Мы все учились по-немногу, чему-нибудь и как-нибудь…© . Я по образованию связист, закончил Московский Технический Университет Связи и Информатики, что для проектировщиков по слаботочным системам и системам технической безопасности совсем не редкость. Поэтому аналоговые стандарты видеонаблюдения для меня не являлись чем то новым 😀 Недавно отрыл одну свою студенческую работу — в ней собрано очень много информации по истории стандартов телевидения. Найти эти сведения в интернете не так просто, многое взято из библиотеки МТУСИ. Поэтому решил выложить в общий доступ. Понятно, что сейчас в видеонаблюдении старые добрые PAL и NTSC давно вымерли, но понимание их недостатков думаю даст и понимание того, что «под капотом» современных аналоговых стандартов высокой чёткости TVI, CVI и AHD. Приятного чтения!
Кому адресован этот блог и почему моему мнению можно доверять.
Мои контакты — пишите по любым интересующим вопросам, в том числе предложения о сотрудничестве.
Внимание! Статья содержит много информации и потребует время на изучение. Для удобства посетителей моего блога планируется создание видео-обзора данной темы на собственном канале youtube. Следите за новостями в блоге!
Введение
В жизни общества возникают моменты, когда оно получает в свои руки новые технологии, навсегда меняющее жизнь человека. Применительно к области связи на образ жизни человечества сильно повлияло зарождение письменности, книгопечатанья, появление радиовещания и телевидения, глобальной сети Ethernet.
Пожалуй самым массовым по охвату населения на сегодняшний момент остаётся телевиденье. Оно прочно вошло в жизнь людей, является неотъемлемой частью быта. Телевидение информирует, обучает и развлекает миллионы людей. Сейчас даже сложно представить, что когда-то люди обходились без этого достижения человечества.
Однако телевидение существовало не всегда. Кто и когда его изобрёл?
Имена основоположников различных видов электросвязи хорошо известны. Электромагнитный телеграф изобрёл в 1832 году русский учёный и дипломат Павел Львович Шиллинг. Изобретателем телефона (1876 г.) признан учитель бостонской школы глухонемых, специалист по акустике и артикуляции речи Александер Грейам Белл. Радиосигнализацию впервые в мире публично демонстрировал 7 мая 1895 года преподаватель физики Кронштадского минного офицерского класса Александр Степанович Попов (правда следует заметить, что независимо от него Гульемо Маркони в Италии так же создал беспроволочный телеграф – радио). А вот назвать имя единственного изобретателя телевидения невозможно. Составной характер телевидения не позволяет назвать имя одного творца, вынесшего на своих плечах груз этого грандиозного изобретения. Однако можно и нужно говорить о вкладе в его развитие многих учёных и изобретателей, которые создавали телевидение, разрабатывали его научные основы, совершенствовали и довели до современного высокого уровня. Создававшееся усилиями множества учёных, телевидение интернационально по своему происхождению.
Относительно возраста телевидения в литературе нет устоявшегося мнения. Годом создания телевидения различные источники называют и 1937 (пробные передачи Ленинградского и Московского телецентров), и 1931 (начало телевизионного вещания с чёткостью 30 строк), и 1907 (изобретение системы воспроизведения изображения с помощью электронно-лучевой трубки Брауна и последовательной развёртки), и 1900 (первый проект механической телевизионной системы с последовательной передачей цветом), и 1884 (изобретение перфорированного развёртывающего диска Нипкова), и 1878 (первый проект телевизионной системы, Пайва, Португалия). Есть даже дата 287 г. до н.э. (система оптического дальновиденья Сократа). Абсолютный рекорд по глубине веков удерживает Р. Хаббл, выпустивший книгу “4000 лет телевидения”. В этой книге под телевидением 4000 лет назад подразумевалось отправка сюжета, нарисованного на папирусе с гонцом в отдалённый пункт.
Несмотря на то, что нет определённой даты зарождения телевидения, возможно определить некоторые периоды его развития. По набору используемых технических средств и достигнутым результатам хронологию развития телевидения чаще всего делят на периоды:
- зарождение идеи (до 1920 г.)
- механического ТВ (1920 – 1935 гг.)
- электронного чёрно-белого ТВ (1936 – 1966 гг.)
- электронного цветного ТВ (с 1967 г.)
- переход на цифровое телевиденье, телевиденье высокой чёткости (с 2010…2020 г.)
В своём реферате я кратко затрону историю электронного чёрно-белого телевидения, основное же внимание будет уделено становлению регулярного вещания на стандартах электронного цветного телевидения. Так же кратко будет затронут переход к цифровому телевидению.
Глава 1. Электронное чёрно-белое телевидение
1.1. Розинг
История создания и развития электронного телевидения во всём мире неразрывно связано с отечественными специалистами. Даже сам термин “телевидение” ввёл в оборот петербургский инженер Константин Дмитриевич Перский в 1900 году на научной конференции в Париже.
У истоков электронного телевидения стоял замечательный русский учёный, профессор Петербургского технологического института Борис Львович Розинг. Уже в 1923 году в своей брошюре “Электрическая телескопия…” анализируя различные оптико-механические системы, делает вывод об их непригодности. Механические системы развёртки изображения могут работать лишь при низких скоростях, применимых либо в фототелеграфии, либо в телевидении с малым числом строк разложения. Единственный путь решения проблемы, считал Розинг, это “устранение по мере возможности из электрических телескопов (так Розинг называл телевизионную систему) всяких инертных материальных механизмов и замена их безынерционными в обыденном смысле этого слова электрическими устройствами”. “Возможны ли такие безынерционные электрические механизмы? – спрашивал учёный и сам же отвечал: – Возможны! Таким механизмом является катодный пучок или катодные лучи”. Допуская как временную меру применение в передатчике оптико-механической развёртки, учёный сосредоточил свои усилия на совершенствовании приёмника с электронно-лучевой трубкой, хотя считал такую телевизионную систему смешанного типа “промежуточным решением вопроса” и полагал, что задачу вполне можно решить практически, применяя электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приёмнике.
Ещё в 1907 году (25 июля) Розинг оформил заявку на изобретение в патентные ведомства России, Германии и Англии. Согласно патентной формуле “на станции получения изображение воспроизводится последовательно точка за точкой на флуоресцирующем экране трубки Брауна или другого подобного прибора пучком катодных лучей, совершающих движения, подобные и синхронные с движением осей световых пучков, идущих на станции отправления от элементов изображаемого поля к фотоэлектрическому приёмнику…”. Развёртка изображения осуществлялась у Розинга примерно так же, как в современном телевизоре. Однако получить хорошее изображение ему не удалось, поскольку ранние катодные лампы были не совершенны, и не было устройства, позволяющего усиливать электрические импульсы. Но у Розинга училась целая плеяда учёных, которые увлеклись его идеями и продолжили исследования в России, Америке и Европе. Судьба же самого Бориса Львовича Розинга сложилась типично для многих выдающихся россиян, оставшихся в России в 20-е годы, – арест в 1931 году и смерть в ссылке в Архангельске.
Развитие идей Розинга было продолжено как в России, так и в других странах. Так ещё в 1908 году видный английский инженер и член Королевского общества Ален Аргибальд Кемпбелл Суинтон высказал идею о возможности использования электронного луча в телевидении. Весьма вероятно, что он ознакомился по предварительной публикации с заявкой Б.Л. Розинга в английское патентное ведомство. 7 ноября 1911 года в докладе, представленному Рентгеновскому обществу, были рассмотрены некоторые подробности электронного телевизионного устройства и представлена его примерная схема. Электронно-лучевая трубка в приёмнике не содержала принципиальных отличий от трубки Розинга. Аналогичную электронно-лучевую трубку, в которой на месте люминесцирующего экрана помещена мозаика из большого числа фотоэлементов, предполагалось применить и в передатчике. Именно в этом состояла новизна предложения английского инженера. Однако, в отличие от Розинга, Суинтон не создал действующей модели своей системы.
Стоит отметить оригинальную работу лаборанта Среднеазиатского университета Бориса Петровича Грабовского, который вместе с преподавателем физики Саратовского Индустриального техникума Н.Г. Пискуновым и В.И. Поповым в 1925 году изобрели первую в СССР полностью электронную телевизионную систему, названную ими “радиотелефот”. В их патентной заявке впервые дано подробное описание комплекса электронной системы телевидения. Кроме передающей и приёмной электронно-лучевой трубок, заявители предусмотрели устройство усиления сигналов спомощью электронных ламп, генераторы развёртывающих напряжений, систему синхронизации, основанную на делителях частоты и весьма близкую по замыслу к современным системам синхронизации. Правда из имеющихся данных трудно понять как конкретно была устроена передающая трубка системы.
Безусловно, проект основывался на идеях Розинга, так же, как и проект Суинтона. Однако Грабовский как никто другой был близок к осуществлению первой в мире полностью электронной системы. Более того, телефот после ряда опытов и попыток получить финансирование всё же был создан. Грабовский вместе с ещё одним талантливым лаборантом Среднеазиатского университета Иваном Филипповичем Белянским смогли добиться финансирования и в 1928 году создали полностью действующую модель. Однако качество изображения оставляла желать лучшего, возможно из-за несовершенства передающей трубки. Поэтому после демонстрации радиотелефота в Ташкенте местные власти приняли решение направить изобретателей в Москву. Жаль, что довести громоздкое и не рассчитанное на транспортировку устройство до Москвы не удалось. Так начинание молодых и талантливых изобретателей не нашло дальнейшего продолжения.
Помимо группы Грабовского, работавшего в СССР, аналогичные опыты проводились и в ряде других стран. А. Довийе (электронно-механическая система, несильно отличавшаяся от проекта Розинга) и отдельно от него Э. Белен с группой сотрудников во Франции, профессор Дикман и отдельно М. Фон Арденне (1930 – 1931 гг., проект передающей трубки “бегущий луч”) в Германии (Арденне после войны долго работал в СССР), Ф.Т. Фарнсуорт (1931 г., оригинальные передающие трубки “имедждиссектор” – “рассекатель изображения”) в США, Чернышёв (1925 г., усовершенствование передающей трубки) и Ю.С. Волков (1929 г., “устройство для электрической телескопии в натуральных цветах”, близкое по замыслу к современным системам цветного телевиденья) в СССР. Однако и диссектор, и система бегущего луча, и оптико0механические системы обладали слишком низкой чувствительностью, что объясняется не эффективным использованием светового потока.
Отсутствие удовлетворительных передающих телевизионных трубок сдерживало наступление эры высококачественного электронного телевидения.
1.2. Зворыкин
Первую электронную передающую телевизионную трубку с накоплением зарядов и их коммутацией электронным лучом запатентовал советский инженер А.П. Константинов в 1930 году. Однако технология изготовления трубки оказалась слишком сложной для реализации, и изобретатель не сумел изготовить образец, пригодный для испытаний.
24 сентября 1931 года С.И. Катаев подал авторскую заявку на свой вариант передающей телевизионной трубки с накоплением зарядов и мозаичной мишенью. В отличие от трубки Константинова, Катаев учёл роль вторичной электронной эмиссии. Фактически, Катаев – автор первой электронной передающей трубки, опередивший своей заявкой на патент на 2 месяца В.К. Зворыкина, речь о котором пойдёт ниже.
Итак, к середине 30-х годов были созданы все предпосылки для создания передающей трубки, осталось совместить в одной конструкции разрозненные идеи многих изобретателей и учёных. Сделать это удалось Владимиру Кузьмичу Зворыкину, уроженцу города Мурома, закончившему в 1912 году Петербургский технологический институт, где судьба свела его с профессором Б.Л. Розингом. Они вместе экспериментировали с катодно-лучевой трубкой. В Париже Зворыкин изучал теоретическую физику в Коллеж де Франсу Поля Ланжевена, в Первую мировую войну служил в корпусе связи. В 1918 году Зворыкин эмигрировал в США, где сначала работал в фирме “Вестгаузен”, а позже в Radio Corporation of America (RCA).
Надо сказать, что задача создания полноценной чувствительной передающей трубки была во многом технологическая, не техническая, ведь что делать к тому моменту было уже известно, надо было ответить на вопрос как это сделать. А конкретно, как сделать достаточное количество миниатюрных фотоэлементов, расположенных близко друг к другу и являющихся в то же время конденсаторами для того, чтобы трубка обладала свойством накопления заряда. Для решения этой задачи Зворыкину были даны компанией Radio Corporation of America (RCA) соответствующие компетентные кадры. После того, как химик корпорации С. Изиг нашёл простой способ изготовления мозаичной мишени – задача сдвинулась с мёртвой точки. Трубка получила название “иконоскоп” (с греческого икон – изображение, скопио – смотрю). Коллектив во главе со Зворыкином сделал практически современную систему полностью электронного телевидения с достаточной чувствительностью.
Говоря о Зворыкине, нельзя не упомянуть ещё одного россиянина, сыгравшего значительную роль в развитии телевидения в США и в судьбе самого Зворыкина. Речь идёт о Давиде Абрамовиче Сарнове. Родился Сарнов под Минском, эмигрировал в США, стал одним из ведущих инженеров у Г. Мааркони. В 1912 году прославился тем, что принял сигнал SOS с “Титаника” и в течение трёх суток поддерживал радиосвязь с судами, спасшими часть пассажиров. В 1930 году стал президентом основанной Маркони компании Radio Corporation of America (RCA) и её дочерней радиосети National Broadcasting Company (NBC). В 1929 году Сарнов пригласил уже известного к тому времени в США Зворыкина на работу в RCA.
После изобретения иконоскопа рядом учёных, многие из которых были нашими соотечественниками, были предложены разные способы усовершенствования передающей телевизионной трубки. Особое внимание заслуживает передающая трубка П.В. Шмакова и П.В. Тимофеева, названная “супериконоскоп”. В этой трубке изображение проецировалось на сплошной фотокатод, а полученное электронное изображение магнитным полем переносилось на диэлектрическую накопительную мишень.
Глава 2. Поиск стандарта цветного телевиденья
2.1. Последовательные системы
Как и в чёрно-белом телевидение, ранние проекты цветного телевидения базировались на оптико-механической развёртке. Первым известным проектом цветного телевидения был “Светораспределитель для аппарата, служащего для передачи изображения на расстояние”, заявку на который подал инженер-электрик Александр Аполлонович Полумордвинов в 1899 году. В данной системе использовались два модифицированных диска Нипкова с применением цветных стёкол красного, зелёного и фиолетового цветов.
Кроме Полумордвинова из отечественных изобретателей стоит отметить Ивана Абгаровича Адамяна (Адамиана по другим источникам), автора одного из первых проектов одновременной системы цветного телевидения. Им были получены патенты на двухцветную последовательную систему (цвета белый и красный) в Германии, России и Франции в 1907 — 1908 годах. Любопытно, что автор имел в виду передачу изображения с заранее известным цветовым сюжетом, “предположительно человеческого лица, естественная окраска которого может быть до некоторой степени имитирована при помощи вышеуказанной градации цветов”.
Высшим достижением оптико-механических систем была проведённая в 1938 году Д. Бэрдом демонстрация трём тысячам зрителям цветного изображения на большом экране (3,7×2,7 м) с чёткостью 120 строк, переданного по радио из другого здания. После этого Бэрд (и другие исследователи) перешли к экспериментам с комбинированной системой, в которой развёртка по яркостным элементам изображения осуществляется при помощи передающих и приёмных трубок, а по составляющим цветам – за счёт синхронного вращения перед трубками прозрачных дисков, последовательно окрашенных в красный, зелёный и синий цвета.
Следует отметить так же работу исследовательского отдела компании Columbia Broadcasting System (CBS) во главе с П.К. Голдмарком, создавшего последовательную систему цветного телевидения на 343 строки (60 кадров с чересстрочным разложением 2:1), принципиально не отличающуюся от системы Бэрда. В 1950 году федеральная Комиссия Связи США одобрила несколько доработанную систему CBS Голдмарка для стандартизации. В 1951 году в Нью-Йорке началось цветное телевизионное вещание по этой системе, однако вскоре оно было прекращено “ввиду недостаточного числа приёмников”. На этом развитие последовательной системы в США завершилось.
В СССР работа над последовательной комбинированной электромеханической системой цветного телевидения велась небольшим коллективом в 1951 – 1953 гг. под руководством В.Л. Крейцера, Н.С. Беляева и М.Э. Госа. 7 ноября 1952 года в Ленинграде была проведена первая в СССР передача цветного телевидения. В 1953 году была введена в строй опытная станция цветного телевидения на Московском телецентре (552 строки, черезстрочное разложение 2:1). Завод имени Козицкого выпустил небольшой серией цветной телевизор “Радуга” на кинескопе 18 сантиметров. Перед экраном вращался трехцветный диск. Однако в 1954 году опытное вещание было прекращено в связи с решением разрабатывать совместимую одновременную систему.
Итак, в конечном счете, исследователи всех стран отказались от последовательной системы цветного телевидения. Её главное достоинство – простота аппаратуры, компенсируется целым рядом недостатков: она не совместима с чёрно-белой системой, так как частоты кадровой и строчной развёрток, а так же спектр частот телевизионного сигнала в ней увеличен в 3 раза по сравнению с аналогичными параметрами чёрно-белой системы; при быстром перемещении объектов на изображении наблюдается цветной ореол (окаймление), так как следующие друг за другом изображения в трёх основных цветах оказываются несовмещёнными, по этой же причине при беглом взгляде на экран, мигании зрителя появляется эффект “разрыва цветов”. Кроме того, применение диска со светофильтрами ограничивает размеры экрана приёмной трубки.
По этим причинам последовательная система не могла быть использована в телевизионном вещании. Но для некоторых прикладных целей она находит применение из-за простоты построения. В частности, эта система использовалась для замедленной передачи цветоделенных изображений из космоса, а на Земле цветовое изображение синтезировалось путём проекции на экран или записи с последующим воспроизведением.
2.2. Одновременные системы. Борьба стандартов
Совершенно очевидно, что избавиться от недостатков последовательной системы цветного телевидения можно лишь можно лишь введя одновременную систему цветного телевидения (по-другому её называют совместимой за то, что она совместима с системой чёрно-белого телевидения). Одновременная система – трёхканальная. Передаётся полностью сигнал яркости EY и два цветоразностных сигнала E’R—Y и E’B—Y (E’G—Y можно вычислить, зная EY и E’R—Y и E’B—Y), которые добавляются в спектр яркостного сигнала и передаются на поднесущей частоте (или на поднесущих частотах). Цветоразностный сигнал несёт информацию о цвете передаваемого кадра, но не несёт информацию о яркости (ведь мы передаём её отдельно), что устраняет избыточность. При этом чтобы удовлетворить требованию совместимости стандартов цветного и чёрно-белого телевиденья цветоразностные сигналы помещаются внутри спектра яркостного сигнала. Это возможно благодаря линейчатости спектров яркостного и цветоразностных сигналов. Кроме того, ширину полосы частот цветоразностных сигналов можно значительно сузить, учитывая особенности восприятия (а вернее будет сказать не восприятия) мелких цветных деталей, за которые как раз отвечают высокие частоты спектра.
Разница между предлагаемыми системами заключается в основном принципом кодирования цвета. А именно, различие заключается в способах модуляции поднесущей (квадратурная или частотная) и выборе сигналов кодирования (E’R—Y, E’B—Y или E’I и E’Q). Очевидно, что уплотняя яркостный сигнал и уменьшая полосу частот цветоразностных сигналов, мы уменьшаем чёткость и вносим массу искажений и других артефактов в изображение. Выбор той или иной системы – это, прежде всего, выбор между сложностью оборудования и теми проблемами с качеством изображения, которые возникают из-за задачи совместимости.
Всего в мире существует три мировых телевизионных стандартов аналогового телевидения: NTSC, PAL и SECAM, кроме того, есть ряд видоизменённых стандартов, отличающихся от перечисленных значением отдельных параметров. Реально же было предложено более 30 различных систем цветного телевидения, разработанных во Франции, Голландии, Федеральной Республике Германии, Чехословакии, Советском Союзе, Англии, Австрии, Мексике. Часть из них прошла экспериментальную проверку. Однако целесообразно рассмотреть лишь часть из них, а именно историю становления NTSC в США, PAL в западной Европе и SECAM во Франции и СССР.
США
Прежде, чем появился современный вариант системы цветного телевиденья NTSC (National Television System Committee) учёными и инженерами США был проделан большой путь.
Первые попытки разработать чисто электронную одновременную систему цветного телевидения проводились ещё в 1939 году фирмой RCA, однако тогда система не имела профессиональной совместимости. Общая полоса сигнала составляла 14,5 МГц. Сигнал состоял из несущей, модулированной сигналом EG с полосой 4 МГц, и двух поднесущих ER и EB с полосами частот 4 и 1,5 МГц соответственно. Поднесущие располагались вне спектра EG . Дальнейшие усилия были направлены в основном на то, чтобы уложить одновременную систему в полосу частот чёрно-белого телевидения. Начался этап точечных систем.
Точечные системы представляют собой такие системы, в которых на входе и выходе канала связи располагаются синхронно работающие коммутаторы, чередующие сигналы основных цветов. Эти сигналы создаются трёхтрубочной камерой, а в приёмнике попадают на трёхлучевую трубку (импульсы каждого из цветов – на свой луч). Полная цветовая информация передаётся за три кадра.
Первым такую систему предложил Бутройд. В дальнейшем их совершенствованием занимались такие учёные и инженеры, как Бедфорд из RCA (принцип “смесь высоких” – суммирование участков спектра 2 — 4 МГц из всех трёх сигналов), Лафлин из фирмы Hazeltine (первая реализация принципа постоянной яркости, 1951 год) и другими.
В 1950 году Р.Б. Дом предложил метод частотного перемежевания, а так же несколько вариантов построения систем цветного телевидения с использованием этого метода. Именно метод Дома был первым праобразом будущих известных систем.
Наконец, в системе, разрабатываемой RCA, был совершён переход к передаче на поднесущих двух сигналов путём квадратурной модуляции. Изначально квадратурные (сдвинутые на 90O) компоненты модулировались сигналами E’R—Y и E’G—B. Однако в 1951 году Лафлином была описана система, где в качестве пары квадратурно модулирующих сигналов были взяты E’R—Y и E’B—Y, что позволило упростить приёмник. Любопытно, что в системе Лафлина использовался оригинальный метод CPA (color phase alternation – чередование фазы цвета), состоящий в повороте фазы одного из цветоразностных компонентов на 180O от поля к полю синхронно на передатчике и в приёмнике. Это даёт изменение полярности искажающих сигналов в каждом поле, и благодаря инерционности зрительного восприятия приводит к компенсации их видности на экране.
В 1951 году Национальный комитет по телевизионным системам США (NTSC) изучил несколько совместимых систем цветного телевидения, провёл необходимую доработку и составил первый вариант стандарта на систему, получившую название NTSC. Она весьма близка к системе Лафлина, отличаясь лишь введением предкоррекции гамма-характеристики приёмной трубки, номиналом поднесущей частоты и ещё некоторыми деталями.
В 1952 – 1953 гг. в ходе широких полевых испытаний системы NTSC был выработан её современный стандарт. Повороты фазы поднесущей от поля к полю (CPA) были признаны нежелательными, так как они приводили к появлению трудноустранимых мерцаний изображения с частотой 30 Гц, поэтому пришлось вернуться к передаче двух боковых полос поднесущей, в связи с чем потребовался дальнейший шаг в сокращении полосы частот (введение сигналов E’I и E’Q , один из которых пускает такое сокращение). Были внесены ещё некоторые корректировки изначального стандарта.
В декабре 1953 года система NTSC была стандартизована для вещания в США. В 1960 году её стандарт был официально принят в Японии, в 1964 году – в Канаде, кроме того на Кубе, в Южной Корее и в некоторых других странах. 25% стран используют систему NTSC. Если же считать количество телевизоров, рассчитанных на определённый стандарт, то окажется, что более 50% телевизоров во всём мире рассчитаны на стандарт NTSC.
После стандартизации системы NTSC центр исследований переместился в европейский страны, где в течение 10 – 12 лет велась упорная работа по созданию новых систем упорная работа по создания новых систем. Отчётливо проявляются два основных периода: 1954 – 1961 гг., когда исследования не выходили из лабораторной стадии, и 1962 – 1966 гг., когда несколько систем цветного телевидения было предложено к внедрению и начались международные работы по выбору систем для Европы. На первом этапе причиной поисков новых систем было то, что система NTSC представлялась очень сложной; в особенности вызывали затруднения отдельные узлы приёмника – синхронные детекторы и цепи восстановления поднесущей.
Эти представления поддерживались тем, что в первые годы (1954 – 1960) развитие цветного телевидения в США по системе NTSC вызывало большие трудности. В то время как монохромное телевидение переживало в США небывалый рост, цветное приживалось относительно медленно. Нужно было решать проблему причины и следствия: у аудитории не было особого стимула покупать цветные приёмники из-за малого объёма цветных передач, а вещатели м рекламодатели затягивали внедрение цвета в ожидании момента, когда цветные телевизоры приобретёт достаточно большая аудитория. Благодаря совместимости телевизоров зрители могли достаточно долго принимать цветные передачи в чёрно-белом варианте. Разорвать этот порочный круг удалось главным образом благодаря тому, что одна из телесетей, NBC, входила в состав электротехнического гиганта RCA, который был заинтересован в стимулировании продаж оборудования и цветных приёмников.
С годами технические сложности с производством приёмников NTSC были преодолены, да и приёмники новых систем обычно оказывались не проще. Однако возникли новые затруднения: появилась протяжённая сеть линий дальней связи, получила широкое развитие магнитная запись телевизионных программ, большие неприятности стала вызывать чувствительность сигналов NTSC к искажениям при дальней передаче и при записи. На устранение этих недостатков и были направлены главные силы, пусть даже ценой некоторого усложнения приёмника.
СССР и Франция
В Советском Союзе работы над одновременной совместимой системой цветного телевидения были начаты в 1954 году в Ленинграде по инициативе кафедры телевидения ЛЭИС, возглавляемой П.В. Шмаковым. В 1955 году кафедра достигла первых результатов в получении цветного изображения. Разрабатываемая на кафедре система цветного телевидения была близка к системе по американскому стандарту NTSC. В качестве модуляции поднесущей была выбрана квадратурная модуляция. Помимо группы Шмакова, изучением систем с квадратурной модуляцией занималась группа, возглавляемая С.В. Новаковским. Начиная с 1959 года в Москве и с 1961 года в Ленинграде еженедельно в течении нескольких лет велось опытное вещание цветных программ.
В 1964 году В.Е. Теслером была предложена оригинальная система цветного телевидения НИИР, которая разрабатывалась в НИИ Радио под научным руководством А.Д. Фортушенко. Система НИИР является квазисмешанной системой цветного телевидения, где в спектре яркостного сигнала расположена цветовая поднесущая, которая в одной строке квадратурно модулирована двумя цветоразностными сигналами, а в следующей строке имеет такую же амплитудную модуляцию, но постоянную фазу. Основная идея состоит в том, чтобы вместо опорной поднесущей, восстанавливаемой в приёмнике, непосредственно использовать сигнал, переданный по каналу связи. Для этого в приёмнике сигналы цветности соседних строк с помощью линии задержки выделяются одновременно и перемножаются, давая цветоразностные сигналы. При таком подходе, во-первых, все виды фазовых искажений, вносимых каналом, одинаково действует на оба перемножаемых сигнала и потому не дают какого-либо вредного эффекта; во-вторых, отпадает надобность восстанавливать поднесущую.
Однако системе НИИР были присущи довольно серьёзные недостатки, такие как ограничение полосы частот сигналов цветности, режекция поднесущей в яркостном канале, неточность реализации принципа постоянной яркости, ограничение сигнала цветности на несущей изображения. Впрочем, искажения, вносимые этим факторами, проявляются практически так же, как в системах NTSC и PAL.
Перейдём к развитию одновременных совместимых систем цветного телевидения во Франции.
Первой цветной одновременной системой, предложенной во Франции, была кодовая система. Она была разработана под руководством Ж. Валенсии в 1952 году. Кодовая система – это одновременная система цветного телевидения, в которой передаются совместимый яркостный сигнал и кодовый сигнал, определяющий номер зоны на диаграмме МКО (цветности), в пределах которой находится цветность объекта. В этой системе воспроизводимая цветность может принимать лишь ограниченное число заранее выбранных значений, т.е. в отличии от других известных систем передаётся не аналоговым, а дискретным методом.
В ряду известных теперь систем цветного телевидения кодовая система выделяется своеобразным решением проблемы. Надо учесть, что она начала создаваться ещё до появления NTSC, когда возможности построения совместимой системы с одновременной передачей трёх сигналов не были ясны. Но и сейчас кодовая система сохраняет такие преимущества, как простота передачи и записи сигнала. Хорошая совместимость, полное соблюдение принципа постоянной яркости. Недостатки: сложная декодирующая трубка в приёмнике, ухудшение качества цветопередачи. Однако оригинальные технические приёмы, найденные в кодовой системе, получают применения в некоторых специальных случаях, например, в дискретных телевизионных системах. В СССР подобная система изучалась и разрабатывалась под руководством Г.И. Бяликова.
Кроме кодовой системы, можно отметить ещё одну систему, разработанную во Франции, но не получившую дальнейшего развития. Это разработанная в 1954 – 1957 гг. во Франции лабораторией электроники и прикладной физики (LEP) система “double massege” – двухсигнальная, под руководством Бутри, Ле Блана и Бийяра. В этой системе основной совместимый телевизионный сигнал представляет собой поднесущую частоту, подвергнутую двухсторонней амплитудной модуляции сигналами EG и ER , и вне его спектра передаётся вторая поднесущая, амплитудно-модулированная узкополосным сигналом EB.
В 1954 году во Франции было опубликовано первое описание системы с одновременно-последовательной передачей сигналов, предложенной Анри де Франсом. Система Анри де Франса фактически является развитием идей Адамяна (об этом замечательном русском учёным рассказано в главе 1). В этой системе в качестве яркостного сигнала передавались и воспроизводились чередующиеся от строки к строке сигналы ER и EG, а сигнал EB шёл непрерывно на поднесущей в узкой полосе частот. Рассматривались два варианта чередования:
- Непрерывная последовательность ER, EG, ER, EG, и т.д. Благодаря нечётному числу строк (819), каждый набор начинался с нового цвета, так что цветное изображение формируется за 2 кадра.
- Та же последовательность, но число строк сокращено до 810, так что в нечётных строках всегда идёт сигнал ER, а в чётных EG. Фактически совершён переход к прогрессивной развёртке на 405 строк в каждом цвете с соответствующей потерей чёткости по вертикали.
После экспериментального осуществления эта система была описана в 1956 году, причём получила название Анри де Франс. Был принят второй вариант чередования ER и EG. Поднесущая EB передавалась вне их спектра и имела размах 10%. Однако в такой системе проявлялись эффекты скольжения строк, межстрочного мерцания и искажения горизонтальных границ.
В 1956 – 1957 гг. был разработан новый вариант, который по существу и дал начало “семейству” систем Анри де Франс – SECAM.В нём непрерывно передавался сигнал EY, а в качестве чередующихся сигналов взяты ER и EB, причём они перенесены на поднесущую частоту, размещённую в спектре EY. Главное же принципиальное новшество состояло в применении линии задержки на время строки, которая вместе с коммутатором позволила восстановить в приёмнике пропущенные через строку сигналы. В результате удалось сочетать поочерёдную передачу сигналов по тракту с одновременным воспроизведением их на экране. Это позволило устранить деффекты, присущие поочерёдному воспроизведению – “плытию” и мерцанию строк. Патент на этот способ был выдан в 1956 году.
При дальнейшем развитии системы сигналы ER и EB были заменены на E’R—Y и E’B—Y, что уменьшало их средний размах и позволило упростить приёмник. В таком виде система Анри де Франс просуществовала до 1960 года.
Система Анри де Франса имела некоторые преимущества перед системой NTSC: нечувствительность к фазовым и дифференциально-фазовым искажениям при передаче, отсутствие синхронного детектирования в приемнике. Однако она уступала системе NTSC на 9 – 10 дБ, поэтому работы по усовершенствованию этой системы продолжались. С 1959 года совершенствованием системы стали заниматься французские фирмы CFT (Compagnie Francaise de Television – французская телевизионная компания) и CSF (Compagnie generale detelegraphie Sans Fil – Всеобщая компания беспроволочного телеграфа). Были изготовлены приёмники, проведены полевые испытания системы, целый ряд международных демонстрация и испытаний. Главным достижением являлась разработка компактной и недорогой линии задержки на время строки, пригодный для массового приёмника. Дело в том, что в момент изобретения системы возможность реализации такой линии казалась проблематичной; первые приёмники работали с бухтами кабеля задержки.
Начиная с 1959 года система получила название SECAM – от слов “seqbentiel coubeur a memoire” – “поочерёдность цветов с памятью”, выражающее её основные принципы.
В 1960 – 1961 гг. был совершён переход от амплитудной модуляции к частотной модуляции поднесущей, что позволило немного повысить помехоустойчивость и снизить чувствительность к амплитудным искажениям в тракте. Система SECAM в основном была приведена к современному состоянию. Дальнейшие усовершенствования касались конкретных значений некоторых параметров, главным образом девиации частоты поднесущей, формы специальных коррекций а пр., и прошли ряд этапов.
Так, например, стоит отметить принятие разных значений частоты поднесущих цветоразностных сигналов вместо единой частоты покоя в обеих сторонах. Это было сделано в интересах получения оптимального значения помехоустойчивости при сохранении совместимости. Выигрыш в помехоустойчивости позволил уменьшить степень низкочастотных предкоррекции в сравнении с вариантом SECAM, сократить подъём верхних частот сигнала с 5 до 3 раз, что существенно улучшило воспроизведение вертикальных цветных границ в изображении.
Всего было создано около 7 вариантов системы SECAM (смотря как считать и что считать полноценным новым вариантом). В каждом из этих вариантов были введены улучшения системы, дополнения к предыдущему варианту. Иногда изменения признавались нецелесообразными и тогда в следующем варианте они устранялись.
В 1963 году в документах Европейского Союза Радиовещания были зафиксированы параметры SECAM-II. В 1963 – 1965 гг. вариант системы, известный как SECAM-III изучался в период сравнительных испытаний систем цветного телевидения в Европе и был рассмотрен Венской сессией XI ИК МККР. Известны варианты SECAM-IIIа и SECAM-IIIб. Последний положен в основу современных технических параметров системы.
С 1965 года проводятся совместные работы французских и советских специалистов, направленные на доработку системы и оптимизацию её параметров. С советской стороны в этой работе участвует та же группа Теслера, которая создала в 1964 году систему НИИР. На последнем этапе она была исследована и доработана советскими и французскими специалистами как общая советско-французская система цветного телевидения SECAM-IV. В таком виде она была представлена в МККР. К этой системе был проявлен большой интерес и в других странах.
В июле 1966 года на Международной конференции в Осло с участием делегации 97 стран был обсуждён выбор цветной системы для Европы. Советское правительство и правительство Франции избрали систему SECAM и решили начать подготовку к её внедрению. Цветное телевизионное вещание по системе SECAM началось в СССР 1 октября 1967 года.
В 1974 году параметры системы SECAM-IIIб были стандартизованы в СССР (ГОСТ 19432-74 “Телевидение цветное. Основные параметры системы телевизионного вещания”).
Стоит заострить внимание на вопросе принятия французско-советского стандарта (а фактически – французского) в СССР. Как было отмечено выше, ещё с 1954 года в СССР велись свои разработки совместимой системы НИИР, при чём какого-либо доминирования в вопросах качества у стандарта SECAM над стандартом НИИР не было: у обеих систем были как свои достоинства, так и недостатки. Более того, ряд специалистов, например, В.Г. Маковеев, считали, что “эта система [НИИР] потенциально лучше двух других [SECAM и PAL]”; в ней удачно сочетались преимущества этих двух европейских стандартов. Однако это было время политического сближения с Францией. Сыграло роль и то, что пробный показ передач по французской системе, прошедший в Москве, оказался очень удачным для системы SECAM; экспертов поразило высокое качество изображения. Но показ проводился в студийных условиях, и позднее оказалось, что система неэффективна при передаче сигналов на расстояния, характерные для Советского Союза. Именно поэтому стандарт пришлось модернизировать, в том числе внося в него некоторые элементы из западногерманской системы PAL.
Впрочем, выбор у Советского Союза был не особенно богатым: система NTSC считалась устаревшей и технически не совершенной, за лицензирование системы PAL пришлось бы платить огромные деньги, собственная система НИИР находилась на стадии доработки и лабораторных испытаний (макетное исполнение), при том что французская система была готова к серийному исполнению (или по крайней мере так казалось). А поскольку отношения с Францией в те годы развивались успешно, то было принято политическое решение. К тому же, как уже было сказано выше, на демонстрации стандарта французы показали высочайшее качество цветной картинки – выбор был предрешён.
ФРГ (западногерманская система)
Одной из первых одновременных совместимых систем цветного телевидения, разработанных в ФРГ, была система FAM (Frequenz und Amplitudenmodulation – частотно-амплитудная модуляция), разработанная в 1960 – 1963 гг. в Мюнхенском институте радиотехники под руководством Майера. В этой системе в спектре яркостного сигнала передаётся цветовая поднесущая, модулированная одним цветоразностным сигналом по амплитуде, а другим – по частоте.
Возможность передачи двух сигналов на одной несущей путём одновременной амплитудно-частотной модуляции (АМ-ЧМ) была известна и ранее, в частности она была исследована ещё в 1940 году Ю.М. Гадиевым. Но в ходе разработки системы FAM её авторы тщательно изучили пути использования специфики цветного телевидения для уменьшения известных недостатков этого метода передачи и произвели выбор оптимальных параметров системы.
Достоинством системы FAM является относительно простой блок цветности приёмника, не требующий ни линии задержки и коммутатора, ни синхронных детекторов и восстановления поднесущей. Однако этой системе присущи крупные недостатки: примерно вдвое ограничены полоса частот цветоразностных сигналов и их амплитудный диапазон, т.е. заметно снижен объём передаваемой информации. Но и эта информация частично искажается из-за неизбежных перекрёстных помех между сигналами E’R—Y и E’B—Y. Помехоустойчивость и совместимость системы FAM также были худшими, чем у NTSC. Таким образом, упрощение приёмника достигалось ценою существенного ухудшения качественных показателей системы.
В дальнейшем авторы системы FAM предложили и разработали систему ART (Additioonal Reference Transmission – передача дополнительного эталонного сигнала). Смысл метода, применяемого в этой системе, состоит в том, что эталонная поднесущая (пилот-тон), подвергается в канале передаче тем же фазовым искажениям, что и сигнал цветности, и таким образом вредное влияние этих искажений полностью устраняется.
Существует два варианта системы ART – с линией задержки и без неё. Система ARTс линией задержки полностью устраняет дифференциально-фазовые искажения (главный недостаток системы NTSC), однако практически нереализуема из-за чрезвычайно жёстких требований к линии задержки. Менее интересный вариант без линии задержки даёт небольшой выигрыш по фазовым искажениям в сравнении с NTSC, но устраняет приёмник. По этим причинам система ART, так же как и система FAM, не смогла конкурировать с ведущими системами цветного телевидения.
Любопытно, что когда на заседании МККР в Осло делегация США убедилась, что систему NTSC европейские страны не принимают, то она предложила в качестве единой системы для Европы систему ART. И это было вполне понятно – отличительная черта системы ART – совместимость с NTSC. Однако это предложение не получило поддержки.
Наконец, перейдём к рассмотрению истории создания системы цветного телевидения PAL.
Система PAL разработана в 1962 – 1966 гг. фирмой Telefunken (ФРГ) под руководством Вальтера Горуха. Данная система представляет собой совместимую систему цветного телевидения с квадратурной модуляцией поднесущей, в которой, в отличие от NTSC, фаза одного из квадратурных компонентов поднесущей в передатчике и приёмнике переключается на 1800 от строки к строке и сигналы цветности соседних строк в приёмнике суммируются.
Принятое в системе PAL переключение фазы поднесущей приводит к тому, что вектор сигнала цветности, занимающий в одной строке то же положение, что в NTSC, в следующей строке занимает комплексно сопряжённое положение. В результате изменяется на обратное от строки к строке направление поворота фаз на векторограмме сигнала цветности. Поэтому относительное направление фазовых искажений в тракте передачи (независимо от их причины) изменяется на обратное в каждой следующей строке, а так же и в каждом следующем кадре. Ясно, что и результирующие искажения цветового тона в соседних строках и кадрах оказываются направлены встречно и могут быть взаимно скомпенсированы. Такая компенсация достигается путём суммирования сигналов соседних строк, для чего в приёмнике используется линия задержки на время строки. Суммирование может осуществляться также и визуально, путём простого усреднения глазом наблюдателя множества строк и кадров.
Так же, как и для системы SECAM, для PAL характерно наличие разных вариантов системы. Вернее впрочем говорить о разных вариантах декодирования в системе PAL. Существуют варианты PALD (“PAL с линией задержки”), являющийся основным; PALS (“PAL простой”) без линии задержки в приёмнике, PALN (“PAL новый”), в котором устраняется уменьшение насыщенности за счёт фазовых искажений, присущих варианту PALD , и намного увеличивается допуск на дифференциальную фазу.
Крайне любопытно, что система PAL очень похожа на изначальную систему Лафлина (созданную ещё в 1951 году, на 10 лет раньше PAL!), являющуюся прообразом NTSC. Как уже отмечалось выше в истории развития одновременны систем в США, Лафлином был предложен оригинальный метод CPA, при этом отличие системы PAL от CPA лишь в том, что поворачивается на 1800 фаза квадратурных компонентов поднесущих от строки к строке, а не цветоразностных компонентов от поля к полю. Как известно, в системе NTSC от метода CPA пришлось отказаться, однако отголосок этой идеи дошёл до нашего времени в системе PAL.
В целом, система PAL оказалось очень удачна. Она надёжна, обладает достаточно высоким потенциально достижимым качеством изображения и относительно дёшева. Её приняли около 80 стран, в том числе большинство европейских, а так же Австралия, Китай и Индия.
Сравнение одновременных систем
Подводя итог всей главе, хотелось бы дать однозначную научно обоснованную оценку всем главным системам: NTSC, PAL, SECAM и отечественной разработке – системе НИИР, выделить из них одну наилучшую. Однако сделать это не возможно. Каждая из систем характеризуется своим индивидуальным набором достоинств и недостатков. Общая же оценка зависит от того, какой “вес” придаётся тому или иному показателю. А это, в свою очередь, определяется конкретными условиями каждой страны.
Однако попытаемся всё же дать краткую и крайне упрощённую характеристику американской системе NTSC, западногерманской системе PAL, французско-советской системе SECAM и советской системе НИИР.
Система NTSC обеспечивает в идеальных условиях несколько лучшее качество цветного изображения, но требует весьма высоких характеристик сего комплекса телевизионной аппаратуры. Система SECAM несколько уступает ей в смысле потенциально достижимого качества, но зато предъявляет гораздо менее жёсткие требования к характеристикам тракта передачи и записи. Система PAL сочетает достаточно хорошее потенциально достижимое качество изображения с невысокими требованиями к характеристикам аппаратуры, но она имеет наиболее сложный приёмник. Система НИИР несколько уступает по ряду параметров PAL, но можно ожидать, что её приёмник был бы несколько проще приёмника PAL.
Так же в заключение данной главы хочется отметить, что соперничество между данными системами цветного телевиденья имело не только технический аспект. Речь шла о борьбе за сферы влияния и рынки сбыта. В этих условиях предложения принять единую систему, звучавшее на различных международных конференциях, остались нереализованными.
Глава 3. Цифровое телевидение
Сегодня мы переживаем очередную технологическую революцию в телевидении – начало массового распространения цифрового телевизионного вещания. Цифровое телевидение – это принципиально новые возможности (например, возможность выбора между качеством изображения HDTV и числом каналов телевидения, принимаемых с обычной чёткостью в полосе одного аналогового канала), интерактивность, среда доставки мультимедийного трафика. Поэтому изменение формата цифрового вещания – не просто сложная техническая задача, это – серьёзный фактор, действующий в экономическом и социальном плане в общемировом масштабе.
3.1. Системы цифрового телевидения
Выделяют четыре основных механизма передачи телевизионного трафика конечным потребителям – кабельный, спутниковый, наземный (эфирное вещание) и так называемый сотовый. Последний метод реализует высокочастотные системы (2, 20, 40 ГГц): MMDS (Multichannel Microwave Distribution System), LMDS (Local Microwave Distribution System), MWS (Multimedia Wireless System). Так же в России получило (пусть и скромное) развитие спутниковое и кабельное цифровое телевидение. Однако стратегический вопрос развития телевидения в государстве – сеть наземного вещания.
В области массового вещания столкнулись два стандарта передачи сигнала: американский ATSC (Advanced Television System Committee) и европейский DVB (Digital Video Broadcasting). Отдельно стоит Япония со стандартом ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting).
Рассмотрим стандарты ATSC и DVB. Они схожи в том, что оба ориентированы на передачу видео- и аудиоданных, кодированных и компрессированных посредством MPEG-2. Звук может кодироваться с помощью других алгоритмов, например Dolby AC-3. Стандарты различаются методом модуляции сигнала. В идеале качество картинки мало зависит от выбора одного или другого метода модуляции, при условии, что сигнал успешно принят приёмником. Однако на практике стандарт DVB имеет неоспоримое преимущество перед ATSC за счёт использования модуляции COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing – вариант мультиплексирования посредством ортогональных поднесущих с предварительным кодированием сигнала [кодом Рида-Соломона]), в отличие от принятой в ATSC модуляции 8-VSB (многопозиционная АМ с частично подавленной боковой полосой), который в реальных условиях проигрывает по надёжности, гибкости, требованиям к приёмным антеннам. Поэтому, несмотря на то, что ATSC имеет лучшие теоретические показатели пороговых соотношений сигнал/шум и энергетической эффективности сигнала, оказывается недостаточно надёжным при многолучевом распространении сигналов, что неизбежно в условиях массовой застройки. То есть теоретически ATSC имеет лучшие параметры, практически же DVB имеет неоспоримо лучшие потребительские качества.
В подтверждение последнего утверждения перечислим ряд особенностей стандарта DVB. Так, DVB гораздо гибче в выборе скорости потока передачи информации (зависящей, естественно, от имеющейся в наличии ширины канала). В зависимости от скорости передачи меняется и число доступных каналов – от 16 до 2, чего нет в ATSC (там только один канал высокой чёткости). Причём возможна одновременная трансляция программы с низким разрешением, но высокой надёжностью и высоким разрешением при пониженной надёжности. Ещё одна уникальная особенность DVB – эта мобильность приёмника (он может перемещаться со скоростью до 300 км/ч), что делает его незаменимым для поездов, междугороднего пассажирского автотранспорта, мобильных служб и т.п.
3.2. Переход к цифровому телевидению. Обзор по станам
США
Первые наземные передачи цифрового телевидения и телевидения высокой чёткости в США начались ещё в 1997 году. По требованию Федеральной комиссии по связи (FCC) к маю 2002 года все коммерческие станции должны были перейти к передаче с использованием цифровых сигналов, для некоммерческих станций этот срок сдвигали на один год. К концу 2006 года все станции должны прекратить аналоговое вещание. Но всё это только на бумаге. На практике с цифровым телевидением в США ситуация не слишком радужная.
В отличие от происходившего в 60-е годы перехода на цветное телевидение, сигналы которого можно было принимать и на чёрно-белые приёмники, сигнал цифрового телевидения аналоговый телевизор не воспринимает – необходим либо новый цифровой приёмник, либо цифровая принимающая приставка к аналоговому. Устройства эти, даже по американским меркам, не дешёвые. Поэтому несмотря на широкое производство цифровых телевизионных приёмников, парк аналоговых телевизоров несопоставимо больше. Поэтому телекомпании как эфирного, так и кабельного вещания не спешат переходить на цифровой формат. А ещё более усугубляет ситуацию конкуренция и видимые преимущества европейского стандарта DVB, который уже давно вышел за пределы Старого Света. Кроме того, надёжность доставки сигнала в стандарте ATSC оставляет желать лучшего, так что уже звучат призывы отказаться от принятой в ATSC модуляции 8-VSB и принять европейскую систему COFDM.
Великобритания
В Великобритании ситуация с цифровым телевизионным вещанием принципиально иная. Всего через два года после начала в ноябре 1998 года внедрения системы DVB 8 из каждых 10 домов уже находились в зоне действия наземного передатчика цифрового телевидения и могли принимать сигналы на крыше дома. Адаптеры-приставки для имеющихся телевизионных приёмников гораздо дешевле телевизоров стандарта ATSC, поэтому операторы платного телевидения предоставляют их зрителям бесплатно. Около 20% всех домов принимают сигналы как от наземных станций платного телевидения, так и от спутниковой системы BskyB. Но несмотря на то, что Великобритания является мировым лидером в данной области, даты перехода от аналогового телевизионного вещания к цифровому называть ещё рано.
Европейские страны
В развитии наземного цифрового телевизионного вещания Европа отстаёт от Великобритании. Практически все европейские страны выражают намерение начать выпуск DVB-систем в ближайшее время. DVB-T (DVB terrestrial – наземная DVB) вещание уже развёртывается в Швейцарии, Испании, Финляндии и Дании, однако с меньшим чем в Великобритании успехом, поскольку адаптеры DVB-T там бесплатно не предоставляют. В Нидерландах внедрению DVB-T препятствует широко развитое кабельное телевидение.
За пределами Европы
Канада и Мексика решили использовать систему ATSC, однако пока ожидают сравнительных испытаний COFDM и 8-VSB. Аналогичная ситуация в Аргентине, Южной Корее и на Тайване. В Китае и Гонконге проводится сопоставление ATSC и DVB. Индия и Сингапур приняли DVB, но со звуковым сопровождением Dolby Digital surround system вместо MPEG. Австралия планирует использовать DVB, однако, с изображением высокой чёткости и Dolby Digital. Сторонниками европейского стандарта выступают Нигерия и ЮАР.
Япония
Япония, подобно Европе, вначале пошла по пути развития аналогового телевидения со своим спутниковым 1125-строчным телевидением высокой чёткости HiVision. Теперь же в Японии разрабатывается цифровая система ISDB – во многом аналогичная DVB. В ISDB используется модифицированная форма COFDM с адаптивной деградацией качества изображения (при плохом приёме разрешающая способность снижается, но не пропадает совсем!). В ATSC и DVB такой системы нет. Кроме того, в Японии выбрана другая система звукового сопровождения AAC (Advanced Audio Coding – перспективное кодирование звукового сопровождения аудиосигналов), предложенная одним из разработчиков стандарта MPEG Институтомимени Фраунгофера, а так же компаниями Dolby, Sony и AT&T. AAC позволяет вдвое уменьшить скорость передачи аудиоданных без потери качества. Япония призывает страны, не принявшие систему ATSC или DVB, принять систему ISDB. Однако Сингапур после сравнительных испытаний выбрал европейский стандарт.
Россия
С системой цифрового телевидения жители России знакомы благодаря системе спутникового вещания “НТВ+” – с февраля 1999 года она транслирует цифровые программы в стандарте DVB-S (Sattelite – спутниковое). Известны проекты кабельного телевидения в стандарте DVB-C (cable — кабельное), прежде всего компаний “Комкор” и “МТУ-Информ”. Опытное вещание в стандарте DVB-T началось в Нижнем-Новгороде 2 июня 2000 года.
В целом развитие цифрового телевидения в России сдерживается отсутствием современной элементной базы и отсутствием чёткой государственной политики в области развития цифрового телевидения.
Заключение
Телевидение – это огромный, труднообозримый мир, созданный усилиями огромного числа выдающихся людей, несколькими поколениями учёных, изобретателей и инженеров. Достигнутые телевидением высочайшие результаты стали возможными только благодаря самоотверженному труду, непрерывному поиску и настоящей вере в неограниченные возможности познания человеком окружающего мира. В наших руках великолепный инструмент изображения действительности, о котором люди мечтали с незапамятных времён. Как им распорядиться – решаем только мы, но при этом нужно помнить сколько людей положили всю свою жизнь на достижение этого высокого результата научной и инженерной деятельности. Тогда станет очевидным, что мы всеми силами должны способствовать, чтобы телевидение служило источником новых знаний, а не разврата и насилия, чтобы телевидение беспристрастно отображало бы истинную картину мира, а не служило бы кривым зеркалом чьих то интересов.
В своей работе я постарался осветить все этапы развития телевидения как можно глубже и подробней, но несмотря на то, что о нём уже написаны сотни книг, в этой удивительной истории остаётся множество белых пятен.
И количественные, и качественные показатели современных цифровых систем телевидения очень высоки. Дело теперь, прежде всего, за содержанием телевизионных программ, ведь иначе даже самый сложный и тонкий инструмент превратится в оружие в руках варвара.
Хронология
1899 г. – первый проект системы цветного телевидения механического типа А.А. Полумордвинова;
1900 г. – Петербургский инженер К.Д. Перский вводит термин “телевидение” на научной конференции в Париже;
1907 г. – катодно-лучевая трубка для воспроизведения телевизионного изображения, Б.Л. Розинг;
1908 г. – проект двухцветной механической системы с одновременной передачей цветных сигналов, И.А. Адамян;
1923 г. – проект электронной телевизионной системы, В.К. Зворыкин;
1925 г. – проект полностью электронной телевизионной системы, Б.П. Грабовский;
1929 г. – создание кинескопа, В.К. Зворыкин;
1931 г. – проект передающей телевизионной трубки с накоплением заряда, С.И. Катаев;
1933 г. – создание иконоскопа, В.К. Зворыкин;
1938 г. – демонстрация на большом экране цветной картинки с помощью установки механического типа (высшее достижение оптико-механических систем), Д.Бэрд;
1940 г. – демонстрация цветной телевизионной передачи на 343 строки с электронно-лучевым сканированием и механическим цветоделением, П. Голдмарк;
1951 г. – создание совместимой системы цветного телевидения, прототипа системы цветного телевиденья NTSC, Лафлин;
1953 г. – стандартизация системы NTSC в США;
1954 г. – первое описание системы с одновременно-последовательной передачей сигналов, прототипа совместимой системы цветного телевидения SECAM, Анри де Франс;
1955 г. – разработка совместимой системы цветного телевидения типа NTSC, П.В. Шмаков (СССР)
1964 г. – разработка совместимой системы цветного телевидения НИИР, В.Е. Теслер;
1962 – 1966 гг. – разработка западногерманской системы PAL, В. Горух;
1965 г. – подписание соглашения между правительствами СССР и Франции в области цветного телевидения, совместная доработка французско-советской системы SECAM;
1974 г. – стандартизация SECAM в СССР;
1982 г. – создание аналоговой системы высокой чёткости Hi Vision, Япония;
1982 г. – разработка американского стандарта цифрового телевидения ATSC;
1994 г. – создание европейской системы цифрового телевидения DVB;
2003 г. – создание японского стандарта цифрового телевидения ISDB;
Список используемой литературы
- Б.В. Певзнер Системы цветного телевидения, Ленинградское отделение “Энергия”, 1969
- В.А. Урвалов Очерки истории телевидения, М.: “Наука”, 1990
- И.В. Шахнович Современные технологии беспроводной связи, издание 2-е. М.: “Техносфера”, 2006
- Н.А. Голядкин История отечественного и зарубежного телевидения, М.: “Аспект пресс”, 2004
- В.Ф. Самойлов, Б.П. Хромой Основы цветного телевидения, М.: “Радио и связь”, 1982
- Телевидение: Учебник для вузов, 5-е издание, перераб. и доп./ В.Е. Джакония, А.А. Гоголь, Н.А. Ерганжиев и др.; под ред. В.Е. Джаконии, М.: “Радио и связь”, 1986
- М. Крюков Единство и борьба стандартов, журнал “625”, 2005
- А.М. Варбанский Этапы и прогнозы развития телевизионного вещания, журнал “Электросвязь” №1, 1995
- Стандарты цифрового телевизионного вещания, журнал “625” №5, 2006
Остались вопросы? Пишите мне на project@eozerov.ru, постараюсь помочь!
Подписывайтесь на выпуски моего подкаста на Podster.fm.
Вступайте в группу блога во Вконтакте! Помимо новостей блога в группе публикуются мои повседневные наблюдения и заметки околослаботочной тематики 🙂 .
Жду ваших вопросов, комментариев и предложений. Жмите кнопки социальных сетей, подписывайтесь на email рассылку, добавляйте блог в свою RSS-ленту, вступайте в группы блога в социальных сетях!
Все материалы данного блога принадлежат его автору. Использование без ссылки на данный блог с указанием авторства не допускается!
Похожие статьи
Слово Телевиденье написано с ошибкой. Правильно пишется — «ТЕЛЕВИДЕНИЕ».
Спасибо, поправил.