Учебник Ситникова II часть - Радио ТВ
.pdfинформации: компактили мини-диски, оптические диски или на традиционную магнитную ленту в цифровом формате. В более современном варианте запись ведется на жесткий диск компьютера или флэш-память: в этом случае не требуется дополнительное время перегонки материала в компьютерную сеть радиостанции.
В соответствии с распоряжениями заведующего отделом информации корреспондент, ориентировочно зная длительность передачи и время выхода в эфир, приступает к записи. Состав радиожурналистского комплекта зависит от конкретной радиостанции и включает различные типы записывающих устройств (аналоговые или цифровые) и микрофоны или, для передачи сигнала с места события, репортофон. При получении информации от собственных корреспондентов для связи могут быть использованы мобильные телефоны, но качество связи будет невысоким. Крупные западные радиостанции для этих целей используют мобильные радиопередатчики со специально выделенными радиочастотами. Применение подобной аппаратуры обеспечивает качество высшей категории и сравнимо со студийной передачей.
При записи информации на жесткий диск компьютера роль усилителя сигнала выполняет голосовой процессор, позволяющий вводить в запись дополнительные эффекты. Такие приборы применяются при невозможности обработки фонограммы в редакции (репортажи, прямые эфиры).
Голосовой процессор позволяет качественно обработать car-нал и получить запись, пригодную для вещания.
Отделы информации обрабатывают огромное количество материала: новости от информационных агентств, материалы от региональных отделений и корреспонденции от местных журналистов. Коммерческие станции, в отличие от государственных, как правило, не могут себе позволить иметь в штате собственных корреспондентов — они пользуются материалами с лент информационных агентств.
Идеальный вариант — выдавать информацию с места события, но при этом в эфир могут попадать нежелательные куски. На практике радиостанции используют как вещание в записи, так и прямой эфир, то есть вещание в реальном масштабе времени без предварительной звукозаписи. После того как запись произведена, она (физически или по каналу связи) доставляется в радиодом, где ее редактируют: убирают ненужные паузы, придыхания, неудачные слова и выводят на заданный хронометраж.
Государственные и частные радиостанции могут использовать различные технологии монтажа.
Подготовленные журналистом репортажи на государственных станциях, как правило, поступают на расшифровку. Наборщица находится за рабочей станцией — компьютером с текстовым процессором и магнитофоном с наушниками. Для повышения скорости набора управляющие клавиши магнитофона «Стоп», «Пауза», «Воспроизведение» выведены на ножную педаль. После того как текст набран и распечатан, его направляют к редактору, вносящему необходимые изменения. Далее лента и текстовой материал направляются в монтажную, где и формируется окончательный звукоряд информационной передачи. Данная технология оправдана высоким качеством подготовки материала, но не оперативна.
Коммерческие станции, как правило, используют более экономичную технологию: монтаж на звуковой станции осуществляет сам журналист. Чересчур длинные паузы удаляются автоматически, также возможно удалить некоторые нежелательные шумы. Работа в звуковом редакторе упрощается визуальным представлением фонограммы на мониторе компьютера. Слова-паразиты, междометия и т.д. отмечаются метками и удаляются. В звуковом редакторе есть возможность быстро (без разрезок и склеек) менять местами части звукоряда, увеличивать или уменьшать интенсивность звука, в разумных пределах ускорять или замедлять фонограмму, выводя на необходимый хронометраж, и даже избавляться от ненужных частот. Таким образом, на цифровых монтажных станциях информационные блоки одновременно готовят несколько журналистов. Далее окончательно сформированный
материал собирается на редакционном сервере в единый эфирный выпуск и выдается прямо в эфир.
Время выхода новостного блока всегда строго определено. Информация с различных информлент редактируется и подается на монитор ведущего в соответствии с сеткой вещания (или распечатывается, но в этом случае оперативность понижается). При этом один и тот же текст на мониторе и текст, звучащий в эфире, воспринимаются по-разному. То, что легко «читается» глазами, не всегда легко произносится. В идеальном случае диктор должен успеть проговорить текст перед эфиром, но на практике это не всегда возможно. (Легендарному советскому диктору Юрию Левитану во время Великой Отечественной войны в основном приходилось читать тексты, которые офицер службы безопасности вскрывал прямо перед эфиром. О предварительном проговаривании не могло быть и речи. И тогда Левитан придумал уловку: он замедлял темп речи и каждый раз пробегал глазами информацию на одну строчку вперед).
В случае необходимости комментирования той или иной новости в прямом эфире рабочие места журналистов комплектуются монтажно-записывающими устройствами с выходом в телефонную сеть. Выпускающий редактор отдела информации дает указание связаться по телефону с человеком, мнение которого может быть интересно слушателям. Разговор записывается, при необходимости монтируется и выдается в эфир.
Основные принципы звукозаписи Аналоговая магнитная запись
До появления магнитной записи звука еще в 1877 г. Т. Эдисон патентует фонограф — устройство, в котором пишущая игла, управляемая мембраной, оставляла след на валике с оловянной фольгой. На основе фонографа в дальнейшем был изобретен граммофон и другие приборы с механической звукозаписью.
Принципиально новый способ записи в 1898 г. предложил датский изобретатель Вальдемар Паульсен (1869-1942), работавший в копенгагенской телефонной компании. К тому времени было известно о свойствах ферромагнитных материалов сохранять остаточное намагничивание, соответствующее напряженности магнитного поля, то есть при изменении параметра внешнего магнитного поля намагниченность материала изменялась и сохранялась неограниченное время. В качестве носителя информации В. Паульсен выбрал стальную проволоку, а в качестве преобразователя звука — телефонный микрофон. В 1900 г. на выставке в Париже им было продемонстрировано звукозаписывающее устройство — телеграфон, где магнитная головка скользила вдоль рояльной струны. Но современники не смогли оценить практическое значение данного изобретения, и фонограф по-прежнему продолжал доминировать над другими способами аудиозаписи.
Однако это не смутило В. Паульсена, и он стал совершенствовать лентопротяжный механизм, чтобы проволока могла наматываться на катушки, а магнитная головка оставалась неподвижной. Вскоре телеграфон мог записывать звук с продолжительностью 30 мин, но чрезмерный уровень шума и неудобство работы с проволокой привели к тому, что в 1918 г. производство телеграфонов было полностью прекращено. Широкое распространение магнитная звукозапись получает в 30-е гг. XX в., после того как немецкая компания BASF разрабатывает специальную долговечную и простую в обращении ленту на ацетатной основе, покрытую ферромагнитным порошковым слоем.
Внаше время плотность магнитной записи достигает немногим более 100 бит/см3, хотя теоретически этот параметр может быть повышен почти в 10 раз.
Всовременных аналоговых студийных магнитофонах скорость перемещения ленты относительно магнитной головки составляет 38,1 см/сек, в репортерских — 19,05 см/сек или 9,53 см/сек. Основным недостатком магнитной записи являются шумы, возникающие в основном из-за звуконосителя: мельчайшие частицы ферромагнитного порошка располагаются на лавсановом слое ленты неравномерно, соответственно возникает
магнитная неоднородность (структурные шумы), кроме того, механический контакт ленты с магнитной головкой (записывающей или воспроизводящей) неодинаков (контактные шумы).
Цифровая магнитная запись
Основным достоинством цифровой магнитной записи является отсутствие шумов ленты. В зависимости от способа записи цифровые магнитофоны могут писать сигнал относительно ленты продольно или наклонно-строчно. Качество наклонно-строчной записи выше, так как магнитная лента перемещается по вращающемуся барабану с несколькими магнитными головками. Для этого типа записи могут применяться R-DAT (Rotary Digital Audio Tape) устройства с вращающимися магнитными головками, обеспечивающие студийное качество звучания. Их целесообразно использовать для записи репортажей, но они малопригодны для монтажа и выведения сигнала в эфир.
Вустройствах с продольной многоканальной записью (Digital Audio Stationary Head) лента движется вдоль блока неподвижных головок, а общий цифровой поток «дробится» и записывается одновременно несколькими магнитными головками.
Контактные и структурные шумы при цифровой записи, в отличие от аналоговой, группируются, для дальнейшего исправления. Цифровой магнитофон автоматически выполняет операции помехозащитного кодирования и перемещения символов с разнесением их по ленте (система коррекции ошибок), хотя при перезаписи материала более 10-20 раз качество ухудшается до неприемлемого уровня (при аналоговой записи количество перезаписей не может быть более трех-четырех).
Помимо ленты, в качестве звуконосителя может использоваться магнитный диск, основные достоинства которого - осуществление записи только на бездефектные участки, так как перед использованием диск форматируется и некачественные места поверхности становятся недоступными. Следовательно, структурные шумы исключаются. При этом остается возможность многократной магнитной записи и стирания информации, но главное - контроль звуковых преобразований на мониторе компьютера (воспроизведение с различной скоростью, нелинейный монтаж с сохранением «исходников», удаление шумов). При записи
встудии может применяться технология непосредственной записи на жесткий диск компьютера. Между микрофоном и компьютером располагается компрессор — устройство, обеспечивающее усиление и компрессию (сжатие) спектра сигнала, Некомпрессированная запись в течение одной минуты может занять 10 Мб дискового пространства, но поскольку часть информации для слуха избыточна (за пределами порога слышимости), ее можно сжать
впять и более раз при помощи алгоритма сжатия MPEG, При этом следует учесть, что чрезмерное сжатие информации ухудшает качество звучания.
Студийная запись производится в стандарте 24 бит, запись на CD — 16 бит («битность» обеспечивает динамический диапазон вещания). Информация при цифровом кодировании хранится в виде отдельных файлов в звуковом формате.
Внастоящее время применяются все вышеперечисленные виды записи, так как редакции имеют в арсенале профессиональные аналоговые магнитофоны, уступающие в качестве, но имеющие преимущества в цене перед цифровыми звукозаписывающими устройствами.
На компакт-дисках (CD) аудиоданные располагаются в виде бинарных логических единиц. Один слой диска представляет прозрачную подложку, второй — отражающий слой. Если на отражающем слое находится «дырка», считывающее устройство понимает ее как цифру «1», ее отсутствие— как «0». В перезаписываемых компакт-дисках (CD-RW) вместо металлизированного отражательного слоя находится специальное вещество, способное многократно изменять свою структуру. Под действием лазерного луча на поверхность слоя происходит его переход из кристаллического состояния в аморфное или наоборот.
Несжатые (без компрессии) аудиоданные занимают достаточно много дискового пространства, поэтому для радиовещания применяют компрессию (МРЗ). Так, на один CD помещается до 800 минут стереозаписи с качеством фонограммы, отвечающей высшей категории качества. Сжатые данные также могут храниться на жестком диске компьютера
вместе с плейлистом — документом, определяющим порядок воспроизведения материалов в эфир.
Микрофоны, их конструкции и назначение
Микрофон (от греч. «микро» — малый и «фон» — звук) — устройство преобразования акустических колебаний в электрические сигналы.
Микрофоны различаются по способам преобразования сигналов, признаку приема, диаграмме направленности, функциональному назначению, по способу передачи сигнала.
По способу преобразования звуковых сигналов микрофоны подразделяются на угольные, электродинамические, конденсаторные, пьезоэлектрические.
По признаку приема звуковых сигналов — на приемники звукового давления (звуковая волна воздействует на одну сторону звукоприемника), приемники градиента давления (звуковая волна воздействует на обе стороны звукоприемника) и микрофоны комбинированные.
По диаграмме направленности — направленные (кардиоидные), всенаправленные и комбинированные.
По функциональному назначению: студийные, репортерские, вокальные, инструментальные, настольные, петличные, подвесные и т.д.
По передаче сигнала: проводные и радиомикрофоны.
Вугольном микрофоне мембрана под действием звуковых волн изменяет давление на угольный порошок. В зависимости от степени сжатия угольные зерна изменяют величину электрического тока. В настоящее время подобные микрофоны применяются в телефонии, так как имеют большую чувствительность, позволяющую использовать сигнал без предварительного усиления. В современном радиовещании использовать угольные микрофоны нежелательно из-за высокого уровня шумов и значительных нелинейных искажений. По признаку приема звуковых сигналов микрофоны этой группы относятся к типичным приемникам давления.
Электродинамические микрофоны по конструкции могут быть как катушечного, так и ленточного типа. В катушечном микрофоне диафрагма жестко связана с катушкой, на которую намотана тонкая проволока. При воздействии звуковой волны на диафрагму катушка движется в кольцевом зазоре магнитной системы, возбуждая напряжение. В радиовещании данный тип микрофонов считается очень надежным, с достаточным частотным диапазоном, и используется в качестве приемника давления. В микрофоне ленточного типа роль катушки заменяет ленточка из алюминиевой фольги, являющаяся одновременно и приемником, и проводником. На любую из сторон ленточки могут воздействовать звуковые волны, поэтому данный микрофон относится к типичному приемнику градиента давления Эти микрофоны обеспечивают хорошее качество звучания 1 даже при записи музыкальных передач (широкий частотный диапазон).
Вконденсаторном микрофоне звуковые колебания 1 перемещают тонкую металлическую мембрану и тем самым изменяют емкость конденсатора. По техническим характеристикам они превосходят электродинамические микрофоны, обеспечивая высокое качество звукопередачи. Устройства этого типа могут использоваться для студийных (микрофоны с большими диафрагмами) и внестудийных (с малыми диафрагмами) передач. По признаку приема звуковых сигналов они являются приемниками давления, но, в зависимости от конструкции, они могут быть всенаправленными и кардиоидными, так как могут комплектоваться двумя мембранами. Стереофонические микрофоны обычно бывают конденсаторными. (К этому же типу относятся электретные микрофоны, в которых мембрана
инеподвижный электрод способны сохранять электрические заряды).
Впьезоэлектрическом микрофоне диафрагма из синтетических пленочных материалов, перемещаясь, воздействует на пьезоэлектрический элемент, вызывая его деформацию, а следовательно, и создает напряжение. Пьезоэффект — возникновение электрических зарядов
при механическом воздействии на поверхности некоторых кристаллических материалов (сегнетовая соль, титанат бария). Данные микрофоны обладают невысокими качественными характеристиками, но нередко используются в качестве петличных микрофонов на телевидении из-за малых габаритов и удобного крепления на зажиме-прищепке.
В основном в радиовещании используются электродинамические и конденсаторные микрофоны с пространственной избирательностью для записи полезного сигнала. Для выделения удаленного полезного сигнала применяются остронаправленные «микрофоныпушки», в качестве всенаправленных микрофонов нередко применяются планшетные «микрофоны-таблетки».
Следует также сказать о типе накамерных микрофонов для видеосъемки, где характеристика направленности автоматически зависит от приближения или удаления объекта съемки объективом с переменным фокусным расстоянием (трансфокатором). I
Во избежание низкочастотных электромагнитных помех в микрофонных трактах должны быть включены фильтры подавления низких частот. Информация должна произноситься без форсирования звука на началах фраз.
Особое значение для журналиста имеют знания и навыки работы с внестудийными записывающими устройствами, так как работать на выезде придется без звукооператора.
Стереофоническое радиовещание
При монофонической передаче звука его воспроизведение обычно осуществляется при помощи одного динамика, но даже при использовании нескольких громкоговорителей . воспроизводимые звуковые колебания будут идентичными. Слушатель мгновенно понимает искусственность (ненатуральность) подобного звучания.
Направление на источник звука человек определяет без труда. Звук представляет собой колебания воздуха. Эти колебания распространяются в воздушной среде со скоростью 330 метров в секунду. Если они доходят до человека справа, то правое ухо на тысячную долю секунды воспринимает их раньше, чем левое. Последовательность восприятия звука двумя органами слуха1 позволяет человеку определить, откуда идет звук. Причем в горизонтальной плоскости погрешность определения направления звука минимальна (всего 3%). Следовательно, чтобы добиться более естественного звучания, необходимо получить эффект локализации источников звука. Например, во время прослушивания пьесы радиослушатель должен «видеть» перемещение актеров по сцене, а при восприятии оркестра мог определять солирующий инструмент. Некоторую роль при этом играет и отражающая способность черепа (экранирующее действие головы) - звук, идущий справа, достигает левого уха ослабленным. Если источник звука находится на одинаковом расстоянии от обоих ушей спереди или сзади, то определить направление звука невозможно.
Абсолютно точную передачу звучания с эффектом локализации и тоновой передачей можно осуществить только теоретически: для этого необходимо, чтобы помещения, где располагается оркестр и где будет находиться потенциальный слушатель, полностью совпадали. Перед каждым музыкальным инструментом во время записи необходимо расположить отдельный микрофон, а в помещении для прослушивания именно на этом месте установить громкоговоритель. Кроме того, необходимо, чтобы каждый микрофон, а соответственно, и динамик воспроизводили музыкальные инструменты с полной гаммой звучания, и при этом подобрать диаграмму направленности микрофонов таким образом, чтобы на мембрану отдельного микрофона попадали звуки исключительно отдельного инструмента и т.д.
Удовлетворительно естественную передачу звука можно реализовать при двухканальной передаче — стереофонии, при которой у слушателя во вторичном помещении создается эффект присутствия в первичном помещении Стереофония дает возможность воспринимать звук более естественно, создает эффект локализации источника звучания, объемности и «прозрачности» звука.
Для формирования стереосигнала используются различные способы. Теоретически во время записи можно использовать два одинаковых симметрично расположенных микрофона. В этом случае близкий к одному микрофону источник звука преобразуется в более сильный сигнал и приходит с некоторым запозданием ко второму микрофону. При движении источника звучания изменяется интенсивность и временной сдвиг звука между микрофонами. При воспроизведении двумя динамиками у слушателя будет создаваться эффект перемещения звукового источника. Но в этом случае радиопередача будет некачественно восприниматься в монофоническом режиме, так как звуковые волны будут достигать микрофонов с некоторым сдвигом по времени. Следовательно, данный прием записи для радиовещания неприменим из-за того, что не все слушатели имеют возможность принимать информацию на стереоприемники.
Для проверки совместимости моно- и стереосигналов применяются специальные устройства — стереогониометры или стереокоррелометры, показывающие визуально присутствие в сигнале противофазных составляющих.
Для совмещения возможности приема в моно- и стереорежимах может применяться схема записи на совмещенные микрофоны, каждый из которых будет отличаться диаграммой направленности, а стереоэффект формирует за счет различных уровней сигналов: например, из одного динамика от общего микрофона (приемник градиента давления) будет слышен весь зал, а из другого — кардиоидного (приемник давления) — солирующий инструмент. Микрофоны с различной диаграммой направленности будут воспринимать звук в направлении определенных осей, которые выбираются журналистом или звукорежиссером.
Выраженность стереофонического вещания, передача тембра и эффект присутствия во многом зависят от выбора и правильного расположения микрофонов. На первых попах при внедрении стереофонии применялся метод «искусственной головы»: на месте ушей головы манекена устанавливалась пара микрофонов; пространственное разделение ощущалось на высоких частотах. При записи классической музыки «искусственная голова» себя оправдывает из-за эффекта единства звучания оркестра. Солист, находящийся в центре сцены, воздействует на оба микрофона одинаково и при прослушивании слышен из двух громкоговорителей с равной силой, то есть будет находиться в центральной точке между динамиками. А смещенные от центральной оси звуки благодаря «эффекту Хааса» (эффект предварения) будут локализовываться ушами слушателя. В современной звукозаписи для прослушивания музыкальных фрагментов через наушники вновь используется метод «искусственной головы».
При студийной записи в настоящее время в основном применяется помикрофонный способ расстановки микрофонов: для каждого музыкального инструмента устанавливается отдельный монофонический микрофон. Далее на звукорежиссерском пульте производится обработка каждого канала, подбирается оптимальный уровень и тембр сигнала, и в устройстве, называемом панорамным регулятором, множество монофонических сигналов распределяется по двум стереофоническим каналам. Таким образом, при воспроизведении отдельно записанный музыкальный инструмент может располагаться в соответствии с замыслом звукорежиссера в любой точке, и слушатель воспринимает звук более естественно, как бы звучащим из множества точек.
При любых способах записи должна быть обеспечена прямая совместимость стерео- и моновещания, то есть стереофоническая передача должна быть качественно принимаемой монофоническим приемниким, и наоборот, монофоническая передача — стереофоническим приемником, разумеется, в обоих случаях без стереоэффекта.
Это же правило неукоснительно соблюдается и для звукового сопровождения телевизионных передач. Звуковая стереофония все шире и шире внедряется в телевещание, несмотря на малое расстояние между динамиками из-за относительно небольшого размера экрана.
При стереофонической записи сигналы корректируются и обрабатываются в микшерном пульте, после чего поступают в мастер-рекордер. При использовании аналоговых студийных
магнитофонов первичные записи для сведения многоканального звучания к двухканальному используются исключительно для перезаписи, из-за чего неизбежно возникают искажения и помехи. Несмотря на это, многие специалисты считают, что использование аналоговых магнитофонов обеспечивает наибольшую естественность звучания. В настоящее время для записи классической музыки нередко используют аналоговые устройства стереозаписи с высокой скоростью движения магнитной ленты (76 см/сек). В отличие от монофонического магнитофона, аналоговый стереомагнитофон имеет два симметричных канала записи и воспроизведения звука.
В цифровых стереомагнитофонах запись осуществляется либо продольно неподвижными головками, либо наклонно-строчно вращающимися головками. Цифровое кодирование сигнала позволяет избавиться от искажений, вызванных структурой магнитной ленты и, главное, дает возможность в дальнейшем использовать нелинейный монтаж по адресновременным кодам.
При внестудийной стереофонической записи могут применяться устройства записи на мини-диски, но в этом случае для экономии дискового пространства используются алгоритмы сжатия, срезающие часть звуковой информации.
Стереофоническое радиовещание обычно ведется в УКВ-1 и УКВ-2 (FM) диапазонах, обеспечивающих высшую категорию качества и низкий уровень атмосферных и промышленных помех.
Технология подготовки и ведения внестудийных радиопередач Радиожурналистский комплект
Для внестудийной записи журналистских материалов применяются радиожурналистские комплекты (РЖК). Они различаются по функциональным возможностям, удобству и качеству записи/воспроизведения.
Состав РЖК:
1.Устройства записи/воспроизведения аудиоряда различаются по виду носителя (магнитная лента, магнито-оптические диски, CD-RW, жесткий диск и т.д.).
2.Микрофоны. Для внестудийной записи используются различные типы микрофонов с многочисленными способами их крепления (стойки, «журавли», прищепки и т.д.) Для записи нескольких звуковых источников (например, на пресс-конференциях) применяют микрофонные комплекты.
3.Устройства передачи информации для оперативной передачи звукоряда с места события в радиостудию. Передача может осуществляться в цифровом виде (отдельным файлом) или в аналоговом виде по специально выделенным или телефонным линиям.
4.Устройства для монтажа и микширования звукоряда. Портативные микшерные пульты
извуковые станции для нелинейного монтажа.
Вариант аналогового РЖК
1.Кассетный магнитофон.
2.Электродинамический микрофон.
3.Закрытые наушники (чтобы слышать только то, что идет
на запись). 4. Репортофон с разъемом для подключения к телефонной линии. Комплект дает возможность передавать в эфир материалы с комментариями. Вариант цифрового РЖК
1.Репортерский RDAT-магнитофон с автолокатором для поиска меток на ленте, обеспечивающий цифровое качество записи.
2.Комплект микрофонов с различной диаграммой направленности и аксессуары к ним.
3.Закрытые наушники для работы в сильно зашумленной обстановке.
4.Репортофон с входом на 2—3 микрофона и возможностью подключения к различным линиям связи, клавиатура, жидкокристаллический дисплей.
Передвижные радиостанции
Врадиовещании широко используются трансляционные пункты — передвижные технические средства, предназначенные для формирования передач. Стационарные трансляционные пункты, предназначенные для регулярных записей, размещаются в театрах, концертных залах, в государственных учреждениях и т.д. Вся необходимая аппаратура (пульт звукорежиссера, контрольные громкоговорящие устройства, магнитофоны или цифровые рекордеры, стойка коммутатора линий) находится в них постоянно и подключена
кразличным каналам связи. Режиссерский пульт имеет большое количество входных трактов, так как может использоваться большое количество микрофонов. В полустационарных пунктах аппаратура устанавливается только на время проведения передач.
Передвижные радиостанции (ПРС) способны формировать, записывать и передавать сигнал звукового вещания. Как правило, ПРС размещают в специально оборудованных транспортных средствах. Автозвукопередвижки имеют все необходимое оборудование (отличающееся портативностью и малым временем развертывания) для творческого и технического регулирования аудиосигналов, качественной записи, а иногда и оборудование для передачи сигналов по линиям радиорелейной или спутниковой связи.
Всостав ПРС входит микшерный пульт с большим количеством микрофонных входов, устройства для аналоговой или цифровой записи, аппаратура для монтажа, несколько комплектов наушников, микрофоны с длинными кабелями (или радиомикрофоны), устройства коммутации линий и генератор для возможности автономного электропитания.
Технические предпосылки появления телевидения
Телевидение является одним из самых молодых средств массовой информации (моложе только интернет). Под коммуникацией понимается передача информации от человека к человеку. Первым видом коммуникативной деятельности была система сигналов, как у животных, далее — знаков, а еще позднее возникла речь, необходимая для координации совместных действий человека. Дальнейшее развитие коммуникации привело людей к изобретению письменности и книгопечатания, появились газеты. Но для оперативной передачи информации этих средств было явно недостаточно. Световые сигналы, используемые в древности, имели небольшую дальность распространения, так как свет не может проходить через естественные препятствия и даже в пределах прямой видимости ему может помешать, например, обычный туман. Открытие радиоволн сделало проникновение информации повсеместным, невзирая на дальность и преграды. Человек смог получать оперативную информацию через органы слуха по радио, а представление о пространственном изображении неподвижных объектов — через фотоснимки, опубликованные в прессе. Более 80% информации человек получает через органы зрения, посредством улавливания отражаемого или излучаемого объектом света. Человеческий глаз способен воспринимать электромагнитные излучения в диапазоне длин волн 400-700 нм. Преобразовав свет в оптическое изображение и электрические сигналы, удалось осуществить передачу звука и изображения, дистанционно отобразить в сознании человека информацию о движущихся объектах. Человек получил возможность видеть и слышать в масштабах целого мира.
Научное познание включает в себя два уровня, или два этапа. Эмпирический уровень (от греч. «эмпейрия» — опыт) — это накопление разнообразных фактов, наблюдаемых в природе. Теоретический уровень (от греч. «теория» — мысленное созерцание, умозрение) представляет собой объяснение накопленных фактов.
Для осуществления передачи и приема телевизионного сигнала необходимо: а) преобразовать свет в электрические сигналы, б) передать эти сигналы по какому-либо каналу связи,
в) осуществить обратное преобразование электрических сигналов в свет.
Начало формирования научных основ для изобретения ТВ было положено еще в Средние века, когда неизвестному изобретателю камеры-обскуры удалось преобразовать свет в оптическое изображение. Спустя два века, в 1817 г., шведский химик и минеаролог Йене Якоб Берцелиус (1779-1848) открыл химический элемент селен (от греч. selene — Луна), необходимый для преобразования света в электрические сигналы, но на практике это удалось осуществить в 1839 г. французскому физику Антуану Сезару Беккерелю (1788-1878).
Для обратного преобразования (электричество — свет) использовались газоразрядные источники света — приборы, в которых электрическая энергия при прохождении электрического тока через газ преобразовывалась в оптический сигнал. Впервые такую безынерционную трубку в Германии в 1856 г. получил Иоганн Генрих Гейслер (1815-1879). К 1873 г. англичанин У. Смит (1769-1839) открыл внутренний фотоэффект, или фотопроводимость, в селене, когда под воздействием света (фотоны «вырывают» электроны из валентной среды) возрастало число электронов проводимости.
Теоретический этап основ телевидения был завершен Начался период практического осуществления изобретений с их постоянным совершенствованием.
Глаз способен различать мелкие детали рассматриваемого изображения в соответствии со своей разрешающей способностью. Изображение, проецируемое на сетчатку глаза, тоже состоит из минимально различимых элементов. Каждый из этих элементов характеризуется а) яркостью, б) цветностью и в) геометрической точкой.
Пожалуй, первую идею реализации телевидения выдвинул в 1875 г. в Бостоне Джордж Кэри. Экран будущего телевизора Кэри представлял в виде мозаичной панели. Каждый элемент мозаики был представлен газоразрядной (безынерционной) трубкой. То есть каждой
геометрической точке экрана можно было придать соответствующую яркость. Заметим, что данную схему Кэри предлагал за два десятилетия до великого изобретения братьев Люмьер. Каждый кадр нес в себе стопроцентную информацию, именно поэтому осуществить проект Дж. Кэри было невозможно, так как каждый мозаичный сегмент передающей системы должен быть связан с аналогичным сегментом экрана.
Систему поочередной передачи сигналов предложили француз М. Сенлек (1877 г.), португальский ученый А. ди Пайва (1878 г.) и русский ученый Порфирий Иванович Бахметьев (1880 г.). Для осуществления процесса последовательной передачи и преобразования сигналов необходимо было осуществить развертку изображения.
(П.И.Бахметьев (1860-1913) предложил проект «телефотограф», где перемещающийся датчик располагался в фотокамере и считывал изображение. Электрический сигнал подавался через электромагнит на газовую горелку, изменяя ее яркость. Таким образом, яркость и геометрическая точка на приемной и передающих сторонах совпадали. Глаз человека воспринимает часто пульсирующий свет как непрерывный (вспомним обычную электрическую лампочку, которая включается и выключается 50 раз в секунду, однако инерционность зрения не позволяет нам видеть эти пульсации)
Первое пригодное для практического использования устройство оптико-механической развертки луча предложил в 1884 г. немец Пауль Нипков (1860-1940). (Пауль Нипков в 1884 г. получил патент на оптико-механич. устройство («электронный телескоп») для разложения изображения на элементы при передаче и приеме телевизионных сигналов, названное диском Нипкова.)
Изобретатель предложил использовать для развертки телевизионного луча вращающийся непрозрачный диск большого диаметра с отверстиями, располагающимися по спирали Архимеда от внешнего края к центру. Размер изображения, а следовательно, и экрана определяла ограничительная рамка. Число отверстий на диске равно количеству строк на экране телевизора. При вращении каждое отверстие перемещалось по окружности, разбивая, таким образом, цельное изображение на отдельные строчки. Интересен факт, что Пауль Нипков, сделав свое величайшее изобретение будучи студентом, забыл про него и с удивлением увидел практическое воплощение собственной идеи спустя 40 лет на международной выставке радиоаппаратуры в Берлине в 1928 г.
Механическое телевидение
Принцип оптико-механической развертки луча был настолько прост, что 2 октября 1925 г. англичанин Джон Лоджи Берд получил изображение на экране приемника, а 26 января 1926 г. публично продемонстрировал «движущуюся картинку» членам Королевского института Великобритании. Разумеется, это не была современная «телевизионная картинка», на ней присутствовали лишь силуэты, но начало было положено. Спустя год Дж. Берд увеличивает количество отверстий на диске до 30-ти.
Надо отметить, что существенное увеличение разрешающей способности экрана было непреодолимо из-за конструктивных особенностей диска Нипкова: чем больше отверстий на нем располагалось, тем меньше становился их размер и соответственно меньше света попадало на селеновый фотоэлемент. Рано или поздно должен был наступить предел, когда количество света стало бы недостаточным для его преобразования в электрический сигнал. Диск располагался в телевизионной камере, размеры которой были внушительными, экран принимающего телевизионного приемника был 3x4 см. Чтобы увеличить экран до размера средней фотографии (9x12 см), диск в телекамере должен был быть более двух метров в диаметре.
В Советском Союзе экспериментами в области «электрического дальновидения» занимался Лев Сергеевич Термен (1896-1993) — виолончелист па основному образованию. Увлеченный радиотехникой молодой человек посещал лекции в Петроградском политехническом институте и в 1926 г. в своем дипломном проекте представил действующий образец телеустановки с механической разверткой на 64 строки.