Колорплексер

Цветное телевидение, появившееся в Северной Америке в 1954 году, лучше всего охарактеризовать как «цветное». Система использовала существующий черно-белый сигнал, но с добавлением компонента, предназначенного только для телевизионных приемников, предназначенных для отображения цвета. При осторожном применении этот «цветной» сигнал игнорировался обычными телевизорами и практически не влиял на появление черно-белого изображения. Это означало, что цветные программы можно было просматривать на многих существующих черно-белых приемниках, которые отвечали требованиям «совместимости», предъявляемым телевизионной индустрией. Как только был сгенерирован так называемый «композитный» видеосигнал, содержащий цветной компонент, с ним можно было обращаться так же, как если бы это был черно-белый сигнал, что устраняло необходимость замены большей части существующей телевизионной инфраструктуры. Colorplexer — это название RCA для оборудования, которое создавало этот «составной» цветовой сигнал из трех отдельных изображений, каждое из которых создавалось в основных цветах: красном, зеленом и синем, подаваемых цветной видеокамерой. Этот процесс был по меркам того времени довольно сложным и требовал точного контроля всех различных параметров, чтобы получить приемлемое цветное изображение. Упрощение, обеспечиваемое этим «головным» подходом, стало очевидным и способствовало постепенному принятию цветового программирования в течение следующих десятилетий.

Национальный стандарт

Стандарт Национального комитета телевизионных систем , NTSC, представлял собой аналоговую телевизионную систему, которая использовалась на большей части территории Северной Америки с 1941 года до обязательного перехода на ATSC в 2009 году. Однако на данный момент маломощным телевизионным станциям было разрешено работать с NTSC. , но многие с тех пор перешли на ATSC. Этот национальный стандарт позже был принят (или, в некоторых случаях, адаптирован) в других юрисдикциях, например, в Японии.

Второй стандарт NTSC (525/30, 1941 г. и позже) предполагал, что существующая система монохромного телевидения в конечном итоге будет включать положение о цветном телевидении, совместимом с монохромным. Первый стандарт NTSC (441/30, до 1941 года) не предполагал таких ожиданий, поскольку даже существующей трехцветной системе кинофильмов «Трехполосный» Technicolor в то время было всего пять лет. Второй стандарт NTSC , пересмотренный для цвета, иногда называемый EIA RS-170a , действовал в Северной Америке и других странах с 1953 года, пока этот стандарт не был заменен ATSC в начале 21 века.

Центральным элементом этого пересмотренного стандарта было требование к информационному потоку на передатчике и трансляции на телевизоры (приемники), которое не зависело от того, был ли сигнал монохромным (уже существующим с 1941 года) или цветным (принятым в 1953 году).

Это важное поручение было выполнено с помощью устройства кодирования, которое стало известно как Colorplexer .

Управление сигналами

Colorplexer (сочетание слов «цвет» и «мультиплексор») было торговым названием RCA для ее сложного электронного устройства, которое кодировало дискретные красные, зеленые и синие трехцветные изображения, как с цветной камеры, в составную монохромную информацию о цвете. транслировать.

В рекомендации RCA о цветном телевизоре, совместимом с монохромным режимом, обычно называемом « цветом NTSC », каждый источник цветного телевидения (например, от CCU ) включал свой собственный цветной плексор, тем самым обеспечивая оставшееся оборудование, которое, как предполагалось, возникло как монохромное. система оборудования, сигналом которой можно было управлять (генерировать, коммутировать, передавать, принимать и т. д.), как если бы сигнал вообще не был цветным, а представлял собой обычный составной монохромный сигнал.

Это было стратегическое решение со стороны RCA, и концепция «один Colorplexer на каждый источник цвета» стала частью маркетинговых рекомендаций RCA по оборудованию для цветного телевидения. Хотя это сделало каждый источник цвета значительно более сложным и, следовательно, более дорогим, оно также устранило необходимость серьезных изменений в системе управления сигналом телевизионной станции и стоимость управления сигналом (особенно для сетей, включающих широко разнесенные источники и пункты назначения, таких как RCA). стопроцентная сеть NBC-TV) считалась значительно более дорогостоящей, чем сами источники цветного сигнала, поскольку в противном случае ее пришлось бы заменить (составной) системой управления только Y на (компонентную) R-, G- и Система B-управления (тем самым эффективно утрояя стоимость распространения цветового сигнала).

Используя аналогию с современной трехфазной электрической системой, наложение системы управления телевизионными сигналами R-, G- и B-цветов на существующую систему управления монохромным телевизионным сигналом было бы аналогично требованию, чтобы энергосистемы коммунальных предприятий перешли с трехфазного на девятифазное электричество, непреодолимое наказание.

Второй стандарт NTSC конкретно не предписывал рекомендацию RCA «один Colorplexer на каждый источник цвета», при условии, что сигнал, фактически передаваемый конечному пользователю сигнала, был монохромно-совместимым, и это могло быть удовлетворено управлением сигналами R, G и B. система и один Colorplexer на передатчике, и этого было бы достаточно для небольших телевизионных станций, особенно тех, у которых видеоисточники были расположены рядом с передатчиком станции. Однако очевидная высокая стоимость управления R-, G- и B-сигналами внутри крупной телевизионной станции с отдельными станциями студии и передатчика (источники и пункты назначения разделены, возможно, расстоянием от одной до десятков миль) или, в частности, внутри телевизионной станции. Сеть с географически широко разнесенными источниками и пунктами назначения (источники и пункты назначения разделены, возможно, сотнями или тысячами миль) привела к принятию рекомендации RCA «один Colorplexer на каждый источник цвета» практически повсеместно, особенно после В 1958 году компания Ampex представила цветную видеокассету (которая никогда не вообще была компонентной системой, а всегда была по своей сути составной системой), а системы цветной видеозаписи Ampex (а позже и RCA) стали важными подсистемами мультичасовых поясов ( национальная или даже международная) сеть распределения и передачи цветного телевидения.

Первоначально нестабильность первых Colorplexers вызывала множество эксплуатационных проблем, поскольку не было двух одинаковых Colorplexers, и их приходилось постоянно « настраивать », как и сами видеоисточники. В конце концов, стабильность Colorplexer улучшилась, как и стабильность видеоисточников, и цвет NTSC продолжал обеспечивать стабильно хороший цвет, и так продолжалось до 2009 года, почти 56 лет, что является выдающимся технологическим достижением по сравнению с «Трех- Полоса «Техниколор», пожалуй, «образец» цветного кино, просуществовала всего 19 лет (с 1936 по 1955 год).

Кодер

Сигналы основных цветов R, G и B взвешиваются, а затем суммируются в сигнал яркости Yʹ (Y prime), который примерно эквивалентен монохромному сигналу.

С добавлением входов от синхронизирующего генератора, который подает сигналы гашения и композитной синхронизации, и входов от генератора цветовой синхронизации, который подает сигнал цветовой синхронизации 3,579545 МГц и сигналы «пакетного шлюза», цветной плексор с использованием «кодировщика» , синтезирует совместимый сигнал, который включает в себя яркость (описанную ранее) и цветность (амплитудно-модулированный сигнал с подавленной несущей с «I» и «Q» в квадратуре и который представляет собой различия между цветными сигналами и монохромным сигналом), комбинация которых создает поток информации о цвете, совместимый с монохромным режимом.

«Пакетный шлюз» допускает восемь циклов «цветной вспышки» частотой 3,579545 МГц и применяет их к «заднему крыльцу» каждого импульса горизонтальной синхронизации (вертикальная синхронизация не затрагивается). Этих восьми циклов как раз достаточно, чтобы снабдить приемник цветного телевидения опорным сигналом, с помощью которого он может корректировать свой собственный гетеродин с частотой 3,579545 МГц по частоте и фазе, причем фаза является наиболее важным аспектом процесса восстановления «I» и «Q». "сигналы.

«Матрица», принятая RCA, составила Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B; три весовых коэффициента были выбраны так, чтобы их сумма составляла 1,0.

Как и в двухцветных системах предшествующего уровня техники, таких как Technicolor до 1932 года, сигнал G преобладает над сигналом R; и, как и в трехцветных системах предшествующего уровня техники, таких как «Трехполосная» Technicolor 1932 года и более поздних моделей, сигналы G и R преобладают над сигналом B.

Цветовая система RCA была разработана в то время, когда «Трехполосный» Technicolor был «золотым стандартом», а система Eastmancolor от Eastman Kodak не могла полностью вытеснить «Трехполосный» Technicolor еще полдесятилетия. от RCA P22 CRT Действительно, люминофор был призван имитировать драматическую цветовую палитру Technicolor.

В большинстве практических систем цветности, включая RCA, сигнал G считается эталонным, поскольку он имеет самое высокое разрешение. Действительно, в 1932–1944 годах «Трехполосный» Technicolor изображение было улучшено путем печати монохромного изображения, снятого с негатива плотностью 0,5G (называемого «ключевым» изображением, и, следовательно, эта цветовая система на самом деле была системой RGBK, а не в отличие от системы YCMK для полиграфии) на «пустом приемнике» пленки до нанесения цветных красителей в качестве меры улучшения краев.

Улучшение краев теперь является частью многих электронных цветовых систем, но во времена «Трехполосного» Technicolor оно достигалось фотографически из изображения G, самого резкого из трех.

Монохромная совместимость

Обычные монохромные телевизоры будут воспринимать этот сигнал так, как если бы вообще не было сигналов цветности или пакетных сигналов. Будет отображено монохромное изображение Y с минимальными дефектами или без них (например, муар и т. д.).

Сигналы «I», «Q» и «цветная вспышка» будут игнорироваться, оставляя только монохромное изображение.

Совместимость цветов

Цветные телевизоры примут этот сигнал и, во-первых, отделят монохромное изображение Y, а во-вторых, декодируют сигналы «I» и «Q», используя извлеченный сигнал «цветной синхронизации» частотой 3,579545 МГц в качестве опорной фазы для декодировать эти сигналы.

Применяя монохромное изображение и декодированные сигналы «I» и «Q» к математической обратной обратной «матрице», синтезируются сигналы основных цветов R, G и B, которые были применены к « теневой маске » или эквивалентной телевизионной трубке. и который отображает трехцветное цветное изображение.

Ссылки

http://www.americanradiohistory.com/Archive-RCA-Broadcast-News/RCA-77.pdf