. Нипковым (1884). Диск Нипкова применялся в ранних, ещё несовершенных механических системах Т. Техническая реализация процессов преобразования и восстановления оптического изображения в современное Т. осуществляется главным образом вакуумными электроннолучевыми трубками. Практическое освоение электронных систем Т., основанное на использовании таких приборов, относится к концу 20-х — 30-м гг. 20 в. и связано с именами В. К. Зворыкина и Ф. Фарнсуорта (США), К. Свинтона (Великобритания), В. П. Грабовского, С. И. Катаева , А. П. Константинова , Б. Л. Розинга, П. В. Тимофеева , П. В. Шмакова (СССР), а также многих др. изобретателей. Среди передающих трубок наиболее распространены видиконы (с внутренним фотоэффектом) и суперортиконы (с внешним фотоэффектом), среди приёмных — различные кинескопы .

  Исторически Т. развивалось начиная с передачи только яркостной характеристики каждого элемента изображения. В черно-белом Т. (см. рис. ) яркостный сигнал (видеосигнал ) на выходе передающей трубки подвергается усилению и преобразованию (см. Телевизионный сигнал ). Каналом связи служит радиоканал или кабельный канал (см. Телевизионная передающая сеть ). В приёмном устройстве принятые сигналы преобразуются в однолучевом кинескопе, экран которого покрыт люминофором белого свечения.

  В цветном телевидении , кроме яркостной составляющей, передаётся и информация о цветности каждого элемента. Поскольку всё многообразие природных цветов можно воспроизвести оптически из трёх основных — красного, зелёного и синего, взятых в определённых пропорциях, то телевизионная передающая камера содержит не одну, а три трубки — для создания яркостного сигнала и сигналов основных цветов. Все эти сигналы при передаче (на телецентре) подвергаются кодированию, а при приёме (в телевизионном приёмнике) — декодированию. Цветной кинескоп — трехлучевой, с мозаичным (образованным люминофорами красного, зелёного и синего свечения) экраном.

  Классификацию систем Т. производят чаще всего по следующим основным признакам: по качественному признаку — черно-белые (монохромные), цветные, стереомонохромные и стереоцветные; по форме представления сигналов (видеоинформации) — аналоговые и дискретные (цифровые); по частотному спектру канала связи — широкополосные (с полосой пропускания , равной полосе вещательного канала или больше её) и узкополосные (с полосой меньше полосы вещательного канала). Некоторые из указанных систем могут, в свою очередь, подразделяться по частным признакам, например по способу развёртки изображений или по очерёдности передачи той или иной информации.

  За годы практического использования Т. прочно вошло в жизнь людей. Наибольшее распространение оно получило как телевизионное вещание. Телевизионную аппаратуру применяют при решении разнообразнейших задач в науке, медицине, в различных отраслях народного хозяйства (см. Промышленное телевидение , Подводное телевидение , Проекционное телевидение , Замкнутая телевизионная система ). В 1962 появилось (в СССР) космическое Т. (см. Космовидение ), средства которого действенно используются в экспериментах по изучению и освоению космоса. В ближний космос запускаются искусственные спутники Земли и орбитальные станции, требующие телевизионного обслуживания. Т. сделало доступной изучению невидимую с Земли сторону Луны . Проведён уникальный эксперимент по управлению автоматическими космическими станциями «Луноход-1» и «Луноход-2» на расстоянии около 400 тысяч км (см. Лунный самоходный аппарат ) при помощи телевизионной аппаратуры. Сделаны фототелевизионные снимки Луны и ряда планет — Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера. Яркий пример использования Т. в космосе — космический полёт по программе ЭПАС (июль 1975), потребовавший организации сложной телевизионной связи между двумя континентами и с космическими кораблями. Потребность в Т. в свою очередь вызывает необходимость совершенствования Т., использования его новых качеств.