книги из ГПНТБ / Чачко А. Человек за пультом (Очерки антропотехники)

ние наносится на нее ультрафиолетовыми лунами, а прояв­ ление не требует химлаборатории; достаточно нагрева до 105°. Ультрафиолетовые лучи приобретением не назовешь (тем более, что энергия экспонирования новой пленки в сотни тысяч раз больше, чем у обычной пленки). Зато

сухое проявление.

Есть прямой расчет ввести преобразование электронного луча ЭЛТ — источника в ультрафиолетовой (мы встре­ чались уже с таким промежуточным преобразованием, когда знакомились с запоминающими трубками). Так и поступила фирма Боинг, достигнув времени обновления кадра, равного 5 секундам. Рекорд для фотографических систем!

Фотографическая система готовит свой кадр гораздо быстрее, чем стилографическая. Чтобы вычертить 200 зна­ ков, стило затрачивает 10 секунд, а луч за это время упра­ вится и с 4000 знаков. Но одна ложка к обеду дороже двадцати потом: в стилографической системе мы наблю­ даем кадр в процессе формирования, а в фотографиче­ ской — лишь после завершения, стилографическая система дает информацию непрерывной струйкой (по крайней мере, до заполнения кадра), фотографическая — время от времени.

Цветные изобраяшния — вот где преимущество фото­ графических систем неоспоримо. Признайтесь, вы ждете и надеетесь, что цветные пленки удалось укротить так же,

ское совмещение.

И в стило- и фотографической системе носитель инфор­ мации необратимый. Данные принудительно документа^

¿29

руются, хотя зачастую документ нам вовсе не нужен и его впору по-лесковски переименовать в «тугамент».

можно записывать и стирать по нашему произволу. Обозре­ вая ЭЛТ, мы встретились с претендентом на эту роль, с фотохромными материалами. Прозрачность фотохромных материалов изменяется при поглощении ультрафиолето­ вых лучей и восстанавливается под воздействием лучей инфракрасных.

Чего же лучше! Проектор, использующий ф о т о х р о м н ы е с в о й с т в а , имеет три пишущих линзы (каждая с сервопри­ водом), а также фоновый диапозитив. Иными словами, способен изобразить три независимых кривых на заданном фоне. Источник света один и для опорных, и для текущих данных; свет раздается с помощью зеркал. Оператор по желанию может стереть часть изображения, либо засветить весь кадр. Правда, чего же лучше?

Но вот первая странность. Запись ведется не с экрана ЭЛТ, а от источника света через подвижные линзы. По­ чему?

Потому, что фотохромный переход требует мощного излучения — трубке не под силу. Точнее, если источником служит слабый свет трубки, нужно в сотни раз увеличить длительность экспозиции.

И вторая незадача: изображение получается негатив­ ное — фон светлый, запись темная. Для графиков негатив годится — черным по белому, а цветное изображение сло­ жением негативов не получишь.

Но главный недостаток фотохромных материалов — быстрое уставание. При каждом переходе часть молекул теряется, становится необратимой. 500 переходов истощают

материал.

Итак, хорошая разрешающая способность, но неболь­

230

шая яркость изображения; управляемое запоминание, но

малая скорость записи.

Наше орудие письма — электронный луч — не только способен заставить светиться экран; сверх того он состоит из отрицательных частиц, имеет отрицательный потенциал. Быть может, эффективнее писать не светом, а зарядом? С попыткой такой электростатической записи мы встреча­ лись, когда речь шла о ксерографической ЭЛТ. Там роль носителя потенциального рельефа выполняла диэлектриче­ ская пленка.

Большие экраны нашли союзницу в другой пленке — в масляной. Непривычно, правда, масло не для смазки подшипников, а для отображения информации? Но оно ра­ ботает и создает качественные многоцветные изображения.

На рис. 39 показана система «Эйдофор», изобретен­ ная швейцарскими инженерами еще в конце 30-х годов. Сердце системы — зеркало, на которое нанесена тончайшая м а с л я н а я п л е н к а , и электронная пушка. Зеркало с плен­ кой — это конденсатор, обкладками которого являются ме­ таллизированная поверхность зеркала и обращенная к пушке поверхность масла.

Записывающий луч наносит на поверхность масла отри­ цательные заряды, а на зеркало заранее подан положитель­ ный потенциал. Конденсатор включен в цепь, между об­ кладками возникает притяжение, величина которого пропорциональна квадрату значения заряда между обклад­ ками. Масло прогибается под действием этой силы! Где больше заряд, там сильнее и прогибается. Электронный луч деформирует масляную пленку, наносит на пленку рельеф.

Теперь надо превратить этот рельеф в изображение на экране. В дело вступает ш л и р е н - о п т и к а . Лучи от внешнего источника (ксеноновой лампы) фокусируются и попадают на стеклянную пластину, покрытую полоса­ ми — зеркальными и прозрачными (полосы чередуются).

231

232

Половина света проходит через эту зебру и теряется, дру­ гая половина отбрасывается полосками — зеркальцами на масляную пленку.

Лучи встречаются с рельефом. На ровных участках они проходят через масло и отбрасываются зеркалом по тому же пути, что и пришли, опять попадают на зеркальные поло­ ски, снова возвращаются. Эти лучи попали в ловушку — вовне им не выйти.

Зато на впадинах и выпуклостях рельефа, на микроов­ рагах и микрогорах, лучи преломляются. Зеркало отражает их по новым путям. Эти лучи минуют зеркальные заставы и сквозь прозрачные полоски вырываются на свободу.

Объектив собирает их и проецирует на экран: есть изображение!

Приглядимся к элементам системы.

Масло. Изобретатели «Эйдофора» могли бы написать о поисках масла новую «Одиссею». Оно должно быть гиб­ ким (иметь подходящий коэффициент поверхностного на­ тяжения, иначе — размытый рельеф). От масла требуется высокая прозрачность (иначе — зряшное поглощение све­ та). Оно не смеет проводить электрический ток (иначе нанесенные электронным лучом заряды ослабеют, а изо­ бражение исказится). «Старый заряд» обязан стечь—не поздно (чтобы не мешать новым данным) и не рано (по­ лезно некоторое послесвечение экрана). Все эти качества должны сохраняться в масле долго.

Зеркало. Главное — равномерность масляной пленки на зеркале. Слой масла наносится на зеркало орошающим насосом, а разравнивается вращением зеркала и щеткаминожами. Излишек масла возвращается в бачок, из которо­

го питается насос.

Пушка. Зеркало и пушка должны находиться в общем объеме. Но они несовместимы. Электронный луч любит - высокий вакуум, а масляные пары снижают его, отравляют

233

катод. Приходится изготавливать катод из вольфрама и вести непрерывную откачку паров масла (еще один насос!).

Откачка спасает не надолго: четверо суток, около ста часов служит катод. Чтобы сделать систему практически приемлемой, в нее вводят турель, такую же, как в кино­ камерах, только роль объективоз здесь играют сменные катоды.

Насосы, подшипники, электродвигатели, ножи, турель...

Ждали электронно-оптическую красавицу, а явилась меха­ ническая горбунья. Но она многое может: время обновле­ ния кадра — десятки микросекунд, световой поток — 2000 лм, разрешающая способность — 1000 линий.

Системе с масляной пленкой под силу и цветные изо­ бражения, если подавать от внешнего источника попере­ менно то краспый, то зеленый, то синий цвет, нанося в те же мгновенья на пленку соответствующий рельеф. До сих пор мы говорили о пространственном сложении основных цветов, теперь встретили временное сложение. Оно, конеч­ но, экономичнее — достаточно одной электронно-оптиче­ ской системы, но и яркость изображения уменьшается

втрое.

Всем хороша система «Эйдофор», да масло подво­ дит. Вот если б найти идеальный носитель, послушный электростатическим силам и не отравляющий жизнь катоду...

Вот если б лак содрать с волны, Поверхность зеркала разбить, Чтоб всею глубью глубины Цветущий мир отобразить, —

поддерживает нашу мечту Вадим Шефнер.

Оказывается, можно. И лак содрать, и поверхность раз­ бить. Заменив масло термопластиком.

234

Рис. 40. Термопластический система отображения инфор­ мации:

пластик; 6 — проекционная лин­

за; 7 — экран; 8 — электронная пушка.

Термопластическая пленка состоит из тугоплавкой подложки и легкоплавкого покрытия; между ними заклю­ чен электропроводящий слой. Опять конденсатор, обклад­ ки которого — подложка и внешняя поверхность покры­ тия. Как и в «Эйдофоре», электронный луч наносит на эту поверхность электростатический заряд. Но поверхность не поддается, с нее сначала нужно «лак содрать», ее требует­ ся предварительно расплавить. В рабочее состояние термо­ пластик проводит высокочастотный нагрев.

Теперь при обстреле электронами покрытие прогибает­ ся, образуется потенциальный рельеф.

Продвинем ленту на один шаг. Готовый кадр попадет в проектор. «Поверхность зеркала», вращающегося зерка­ ла «Эйдофора», действительно можно «разбить» — оно не нужно. Проектор (рис. 40) состоит из двух щелевых масок (чередование прозрачных и непрозрачных полосок) и двух линз. Лучи от внешнего источника проходят через первую маску (половина теряется) и направляются линзой на остывающий кадр. Они минуют прозрачную подложку

235

и проводящий слон, но преломляются на неровностях рельефа.

Преломление позволяет лучам пройти через вторую щелевую маску (она сдвинута на одну полоску по отно­ шению к первой и задерживает непреломленные лучи). Миновав щелевые Сциллу и Харибду, изображение через проекционную линзу является на экран.

Вы, конечно, узнали шлирен-оптику: в «Эйдофоре» лучи гоняли зеркала — щелевое и вращающееся, здесь — щелевые маски и линза, но идея не изменилась.

Пока рельеф на старом кадре затвердевает (опять «тугамент»!), электронный луч обрабатывает свежий, пред­ варительно разогретый кадр. Если необходимо освободить термопленку от изображений, достаточно разогреть ее — как рукой снимет.

Термопластическая система умеет то же, на что спо­ собна система с масляной пленкой. Ей свойственны быст­ родействие, высокие яркость и четкость, цветопередача. Разрешающая способность термопластиков фантастически велика: 600 линий на миллиметр. Американская фирма Дженерал Электрик, пионер термопластического ото­

ний, время обновления 0,5 секунды. А срок безотказ­ ной службы системы — не в пример масляным пленкам —

10 000 часов.

В потоке изобретений, связанных с большими экрана­ ми, в калейдоскопе физических эффектов и химических реакций, в хоре прогнозов, иногда некомпетентных, но чаще пристрастных, трудно различить подлинно перспек­ тивные направления индикации.

Думается, термопластика из тех, на которые можно рассчитывать. В ней чувствуются предшествующие «куль­ турные слои»: рисует электронный луч, а канавки подлин-

236

йые, как в стилографии. Даже от клинописи что-то есть: вавилоняне выдавливали знаки на сырых глипяпых таб­ личках, а йотом обжигали их; в термопластике — сначала нагрев, затем — выдавливание и охлаждение.

Но пора прекратить похвалы термопластике, посколь­ ку на большой экран рвется еще более юный и перспек­ тивный претендент. Год рождения — 1960-й, имя — лазер, родители — советские ученые Н. Г. Басов и А. М. Прохо­ ров, американский исследователь Ч. Таунс. Особые при­

и двух зеркал. Источник вызывает разряд в газе. Иониза­ ция газа и столкновение молекул приводит к срыву с атом­ ных орбит большого числа возбужденных электронов (фотонов). Фотоны, выходя из окон трубки, многократно отражаются зеркалами, вновь возвращаются в трубку, воз­ буждают новые атомы, усиливая световой поток.

Зеркала строго параллельны друг другу. Многократное отражение от них истребляет непараллельные лучи, де­ лает пучок когеррентным. Одно из зеркал пропускает часть света — так лазерный луч выводится из оптического резо­ натора наружу.

Заполнив трубку смесью гелия с неоном, получим крас­ ный свет; излучение ионизированного аргона дает пучки света синего и зеленого цветов, причем это чистые цвета. Нужно только уметь управлять интенсивностью лазерных лучей и положением их на экране.

Однако управление лазерным лучом — совсем не про­ стая вещь. В ЭЛТ управление интенсивностью электрон­ ного луча (иногда говорят: модуляция луча видеоинфор­ мацией) происходит за счет изменения напряжения между катодом и анодом. Управление положением луча (разверт-

237

Ка изображения) — посредством отклоняющих систем.

У лазера нет катода и анода, а электрически нейтраль­ ный световой луч не отклоняется емкостным или магнит­ ным методом. Для модуляции лазерных лучей используют электрооптические эффекты в кристаллах. Изменение на­ пряжения, прилагаемого к таким кристаллам, приводит к пропорциональному изменению их поляризационных свойств, а следовательно, к полному запиранию, полному отпиранию или к частичному пропусканию луча.

Хорошего метода развертки лазерного луча нет до сих пор. Здесь испытывались и механические приемы, возник­ шие в телевидении «на заре туманной юности» (много­ гранные зеркальные барабаны), и их модернизация (струнно-зеркальные устройства). Исследователи обраща­ лись к оптическому преломлению как способу откло­ нения луча (кристаллическая призма с электрически уп­ равляемым показателем преломления; ячейка с жидкостью, преломляющие свойства которой меняет уль­ тразвук) .

Большинство этих методов дают малые углы отклоне­ ния луча, то есть требуются чрезмерно большие расстоя­ ния между проектором и экраном. Другая печаль — инер­ ционность методов, малые скорости развертки и соответ­ ствующее ухудшение изображения.

Промышленный метод развертки еще предстоит найти. Лазеры обещают и быстродействующее, и яркое, и от­ четливое, и полноцветное изображение. Им 14 лет от роду. Быть может, до совершеннолетия эти обещания сбу­ дутся?

А пока уберем лазерный луч с экрана, направим туда обычные, некогеррентные световые лучи. Лазеру же пору­ чим наносить изображения на носитель. Быть резцом — прочерчивать прозрачные канавки в металлическом покры­ тии стеклянного диапозитива. Или изменять прозрачность

238