За годы, прошедшие с того момента, когда цифровизация проникла в телевизионную индустрию, объемы применения оборудования, использующего цифровое телевидение, выросли от использования «цифровых островков» в пределах телевизионного студийного комплекса до полностью цифровых систем. Первыми отдельными элементами, в которых использовалось цифровое телевидение были:
- генераторы титров
- синхронизаторы кадра
- устройства редактирования изображений
- видеомагнитофоны
- компьютерная графика.
Цифровые завоевания телевидения
Описанные выше цифровые элементы телепроизводства постепенно – шаг за шагом — отвоевывали территории у своих аналоговых предшественников. Все они использовались в телевизионных комплексах, которые были либо композитными (PAL / NTSC), либо компонентными.
Существующая же в наши дни практика заключается в том, чтобы переводить производстве телепрограмм на полностью интегрированные цифровые системы. Ведь для того, чтобы зрители могли смотреть фильмы и сериалы онлайн, а не только в формате вещательного ТВ, необходимы именно цифровые копии кинопродукции. А для их создания требуются новые установки, работающие с использованием цифрового канала высокоскоростной связи между всеми частями видеосистемы. Этот канал известен как последовательный цифровой интерфейс (SDI).
Краткая история ТВ: от экспериментов Розинга до цифрового вещания
Композитные или компонентные
Как мы знаем из университетских учебников, современное цифровое телевидение делится на две основные категории:
- Компонентное .
- Композитное (сигналы PAL или NTSC).
Компонентные цифровые системы имеют общую частоту дискретизации для 525/60 и 625/50 Гц Гц, которая синхронизирована с частотой строк, т.е. 13,5 МГц, что соответствует разрешению изображения 720р – то есть в активной строке телевизионного сигнала используется 720 цифровых отсчетов. Говоря о различных системах ЦТВ, важно помнить, что длительности строк в системах с 525 и 625 строками практически идентичны; а также, что в современных цифровых системах доступны сигналы с полной шириной полосы пропускания и прогрессивной разверткой.
О четкости цифровой картинки и частоте дискретизации
Частота, определенная в Рекомендации МСЭ 601, использует самую низкую частоту дискретизации видеосигнала (одна четверть от частоты дискретизации сигнала яркости) = 3,375 МГц, для «1», следовательно 6,75 МГц это 2, а 13,5 МГц — 4.
Сигналы (R — Y) и (В — Y) в цифровой области называются сигналами Cr и Cb. Большая часть оборудования, создающего компонентный сигнал использует схемы из 4,2,2 отсчетов . для компьютерной графики иногда используются системы 4,4,4. «4,4,4,4» означает, что включен также сигнал высокой четкости (для работы хромакея).
Цифровые связи
Связь между различными цифровыми участками телестанции может осуществляться через параллельный интерфейс или специальный цифровой интерфейс SDI. Параллельные интерфейсы требуют множества каналов связи длиной не более 50 метров, и, как правило, используются в конкретной области, например, при создании графики или в постпроизводстве.
Последовательный цифровой интерфейс, использующий стандартный коаксиальный кабель, может применяться на расстояния примерно до 230 м. В системе с SDI каждый закодированный отсчет последовательно передается по одному кабелю. При использовании 10-битовой системы и выборки 4.2.2 требуется ширина полосы пропускания в 270 МГц! То есть, <(13,5 + 6,75 + 6,75) х 10>МГц = 270 МГц. Стандартный SDI включает в себя 16 встроенных каналов цифрового звука и использует компонентный цифровой сигнал или четыре композитных цифровых сигнала.
Источник: www.rfcmd.ru
Цифровое телевидение
Историю развития цифрового телевиденияможно условно разбить на несколько этапов, каждый из которых характеризуется научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами, экспериментальными устройствами и системами, а также соответствующими стандартами. [1]
Первый этап
Первый этап истории цифрового телевиденияхарактеризуется использованием цифровой техники в отдельных частяхТВсистем при сохранении аналоговыхканалов связи. На данном этапе всё студийное оборудование переводится нацифровой сигнал, обработку и хранение которого, в пределах телецентра, осуществляют цифровыми средствами [2] . На выходе из телецентрателевизионный сигналпреобразуется ваналоговую формуи передаётся по обычнымканалам связи. Также на данном этапе характерно введение цифровых блоков в ТВприёмники с целью повышения качества изображения и звука, а также расширения функциональных возможностей. Примером таких блоков являютсяцифровые фильтры, устройства перехода отчересстрочнойк квазипрогрессивной развёртке, повышение частоты полей до 100 Гц, реализация функций «стоп-кадр» и «кадр в кадре» и т.д [3] .
Второй этап
- Японская система телевидения высокой чёткостиMUSE
- Западно-европейские системы семейства MAC
Источник: studfile.net
Цифровое ТВ: история становления и основные преимущества
Изобретение телевидения не может быть приписано одному человеку. Есть много пионеров телевидения, но Джон Логи Бэйрд, Чарльз Фрэнсис Дженкинс, Филон Тейлор Фарнсворт и Владимир Зворыкин внесли важный вклад в начале 20-го века.
Некоторые изобретения изменили образ жизни людей. Одним из таких революционных изобретений является телевидение — средство массовой информации для развлечений, новостей и рекламы.
До 1940-х годов количество домов в Соединенных Штатах с телевизорами можно было исчислять тысячами. К концу 1990-х годов в более чем 98% американских домов был хотя бы один телевизор.
Сегодня взрослые в США тратят в среднем более 5 часов на просмотр телевизора в день. Как и другой образ жизни с высоким потреблением, просмотр телевизора вызван поиском спасения, удовольствия и расслабления.
Но кто на самом деле изобрел телевизор и когда? Оказывается, на этот вопрос нельзя ответить только в одной строке. В начале 20-го века было несколько человек, которые разработали различные части технологий «теле-видения» или «дальнего зрения».
Хотя концепция наличия чего-то, что передает движущиеся изображения, существовала задолго до изобретения первого телевизора, несколько человек и корпораций конкурировали во всем мире, чтобы предоставить устройство, которое заменяет предыдущую технологию.
Происхождение слова и рождение телевидения
Слово «телевидение» произошло от греческого «теле» (далеко) и латинского «визио» (видение). В нашей стране телевидение прошло огромный путь развития – от механического до электронного и цифрового. Можно утверждать, что ни одно другое средство массовой информации не имеет столь насыщенной и стремительно развивающейся истории.
Сегодня трудно представить, что можно было смотреть изображение не на экране привычного кинескопа, а на вращающемся металлическом диске с отверстиями, через которые свет попадал на установленный напротив фотоэлемент, который превращал его в электрические сигналы. Разложение изображения происходило за счет вращения диска. Быстрое вращение диска позволяло зрителю видеть целую картинку. С этого простого оптико-механического устройства для построчной развертки, изобретенного немецким студентом Паулем Нипковым, и начинается рождение телевидения.
Пауль Юлиус Готлиб Нипков (1860-1940)
Новое телевидение России
С перестройкой меняются подходы к работе телевидения, появляется возможность организации независимых телекомпаний. История создания телевидения нового формата начинается с возникновения теле. Ее организуют молодые журналисты В. Листьев, А. Любимов, А. Разбаш, Д. Захаров. Телекомпания начинает создавать различные продукты и продает их новым телевещательным компаниям.
В 1989 году начинается акционирование существующих телестудий, появляются новые организации: «Останкино», ВГТРК, «Петербург — 5 канал». Между ними распределяются основные частоты, небольшие телекомпании начинают снимать для них различные программы. В 1996 году начинается бурный рост новых телекомпаний самого разного масштаба, от крупных, например НТВ и Рен-ТВ, до самых маленьких, городского уровня. Такое разнообразие приводит к тому, что в эфире появляется много программ самого разного вида: от политических до развлекательных. В стране растет количество телевизионных профессионалов, телевидение становится экономически выгодной сферой деятельности.
С 2006 года начинается четкое разделение на государственное и коммерческое телевидение, между которыми идет интенсивная конкурентная борьба за зрителя. Сегодня в России действует около 3200 телекомпаний, которые создают продукт для всех групп зрителей.
Изобретатели, которые внесли свой вклад в развитие телевидения
История телевидения – это история исследований, изобретений, технических экспериментов. У телевидения нет одного изобретателя. С самого начала развитие идей электрической передачи изображений было интернациональным. К началу XX в. было выдвинуто не менее двух десятков проектов, в том числе пять в России, под названиями «телефотограф», «электрический телескоп», «телефот» и т. п.
Так, проект первой в мире телевизионной системы передачи изображений на расстояние был предложен в 1880 г. русским ученым, профессором Порфирием Ивановичем Бахметьевым.
Порфирий Иванович Бахметьев (1860—1913)
Схема, предложенная им, позднее легла в основу телевидения. Для передачи изображения на расстояние, как считал ученый, оно должно быть предварительно разложено на отдельные элементы, затем – элементы последовательно переданы и вновь собраны в единое целое. Такую возможную телевизионную систему Бахметьев назвал «телефотографом». Практически реализовать ее в то время не было возможности, отсутствовала материально-техническая база.
В 1900 г. талантливым экспериментатором Александром Аполлоновичем Полумордвиновым была разработана первая оптико-механическая система передачи цветного изображения названная «телефотом». Система стала важнейшим технологическим открытием. Изобретатель получил привилегию, а разработанный им принцип цветопередачи используется до сих пор.
Александр Аполлонович Полумордвинов (1874-1941)
В 1907 г. профессор Петербургского технологического института Борис Львович Розинг, которого весь мир считает основоположником электронного телевидения, после многолетних опытов запатентовал способ «электрической телескопии», то есть передачи изображений на расстояние с помощью электронно-лучевой трубки. Опыты Розинга были продолжением технологии разложения телевизионного изображения на ряд элементов с передачей по каналам связи и вновь их воссозданием принимающей системой. В применении электронных приборов Розинг видел единственно правильный путь реализации телевидения, и задачу эту, считал он, можно решить лишь при помощи электронного пучка. Этот смелый вывод был сделан ученым в то время, когда сама электроника находилась в зачаточном состоянии. Идеи Розинга получили развитие в разработках его ученика Владимира Зворыкина, эмигрировавшего в 1919 г. в Америку и ставшего там «изобретателем американского электронного телевидения».
Борис Львович Розинг (1869-1933)
Однако еще раньше, в конце XIX в., немецкий изобретатель Пауль Нипков придумал основу для механического телевидения. Будучи студентом, он в 1883—1884 гг. создал систему, идея которой заключалась в использовании диска с отверстиями для разделения изображения на отдельные элементы.
Ходят легенды, что первой жертвой его экспериментов стал журнальный столик, в котором Нипков насверлил множество отверстий,размещенных по спирали Архимеда. Следующей жертвой Нипкова стали его скромные сбережения, отданные на покупку патента, который он получил через год, 15 января 1885 г. Этот патент на «электрический телескоп» (позже известный как диск Нипкова), который затем будет широко применяться в механическом телевидении, сделал Нипкова знаменитым, а диск – важным элементом так называемого механического телевидения на протяжении нескольких десятилетий (в нашей стране, например, вплоть до начала 1940-х гг.). Но, получив патент на изобретение, молодой исследователь так и не смог разработать свое устройство, и через 15 лет патент отозван из-за отсутствия интереса к изобретению. К этому времени Пауль Нипков работал уже конструктором в институте Берлине и больше не интересовался темой передачи изображений.
Пройдет еще два десятка лет, прежде чем это изобретение будет востребовано. Ученые и изобретатели Англии, Германии, России, Америки интенсивно вели работы по совершенствованию аппаратуры для передачи движущихся изображений. Для реализации идеи передачи изображения необходим был не только механизм развертки, которым стал диск Пауля Нипкова, но и преобразователь световой энергии в электрическую. Светочувствительный прибор-датчик появился в 1888 г. благодаря работам ученого Московского университета Александра Григорьевича Столетова, доказавшего лабораторными опытами возможность преобразования световой энергии в электрическую. Опираясь на это открытие Столетова, в Петербургском технологическом институте Борис Львович Розинг и сделает впоследствии разработки, которые позволят назвать его основоположником электронного телевидения.
Александр Григорьевич Столетов (1839-1896)
Интересно, что Пауль Нипков впервые увидел практическое применение своего изобретения через 40 лет, в 1928 г., на одной из международных выставок достижений радиотехники в Берлине. «Наконец я могу быть спокойным, –поделился он своими впечатлениями от просмотра механического телевизора. Я видел мерцающую поверхность, на которой что-то двигалось, хотя нельзя было различить, что именно».
Постройка передающего устройства и приемника (с диском Нипкова) активно велась во Всесоюзном электротехническом институте в Москве. Созданная система давала изображение, разложенное на 30 строк (1200 элементов). Профессор П. В. Шмаков так вспоминает первые дни работы аппарата: «Экран со спичечный коробок и передача, которую нам удалось “словить”, – танцующая пара.
Она в белом, он в черном. На прощанье она помахала платочком, а он закурил. Был виден дым. Вот и все. Незамысловато, ничего фантастического, но передача преодолела тысячекилометровое пространство, это была маленькая победа человека над пространством, и от одного этого распирало грудь» (Узилевский В. Легенда о хрустальном яйце.
Л.: Лениздат, 1965).
Цветной телевизор
Хотя идея создания цветного изображения (с использованием трех монохромных изображений) была опробована в начале 1880-х годов, именно Джон Логи Бэйрд продемонстрировал первую в мире систему цветного телевидения в 1928 году.
Он использовал сканирующие диски как на передающем, так и на приемном концах с 3 спиралями отверстий. У каждой спирали были фильтры другого основного цвета. Приемный конец также имел 3 источника света и коммутатор (поворотный электрический переключатель) для переменного освещения.
4 февраля 1939 года Бэйрд успешно транслировал первую в мире цветную картину из своей студии Crystal Palace на проекционный экран в театре Dominion в Лондоне. Это было механически сканированное 120-строчное изображение.
Бэйрд также начал работать над полностью электронной однотрубной цветной телевизионной системой под названием «Telechrome». К 1944 году ему удалось создать трехмерное изображение с использованием монохромных сигналов в той же системе. Однако его внезапная смерть в 1946 году положила конец развитию этого проекта.
Первый полностью электронный телевизор Бэрда, показывающий живое изображение | Wikimedia
Многие инженеры и корпорации работали над подобными концепциями в течение 1904-х и 1950-х годов. Их механизмы отличались прежде всего тем, как они переставляли цвета, создаваемые тремя пушками.
В 1950-х и 1960-х годах цветное телевидение значительно улучшилось с точки зрения яркости и качества изображения. В Европе цветное вещание было стандартизировано в формате PAL в начале 1970-х годов.
Первое опытное телевизионное вещание
Опытное телевизионное вещание с механической системой развертки 30 строк стартовало в 1929-1931 гг. в ведущих странах мира практически одновременно. Формат 30 строк, созданный в Германии, стал фактически международным стандартом.
Газета «Правда» 30 апреля 1931 г. напечатала сообщение: «Завтра впервые в СССР будет произведена опытная передача телевидения (дальновидения) по радио. С коротковолнового передатчика РВЭИ-1 Всесоюзного электротехнического института (Москва) на волне 56,6 метра будет передаваться изображение живого лица и фотографии» (Правда. 1931. 30 апр.). В этой первой публичной телепередаче были показаны сотрудники лаборатории (движущиеся изображения!) и фотографические портреты – без звукового сопровождения, «немые».
После целого ряда опытных сеансов телевизионной связи было решено провести пробные передачи телевизионного вещания. Для этой цели в здание Московского радиотрансляционного узла на Никольской, д. 7, откуда была возможность подачи сигнала на вещательные радиопередатчики и где была оборудована небольшая студия, перенесли аппаратуру из лаборатории Всесоюзного электротехнического института.
Первая пробная передача состоялась в ночь на 1 октября 1931 г. через радиостанцию Московского совета профсоюзов. Не известно сколько телевизоров принимало ее в тот момент, но современники утверждали, что их было не менее десяти. Передачи стали регулярными. Содержательная сторона этих передач специально не готовилась, это была самодеятельность. А выступать приходилось в темной студии, которая освещалась «бегущим лучом», создаваемым светом мощной кинолампы, закрытой вращающимся диском Нипкова.
Появление цифрового телевидения
Цифровое телевидение — это не что иное, как революционно новый способ вещания телевидения, заменивший аналоговый стандарт черно-белых устройств, действующий с 1953 года. Цифровая картинка отличается качеством и стабильностью изображения, то же можно сказать про звук. Новая система стала распространяться в мире с 1996 года, после более чем десятилетнего развития. Сотни станций транслировали цифровые сигналы (в дополнение к обычным черно-белым). Была определена дата полного перехода на цифровое телевидение – 2006 год.
Улучшились изображение и звук, возможность передачи и распределения цифровых каналов для пользовательских устройств. Станции могли транслировать более одного потока программ по одному и тому же каналу одновременно с помощью процесса, называемого многоадресной передачей.
Скоростные услуги передачи данных также стали возможны. Телевидение высокой четкости (HDTV), которое обеспечивает выдающееся разрешение изображения и более широкий формат изображения (экран HDTV составляет 16: 9 по сравнению с прежним стандартом, который имеет формат 4: 3), стало более распространенным, чем ранее.
Первая отечественная телепередача
Сведения о первой вещательной телепередаче 1 октября 1931 г. попали в центральные газеты и эта дата считается официальной датой начала отечественного телевизионного вещания.
Передачи, адресованные радиозрителям, как тогда называли тех, кто принимал телевизионные передачи, велись на основе твердой программы. Правда, телевизоров было очень мало. Размер экрана не превышал размера спичечного коробка. По нынешним понятиям техника телевидения начала 1930-х гг. выглядит крайне скромной, но именно тогда, в 1931 г., телевидение стало практической реальностью и в этом неоценимая заслуга первопроходцев.
Первый в стране комплект телевизионного оборудования, посредством которого из аппаратной Московского радиовещательного узла шли передачи, был создан выдающимся ученым Павлом Васильевичем Шмаковым. Кстати, ему принадлежит идея использования в качестве ретранслятора самолета, летающего между пунктами передачи сигнала и приема. Эта идея ученого получила свое развитие во время Всемирного фестиваля молодежи и студентов в Москве в 1957 г. и при встрече первого космонавта Планеты Юрия Гагарина в 1961 г.
Павел Васильевич Шмаков (1885-1982)
Механическое телевидение в короткое время получило широкое распространение и стало доступно всем. Передачи принимались радиолюбителями в Томске, Нижнем Новгороде, Одессе, Смоленске, Ленинграде, Киеве, Харькове.
Благодаря тому, что телевидение в нашей стране началось как механическое, идею «видения на расстоянии» удалось распространить гораздо быстрее и шире, чем это позволило бы сделать телевидение электронное.
Так как передачи механического телевиденияведутся на средних и длинных волнах, их можно принимать всюду, и телецентр в Москве мог охватить практически всю территорию СССР. Передачи же электронного телевидения могут вестись лишь на ультракоротких волнах, которые распространяются только в пределах прямой видимости от антенны передатчика до антенны приемника. Поэтому, если бы советское телевидение начиналось как электронное, интерес к нему могли бы проявлять только жители Москвы и пригородов. Разумеется, такая ограниченность зоны действия телецентра не имела бы возможности широкого распространения идеи телевидения. Интерес к телевидению, разбуженный первыми опытными передачами, стимулировал рост общественной потребности в нем.
Изобретение
История изобретения телевидения длится почти 100 лет. В отличие от радио, которое было открыто одномоментно двумя людьми в разных точках мира, телевидение – это сложное, поэтапное создание технологии. Каждая страна имеет собственную версию истории открытия телевидения, в которой делает акцент на участии своих ученых в этом процессе. Это объясняется тем, что технология создавалась целыми коллективами в виде решения отдельных технических задач. Чтобы не вдаваться в технические тонкости, назовем основных инженеров, причастных к этому событию.
У истоков стоит Уиллоуби Смит, изобретший фотоэффект в селене. Следующий этап открытия связан с именем русского ученого Бориса Розинга, который запатентовал электрический способ передачи изображений. Также вклад в открытие сделали П. Нипков, Д. Бэрд, Дж.
Дженкинс, И. Адамян, Л. Термен, которые независимо друг от друга в разных странах создают передатчики для трансляции изображений. Следующий виток развития технологии связан с появлением электронного телевидения. М. Дикман и Г. Глаге зарегистрировали создание трубки для передачи изображений.
Но первый патент на технологию, которая и сегодня используется в телевизорах, был получен Борисом Розингом в 1907 году. Далее целая плеяда ученых работала над усовершенствованием технологии. И в 1931 году инженер В. Зворыкин создает иконоскоп, который и считают первым телевизором. На основе этого изобретения Ф. Фарнсуот создает кинескоп. Так история создания телевидения кратко и выглядит.
Источник: sputnikkino.ru