1. Телевидение. Организация и история развития.

Телеви́дение (греч. τήλε — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние. В обиходе используется также для обозначения организаций, занимающихся производством и распространением телевизионных программ. Вместе с радиовещанием является наиболее массовым средством распространения информации (политической, культурной, научно-познавательной или учебной), а также одним из основных средств связи.

Телевидение основано на принципе последовательной передачи элементов^[1] изображения с помощью радиосигнала или по проводам. Разложение изображения на элементы происходит при помощи диска Нипкова, электронно-лучевой трубки или полупроводниковой матрицы. Количество элементов изображения выбирается в соответствии с полосой пропускания радиоканала и физиологическими критериями. Для сужения полосы передаваемых частот и уменьшения заметности мерцания экрана телевизора применяют чересстрочную развёртку. Также она позволяет увеличить плавность передачи движения.

Телевизионный тракт в общем виде включает в себя следующие устройства^[2]:

1. Телевизионная передающая камера. Служит для преобразования изображения, получаемого при помощи объектива на мишенипередающей трубки или полупроводниковой матрице, в телевизионный видеосигнал.

2. Телекинопроектор. Преобразует изображение и звук на киноплёнке в телевизионный сигнал, и позволяет демонстрировать кинофильмы по телевидению.

3. Видеомагнитофон. Записывает и в нужный момент воспроизводит видеосигнал, сформированный передающей камерой или телекинопроектором.

4. Видеомикшер. Позволяет переключаться между несколькими источниками изображения: камерами, видеомагнитофонами и другими.

5. Передатчик. Несущий сигнал высокой частоты модулируется телевизионным сигналом и передается по радио или попроводам.

6. Приёмник — телевизор. С помощью синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, телевизионное изображение воспроизводится на экране приемника (кинескоп, ЖК-дисплей, плазменная панель).

Кроме того, для создания телевизионной передачи используется звуковой тракт, аналогичный тракту радиопередачи. Звук передаётся на отдельной частоте обычно при помощи частотной модуляции, по технологии, аналогичной FM-радиостанциям. В цифровом телевидении звуковое сопровождение, часто многоканальное, передаётся в общем с изображением потоке данных.

Стандартом телевизионного вещания принято называть совокупность числа строк разложения кадра, частоту смены кадров или полей и тип развёртки. Уже несколько десятилетий в мире преобладают три стандарта:

• Стандарт разложения 525 строк, 59,94 полей в секунду в Америке и Японии, с чересстрочной развёрткой в сочетании с цветовым кодированием NTSC;

• Стандарт разложения 625 строк, 50 полей в секунду, также счересстрочной развёрткой в Европе сочетается с системой кодирования цвета PAL, а во Франции, России, Китае и некоторых странах Ближнего Востока, с системой цветного телевидения SECAM.

Эти стандарты используются как в аналоговом, так и в цифровом телевидении стандартной четкости. В большинстве стандартов цифрового телевидения стандартной чёткости применяется цифровое анаморфирование изображения, адаптированное к современному соотношению сторон экрана 16:9.

Сейчас на смену традиционным стандартам разложения приходит телевидение высокой чёткости (ТВЧ, HDTV). Существуют два основных стандарта разложения ТВЧ, которые могут иметь разновидности с чересстрочной или прогрессивной развертками:

• 720 строк / 50 полей, 60 полей, 30 кадров, 25 кадров, 24 кадра;

• 1080 строк / 50 полей, 60 полей, 30 кадров, 25 кадров, 24 кадра.

Основная статья: Телевидение высокой чёткости

Под системой телевидения понимают способ кодирования информации о цвете. В телевидении стандартной четкости наибольшее распространение получили три системы передачи цвета (в порядке разработки):

1. NTSC

2. PAL

3. SÉCAM

Наземное телевидение — система передачи телевизионного сигнала к потребителю при помощи инфраструктуры телевизионных вышек и передатчиков в диапазоне 47—862 МГц. Для приёма сигнала используется внутрикомнатная или наружная антенна. Кроме наземного существует спутниковое телевидение, использующее для передачи сигнала искусственные спутники Земли, расположенные на стационарных орбитах и оборудованные ретрансляторами и усилителями телевизионного сигнала, получаемого с наземных источников.

Основная статья: Спутниковое телевидение

Спутниковое телевидение — система передачи телевизионного сигнала от передающего центра к потребителю, использующая в качестве ретранслятора искусственные спутники Земли, расположенные в космосе на геостационарной околоземной орбите над экватором, и оснащенные приемопередающим оборудованием. Обеспечивает покрытие качественным телевизионным сигналом больших территорий, труднодоступных для ретрансляции обычным способом.

Аналоговое телевидение распространяется через спутник, как правило, закодированным или зашифровным в NTSC, PAL, илиSECAM стандарте телевизионного вещания.

Цифровой телевизионный сигнал или мультиплексированный сигнал обычно модулируется QPSK или 8SPK.

В целом, цифровое телевидение, в том числе передаваемых через спутники, как правило, основано на открытых стандартах, таких как MPEG, DVB-S и DVB-S2.

Основная статья: Аналоговое телевидение

Аналоговое телевидение — телевизионная система, использующая для получения, вывода и передачи изображения и звукааналоговый электрический сигнал. Все приёмо-передаточные системы доцифровой эпохи, включая механическое телевидение, использовали аналоговые сигналы, которые могут передаваться как по кабелю, так и по радио. Постепенно страны мира постепенно переходят на цифровое телевидение. Россия и Китай планируют к 2015 году полностью перейти на цифровое телевидение^[3].

Основная статья: Цифровое телевидение

Главное преимущество цифрового телевидения — более высокое качество изображения и звука по сравнению с аналоговым^[4]. Также одно из преимуществ — высвобождение диапазона радиоволн, в котором можно будет создать новую беспроводную сеть.

При своих достоинствах цифровое телевидение имеет два главных недостатка:

• Резко ограниченная территория покрытия сигнала, внутри которой приём возможен. Но эта территория при равной мощности передатчика больше, чем у аналоговой системы.

• Замирания и рассыпания картинки на «квадратики» при недостаточном уровне принимаемого сигнала.

В настоящее время существуют следующие основные стандарты:

• DVB — европейский стандарт цифрового телевидения.

• ATSC — американский стандарт цифрового телевидения.

• ISDB — японский стандарт цифрового телевидения.

История изобретения

Введение телевидения в мире по годам

1930—1939     1940—1949     1950—1959

1960—1969     1970—1979     1980—1989

1990—1999     Нет данных

Советский телевизор с механической разверткой диском Нипкова в экспозиции Музея нижегородской радиолаборатории

Телевизор 1950-х годов

Технологии телевидения не были изобретены одним человеком и за один раз. В основе телевидения лежит открытие фотоэффекта в селене, сделанное Уиллоуби Смитом в 1873 году. Изобретение сканирующего диска Паулем Нипковым в 1884 году послужило толчком в развитиимеханического телевидения, которое пользовалось популярностью вплоть до начала Второй мировой войны^[5]. Основанные на диске Нипковасистемы практически были реализованы лишь в 1925 году Джоном Бэрдом в Великобритании, Чарльзом Дженкинсом в США, И. А. Адамяноми независимо Л. С. Терменом в СССР^{[П 1]}.

Первая в мире передача движущегося изображения была осуществлена в 1923 году американцем Чарльзом Дженкинсом, с использованием для передачи механической развёртки, но передаваемое изображение было силуэтным, то есть не содержало полутонов. Первая пригодная для передачи движущихся полутоновых изображений механическая система была создана 26 января 1926 года шотландским изобретателем Джоном Бэрдом^[6], основавшим в 1928 год Baird Television Development Company.

Имелись и другие системы механического телевидения: изобретённый в 1931 году«бегущий луч» Манфреда фон Арденне и английская система механического телевидения Scophony, позволявшая создавать изображения на экране размером почти 3 на 4 метра и с разрешением в 405 строк. Однако ни одна из механических систем не выдержала конкуренции с более дешевыми и надёжными электронными системами телевидения.

10 октября 1906 года изобретатели Макс Дикманн, ученик Карла Фердинанда Брауна, и Г. Глаге зарегистрировали патент на использование трубки Брауна для передачи изображений.^[7].

Первый патент на используемые до сегодняшнего дня технологии электронного телевидения получил профессор Петербургского технологического институтаБорис Розинг, который подал заявку на патентование «Способа электрической передачи изображения» 25 июля 1907 года^[5]. Однако ему удалось добиться передачи на расстояние только неподвижного изображения — в опыте 9 мая 1911 года. При этом электронно-лучевая трубка использовалась для воспроизведения изображения, а для передачи применялась механическая развёртка^[5].

В 1926 году Кэндзиро Такаянаги впервые в мире при помощи электронно-лучевой трубки продемонстрировал изображение слога катаканы .

Первой в истории передачей движущегося изображения при помощи электронно-лучевой трубки считается передача, осуществленная 26 июля 1928 года вТашкенте изобретателями Б. П. Грабовским и И. Ф. Белянским. Хотя акт Ташкентского трамвайного треста, на базе которого проводились опыты, свидетельствует, что полученные изображения были грубыми и неясными, именно ташкентский опыт можно считать рождением современного электронного телевидения^[8]. Первый в истории телевизионный приёмник, на котором был произведён ташкентский опыт, назывался «телефотом». Заявка на патентование телефота по настоянию профессора Розинга была подана Б. Грабовским, Н. Пискуновым и В. Поповым 9 ноября 1925 года. Согласно воспоминаниям В. Маковеева, по поручению Минсвязи СССР все сохранившиеся документы о телефоте были изучены на предмет установления возможного приоритета советской науки кафедрами телевидения Московского и Ленинградского институтов связи. В итоговом документе констатировалось, что работоспособность «радиотелефота» не доказана ни документами, ни показаниями непосредственных свидетелей^[9]. Иного мнения относительно перспектив изобретения Грабовского придерживались в США, и в романе Митчела Уилсона «Брат мой, враг мой», излагающем американскую версию истории создания телевидения, именно «телефот» описан как предтеча современного телевидения.

Настоящим прорывом в чёткости изображения электронного телевидения, что решило в конце концов в его пользу спор с механическим телевидением, стал «иконоскоп», изобретённый в 1923 году Владимиром Зворыкиным (он работал в то время дляRadio Corporation of America). Иконоскоп — первая электронная передающая телевизионная трубка, позволившая организовать электронное телевещание. Его изобретение было запатентовано также советским учёным Семёном Катаевым в 1931 году, однако Зворыкин смог создать действующий образец раньше советских учёных — в том же 1931 году^[10]. В 1932 году при помощи иконоскопа с передатчика мощностью 2,5 кВт, установленного на Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, начались первые экспериментальные передачи электронного телевидения с разложением на 240 строк. Сигнал принимался на расстоянии до 100 км на телевизоры, выпущенные к тому моменту компанией RCA на основе кинескопа Зворыкина^[10].

Изобретённый в 1931 году электронный «диссектор» Фило Фарнсворта оказался по сравнению с иконоскопом бесперспективным и не получил распространения.