Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — О нет. То, что ты говоришь, вполне разумно. Такая система цветного телевидения часто применяется при передаче изображения по проводам с последующей проекцией на большой экран. Ее используют, например, чтобы дать возможность большому количеству студентов-медиков следить за ходом различных хирургических операций.

Н. — А почему бы не применять эту же систему в радиовещании? Это создает какие-либо неудобства?

Л. — А разве для тебя это не ясно? Подумай, ведь приходится устраивать все элементы линии передачи: три телевизионные камеры, три видеоусилителя, три передатчика, три приемника и три кинескопа!..

Н. — Я признаю, что это и в самом деле должно дорого стоить и, сверх всего, чрезвычайно перегружать эфир… Какое же решение следует считать правильным?

Л. — Вернись, Незнайкин, к первым представлениям, полученным тобою в телевидении. Ты тогда узнал, что вместо одновременной передачи различных точек одного изображения…

Н. — …их передают последовательно. Понял! Здесь решение также состоит в том, чтобы последовательно передавать через один и тот же передающий канал красное, синее и зеленое изображения. При условии достаточно быстрого ритма поочередной передачи цветное изображение будет синтезировано в силу инерции зрительных восприятий.

Л. — Именно этот принцип и применили в первых системах цветного телевидения. В качестве последовательной системы цветной передачи я тебе опишу так называемую систему «последовательных растров» (рис. 134), в которой используют фильтры, последовательно проходящие перед передающей телевизионной камерой и экраном кинескопа. Фильтры состоят из цветных пленок, укрепленных на вращающихся дисках. Безусловно, должна быть обеспечена строгая синхронизация между движениями обоих дисков при приеме и передаче. Для этого посылаются специальные сигналы в начале каждого оборота.

Рис. 134. Система с черескадровой передачей цветоделенных изображений.

1 — диск с цветными фильтрами передатчика; 2 — электродвигатель; 3 — передающая камера; 4 — телевизионный передатчик; 5 — телевизионный приемник; 6 — кинескоп; 7 — электродвигатель; 8 — диск с цветными фильтрами приемника.

Н. — Я вижу, что каждый диск имеет шесть фильтров: красный, синий, зеленый, затем опять красный, синий и зеленый. На мой взгляд, достаточно было бы и трех фильтров.

Л. — Безусловно. Но при шести фильтрах удается вдвое уменьшить скорость вращения; а это важно, так как центробежные силы, развивающиеся в диске, значительны и могут разорвать его. Учти, что они учетверяются при вдвое более быстром вращении.

Н. — В общем, пока один фильтр определенного цвета проходит перед передающей камерой и кинескопом, мы развертываем, вероятно, не все изображение целиком, а один из двух полурастров четных или нечетных строк.

Л. — Вот именно. И, сделав небольшое усилие, тебе удастся, может быть, определить, как происходит разложение изображения за время-одного оборота диска.

Н. — Будем считать для начала, что перед камерой находится красный сектор и что разложение начинается с полурастра нечетных строк. Получатся, следовательно, шесть следующих фаз: 1) красное, строки нечетные; 2) синее, строки четные; 3) зеленое, строки нечетные; 4) красное, строки четные; 5) синее, строки нечетные; 6) зеленое, строки четные. А затем все начинается сначала.

Л. — Ты можешь заметить, что в этой системе за время одного оборота каждое изображение было полностью развернуто в каждом из трех основных цветов как для четных, так и для нечетных строк. Но растры оказались перемежающимися. Это так называемая черескадровая передача.

Н. — Признаюсь, что твоя система последовательной передачи растров меня не увлекает. В этой смеси механики и электроники нет ничего привлекательного…

Л. — Ты тем более прав, что, передавая таким образом три полных изображения вместо одного, мы в три раза увеличиваем ширину полосы видеочастот.

Н. — Все это уж очень сложно. Мне в голову пришла несравненно более простая идея, которая, я утверждаю это со всей скромностью, дает окончательное разрешение проблемы цветного телевидения. Я сообщу ее тебе по секрету.

Л. — Признаюсь, что ты меня заинтриговал. Что же это за необыкновенная идея?

Н. — Эту идею мне навеяли старинные витражи в соборах, являющиеся настоящей многоцветной мозаикой. Представь себе фильтр, где в каждой строке чередуются крошечные красные, синие и зеленые поверхности, не превышающие размером элемента изображения. Конечно, для двух соседних строк соответствующие поверхности должны быть смещены по фазе, иначе говоря, под красным фильтром первой строки окажется синий фильтр второй и т. д. (рис. 135).

Рис. 135. Порядок разложения в системе с чередованием точек в последовательности красный — синий — зеленый.

Л. — Все это прекрасно. Но что же дальше?

Н. — А вот что. Предположим, что фильтр, составленный таким образом, расположен перед светочувствительной поверхностью трубки телевизионной камеры обычного телевизионного передатчика, а другой подобный фильтр — перед экраном кинескопа. Это самое простое средство передать цветные изображения.

Л. — Честное слово, ты прав. Действительно, когда при передаче анализирующий пучок пройдет под красной частью фильтра и видеосигнал передаст соответствующую величину освещенности, пятно на экране кинескопа будет иметь соответствующую яркость и будет просматриваться тоже через красную часть фильтра… Поздравляю, Незнайкин! Ты сделал сенсационное по своей простоте изобретение.

Н. — Заметь, что оно позволяет легко превратить все телевизоры для монохромного телевидения в цветные.

Л. — Подожди, Незнайкин, не торжествуй раньше времени.

Н. — Как, опять будет «но»?

Л. — Увы, и довольно основательное. Чтобы твоя система хорошо работала, потребовалась бы идеальная идентичность движения развертывающих лучей при передаче и приеме. Малейший фазовый сдвиг оказался бы катастрофичным вследствие нарушения соответствия цветов. В то же время не существует развертывающих устройств в достаточной степени линейных, чтобы обеспечить столь высокую точность развертки.

Таким образом, при тех средствах, которыми располагает современная техника, идея твоя неосуществима. Но, кто знает, может быть в один прекрасный день доведется нам услышать о «системе Незнайкина».

Н. — А я-то думал…

Л. — Твоя идея несколько сходна с другой, более легкой для осуществления, которая в настоящее время получила наибольшее распространение. В системах с чересточечной разверткой можно использовать на приеме кинескоп, сам экран которого может воспроизводить три основных цвета. Он выполнен в виде мозаики, похожей на мозаику фильтра твоего изобретения, причем каждая элементарная поверхность светится одним из трех основных цветов благодаря особому химическому составу люминофора.

Н. — И правда, до сих пор все совпадает с моей идеей.

Л. — Но дальше все по-иному. Кинескоп снабжен тремя электронными пушками, каждая из которых предназначена для возбуждения одного из трех основных цветных люминофоров.

Н. — А как же сделать, чтобы пучок каждой пушки попадал только на точки экрана соответствующего цвета?

Л. — В этом-то и заключается основное ухищрение. Между пушками и экраном помещена «маска» (рис. 136), нечто вроде перегородки со множеством отверстий. Каждый из трех пучков, проходя под определенным углом через эти отверстия, может попасть на элементы мозаики только одного и того же цвета свечения благодаря специальному размещению этих элементов на поверхности экрана.

Рис. 136. Разрез кинескопа с тремя электронными пушками, каждая из которых облучает через отверстия в маске элементарные поверхности только одного из трех основных цветов.