Развитие и состояние систем телевидения в мире
РАЗВИТИЕ И СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ ТЕЛЕВИДЕНИЯ В МИРЕ
Ва
В настоящее время в различных странах мира и международных организациях ведут интенсивные исследования, связанные с выбором и внедрением нового цифрового стандарта телевизионного вещания, а также способов передачи телевизионных сигналов с использованием новейших достижений радиоэлектроники
Ва
Начало развития телевидения обычВнно относят к 1875тАФ1877 гг., когда были сформулированы основные принципы получения и передачи сигналов изобраВнжения движущихся объектов. Это тАФ разВнбивка его на отдельные элементы и поВночередно-последовательная их передаВнча и воспроизведение. Они сохранились до наших дней. Сам термин ВлтелевидеВнниеВ» впервые был использован русским инженером-электриком К. Д. Перским в 1900 г . в докладе ВлЭлектрическое телеВнвидениеВ» на Международном конгрессе в Париже
Неизменной сохраняется и структура тракта передачи: преобразователь оптиВнческих изображений в электрические сигналы, каналы передачи сигналов изоВнбражения и звукового сопровождения, устройства их приема и воспроизведеВнние изображения и звука у потребителя. Параметры сигналов и звеньев тракта, а также используемые технические реВншения непрерывно совершенствовались. Очень кратко напомним о них
Основной параметр, определяющий качество получаемого телевизионного изображения тАФ число элементов (пиксеВнлей), на которое оно разбивается. ПоВнскольку элементы передаются последоВнвательно, они образуют строки разложеВнния
На первом этапе все технические реВншения в мире основывались на оптико-механических способах малострочного разложения и обратного синтеза изобраВнжения. Среди них, конечно, особое место занимает предложенный немецким стуВндентом Паулем Нипковым (1883) способ преобразования вращающимся непроВнзрачным диском с отверстиями по спирали (Влдиск НипковаВ»). Он оказался наиболее удачным и находил широкое применение
Первые массовые демонстраВнции телевизионных передач в Англии, США, СССР относятся к 1925тАФ 1926 гг., а начало регулярВнного вещания тАФ к 1928тАФ1931 гг, Большинство стран использовали тогда стандарт разложения на 30 строк при 12,5 кадра в секунду
Основной недостаток оптико-механических систем тАФ их низВнкая светочувствительность, поВнскольку уровень сигнала в них определялся яркостью элемента изображения в момент передачи и, естественно, временем его считывания. Если говорить о доВнстоинстве таких малострочных систем, то следует отметить узВнкую полосу частот сигнала, что позволяло передавать его обычными радиопереВндатчиками ДВ, СВ и KB диапазонов на большие расстояния
Указанный недостаток отсутствует у электронных систем. В них свет воздействует на фотоэлемент непрерывно, обеспечивая накопление заряда, котоВнрый считывается один раз в течение кадВнра, Этот принцип был реализован в 1933тАФ1934 гг. в США и СССР на передаВнющей трубке ВликоноскопВ». Ее авторами принято считать В. К. Зворыкина тАФ выВнходца из России, работавшего в США, и советского ученого С. И. Катаева
Вещание по электронной системе наВнчалось в 1936 г . в США (стандарт разлоВнжения 343 строки, автор тАФ Зворыкин В. К.) и Англии (405 строк, автор тАФ также выходец из России И. Шоэнберг), а в 1938 г тАФ в СССР (240 и 343 строки), во Франции (455 и 441 строка), в ГермаВннии и Италии (441 строка)
Начавшаяся вторая мировая война приостановила дальнейшее развитие теВнлевизионного вещания в Европе. Правда, в США оно продолжалось, и в 1943 г там был внедрен новый стандарт тАФ 525 строк, который используется и в настояВнщее время
Первым в Европе после войны возобВнновил работу Московский телецентр (5 мая 1945 г .). Вскоре начали свое вещание телецентры и в других странах. Однако единого стандарта, как по параметрам разложения, так и по радиочастотным хаВнрактеристикам, не было
В то время в СССР проводились рабоВнты (начавшиеся еще во время войны) по созданию нового стандарта на 625 строк,
Они были успешно завершены, и уже в 1948 л Московский телецентр первым в мире перешел на этот стандарт. В том же году во Франции началось телевизиВнонное вещание по стандарту 819 строк
Отсутствие единого стандарта в мире, особенно по радиочастоте, приводило к взаимным помехам в пограничных зоВннах - Эта проблема серьезно обсуждалась на международных конференциях в рамВнках Международного Союза ЭлектросвяВнзи (МСЭ). В результате были рекомендоВнваны разработанный в СССР стандарт на 625 строк и действующий в США и ряде стран Америки и Японии стандарт на 525 строк. В Англии и Франции перешли на стандарт 625 строк. Однако в связи с тем, что у населения оставалось много старых телевизоров, их телецентры еще в течеВнние 30 лет (вплоть до 1987 г .) дублироваВнли передачи одной государственной проВнграммы со стандартами 405 и 819 строк соответственно
Поскольку ранее развитие телевизиВнонного вещания в ряде стран велось, как уже отмечалось, без единого мирового плана по стандартам разложения и раВндиочастотным параметрам, в согласованных МСЭ планах имеются некоторые различия в параметрах для отдельных реВнгионов (ширина остатка подавленной боВнковой полосы, разнос между несущими изображениями и звука, способы их моВндуляции и др.). В дециметровом диапаВнзоне, который ранее практически не исВнпользовался, таких различий меньше, С учетом этого до принятия единого плаВнна было зафиксировано 14 разновидносВнтей систем (стандартов). Они и их параВнметры указаны в табл. 1. В настоящее время их число сократилось до девяти (системы А, С, Е, F , K 1 сейчас перестали применять). Использование их по региоВннам Земли иллюстрирует табл. 2
Конечно, большинство различий окаВнзалось в европейских странах, ранее друВнгих начавших телевизионное вещание и использовавших индивидуальные станВндарты. Системы В и G первоначально быВнли использованы многими западноевроВнпейскими странами, а стандарты D и К тАФ восточноевропейскими (В и D тАФ для метВнрового диапазона, G и К тАФ для дециметВнрового). С целью уменьшения взаимных помех и облегчения общего планирования для систем G и К были приняты одиВннаковая ширина радиоканала (хотя это неэкономично для системы G) и одинакоВнвые значения несущих канала изображеВнния
Стандарт I используют Англия, ИрланВндия, Гонконг и др. Систему L , в которой сохранены позитивная модуляция несуВнщей сигнала изображения и амплитудная модуляция несущей звукового сопровожВндения, оставили Франция, Монако и ЛюкВнсембург. Система М, принятая, в США, применяется многими странами АмериВнки, Японией и др. Однако Аргентина, БоВнливия, Парагвай и Уругвай используют разложение на 625 строк. Поскольку к моменту принятия ими такого стандарВнта в Америке действовал единый частотВнный план для стандарта 525 строк, эти страны используют его радиопараметры, что обобщено в системе N. Подобные различия имеются и у ряда других стран
В итоге стандарт 525 строк используВнют в 55 странах с населением 1 млрд жиВнтелей, а стандарт 625 строк тАФ в 152 страВннах с населением 4,2 млрд. жителей
Примечательна история цветного теВнлевидения. Его развитие шло параллельВнно со становлением черно-белого. ПредВнлагались различные технические решеВнния разделения светового потока изобВнражения на три цветовых составляющих, формирование трех соответствующих сигналов и передача их по каналу до пользователя и их сложение в приемном устройстве для получения цветного изобВнражения
Вначале это были оптико-механичесВнкие системы, например, с вращающиВнмися дисками из цветофильтров, затем тАФ электронные. Проводились многоВнчисленные испытания, опытное вещаВнние, В конце концов, в 1953 г . США приВнняли и начали внедрять трехкомпонентную Ва электронную совместимую сисВнтему NTSC (назваВнние представляет собой аббревиатуру наименования нациВнонального комитета США по телевизионВнным системам). Она обеспечивает высоВнкое качество цветВнного изображения и хорошую совмесВнтимость с черно-беВнлым телевидением
Но ее сигналы весьВнма чувствительны к параметрам тракта передачи. Это затрудняло использование системы в действующих телевизионных сетях без реконструкции оборудоВнвания, что побудило спеВнциалистов Европы к поисВнку других форм сигналов цветного телевидения, менее Ва чувствительных к характерным искажениВням трактов передачи.
Учитывая, что работы велись в условиях, когда в Европе отсутствовало цветное телевизионное вещание, ставилась задаВнча выбора единого станВндарта для всех европейВнских стран. Однако в основном по полиВнтическим соображениям, достичь единВнства не удал ос J . Были выбраны две сисВнтемы: SECAM (Франция тАФ СССР) и PAL (ФРГ). Наименования систем представВнляют собой аббревиатуры от слов Влпоочередность цветов с запоминаниемВ» и Влстрока с переменной фазойВ» соответВнственно. Их сигналы малочувствительны к искажениям действующих трактов пеВнредачи. Это, начиная с 1967 г , обеспечиВнло быстрое внедрение цветного телевиВндения в Европе по мере создания студийВнных комплексов и выпуска приемников
Итак, в мире используют три системы цветного телевидения. Однако в БразиВнлии, например, наряду со стандартом М (525 строк) применяют видоизмененную систему PAL , отличающуюся от европейВнской значением цветовой поднесущей. В Люксембурге и Монако телецентры раВнботают по стандартам SECAM и PAL . во Вьетнаме тАФ по системам NTSC и SECAM. В Бельгии, Голландии и других западноевропейских странах принята сиВнстема PAL , но на территориях, где дислоВнцируются войска США, используется и система NTSC - M
Применение стандартов разложения и систем цветного телевидения в региоВннах Земли показано в табл. 3. Следует иметь в виду, что в Китае и Индии, исВнпользующих систему PAL , проживает около 40 % всего населения планеты. ПоВнэтому можно считать, что все три систеВнмы цветного телевидения примерно равВннозначно применяются всеми странами мира
Хотя в новых телевизорах качество изображения сейчас оценивается весьма высоко, спрос на них (основного источВнника доходов производителей телевизиВнонного оборудования), случалось, не рос, а в отдельные периоды даже снижался. Надежды, что это положение изменится в связи с ростом числа принимаемых программ при внедрении кабельных и спутниковых распределительных сетей, к сожалению, не оправдались. Отчасти это объясняется увеличением платы за многопрограммность
В свое время преобладало мнение, кстати, сохранившееся до наших дней, что привлечь телезрителей может только наибольшее подобие изображения переВндаваемым объектам съемки, повышение физиологического и эмоционального его воздействия. Одним из таких направлеВнний, пока нереализованных, можно счиВнтать объемность (стереоскопичность). Наиболее удачной для ее реализации оказалась идея использования известВнных особенностей зрительного восприяВнтия изображения. Основное его содерВнжание воспринимается в пределах телеВнсного угла 15х10В° (Влизображение наблюВнденияВ»). Ему соответствует формат экраВнна 4:3, применяемый в телевидении, киВнно, живописи. Реальное же поле зрения существенно больше тАФ 200х125В°. ПриВнчем при наблюдении основного события в пределах узкого угла наличие изобраВнжения в большем угле создает впечатлеВнние стереоскопичности. Практически оно сохраняется при уменьшении его до знаВнчения 30х20В°
Другой особенностью восприятия изображения считается необходимое расстояние до экрана, которое должно быть не менее двух метров. При меньших расстояниях могут возникать головные боли, особенно от движущихся объектов
Учитывая сказанное, минимальный размер телевизионного изображения должен быть 1х0,7 м. В результате в ноВнвых стандартах предусматривается увеВнличение числа строк разложения приВнмерно вдвое (при формате изображения 16:9). Они получили название телевидеВнния высокой четкости (ТВЧ или ТВВЧ). При этом в странах, где используется чаВнстота сети 50 Гц (Европа и др.), уже рекоВнмендовано разложение на 1250 строк и 50 полей, а в странах, где частота сети равна 60 Гц (Америка, Япония и др.), тАФ 1125 строк и 60 полей,
Разработка, испытание и частичное использование таких систем вещания, способов передачи и распределения их сигналов ведутся очень интенсивно. ПриВнчем в последнее время заметно стремлеВнние перейти на цифровые сигналы, позВнволяющие передавать в одном стандартВнном канале сигналы нескольких телевиВнзионных программ и другой различной информации. Это будет способствовать также внедрению интерактивных систем, обеспечивающих потребителю получеВнние по запросу интересующих его проВнграмм и другой информации
Об интенсивности работ в этом наВнправлении свидетельствует то, что в отВндельные периоды последних лет в межВндународных организациях изучалось до 40 предлагаемых новых стандартов телеВнвидения: варианты систем телевидения повышенного качества, MAC , PAL-плюс и др. Следует сказать, что до начала их практического использования осталось совсем немного времени. Однако поиски новых идей, конечно, продолжаются
Ва
Таблица Ва 1
Обозна-чение стандарта
|
Число строк разложения
|
Полоса частот радиоканала, МГц
|
Полоса частот видеоканала, МГц
|
Сдвиг несущей звука относительно несущей изображения, МГц
|
Остаток нижней боковой полосы, МГц
|
Полярность модуляции несущей изображения
|
Вид модуляции несущей звука
|
A
|
405
|
5
|
3
|
-3,5
|
0,75
|
Позит
|
AM
|
B
|
625
|
7
|
5
|
+5,5
|
0,75
|
Негат
|
ЧМ
|
С
|
625
|
7
|
5
|
+5,5
|
0,75
|
Позит
|
АМ
|
D
|
625
|
8
|
6
|
+6,5
|
0,75
|
Негат
|
ЧМ
|
E
|
819
|
14
|
10
|
+11,15
|
2,0
|
Позит
|
АМ
|
F
|
819
|
7
|
5
|
+5,5
|
0,75
|
Позит
|
АМ
|
G
|
625
|
8
|
5
|
+5,5
|
0,75
|
Негат
|
ЧМ
|
H
|
625
|
8
|
5
|
+5,5
|
1,25
|
Негат
|
ЧМ
|
I
|
625
|
8
|
5,5
|
+6,0
|
1,25
|
Негат
|
ЧМ
|
K
|
625
|
8
|
6
|
+6,5
|
0,75
|
Негат
|
ЧМ
|
K1
|
625
|
8
|
6
|
+6,5
|
1,25
|
Негат
|
ЧМ
|
L
|
625
|
8
|
6
|
+6,5
|
1,25
|
Позит
|
АМ
|
M
|
525
|
6
|
4,2
|
+4,5
|
0,75
|
Негат
|
ЧМ
|
N
|
625
|
6
|
4,2
|
+4,5
|
0,75
|
Негат
|
ЧМ
|
Ва
Таблица 2
Регион
|
Число стран, использующих системы телевидения
|
Число систем
|
B
|
D
|
G
|
I
|
K
|
M
|
H,L,N
|
Европа
|
26
|
10
|
21
|
3
|
10
|
-
|
4 (H): 3(L)
|
7
|
Африка
|
26
|
2
|
3
|
4
|
16
|
-
|
-
|
5
|
Ближний и Средний Восток
|
16
|
3
|
9
|
-
|
3
|
-
|
-
|
4
|
Азия
|
12
|
9
|
1
|
2
|
7
|
9
|
-
|
6
|
Тихий океан
|
5
|
-
|
1
|
-
|
2
|
7
|
-
|
4
|
Северная Америка
|
1
|
-
|
-
|
-
|
1
|
4
|
-
|
3
|
Центральная Америка
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
26
|
-
|
2
|
Южная Америка
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
9
|
4(N)
|
3
|
Итого
|
86
|
24
|
35
|
9
|
43
|
55
|
4( H); 3(L); 4(N)
|
9
|
Ва
Таблица 3
Ва
Регион
|
Число стран/людей (млн), использующих/принимающих в них
|
Стандарт разложения
|
Систему цветного телевидения
|
625
|
525
|
SECAM
|
PAL
|
NTSC
|
Европа
|
40/730
|
-
|
16/370
|
25/360
|
-
|
Африка
|
50/610
|
-
|
24/205
|
26/405
|
-
|
Ближний и Средний Восток
|
19/200
|
-
|
9/120
|
10/80
|
-
|
Азия
|
24/2350
|
8/340
|
7/65
|
17/2474
|
8/340
|
Тихий океан
|
8/25
|
8/5
|
2/0,5
|
6/24
|
8/5
|
Северная Америка
|
2/0,2
|
4/280
|
1/0,1
|
1/0,1
|
4/280
|
Центральная Америка
|
2/1
|
26/149
|
2/1
|
-
|
26/150
|
Южная Америка
|
6/60
|
8/240
|
2/0,2
|
4/190
|
8/100
|
Итого
|
151/4156
|
54/1014
|
63/762
|
89/3533
|
54/875
|
Ва
Вместе с этим смотрят:
Развитие пистолетов-пулеметовРазвитие средств связиРазработка печатной платыРазработка схемы производства стали и определение основных технико-экономических показателей