1. Принципы телевизионного приема
1.1. Видимый свет
Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение, как и радиоволны, рентгеновские лучи и т.д. Он относится, как показано на рис. 1.1, к узкой полосе в электромагнитном спектре.
Рис. 1.1. Спектр электромагнитного излучения:
КВЧ – крайне высокая частота, ОВЧ – очень высокая частота
Световые волны, попадающие в глаз, проходят через зрачок, который фокусирует изображение на сетчатке (рис. 1.2). Сетчатка чувствительна к электромагнитным волнам в видимом диапазоне, поэтому она способна преобразовывать электромагнитную энергию в подходящую информацию, которая затем передаётся в мозг по многочисленным нервным волокнам.
Рис. 1.2. Глаз человека
Сетчатка содержит большое число светочувствительных элементов. Элементы, называемые палочками, обладают чувствительностью только к яркости; элементы, называемые колбочками, чувствительны только к цвету. Число палочек в 20 раз больше числа колбочек; кроме того, палочки в 10 000 раз чувствительнее колбочек. Поэтому глаз реагирует на яркость цветной картинки намного интенсивнее, чем на цвет. На высоких видеочастотах, например, тонкие детали картинки можно получить только в черно-белом изображении.
1.2. Основные цвета
Колбочки делятся на три типа. Колбочки первого типа возбуждаются от красного цвета, второго типа – от зелёного и третьего – от синего. Эти три цвета называют основными цветами. Все другие цвета получаются одновременным возбуждением колбочек двух или трёх типов. Например, ощущение желтого цвета получается одновременным возбуждением красных и зелёных колбочек. Другие цвета можно получить, смешивая основные цвета разными способами. В общем, беря соответствующие количества трёх основных цветов, красного R, зеленого G и синего В, можно получить все цвета. Этот процесс называют аддитивным смешиванием. Например,
желтый = R + G ,
пурпурный = R + B,
голубой = B + G,
белый = R + G + B.
Желтый, пурпурный и голубой называют дополнительными цветами, дополнительными по отношению к синему, зеленому и красному соответственно. При смешивании основного цвета с дополнительным ему цветом получается белый цвет. Например, если к синему добавить желтый, то получится:
синий + желтый = красный + зеленый + синий = белый.
Различные цвета можно получить, кроме того, с помощью процесса субтрактивного смещения. Например, желтый цвет можно создать, вычитая синий из белого. Поскольку W = R + G + B, имеем
W – B = (R + G + B) - B = R + G = желтый.
Аналогичным образом
W - G = R + B = пурпурный,
W - R = G +B = голубой,
W – R – G – B = черный (отсутствие цвета).
1.3. Цветовой треугольник
Цветовой треугольник (рис. 1.3) можно использовать для представления цветового содержания цветового изображения. Чистый белый цвет представляется точкой W в центре треугольника; другие цвета представляются векторами, исходящими из центра W к точке внутри треугольника или на его периметре. Векторы, направленные к трем углам треугольника, WR, WG и WB, представляют основные цвета – красный, зеленый и синий. Другие цвета представляются соответствующими векторами. Например, желтый представляется вектором WY, причем точка Y попадает между двумя основными компонентами, красным и зеленым. Аналогичным образом получаются векторы для голубого (WC) и пурпурного (WM) цветов.
Рис. 1.3. Цветовой треугольник