Механический телевизор

Механическое телевидение

Технические предпосылки появления телевидения

Телевидение является одним из самых молодых средств массовой информации (моложе только интернет). Под коммуникацией понимается передача информации от человека к человеку. Первым видом коммуникативной деятельности была система сигналов, как у животных, далее — знаков, а еще позднее возникла речь, необходимая для координации совместных действий человека. Дальнейшее развитие коммуникации привело людей к изобретению письменности и книгопечатания, появились газеты. Но для оперативной передачи информации этих средств было явно недостаточно. Световые сигналы, используемые в древности, имели небольшую дальность распространения, так как свет не может проходить через естественные препятствия и даже в пределах прямой видимости ему может помешать, например, обычный туман. Открытие радиоволн сделало проникновение информации повсеместным, невзирая на дальность и преграды. Человек смог получать оперативную информацию через органы слуха по радио, а представление о пространственном изображении неподвижных объектов — через фотоснимки, опубликованные в прессе. Более 80% информации человек получает через органы зрения, посредством улавливания отражаемого или излучаемого объектом света. Человеческий глаз способен воспринимать электромагнитные излучения в диапазоне длин волн 400-700 нм. Преобразовав свет в оптическое изображение и электрические сигналы, удалось осуществить передачу звука и изображения, дистанционно отобразить в сознании человека информацию о движущихся объектах. Человек получил возможность видеть и слышать в масштабах целого мира.

Научное познание включает в себя два уровня, или два этапа. Эмпирический уровень (от греч. «эмпейрия» — опыт) — это накопление разнообразных фактов, наблюдаемых в природе. Теоретический уровень (от греч. «теория» — мысленное созерцание, умозрение) представляет собой объяснение накопленных фактов.

Для осуществления передачи и приема телевизионного сигнала необходимо:

а) преобразовать свет в электрические сигналы,

б) передать эти сигналы по какому-либо каналу связи,

в) осуществить обратное преобразование электрических сигналов в свет.

Начало формирования научных основ для изобретения ТВ было положено еще в Средние века, когда неизвестному изобретателю камеры-обскуры удалось преобразовать свет в оптическое изображение. Спустя два века, в 1817 г., шведский химик и минеаролог Йене Якоб Берцелиус (1779-1848) открыл химический элемент селен (от греч. selene — Луна), необходимый для преобразования света в электрические сигналы, но на практике это удалось осуществить в 1839 г. французскому физику Антуану Сезару Беккерелю (1788-1878).

Для обратного преобразования (электричество — свет) использовались газоразрядные источники света — приборы, в которых электрическая энергия при прохождении электрического тока через газ преобразовывалась в оптический сигнал. Впервые такую безынерционную трубку в Германии в 1856 г. получил Иоганн Генрих Гейслер (1815-1879). К 1873 г. англичанин У. Смит (1769-1839) открыл внутренний фотоэффект, или фотопроводимость, в селене, когда под воздействием света (фотоны «вырывают» электроны из валентной среды) возрастало число электронов проводимости.

Теоретический этап основ телевидения был завершен Начался период практического осуществления изобретений с их постоянным совершенствованием.

Глаз способен различать мелкие детали рассматриваемого изображения в соответствии со своей разрешающей способностью. Изображение, проецируемое на сетчатку глаза, тоже состоит из минимально различимых элементов. Каждый из этих элементов характеризуется а) яркостью, б) цветностью и в) геометрической точкой.

Пожалуй, первую идею реализации телевидения выдвинул в 1875 г. в Бостоне Джордж Кэри. Экран будущего телевизора Кэри представлял в виде мозаичной панели. Каждый элемент мозаики был представлен газоразрядной (безынерционной) трубкой. То есть каждой геометрической точке экрана можно было придать соответствующую яркость. Заметим, что данную схему Кэри предлагал за два десятилетия до великого изобретения братьев Люмьер. Каждый кадр нес в себе стопроцентную информацию, именно поэтому осуществить проект Дж. Кэри было невозможно, так как каждый мозаичный сегмент передающей системы должен быть связан с аналогичным сегментом экрана.

Систему поочередной передачи сигналов предложили француз М. Сенлек (1877 г.), португальский ученый А. ди Пайва (1878 г.) и русский ученый Порфирий Иванович Бахметьев (1880 г.). Для осуществления процесса последовательной передачи и преобразования сигналов необходимо было осуществить развертку изображения.

(П.И.Бахметьев (1860-1913) предложил проект «телефотограф», где перемещающийся датчик располагался в фотокамере и считывал изображение. Электрический сигнал подавался через электромагнит на газовую горелку, изменяя ее яркость. Таким образом, яркость и геометрическая точка на приемной и передающих сторонах совпадали. Глаз человека воспринимает часто пульсирующий свет как непрерывный (вспомним обычную электрическую лампочку, которая включается и выключается 50 раз в секунду, однако инерционность зрения не позволяет нам видеть эти пульсации)

Первое пригодное для практического использования устройство оптико-механической развертки луча предложил в 1884 г. немец Пауль Нипков (1860-1940). (Пауль Нипков в 1884 г. получил патент на оптико-механич. устройство («электронный телескоп») для разложения изображения на элементы при передаче и приеме телевизионных сигналов, названное диском Нипкова.)

Изобретатель предложил использовать для развертки телевизионного луча вращающийся непрозрачный диск большого диаметра с отверстиями, располагающимися по спирали Архимеда от внешнего края к центру. Размер изображения, а следовательно, и экрана определяла ограничительная рамка. Число отверстий на диске равно количеству строк на экране телевизора. При вращении каждое отверстие перемещалось по окружности, разбивая, таким образом, цельное изображение на отдельные строчки. Интересен факт, что Пауль Нипков, сделав свое величайшее изобретение будучи студентом, забыл про него и с удивлением увидел практическое воплощение собственной идеи спустя 40 лет на международной выставке радиоаппаратуры в Берлине в 1928 г.

Принцип оптико-механической развертки луча был настолько прост, что 2 октября 1925 г. англичанин Джон Лоджи Берд получил изображение на экране приемника, а 26 января 1926 г. публично продемонстрировал «движущуюся картинку» членам Королевского института Великобритании. Разумеется, это не была современная «телевизионная картинка», на ней присутствовали лишь силуэты, но начало было положено. Спустя год Дж. Берд увеличивает количество отверстий на диске до 30-ти.

Надо отметить, что существенное увеличение разрешающей способности экрана было непреодолимо из-за конструктивных особенностей диска Нипкова: чем больше отверстий на нем располагалось, тем меньше становился их размер и соответственно меньше света попадало на селеновый фотоэлемент. Рано или поздно должен был наступить предел, когда количество света стало бы недостаточным для его преобразования в электрический сигнал. Диск располагался в телевизионной камере, размеры которой были внушительными, экран принимающего телевизионного приемника был 3×4 см. Чтобы увеличить экран до размера средней фотографии (9×12 см), диск в телекамере должен был быть более двух метров в диаметре.

В Советском Союзе экспериментами в области «электрического дальновидения» занимался Лев Сергеевич Термен (1896-1993) — виолончелист па основному образованию. Увлеченный радиотехникой молодой человек посещал лекции в Петроградском политехническом институте и в 1926 г. в своем дипломном проекте представил действующий образец телеустановки с механической разверткой на 64 строки. Дальновидение заинтересовало командование Красной Армии, и установка была продемонстрирована в

1927 г. наркому по военным и морским делам и председателю РВС СССР Клименту Ефремовичу Ворошилову. «Картинка» обладала высоким, по тем временам, качеством и заслужила положительной оценки «высокого лица». Телекамеру установили на Арбатской площади перед входом в РККА, и нарком демонстрировал коллегам возможность видеть рядом с входом людей, не выглядывая из окна.

К сожалению, довести до конца работу Л. С. Термену не довелось: он был послан разведчиком в США, а по возвращении осужден как «участник» покушения на С. М. Кирова. Далее — сталинские тюрьмы и лагерная работа в спецлабораториях («шарашках») вместе с будущим конструктором ракетно-космических систем Сергеем Павловичем Королевым и с авиаконструктором Андреем Николаевичем Туполевым. Выйдя на свободу, Лев Сергеевич работал в лаборатории акустики и звукозаписи Московской консерватории, преподавал в МГУ на физическом факультете, дожил до глубокой старости.

В Англии Джон Лоджи Берд создает телевизионный приемник и в конце 20-х — начале 30-х гг.», налаживает промышленное производство малострочных телевизоров.

В СССР работы по телевизионному вещанию проводились под руководством Павла Васильевича Шмакова (1885-1982) на базе Всесоюзного электротехнического института.

Долго не удавалось наладить синхронизацию дисков в передающей камере и приемнике, поэтому в 1930 г. в лаборатории Шмакова оба диска смонтировали на одном валу, при таком способе синхронизации, разумеется, невозможно было разнести приемник и передатчик на значительное расстояние — оно составляло чуть больше метра.

В 1930 оптико-механическая развертка луча достигала 30 строк с 12,5 кадрами в секунду. Промышленность Советского Союза не выпускала телевизоров (радиовещание, с пропагандистской точки зрения, считалось наиболее перспективным средством массовой информации), но освоила выпуск бумажных диск Нипкова. Вещание осуществлялось на средних и длинных волнах, звук и изображение передавались раздельно. Радиолюбители самостоятельно изготавливали телеприемники: для этого надо было приобрести картонный перфорированный диск Нипкова, а за ним поставить неоновую лампу. Диск вращался синхронно диску в передающей телевизионной камере, электрические сигналы обеспечивали большее или меньшее свечение красной неоновой лампы и, таким образом, на крохотном экране каждая геометрическая точка приобретала необходимую яркость. Звук принимали на дополнительный радиоприемник. Учитывая, что длинные волны имеют большую территорию распространения, телевизионный сигнал можно было принимать на расстоянии до 2 тыс. км от Москвы. С 1 октября 1931 г. по июль 1940 г. телевещание в СССР было регулярным.

В Нью-Йорке компания «Дженерал электрик» в 1928 году начала экспериментальное телевещание, а к 1931 году телевизионный сигнал передавали более двух десятков станций. Наблюдался настоящий телевизионный бум, компании вкладывали миллионы долларов в усовершенствование механического телевидения.

В Германии первую механическую систему продемонстрировал Денеш фон Михайи на Берлинской радиовыставке в 1928 г., правда, разработчик передавал изображение без звука. Аналогичное телевидение предлагал Август Каролус (концерн «Телефункен»). В технологическую гонку вступила вся Европа, в 1929 г. Рене Бартелеми во Франции осуществил передачу изображения с разверткой в 10 строк. С 1935 г. французские телепередачи стали регулярными, работы ученых активно поддерживались правительством. Разрешающая способность механического ТВ постоянно росла и вскоре достигла 180 строк. Первую внестудийную съемку во Франции осуществили в 1934 г.

Представим телепередачу тех лет. В студии от ламп накаливания температура доходит до 35°С (без огромного количества освещения невозможно осуществить преобразование «свет — сигнал»). Гигантский неподвижный телепередатчик (камера) направлен на большое зеркало, за которым стоит ассистент режиссера и «ловит» отражение актера. Если объектив камеры направить непосредственно на объект съемки, актер, даже чуть шелохнувшись, выйдет за кадр. Диск Нипкова вращается в камере со скоростью 750 оборотов в минуту, свет проходит сквозь отверстия, ограничейные рамкой, попадает на элемент, вызывает в его цепи сигналы (видео- или электросигналы), которые попадают в ламповый

усилитель и отправляются по эфирному или кабельному каналу связи. Поверхностные волны благодаря рефракции распространяются на значительное расстояние, в некоторых направлениях пересекая границы СССР. Видеосигнал с приемной антенной подводится к неоновой лампе, в которой яркость свечения зависит от интенсивности электрического сигнала. За неоновой лампой располагается перфорированный диск, который вращается точно с такой же скоростью, как диск в передающей камере, и зритель видит точки различной яркости. Инерционность зрения отражает в сознании телезрителя полную картинку изображения, несмотря на то, что светящиеся точки погасли. Все дело в том, что мозг хранит световое раздражение в течение 0,1 сек, и человек как бы видит все точки одновременно. Разумеется, изображение не несет в себе мелких деталей, оно достаточно грубое.

Впоследствии ученые всех стран пытались повысить разрешающую способность экрана, то есть разместить на диске возможно большее количество отверстий. Но для того, чтобы добиться качества картинки, сравнимого с современным, то есть получить число строк равное шестистам, диаметр диска надо было увеличить до 28 метров, при этом центробежные силы, из-за огромной скорости вращения диска, разрушили бы почти любой материал. Дальнейшее развитие механического телевидения вело конструкторов в тупик, коэффициент использования света в данных системах был ничтожно мал, то есть при сокращении диаметра отверстий на фотоэлемент попадало настолько мало света, что образующийся электрический сигнал было невозможно выделить из помех, возникающих в ламповых усилителях. И все же оптико-механическая развертка продолжала совершенствоваться, на смену непрозрачному диску пришли системы с линзами и зеркалами («зеркальный диск» и «зеркальное колесо»), но существенно повысить качество телевизионного изображения на этом пути не удалось. Постепенно термин «телевидение» в кругах скептиков превратился в «елевидение».

Механическое телевидение, электромеханическое телевидение — разновидность телевидения, использующая для разложения изображения на элементы и последующего обратного синтеза электромеханические устройства вместо электронно-лучевых трубок или полупроводниковых приборов.

Изображение на экране механического телеприёмника

Самые первые телевизионные системы были механическими и чаще всего не предусматривали звукового сопровождения. В отличие от современного, полностью электронного телевидения, механическое предполагает наличие в передающем и приемном устройствах движущегося механизма для сканирования изображения и его воспроизведения. Как правило, это диск Нипкова или зеркальный винт. Первая работоспособная система подобного типа была создана Джоном Бэрдом (англ. John Logie Baird) в 1920-е годы. Из-за небольшого количества передаваемых элементов изображения иногда используется термин малострочное телевидение.

История

Проект селеновой передающей камеры Джорджа Кэри, 1880 год

Первые опыты передачи изображений на расстояние проводились уже в XIX веке. В 1862 году итальянский изобретатель Джованни Казелли создал устройство, позволяющее передавать изображение по проводам, и названное им «Пантелеграф». Однако, технология была пригодна только для передачи рисунков, нанесённых на токопроводящей медной пластинке. Реальная возможность передачи изображения без его предварительной подготовки появилась только после открытия фотопроводимости селена Уиллоуби Смитом в 1873 году, а также внешнего фотоэффекта Генрихом Герцем в 1887 году. Не менее важной оказалась идея поэлементного способа последовательной передачи изображения, высказанная Адрианом де Пайва в 1878 и Порфирием Бахметьевым в 1880 году.

Разработанный Александром Столетовым на основе теории Герца фотоэлемент позволил Артуру Корну уже в 1902 году наладить передачу неподвижных фотографий на расстояние. Эта технология, позднее усовершенствованная и получившая название «фототелеграф», быстро нашла применение в уголовном розыске и новостной фотожурналистике, но была неприменима для передачи движущегося изображения из-за инерционности селеновых фотоэлементов. Сканирование одного фотоснимка с качеством, приемлемым для газетной полиграфии, занимало 10—15 минут. Проекты, создававшиеся на бумаге, стали действующими образцами лишь в 1920-х годах, благодаря появлению электронных усилителей на основе первых радиоламп.

4 января 1900 (23) декабря 1899 года лаборант Казанского университета Александр Полумордвинов подал патентную заявку № 10739 на конструкцию «телефота», ключевым элементом которого был механический «светораспределитель». В том же месяце изобретение получило высокую оценку на Первом электротехническом съезде в Петербурге, но практической реализации «телефот» не получил. Позднее патент был продан Джону Бэрду, использовавшему идеи Полумордвинова при разработке английской системы цветного механического телевидения. В 1898 году польский изобретатель Ян Щепаник получил английский патент № 5031 на «телектроскоп», предназначенный для передачи на расстояние цветного движущегося изображения. Термин ввёл в оборот французский писатель Луи Фигуэр, и кроме Щепаника он использовался другими европейскими изобретателями, в том числе Джорджем Кэри и Адриано де Пава. Однако, ни одного работоспособного устройства им создать не удалось.

Первую в мире «демонстрацию мгновенной передачи изображений» в 1909 году осуществил француз Жорж Рину (фр. Georges Rignoux), транслировавший неподвижные буквы с помощью мозаики из селеновых фотоэлементов. Их изображения разрешением 8×8 элементов обновлялись на приёмном устройстве с электромеханическим коммутатором 1 раз в секунду. Из-за технического несовершенства «телефотографический аппарат» Рину так и остался лабораторным курьёзом. В 1922 году в Нижегородской радиолаборатории Михаил Бонч-Бруевич разработал конструкцию «радиотелескопа», также не получившего практического воплощения. Через год американец Чарльз Дженкинс (англ. Charles Francis Jenkins) впервые передал движущееся силуэтное изображение, а 13 июня 1925 года состоялась телетрансляция полутонового изображения с борта судна в Атлантическом океане. В последнем случае использовалась разработка английского изобретателя Джона Бэрда, ставшая первой в мире действующей системой механического телевидения.

Начало вещания

Диктор в студии механического телевидения. США, 1922 годПрожектор «бегущего луча» передающей камеры станции механического телевидения W9XAP в Чикаго. США, 1931 годСоветская телеприставка «Б-2» с механической разверткой в экспозиции Музея нижегородской радиолаборатории. СССР, 1933 год

Первая передача по системе Бэрда состоялась 26 января 1926 года из его лондонской лаборатории. Однако регулярное вещание впервые начала телевизионная станция WCFL, которая вышла в эфир в Чикаго 12 июня 1928 года. Её создателем был Улисс Санабриа (англ. Ulises Armand Sanabria), который 19 мая 1929 года впервые начал передавать звуковое сопровождение, использовав для этого отдельную радиостанцию WIBO. Видеосигнал передавался станцией WCFL на отдельной несущей частоте того же диапазона, что и звук. Первые серийные телевизионные приемники «Вижнетт» (англ. Visionette) с 45-строчной механической развёрткой начали выпускаться компанией Western Television в 1929 году по цене чуть меньше 100 долларов.

В СССР использовался «немецкий» стандарт механического телевидения с разложением на 30 строк и частотой кадров 12,5 к/сек. Соотношение сторон кадра было принято близким к «классическому» — 4:3 с разрешением примерно 30×40 элементов. В 1931 г. в СССР был создан Московский радиовещательный технический узел (МРТУ) на базе передающей ТВ-аппаратуры лаборатории телевидения Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ), в которую входили П. В. Шмаков (руководитель), В. И. Архангельский, С. И. Катаев, П. В. Тимофеев, А. М. Шемаев. 1 октября 1931 г. МРТУ начал регулярные опытные передачи по системе оптико-механического телевидения. Эта дата считается официальной датой начала отечественного телевещания. Эксплуатацию оборудования осуществляли специалисты-разработчики ВЭИ: П. В. Шмаков, В. И. Архангельский, Н. Н. Васильев, Н. Н. Орлов и др. В начальный период из МРТУ в эфир передавались только сигналы изображения — без звука. Для того чтобы передачи имели звуковое сопровождение, должны были работать два радиопередатчика: один — для сигналов телевизионного изображения, другой — для сигналов звуковой трансляции, осуществляемой на другой радиоволне. При помощи системы велись регулярные передачи кинофильмов и трансляции из студии первого московского телецентра на Никольской улице, дом 7, 2 раза в неделю по 30—40 минут. Первые экспериментальные передачи состоялись 29 апреля и 2 мая 1931 года на волне 56,6 метров без звукового сопровождения. Регулярное механическое вещание из телецентра началось 15 ноября 1934 года с передачи 25-минутного эстрадного концерта. Изображение передавалось на волнах 379 метров, а звук транслировался радиостанцией ВЦСПС на длине волны 720 метров с полуночи до часа ночи 12 раз в месяц.

С 1933 до 1936 года отечественной промышленностью было выпущено более 3000 телеприставок марки «Б-2». Механические телевизоры тех лет представляли собой приставку к обычному радиоприёмнику. Для приёма звукового сопровождения, при его наличии, требовался ещё один радиоприёмник. В 1935 г. МРТУ преобразовали в Московский вещательный узел аппаратных и студий (МВУАиС). С 1937 года звуковое сопровождение дублировалось по московской городской радиотрансляционной сети, как обычная радиопрограмма. Одним из немногих достоинств механического телевидения (вытекающим из его главного недостатка — низкой чёткости изображения) была относительно узкая полоса частот видеосигнала, что позволяло использовать для его передачи диапазон средних радиоволн. Это, в свою очередь, давало возможность принимать телепередачи на больших расстояниях (сотни и тысячи километров), как и обычное радиовещание.

В начале 1930-х годов среди советских радиолюбителей получило распространение конструирование самодельных телеприставок для приёма телетрансляций, в том числе зарубежных. В то же время, их иностранные коллеги имели возможность создания любительских телестанций. После запуска московского телецентра передачи механического телевидения начались из Одессы и Ленинграда. 10 сентября 1933 года начались передачи из Новосибирска. Регулярные передачи механического телевидения из Москвы прекратились в апреле 1940 года после открытия нового телецентра на Шаболовке, основанного уже на электронных принципах.

Количество строк систем с диском было ограничено и составляло от 30 до 120. После 1935 года благодаря некоторым техническим достижениям появились механические системы, рассчитанные на 180 и более строк. Однако, качество изображения электронного телевидения для механического осталось недостижимым. Лучшей системой механического телевидения считалась британская «Скофони» (англ. Scophony), которая воспроизводила 405 линий на экране размером до 2,8×3,7 метров (9×12 футов). Было собрано несколько аппаратов этой системы, в том числе для домашнего использования с экраном 24×22 дюйма (56×61 см). В системе Scophony для создания изображения использовалось несколько барабанов, вращающихся с большой скоростью. Массовый выпуск телевизоров этого типа не состоялся из-за приближения мировой войны. Также известна американская система с 441 линией развёртки, использовавшая несколько барабанов, один из которых вращался со скоростью 39 690 об/мин, а другой — несколько сот оборотов в минуту.

Современное использование

Механические системы телевидения существовали до начала Второй мировой войны, уступив своё место более технологичным и надежным электронным после её окончания. Принципы механического телевидения применялись в фототелевизионных системах для передачи изображений с Луны и других планет автоматическими межпланетными станциями. 25 декабря 1966 года советская АМС «Луна-13» впервые передала панораму лунной поверхности при помощи механической развёртки. Кадр, состоящий из 1500 вертикальных строк, передавался в течение полутора часов. За счёт невысокой скорости передачи удалось использовать более надёжный диапазон радиоволн и получить изображение неподвижных объектов с высокой чёткостью.

Установка механического телевидения с четырьмя вращающимися светодиодными линейками может воспроизводить изображение телевидения стандартной чёткости. 1989 год.

C 1970-х годов некоторые радиолюбители экспериментировали с системами механического телевидения. Оборудование перепроектировалось с учётом новых технологий: старые неоновые лампы заменялись сверхъяркими светодиодами и т. п. В таких системах есть свои достоинства, важные для создания узкополосного телевидения, с шириной диапазона менее 40 килогерц (современные телевизионные системы используют радиоканал шириной порядка 6 мегагерц, в 150 раз шире). На практике, всё-таки чаще используется электронное, а не механическое оборудование (например, телевидение с медленной развёрткой).

Технологии механического телевидения нашли применение в современных DLP-проекторах. В них используется матрица маленьких (16 мм²) электростатически заряженных зеркал, которые выборочно отражают свет для создания изображения. Многие дешёвые DLP проекторы используют цветовое колесо для создания цветного изображения. Эта же технология в 1950-х годах применялась в гибридных системах цветного телевидения до изобретения кинескопов с теневой маской.

Другая сфера применения опто-механических технологий — лазерные принтеры, где небольшое вращающееся зеркало используется для управления модулированным лазерным лучом по одной оси, в то время как движение барабана используется для управления по другим осям. Вариант данной схемы с применением мощных лазеров используется в лазерных проекторах с разрешением до 1024 линий (каждая линия насчитывает более 1500 точек). Такие системы отличаются высоким качеством изображения и используются, например, в планетариях и новейших кинотеатрах IMAX.

Принцип действия

Устройство диска НипковаЗеркальный винт для механической развёртки в техническом музее Праги Основная статья: Диск Нипкова

Развёртка изображения в механическом телевидении чаще всего выполняется при помощи диска Нипкова, впервые предложенного немецким изобретателем Паулем Нипковым в 1884 году. Диск имеет ряд отверстий, расположенных по спирали.

В передающей камере позади диска, расположенного в фокальной плоскости съёмочного объектива, установлен фотоэлемент для регистрации попадающего на него света. В приёмнике вместо фотоэлектрического элемента используется источник модулированного света, обычно неоновая лампа, обладающая малой инерционностью. Каждое отверстие в своём движении образует одну линию развёртки с переменной яркостью, соответствующей яркости передаваемых участков объекта съёмки. Для передачи сигнала яркости от камеры к приёмнику используется электрическое соединение или радио. Передающие камеры с диском обладали рядом существенных недостатков: в частности, они закреплялись неподвижно из-за риска нарушения развёртки при сотрясении. Панорамирование могло осуществляться только при помощи поворотного зеркала, установленного перед объективом, снимающим объекты отражёнными.

Помимо диска Нипкова существует ряд других технологий. Вместо диска может использоваться вращающийся барабан либо с отверстиями, либо с набором зеркал установленных на нём: например, так называемая конструкция с «зеркальным винтом». На вертикальной оси расположена стопка металлических полированных пластин, повернутых друг относительно друга на небольшой угол. Количество пластин соответствует количеству строк развёртки. При освещении щелевой неоновой лампой, её отражение на зеркальной поверхности перемещается за счёт вращения винта и в результате получается изображение, сопоставимое с размерами всей конструкции. В этом отношении зеркальный винт превосходит диск Нипкова, многократно более громоздкий, чем размер создаваемого кадра. Однако, винт применим только в приёмных устройствах.

Ещё один известный метод «бегущего луча» (англ. flying spot) был попыткой использования аналогичной технологии телекинопроекции, разработанной Манфредом фон Арденне в 1931 году. Объект съёмки находился в затемнённой студии и сканировался узким пучком света, проходящего через отверстия диска Нипкова, 16 раз в секунду. Отражённый от объекта свет попадал не на один фотоэлемент, а на целый блок таких элементов, позволяя суммировать сигнал для повышения светочувствительности системы. Метод «бегущего луча» использовался телекомпанией BBC до 1935 года и в Германии до 1938 года. К недостаткам этого метода стоит отнести условие съёмки — объект должен находиться в темноте, то есть метод не годится для внестудийного вещания. Несмотря на это, такие теледатчики широко использовались для вещания из студии в 30-х годах. При этом диктор усаживался в тёмной кабине и читал новости, а его изображение сканировалось бегущим лучом.

В некоторых ранних механических системах строки располагались не горизонтально, как в современном телевидении, а вертикально. В качестве примера можно привести британскую 30-строчную систему Бэрда. Эта система создавала вертикальное прямоугольное изображение («книжная» ориентация), вместо горизонтального («альбомная» ориентация), распространённого в наши дни. Направление линий зависит от расположения маски кадра относительно диска Нипкова: при расположении слева или справа линии развёртки вертикальные, сверху или снизу — горизонтальные. Из-за низкого разрешения изображений в системе Бэрда, достаточной только для более-менее чёткого изображения одного человека, вертикальная (портретная) ориентация становилась предпочтительней, нежели горизонтальная. Однако, в конце концов победил горизонтальный кадр, совпадающий с кинематографическим.

Запись передач

В дни коммерческой эксплуатации механического телевидения были разработаны системы для записи изображения без звука с использованием модифицированного аппарата для записи граммофонных пластинок. Система, известная как «Фоновидение» (англ. Phonovision) не получила широкого распространения из-за сложности, низкой надёжности и весьма внушительной цены. Но, тем не менее, благодаря этому аппарату до нас дошли уникальные записи широковещательных передач тех лет. В наши дни шотландский инженер Дональд Маклин (англ. Donald F. McLean) создал оборудование для проигрывания этих пластинок и проводит лекции и демонстрации записей, сделанных в 1925—1933 годах.

В коллекции дисков Маклина есть серия тестовых записей, сделанных лично пионером телевидения Джоном Бэрдом. Один диск, датированный 28 марта 1928 года с пометкой «Мисс Паунсфорд» (англ. Miss Pounsford) представляет собой запись длиной в несколько минут изображения женского лица, ведущего оживлённую беседу с кем-то за кадром. В 1993 году личность женщины была установлена — это Мэйбл Паунсфорд, и её короткое появление на диске считается самой первой видеозаписью с участием человека.

См. также

  • Телевидение с медленной развёрткой
  • Фототелевизионное устройство
  • Фототелеграф

  1. 1 2 3 4 5 6 Наука и жизнь, 2006.
  2. 1 2 3 А. Юровский. От первых опытов — к регулярному телевещанию. Музей телевидения и радио в Интернете. Дата обращения 31 августа 2012. Архивировано 16 октября 2012 года.
  3. Внешний и внутренний фотоэффект. Факультатив. «Физика.ru». Дата обращения 27 января 2016.
  4. 1 2 3 4 5 С.В.Артюшина. Приборы механического телевидения (недоступная ссылка). Коллекции. Центральный музей связи имени А. С. Попова. Дата обращения 27 января 2016. Архивировано 2 февраля 2016 года.
  5. А.Л. Рашковский. Вятский изобретатель А.А. Полумордвинов. Герценка: Вятские записки. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  6. Огонёк, 2013, с. 52.
  7. 1 2 3 Владимир Родионов. История электронной светописи: регистрация и фиксация изображений. Новая история светописи. iXBT.com (6 апреля 2006). Дата обращения 17 декабря 2016.
  8. Леонид Абрамов. Казанец Александр Полумордвинов — изобретатель цветного ТВ. ЖЗЛ — казанская серия. Казанские истории (9 сентября 2014). Дата обращения 17 декабря 2016.
  9. 1 2 Техника — молодёжи, 1980, с. 49.
  10. B. ARAPU. The Telephotographic Apparatus of Georges Rignoux — Experiments in Sending Visible Forms by Electricity (англ.) (недоступная ссылка). Supplement. Scientific American (22 May 1915). Дата обращения 17 декабря 2016. Архивировано 6 декабря 2010 года.
  11. Быховский М. А. Александр Аполлонович Полумордвинов. Изобретатели и ученые России в области телевидения. Персональный сайт Марка Быховского. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  12. Chicago’s Voice of Labor (англ.) (недоступная ссылка). The WCFL Chicago Radio Timeline Page. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  13. Peter Yanczer. Ulises Armand Sanabria (англ.). Mechanical television. Музей раннего телевидения. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  14. Western Television Visionette (англ.). Mechanical television. Музей раннего телевидения. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  15. В. А. Урвалов. Развитие телевидения и роль российских ученых (рус.) // «Физика» : газета. — 2003. — № 4. — ISSN 2077-6578.
  16. 1 2 3 В. Маковеев. От чёрно-белого телевидения к киберпространству. Музей телевидения и радио в Интернете. Дата обращения 31 августа 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  17. Борисов В. П. Рождение телевидения в Стране Советов (к 75-летию отечественного телевещания) (рус.) // Вопросы истории естествознания и техники : журнал. — 2007. — № 1.
  18. Телевизионная журналистика. Сайт копирайтеров. Дата обращения 1 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  19. П. Шмаков. Развитие телевидения в СССР (англ.) = The Development of Television in the USSR // Television Society Journal : журнал. — 1935. — No. 2.
  20. Первый серийный любительский механический телевизор Б-2 (недоступная ссылка). Виртуальный музей отечественной радиотехники XX века. Дата обращения 14 февраля 2014. Архивировано 17 мая 2013 года.
  21. 1 2 Электросвязь, 2001, с. 22.
  22. 1 2 История тележурналистики в России. Сайт копирайтеров. Дата обращения 1 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  23. Самодельный телевизор, 1937.
  24. Phil Hunter. Любители экспериментируют с телевидением (англ.) = Amateurs can experiment with Television // Radio News : газета. — 1936.
  25. Scophony (англ.). Mechanical television. Музей раннего телевидения. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  26. 1 2 Peter F. Yanczer. The Scophony System (англ.). Scophony.com. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  27. CBS COLOR TELEVISION SYSTEM CHRONOLOGY (англ.) (недоступная ссылка). History of early color television. Дата обращения 14 февраля 2014. Архивировано 6 декабря 2006 года.
  28. Sebastian Anthony. IMAX with laser: Superb contrast, 4K resolution, and huge color gamuts (англ.). Gear&Gadgets. ARS Technica (10 January 2015). Дата обращения 17 ноября 2016.
  29. А. Юровский. Через пространство и время. Музей телевидения и радио в Интернете. Дата обращения 31 августа 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  30. Телевизор с зеркальным винтом, 1938, с. 75.
  31. The World’s Earliest Television Recordings (англ.) (19 May 2007). Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  32. Don McLean. The Recovered Images (англ.). Phonovision. Restoring Baird’s TV Recordings (22 March 2006). Дата обращения 31 августа 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.