2.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 f_i (B, l, р, х, у); всё изображение описывается функцией

Это справедливо и для телевидения, 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 (1883). 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.

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.

Перспективы развития телевидения связаны с внедрением в практику телевидения кассетного кино, стереоскопического Т., с разработкой систем стереоцветного Т. и многоракурсного Т. (допускающего боковой обзор воспроизводимого объёмного изображения), с использованием в Т. методов голографии.