Как работает телевидение?

Как работает телевидение?

 

Телевидение — это удивительное окно в
мир. Одним нажатием
кнопки вы можете отправиться с Северного полюса в Серенгети, увидеть, как люди
ходят по Луне, увидеть, как спортсмены бьют рекорды, или послушать, как мировые
лидеры произносят исторические речи. Телевидение преобразило
сферу развлечений и образования; в Соединенных Штатах, по оценкам
, дети проводят больше времени за просмотром телевизора (в среднем 1023 часа в
год), чем сидят в школе (900 часов в год). Многие
считают, что это плохо. Один из изобретателей телевидения, Фило Т.
Фарнсворт (1906–1971), пришел к выводу, что телевидение
безнадежно устарело, и отказался давать его смотреть своим детям.
Независимо от того, хорошее или плохое телевидение, нет никаких сомнений в том, что это гениальное
изобретение. Но как именно оно работает? Давайте рассмотрим подробнее!

Фото: В наши дни практически у всех есть телевизоры с плоским экраном, которые создают
изображение с помощью ЖК-дисплеев, плазмы или OLED (органических светодиодов). Но до 1990-х годов телевизоры
были намного больше и громоздче, и практически все они использовали технологию электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)
, как объясняется ниже.

 

Радио — с картинками

Основная идея телевидения — «радио с картинками». Другими
словами, там, где радио передает
звуковой сигнал
(транслируемую информацию) по воздуху, телевидение
также передает сигнал изображения. Вы, вероятно, знаете, что эти сигналы
переносятся радиоволнами, невидимыми узорами
электричества и магнетизма, которые мчатся
по воздуху со скоростью
света (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Подумайте о радиоволнах,
переносящих информацию, как о волнах в море, несущих
серферов:
сами волны не являются информацией: информация скользит по
волнам.

Фото: По мере того, как радиоприемники становились все более портативными, люди начали понимать, что крошечные телевизоры тоже могут быть такими.
Этот ранний пример — Ekco TMB272 примерно 1955 года, который мог питаться либо от обычной бытовой электросети, либо от 12-вольтовой батареи. Хотя он продавался как портативный, он был чрезвычайно тяжелым; даже несмотря на это, он нашел довольно нишевый рынок с такими телекомпаниями, как BBC, которые использовали его в качестве монитора для внешних трансляций.

Телевидение на самом деле является изобретением из трех частей: телекамера , которая превращает изображение и звук в
сигнал; телепередатчик , который посылает
сигнал по воздуху; и телеприемник (телевизор в вашем доме),
который улавливает сигнал и превращает его обратно в изображение и звук. Телевидение
создает движущиеся изображения, многократно захватывая неподвижные изображения и
представляя эти кадры вашим глазам так
быстро, что они кажутся движущимися. Представьте себе телевидение как
электронную
кинокнигу. Изображения мерцают на экране так быстро, что они
сливаются вместе в вашем мозгу, создавая движущуюся картинку (на самом деле, хотя
на самом деле это множество неподвижных изображений, отображаемых одно за другим).

Когда впервые было разработано телевидение, оно могло обрабатывать только черно-белые изображения;
инженеры изо всех сил пытались понять, как справиться также и с цветом, что было
гораздо более сложной проблемой. Теперь наука о свете говорит нам, что любой цвет
можно получить, смешав смесь трех основных цветов: красного, зеленого
и синего. Поэтому секрет создания цветного телевидения заключался в разработке камер, которые
могли бы захватывать отдельные красные, зеленые и синие сигналы,
систем передачи, которые могли бы передавать цветные сигналы по воздуху,
и телевизоров, которые могли бы преобразовывать их обратно в движущееся многоцветное изображение.

 

Телевизионные камеры

Мы можем видеть вещи, потому что они отражают свет в наши глаза.
Обычная «неподвижная» камера фотографирует
вещи, фиксируя этот свет на светочувствительной пленке или используя
электронный светоприемник (в случае цифровой камеры), чтобы сделать снимок того, как что-то выглядело в определенный момент. Телевизионная камера работает по-другому: она должна делать новый снимок более
24 раз в секунду, чтобы создать иллюзию движущегося изображения.

Как лучше всего сделать снимок с помощью телекамеры? Если вы
когда-нибудь пытались скопировать шедевр со стены художественной
галереи в блокнот, вы знаете, что есть много способов сделать это.
Один из способов — нарисовать сетку из квадратов в блокноте, а затем
систематически копировать детали из каждой области исходного изображения в
соответствующий квадрат сетки. Вы можете работать слева направо
и сверху вниз, копируя каждый квадрат сетки по очереди.

Старомодная телекамера работает точно так же, когда она превращает изображение в сигнал для
трансляции, только она копирует изображение, которое видит, построчно.
Световые детекторы внутри камеры сканируют изображение построчно,
так же, как ваши глаза сканируют сверху вниз изображение в
художественной галерее. Этот процесс, который называется растровым сканированием , превращает изображение в 525 различных «линий
цветного света» (в обычной телевизионной системе NTSC или 625 строк
в конкурирующей системе PAL), которые передаются по воздуху к вам домой в виде видеосигнала (
сигнала изображения). В то же время микрофоны в телестудии улавливают
звук, который идет вместе с изображением. Он передается вместе с
информацией об изображении как отдельный аудиосигнал (звуковой сигнал).

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Все, что может сделать французский луковый суп, французская луковая паста может сделать лучше

 

Фото: Типичная видео/телевизионная камера. Оператор камеры
стоит сзади и смотрит на небольшой экран телевизора, на котором показано именно то, что снимает камера. Обратите внимание,
что оператор не смотрит через объектив камеры: он видит
на экране воссоздание того, что видит объектив (немного похоже на просмотр дисплея цифровой камеры).
Фото Джастина Р. Блейка предоставлено ВМС США и Wikimedia Commons.

 

Современные телекамеры больше не «сканируют» изображения таким образом. Вместо этого, как и в
камкордерах и веб-камерах, их
объективы фокусируют снимаемую сцену на
небольших микрочипах считывания изображения (
ПЗС или КМОП-датчиках), которые преобразуют
цветовую схему в цифровые электрические сигналы.
В то время как традиционные сканирующие камеры использовали только 525 или 625 строк,
чипы считывания изображения в современных камерах HDTV (телевидение высокой четкости)
обычно имеют либо 720, либо 1080 строк для захвата гораздо большего количества деталей.
Некоторые камеры имеют один датчик изображения, захватывающий все цвета одновременно;
другие имеют три отдельных,
захватывающих отдельные сигналы красного, синего и зеленого — основные цвета, из
которых может быть создан любой цвет на вашем телевизоре.

Произведение искусства: Телевизионные камеры разбивают изображение на отдельные красные, зеленые и синие сигналы. Белый свет (состоящий из всех цветов), исходящий от снимаемого объекта, проходит через объектив (1) и попадает в светоделитель (2). Обычно это двухкомпонентная
трихроичная призма, которая делит свет на отдельные красные, зеленые и синие лучи, каждый из которых обнаруживается отдельным датчиком изображения CCD или CMOS. Схема (3) математически синхронизирует и объединяет выходные сигналы с красного, зеленого и синего датчиков изображения, чтобы создать единый видеосигнал на основе компонентов, называемых яркостью и цветностью (в широком смысле, яркость и цвет каждой части изображения). Другая часть схемы мгновенно воссоздает снимаемое изображение на небольшом экране в видоискателе (4). Тем временем звук с микрофона (не показан) синхронизируется с видеосигналом, чтобы создать выходной сигнал, готовый к передаче (5).

ТВ передатчики

Фото: Телевизионные антенны не обязательно должны выглядеть уродливо: они могут стать эффектным центральным элементом здания,
как здесь, в телестудии KJRH, выдающейся достопримечательности в Талсе, штат Оклахома.
Фото: Предоставлено архивом фотографий Roadside America Джона Марголиса (1972–2008),
Библиотека Конгресса,
Отдел эстампов и фотографий.

 

Чем громче вы кричите, тем легче услышать кого-то на расстоянии
. Более громкие шумы создают более мощные звуковые волны, которые могут
распространяться дальше, прежде чем их поглотят кусты, деревья и весь
беспорядок вокруг нас. То же самое
относится и к радиоволнам. Чтобы создавать радиоволны, достаточно сильные для
передачи радио- и телепередач на многие мили от телестанции до чьего-то
дома, вам нужен действительно мощный передатчик. По сути, это
гигантская антенна (воздушная), часто размещаемая на
вершине холма, чтобы она могла
посылать сигналы как можно дальше.

Не все принимают телевизионные сигналы, передаваемые по воздуху таким образом
. Если у вас кабельное телевидение, ваши телевизионные изображения «передаются» в
ваш дом по оптоволоконному кабелю, проложенному
под вашей улицей. Если у вас
спутниковое телевидение, изображение, которое вы видите,
было передано в космос
и обратно, чтобы помочь ему путешествовать с одного
конца страны на другой.

При традиционном телевещании сигналы изображения передаются
в аналоговой форме: каждый сигнал передается как
волнообразная (движущаяся вверх-вниз
) волна. Большинство стран сейчас переходят на цифровое
телевидение, которое работает аналогично цифровому
радио. Сигналы передаются в цифровой кодированной форме.
Таким образом можно передавать гораздо больше программ, и, в общем,
качество изображения лучше, поскольку сигналы менее восприимчивы к
помехам при передаче.

ТВ-приемники

На самом деле неважно, как телевизионный сигнал попадает в ваш дом: как только
он поступает, ваш телевизор обрабатывает его совершенно одинаково, независимо от того,
поступает ли он с антенны на крыше, с кабеля, проложенного
под землей, или со спутниковой тарелки в саду.

Помните, как телекамера
превращает картинку, на которую она смотрит, в ряд линий, которые
формируют исходящий телевизионный сигнал? Телевизор должен выполнить тот же процесс в
обратном порядке
, чтобы превратить линии входящего сигнала обратно в верное изображение
сцены, снятой камерой. Различные типы телевизоров делают это по
-разному.

 

Фотографии: Ранние телевизионные приемники. 1) Типичный
черно-белый телевизор 1949 года. Обратите внимание на крошечный экран. 2) Комбинированный телевизор и радиоприёмник HMV 904
примерно десятилетней давности. Громкоговоритель находится слева, ручка настройки радио
в центре, а экран телевизора (опять же крошечный) справа.
Оба используют технологию электронно-лучевой трубки и являются экспонатами Think Tank, научного музея в Бирмингеме, Англия.

 

Телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

Фото: Типичный старомодный телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).
Практически каждый телевизор выглядел так до 1990-х годов, пока не
начали появляться плоские ЖК-телевизоры и плазменные телевизоры. Сейчас электронно-лучевые телевизоры становится все труднее найти!

Старые телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) принимают входящий сигнал
и разбивают его на отдельные аудио- и видеокомпоненты. Аудиочасть подается в аудиосхему, которая использует громкоговоритель для воссоздания оригинального
звука
, записанного в телестудии. Тем временем видеосигнал отправляется в
отдельную схему. Это запускает пучок электронов
(быстро движущихся отрицательно заряженных частиц внутри атомов)
по длинной электронно-лучевой трубке. Когда луч летит по трубке, электромагниты направляют
его из стороны в сторону, так что он систематически сканирует вперед и назад по
экрану, строка за строкой, «рисуя» изображение снова и снова,
как своего рода невидимая электронная кисть. Электронный луч движется
так быстро, что вы не видите, как он создает изображение.
На самом деле он ничего не «рисует»: он создает яркие пятна цветного света,
попадая на разные части экрана. Это потому, что экран
покрыт множеством крошечных точек химических веществ, называемых люминофорами.
Когда электронный луч попадает на фосфорные точки, они создают крошечную точку
красного, синего или зеленого света. Включая и выключая электронный луч,
когда он сканирует мимо красных, синих и зеленых точек, видеосхема может
выстроить целую картинку, освещая некоторые пятна и оставляя другие
темными.

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Как работают самовосстанавливающиеся материалы?

Телевизоры с плоским экраном

Сегодня довольно сложно найти телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Поскольку они основаны на
аналоговой технологии, а большинство стран сейчас переходят на цифровую, ЭЛТ по сути
устарели (если только вы не используете адаптер, называемый приставкой, который позволяет вашему ЭЛТ принимать
цифровые трансляции). У большинства людей вместо этого плоские экраны, использующие одну из трех различных
технологий: LCD, плазму или OLED.

Телевизоры с ЖК-дисплеем (жидкокристаллическим дисплеем) имеют миллионы крошечных элементов изображения, называемых пикселями, которые
можно включать и выключать электронным способом, чтобы создать изображение. Каждый пиксель
состоит из трех меньших красных, зеленых и синих субпикселей. Они могут
по отдельности включаться и выключаться жидкими кристаллами — по сути,
микроскопическими световыми переключателями, которые включают и выключают субпиксели путем
скручивания или раскручивания. Поскольку нет громоздкой электронно-лучевой трубки
и фосфорного экрана, экраны ЖК-дисплеев намного компактнее и энергоэффективнее
старых телевизионных приемников.
Подробнее читайте в нашей статье о ЖК-дисплеях.

Плазменный экран похож на ЖК-дисплей, но
каждый пиксель фактически представляет собой микроскопическую флуоресцентную
лампу, светящуюся плазмой. Плазма — это очень горячая форма газа, в
которой атомы разлетелись на части, чтобы создать отрицательно заряженные электроны
и положительно заряженные ионы (атомы без электронов). Они свободно движутся, создавая размытое свечение света при каждом столкновении. Плазменные экраны можно сделать намного больше обычных телевизоров с электронно-лучевой трубкой, но они также намного дороже.
Подробнее читайте в нашей статье о плазменных телевизорах.

Если вам нужен действительно плоский телевизор, вы, вероятно, выберете тот, который использует
технологию OLED (органические светодиоды).
Как следует из названия, OLED работают немного как обычные светодиоды, но они сделаны из органических (углеродных) пластиков
вместо обычных полупроводников. OLED-дисплей очень тонкий (толщиной всего несколько миллиметров),
очень яркий и потребляет гораздо меньше энергии, чем эквивалентный ЖК-дисплей.
Подробнее читайте в нашей статье об OLED.

Краткая история телевидения

  • 1884: Немецкий студент Пауль Нипков (1860–1940) изобретает вращающийся диск с отверстиями (позже известный как диск Нипкова), который может преобразовывать изображение в серию световых импульсов.
  • 1888: Немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) демонстрирует, как создавать радиоволны.
  • 1894: Сэр Оливер Лодж (1851–1940), британский физик, успешно передал сообщение по радио из одной комнаты здания в другую.
  • 1922: Американский инженер-электронщик Фило Т. Фарнсворт (1906–1971) загорелся идеей создания системы телевизионной развертки, наблюдая за тем, как лошадь его отца вспахивает поле, создавая аккуратные ряды.На фото: гениальный, плодовитый изобретатель и пионер телевидения Фило Т. Фарнсворт, 1939 год. Фото Харриса и Юинга предоставлено Отделом эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса США.
  • 1923: Российский физик и инженер-электронщик Владимир Зворыкин (1888–1982) подает заявку на патент США: 2,141,059 (выдан в 1929 году) на телевизионную систему, которая использует электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приемнике. Переехав в Соединенные Штаты, он работает в
    Westinghouse, а затем в RCA, где возглавляет усилия компании по разработке телевидения.
  • 1924: Шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд (1888–1946) использует диск Нипкова для передачи мерцающего телевизионного изображения на расстояние в несколько футов через комнату.
  • 1925: Бэрд проводит первую публичную демонстрацию грубо отсканированных телевизионных изображений в лондонском универмаге Selfridges, а 26 января 1926 года проводит более сложную демонстрацию для приглашенной научной аудитории.
  • 1927: Фарнсворт подает заявку на патент США: 1 773 980 (выдан в 1930 году) на свой диссектор изображений, первую в мире настоящую телевизионную камеру.
  • 1928: Бэрд демонстрирует цветное телевидение и раннюю форму 3D-телевидения.
  • 1932–1934: Родившийся в России Исаак Шёнберг (1888–1946), работающий в британской компании EMI, разрабатывает полностью электронную телевизионную систему, в значительной степени основанную на идеях Зворыкина. Позднее EMI ​​объединяется с Marconi, образуя Marconi-EMI.
  • 1932: BBC (British Broadcasting Corporation) начинает общественное телевидение 22 августа 1932 года, в конечном итоге выбрав систему Marconi-EMI. BBC начинает вещание первой в мире регулярной телевизионной службы из лондонского
    Alexandra Palace 2 ноября 1936 года.
  • 1940: Пионер пластинок LP Питер Голдмарк из CBS разрабатывает систему цветного телевидения, которая использует вращающееся колесо для чередования красного, синего и зеленого изображения. Согласно The New York Times от 5 сентября 1940 года под заголовком «Цветное телевидение достигает реализма»: «Воспроизводя диапазон цветов от цветников до звезд и полос на фоне голубого неба, телевидение в ярких тонах было продемонстрировано прессе вчера».
  • 1940: Мексиканец Гильермо Гонсалес Камарена разрабатывает альтернативный цветной телевизор на основе вращающегося механического колеса и подает заявку на патент (Патент США: 2,296,019: Хромоскопический адаптер для телевизионного оборудования) в августе 1941 года (его мексиканская патентная заявка была подана 19 августа 1940 года).
  • 1954: 25 марта 1954 года компания RCA (Radio Corporation of America) продала первые цветные телевизоры.
  • 1964: Дональд Битцер , Джин Слоттоу и Роберт Уилсон из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне создают первый плазменный телевизор на основе компьютерного дисплея высокого разрешения для обучающей системы под названием PLATO.
  • 1988: Японская корпорация Sharp выпускает первый коммерческий ЖК-телевизор.
  • 1990-е годы: В США и Европе начались первые публичные трансляции HDTV (телевидения высокой четкости).
  • 1999: Журнал Time называет Фило Т. Фарнсворта одним из 100 самых влиятельных людей XX века.
  • 2000-е: Многие страны переходят с аналогового на цифровое телевидение. В Соединенных Штатах, например, переход был завершен в 2006 году, но некоторые страны не перейдут полностью до 2020-х годов.
  • 2007: Sony , другой японский производитель, представляет первый в мире OLED-телевизор XEL-1, в основном как «доказательство концепции». Несмотря на то, что экран составляет всего 28 см (11 дюймов), он продается за колоссальную сумму в 2500 долларов.
  • 2010–2017: Первоначальный ажиотаж вокруг 3D-телевидения
    быстро сходит на нет. В 2013 году The New York Times называет его «дорогим провалом». В 2017 году ведущие производители
    LG, Sony и Samsung отказываются от этой технологии.
Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Домашняя маринара намного лучше консервированной

Не хотите читать наши статьи? Попробуйте вместо этого послушать

Если вы предпочитаете слушать наши статьи, а не читать их, подпишитесь на наш новый подкаст
на Apple Podcasts,
Spotify,
Amazon,
Podchaser
или в вашем любимом приложении для подкастов или слушайте ниже:

 

Узнать больше

На этом сайте

  • 3D-телевидение
  • HDTV (телевидение высокой четкости)
  • История общения
  • IPTV (интернет-телевидение)
  • ЖК-телевизор
  • OLED и LEP
  • Плазменные телевизоры
  • Радио
  • Проекционное телевидение

Веб-сайты

История

  • Телевизионные приемники: фотографии и краткие описания исторических телевизоров из Национального музея СМИ Великобритании в Брэдфорде.
  • Исторические периоды в телевизионных технологиях: Федеральная комиссия по связи США (FCC) имеет несколько иллюстрированных страниц по истории телевидения. [Архивировано через Wayback Machine.]
  • История телевидения: 75 лет становления: BBC News, 6 февраля 2001 г.: Празднование 75-й годовщины первой передачи Бэрда.
  • Его видение создало телевидение. Эллиот Арнольд, Popular Science, ноябрь 1940 г. Прекрасная историческая статья об изобретении Фило Фарнсвортом электронного телевидения.

Другие интересные сайты

  • Статистика по телевидению и здоровью: Сколько часов в неделю люди смотрят телевизор? Эти и другие статистические данные собраны профессором Норманом Герром из Калифорнийского государственного университета.

Книги

История

  • Телевидение: Биография Дэвида Томсона. Thames and Hudson, 2016. Содержательная биография одного из пионеров телевидения.
  • Джон Логи Бэрд: Жизнь Энтони Камма и Малкольма Бэрда. Национальный музей Шотландии, 2002. Содержательная биография одного из пионеров телевидения.
  • «Телевидение и я» Джона Логи Бэрда и Малкольма Бэрда. Mercat Press, 2004. История Бэрда его собственными словами.
  • «Последний одинокий изобретатель: история гения, обмана и рождения телевидения» Эвана Шварца. HarperCollins Perennial, 2003. Биография Фило Фарнсворта.
  • Фило Т. Фарнсворт: Отец телевидения Дональда Г. Годфри. Издательство Университета Юты, 2017. Альтернативная научная биография.
  • «Зворыкин: пионер телевидения» Альберта Абрамсона. Издательство Иллинойсского университета, 1995. Биография еще одного ключевого игрока в истории телевидения.
  • История телевидения:
    1880–1941 и История телевидения: 1942–2000 Альберта Абрамсона. Макфарланд, 2007/2009. Один из наиболее полных отчетов по истории телевидения, написанный бывшим оператором, видеооператором и звукорежиссером CBS.

ТВ-технологии

  • Справочник по телевизионному производству
    Герберта Цеттла. Cengage, 2015. Простое для понимания, современное введение для студентов и профессионалов медиаиндустрии с упором на студийное производство.
  • Newnes Guide to Television and Video Technology, автор KF Ibrahim. Newnes, 2007. Подробно описывает работу телевидения, включая основы вещания и принципы цветного телевидения, а также новейшие технологии, такие как цифровое и HDTV, LCD, плазма и DLP.
  • Телевизионные технологии демистифицированы: нетехническое руководство Александра Луи Тодоровича. Focal Press, 2006. Базовый обзор телевизионных технологий, предназначенный для людей, работающих в телевизионной индустрии, которые не обязательно хотят разбираться во всех технических деталях.

Для юных читателей

  • Мальчик, который изобрел телевидение: история Фило Фарнсворта Кэтлин Крулл. Альфред А. Кнопф, 2009. 32-страничная книга для 2–5 классов.
  • За кулисами: Телевидение Сары Медины. Уэйленд, 2013. Хотели бы вы работать на телевидении? Это 32-страничное введение объясняет, как исследуются, снимаются и транслируются телепрограммы, с акцентом на работу и карьеру. Возраст 7–9 лет.

Статьи

  • Владимир Косма Зворыкин (1889–1982): некролог из The New York Times, 1 августа 1982 года.
  • Умер Фило Т. Фарнсворт, пионер в области дизайна телевидения: некролог еще одного пионера телевидения от The New York Times, 13 марта 1971 г.
  • Патенты и технический прогресс — исследование телевидения У. Руперта Маклорена. Журнал политической экономии, т. 58, № 2 (апрель 1950 г.), стр. 142–157. Подробный обзор того, как RCA стала доминировать в ранние годы телевидения с помощью стратегического использования своих патентов.

Патенты

  • Патент США: 1,707,935: Телевизионный аппарат Джона Логи Бэрда, 2 апреля 1929 г. Оригинальный вращающийся дисковый телевизионный сканер Бэрда.
  • Патент США: 1,773,980 A: Телевизионная система Фило Т. Фарнсворта, 26 августа 1930 г. Оригинальный патент Фарнсворта на электронное телевидение.
  • Патент США: 2,037,711: Метод и устройство для телевидения, автор Фило Т. Фарнсворт, 21 апреля 1936 г. В этом более позднем патенте более подробно рассматриваются вопросы сканирования и передачи изображений.
  • Патент США: 2,141,059: Телевизионная система Владимира Зворыкина, 20 декабря 1938 г. Подробное описание типичной телевизионной системы 20-го века, использующей электронно-лучевые трубки как для передатчика, так и для приемника.

Переведено в образовательных целях — источник: www.explainthatstuff.com

Ссылка на основную публикацию