Технология телевидения
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Технология телевидения развивалась с самого начала с использованием механической системы, изобретенной Полем Готлибом Нипковым в 1884 году. Каждая телевизионная система работает по принципу сканирования, впервые реализованному в сканере с вращающимся диском Нипкова. Это превращает двухмерное изображение во временной ряд сигналов, которые представляют яркость и цвет каждого разрешаемого элемента изображения. Повторяя двухмерное изображение достаточно быстро, можно также передать впечатление движения. Чтобы приемное устройство могло восстановить изображение, в сигнал включается информация синхронизации, позволяющая правильно разместить каждую строку в изображении и идентифицировать, когда было передано полное изображение и за ним должно последовать новое изображение.
В то время как системы механического сканирования использовались экспериментально, телевидение как средство массовой информации стало практичным благодаря разработке электронных фотокамер и дисплеев. На рубеже XXI века стало технически возможным заменить аналоговые сигналы телевещания цифровыми. Многие телезрители больше не используют антенны для приема эфирных передач, вместо этого полагаясь на кабельного телевидения системы . Они все чаще интегрируются с услугами телефонии и Интернета.
Элементы телевизионной системы
[ редактировать ]
- выключатель питания/громкость
- яркость
- подача
- вертикальный синхронизатор
- горизонтальный синхронизатор
- контраст
- настройка канала
- переключатель каналов
Элементами простой системы телевещания являются:
- Источник изображения. Это электрический сигнал, который представляет визуальное изображение и может быть получен от профессиональной видеокамеры в случае прямого телевидения , видеомагнитофона для воспроизведения записанных изображений или телекино со сканером летающего пятна для передачи движущихся изображений. к видео).
- Источник звука. Это электрический сигнал с микрофона или с аудиовыхода видеомагнитофона .
- Передатчик ( , который генерирует радиосигналы ) и радиоволны кодирует их с помощью изображения и звуковой информации.
- Телевизионная антенна, подключенная к выходу передатчика для трансляции закодированных сигналов.
- Телевизионная антенна для приема сигналов вещания .
- Приемник (также называемый тюнером ), который декодирует изображение и звуковую информацию из сигналов вещания и вход которого подключен к антенне телевизора .
- Устройство отображения , преобразующее электрические сигналы в визуальные изображения.
- усилитель Звуковой , который преобразует электрические сигналы в звуковые и громкоговоритель волны (речь, музыку и другие звуки) для сопровождения изображений.
Практические телевизионные системы включают оборудование для выбора различных источников изображения, смешивания изображений из нескольких источников одновременно, вставки заранее записанных видеосигналов, синхронизации сигналов из многих источников и прямого формирования изображения с помощью компьютера для таких целей, как идентификация станции. Помещение для размещения такого оборудования, а также места для сцен, декораций, офисов и т. д. называется телевизионной студией и может располагаться за много миль от передатчика . Связь из студии с передатчиком осуществляется через специальный кабель или радиосистему .
Первоначально телевизионные сигналы передавались исключительно через наземные передатчики. Качество приема сильно различалось и во многом зависело от местоположения и типа приемной антенны. Это привело к распространению больших антенн на крыше для улучшения приема в 1960-х годах, заменив телевизионные дипольные антенны или антенны с «кроличьими ушками», которые, тем не менее, оставались популярными. Роторы антенны с управлением от телеприставки , серводвигатели , к которым крепится мачта антенны, позволяющие вращать антенну так, чтобы она была направлена на нужный передатчик, также станут популярными.
Сегодня в большинстве городов провайдеры кабельного телевидения передают сигналы по коаксиальному или оптоволоконному кабелю за определенную плату. Сигналы также могут передаваться по радио со спутников на геосинхронной орбите и приниматься параболическими параболическими антеннами , которые сравнительно велики для аналоговых сигналов, но гораздо меньше для цифровых . Как и провайдеры кабельного телевидения, провайдеры спутникового телевидения также требуют плату, часто меньшую, чем кабельные системы. Доступность и удобство цифрового спутникового приема привели к распространению небольших тарелочных антенн за пределами многих домов и квартир.
Цифровые системы могут быть вставлены в любом месте цепочки, чтобы обеспечить лучшее качество передачи изображения, уменьшение полосы пропускания передачи , специальные эффекты или безопасность передачи от приема неабонентами. Сегодня дом может иметь выбор: принимать аналоговое или HDTV по воздуху, аналоговый или цифровой кабель с HDTV от компании кабельного телевидения по коаксиальному кабелю или даже от телефонной компании по оптоволоконным линиям. В дороге телепередачи можно принимать с помощью карманных телевизоров, записывать на кассету или цифровые медиаплееры или воспроизводить на беспроводных телефонах (мобильных или «сотовых») через высокоскоростное или «широкополосное» подключение к Интернету .
Технология отображения
[ редактировать ]
В современных телевизорах сейчас используется несколько видов видеодисплеев:
- ЭЛТ ( электронно-лучевая трубка ): Вплоть до первого десятилетия 21 века наиболее распространенными экранами были ЭЛТ прямого обзора с диагональю примерно до 100 см (40 дюймов) (в соотношении 4:3) и 115 см (45 дюймов). ) (в соотношении 16:9) диагонали . Видимая часть типичного вещательного сигнала NTSC имеет эквивалентное разрешение 449 x 483 прямоугольных пикселя.
- Дисплеи обратной проекции ( RPTV ) могут изготавливаться больших размеров (254 см (100 дюймов) и более) и использовать проекционные технологии. В проекционных телевизорах используются три типа проекционных систем: на основе ЭЛТ, на основе ЖК-дисплея и на основе DLP (отражающего микрозеркального чипа), D-ILA и LCOS . Проекционное телевидение было коммерчески доступно с 1970-х годов, но в то время оно не могло сравниться с четкостью изображения ЭЛТ.
- Вариантом является видеопроектор , использующий аналогичную технологию и проецирующий изображение на экран . Это часто называют «фронтальной проекцией».
- Плоский дисплей ( ЖК-дисплей или плазма ): В телевизорах с плоским экраном используется ЖК-дисплей с активной матрицей или технология плазменного дисплея. Плоские ЖК-дисплеи и плазменные дисплеи имеют толщину всего 25,4 мм, и их можно повесить на стену, как картину, или поставить на пьедестал . Некоторые модели также можно использовать в качестве компьютерных мониторов .
- Светодиодные матрицы (не путать со светодиодной подсветкой, используемой за некоторыми ЖК-панелями, которые поэтому рекламируются как «LED») стали излюбленной технологией для больших наружных видеоэкранов и экранов на стадионах после появления очень ярких светодиодов и матрицы. драйверная электроника для них. Они позволяют создавать сверхбольшие плоские видеодисплеи, с которыми другие технологии в настоящее время не могут сравниться по производительности.
- Технология OLED (органический светоизлучающий диод) в настоящее время (2019 г.) используется в экранах смартфонов и телевизорах высокого класса . В отличие от ЖК-панелей, OLED-экраны видны под разными углами, не имеют задержек пикселей и обеспечивают очень высокий коэффициент контрастности, сравнимый с ЭЛТ-дисплеями, с очень глубоким черным цветом. Они могут быть чрезвычайно тонкими и легкими и, по крайней мере в прототипе, быть достаточно гибкими, чтобы их можно было сворачивать, когда они не используются.
У каждого есть свои плюсы и минусы. Фронтальная проекция и плазменные дисплеи имеют широкий угол обзора (около 180 градусов), поэтому они лучше всего подходят для домашнего кинотеатра с широким расположением сидений. Экраны обратной проекции плохо работают при дневном свете или в хорошо освещенных помещениях, поэтому подходят только для затемненных мест просмотра.
Терминология и характеристики
[ редактировать ]Разрешение экрана — это количество пикселей в одной строке на данном экране. До 2000 года горизонтальные линии разрешения были стандартным методом измерения аналогового видео. Например, видеомагнитофон VHS можно описать как имеющий разрешение 250 строк, измеренное по кругу, описанному в центре экрана (приблизительно 440 пикселей от края до края). В случае аналоговых сигналов количество вертикальных линий и частота кадров прямо пропорциональны полосе пропускания передаваемого сигнала.
Типичное разрешение 720x480 или 720x576 означает, что телевизионный дисплей имеет 720 пикселей по горизонтали и 480 или 576 пикселей по вертикальной оси. Чем выше разрешение определенного дисплея, тем четче изображение. Коэффициент контрастности — это измерение диапазона между самыми светлыми и самыми темными точками на экране.
Чем выше коэффициент контрастности, тем лучше выглядит изображение с точки зрения насыщенности, глубины и детализации теней . Яркость . изображения показывает, насколько яркими и впечатляющими являются цвета Измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м). 2 ).
С другой стороны, так называемые регуляторы яркости и контрастности на телевизорах и мониторах традиционно используются для управления различными аспектами отображения изображения. Регулятор яркости смещает уровень черного, влияя на интенсивность или яркость изображения, а регулятор контрастности регулирует диапазон контрастности изображения. [1]
Диапазон передачи
[ редактировать ]В зависимости от страны существуют различные диапазоны, на которых работают телевизоры. от III до V. Обычно используются сигналы ОВЧ и УВЧ в диапазонах Более низкие частоты не имеют достаточной пропускной способности для телевидения.
60 Гц В странах с частотой линии электропередачи используется частота кадров, близкая к 30 в секунду, а в регионах с частотой 50 Гц используется 25 кадров в секунду. Эти скорости были выбраны для минимизации искажений изображения, которые могли быть получены в аналоговых приемниках. При заданной частоте кадров аналоговый сигнал с 400 строками на кадр будет использовать меньшую полосу пропускания, чем сигнал с 600 или 800 строками на кадр. Более высокая полоса пропускания усложняет конструкцию приемника, требует использования более высоких радиочастот и может ограничивать количество каналов, которые можно выделить в данной области; те же самые радиочастоты, полезные для телевидения, также пользуются большим спросом для других услуг, таких как авиация, наземная мобильная радиосвязь и мобильные телефоны.
Хотя BBC первоначально использовала диапазон I VHF на частоте 45 МГц, эта частота (в Великобритании) больше не используется для этой цели. Диапазон II используется для радиопередач FM. Более высокие частоты ведут себя скорее как свет и не проникают в здания и не обходят препятствия достаточно хорошо, чтобы их можно было использовать в обычной системе вещательного телевидения, поэтому они обычно используются только для MMDS и спутникового телевидения , в котором используются частоты от 2 до 12 ГГц. Телевизионные системы в большинстве стран передают видео как сигнал AM ( амплитудная модуляция ), а звук как сигнал FM ( частотная модуляция ). Исключением является Франция, где звук AM.
Соотношения сторон
[ редактировать ]Соотношение сторон — это соотношение размеров телевизионного изображения по горизонтали и вертикали. В телевидении с механическим сканированием, впервые продемонстрированном Джоном Логи Бэрдом в 1926 году, использовалось соотношение сторон по вертикали 7:3, ориентированное на голову и плечи одного человека крупным планом.
Большинство ранних электронных телевизионных систем, начиная с середины 1930-х годов, имели одинаковое соотношение сторон 4:3, которое было выбрано, чтобы соответствовать соотношению Академии, использовавшемуся в то время в кинофильмах. Это соотношение также было достаточно квадратным, чтобы его можно было удобно наблюдать на круглых электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), которые были единственным, что можно было производить с учетом производственных технологий того времени. (Сегодняшняя ЭЛТ-технология позволяет производить гораздо более широкие трубки, а технологии плоских экранов, которые становятся все более популярными, вообще не имеют технических ограничений по соотношению сторон.) Телевизионная служба BBC с 1936 года использовала более квадратное 5:4. соотношение сторон до 3 апреля 1950 года , когда оно тоже перешло на соотношение 4:3. Это не представляло серьезных проблем, поскольку в большинстве комплектов того времени использовались круглые трубы, которые легко регулировались до соотношения 4:3 при смене передач.
В начале 1950-х годов киностудии перешли на широкоэкранные форматы изображения, такие как CinemaScope, стремясь дистанцировать свой продукт от телевидения. Хотя изначально это был всего лишь трюк , широкоэкранный формат по-прежнему остается предпочтительным форматом сегодня, а фильмы с соотношением сторон 4:3 встречаются редко.
Однако различные телевизионные системы изначально не были предназначены для совместимости с фильмами. Традиционные узкоэкранные фильмы проецируются на телекамеру либо так, чтобы верхняя часть экранов выровнялась, чтобы были видны черты лица, либо, для фильмов с субтитрами, нижняя часть. Это означает, что отснятые на пленку газеты или длинные подписи, заполняющие экран для объяснения, обрезаются с обоих концов. Аналогичным образом, в то время как частота кадров звуковых фильмов составляет 24 кадра в секунду, частота развертки экрана NTSC составляет 29,97 Гц (в секунду), что требует сложного графика сканирования. В PAL и SECAM частота составляет 50 Гц, что означает, что фильмы укорачиваются (и звук некорректный) путем сканирования каждого кадра дважды по 25 раз в секунду.
Переход на системы цифрового телевидения был использован как возможность изменить стандартный формат телевизионного изображения со старого соотношения 4:3 (1,33:1) на соотношение сторон 16:9 (приблизительно 1,78:1). Это позволяет телевизору приблизиться к соотношению сторон современных широкоэкранных фильмов , которое варьируется от 1,66:1 до 1,85:1 и до 2,35:1. Существует два метода транспортировки широкоэкранного контента, наиболее распространенный из которых использует так называемый анаморфотный широкоэкранный формат. Этот формат очень похож на метод, используемый для размещения широкоэкранного кадра фильма в кадре пленки размером 35 мм 1,33:1. Изображение сжимается по горизонтали при записи, а затем снова расширяется при воспроизведении. Анаморфный широкоэкранный формат 16:9 был впервые представлен в европейских телевизионных передачах PALplus , а затем позже на «широкоэкранных» лазерных дисках и DVD ; Система ATSC HDTV использует прямой широкоэкранный формат, без горизонтального сжатия или расширения.
В последнее время термин «широкоэкранный» распространился с телевидения на компьютеры, где как настольные , так и портативные широкоэкранными дисплеями обычно оснащены компьютеры. Есть некоторые жалобы на искажения соотношения сторон видеоизображения из-за того, что некоторые программы воспроизведения DVD не учитывают соотношения сторон; но это может исчезнуть по мере развития программного обеспечения для воспроизведения DVD. Более того, широкоэкранные дисплеи компьютеров и ноутбуков имеют соотношение сторон 16:10 как по физическому размеру, так и по количеству пикселей, а не 16:9, как у потребительских телевизоров, что приводит к еще большей сложности. Это было результатом предположения инженеров широкоэкранных компьютерных дисплеев, что люди, просматривающие контент с соотношением сторон 16:9 на своем компьютере, предпочтут, чтобы область экрана была зарезервирована для элементов управления воспроизведением, субтитров или панели задач, а не для просмотра контента в полноэкранном режиме.
Несовместимость соотношения сторон
[ редактировать ]в телевизионной индустрии Изменение формата изображения сопряжено с трудностями и может представлять собой значительную проблему.
Отображение широкоэкранного (прямоугольного) изображения на дисплее с обычным соотношением сторон (квадратном или 4:3) может отображаться:
- в формате « почтовый ящик », с черными горизонтальными полосами вверху и внизу.
- с обрезанием части изображения, обычно крайних левого и правого края обрезаемого изображения (или в режиме « панорамирования и сканирования », частей, выбранных оператором или зрителем)
- с изображением, сжатым по горизонтали
Изображение обычного формата (квадратное или 4:3) на широкоэкранном дисплее (прямоугольном с более длинным горизонтом) может отображаться:
- в формате « столбовой коробки », с черными вертикальными полосами слева и справа
- с обрезанием верхней и нижней частей изображения (или в режиме «наклон и сканирование», части выбираются оператором)
- с изображением, сжатым по вертикали
Распространенным компромиссом является съемка или создание материала с соотношением сторон 14:9 и потеря части изображения с каждой стороны для презентации 4:3, а также часть изображения сверху и снизу для презентации 16:9. В последние годы кинематографический процесс, известный как «Супер 35» (поддерживаемый Джеймсом Кэмероном ), использовался при съемках ряда крупных фильмов, таких как «Титаник» , «Блондинка в законе» , «Остин Пауэрс » и «Крадущийся тигр, затаившийся дракон» . В результате этого процесса получается негатив камеры, который затем можно использовать для создания как широкоэкранных театральных репродукций, так и стандартных « полноэкранных » выпусков для телевидения/VHS/DVD, что позволяет избежать необходимости использования « почтового ящика » или серьезной потери информации. вызвано обычным кадрированием с панорамированием и сканированием .
Звук
[ редактировать ]Данные
[ редактировать ]Конец аналогового телевещания
[ редактировать ]NTSC
[ редактировать ] | Этот раздел необходимо обновить . ( ноябрь 2010 г. ) |
В Северной Америке основные стандарты сигнала с 1941 года были достаточно совместимыми в 2007 году, поэтому даже самые старые монохромные телевизоры все еще могли принимать цветные передачи. Однако Конгресс США принял закон, который требовал прекращения передачи всех обычных телевещательных сигналов к февралю 2009 года. После этой даты все телевизоры стандарта NTSC с аналоговыми тюнерами выключались, если не были оснащены цифровым тюнером ATSC . Цифровые каналы занимают тот же спектр, что и аналоговые каналы. Часть спектра, ранее занятая каналами с наибольшим номером, была продана с аукциона Федеральной комиссией по связи США для других целей.
ПАЛ и СЕКАМ
[ редактировать ]Ожидается, что PAL и SECAM не будут транслироваться в Европе и Евразии к середине 2020-х годов. PAL-M может иметь аналогичные сроки вывода из эксплуатации.
ЕС рекомендовал странам-членам перейти с аналогового режима на цифровой к 1 января 2012 года. [2] Люксембург и Нидерланды уже завершили закрытие в 2006 году, а Финляндия и Швеция закрыли аналоговое вещание в 2007 году.
Великобритания начала переход на цифровое вещание в октябре 2007 года. В 2 часа ночи в среду, 17 октября 2007 года, передатчик BBC2, охватывающий районы Уайтхейвена и Коупленда (северо-запад Англии), был отключен. Остальные четыре аналоговых канала вскоре прекратили вещание. Исходные пять каналов теперь доступны только в цифровой форме наряду с другими дополнительными бесплатными каналами.
Новые разработки
[ редактировать ]
Внешний дизайн
[ редактировать ]На заре телевидения шкафы были сделаны из дерева (часто имитированного, особенно в последние годы), однако в 1980-х годах они вышли из моды. Вплоть до конца 1970-х годов консольные телевизоры и Hi-Fi были обычным явлением. Это были большие (около 6 футов в ширину и 4 фута в высоту) деревянные шкафы, в которых находились телевизор, колонки, радио и проигрыватель .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уоткинсон, Джон (2001), Конвергенция в средствах вещания и связи: основы аудио, видео, данных . Фокальная пресса. ISBN 0-240-51509-9 .
- ^ «Европейская комиссия хочет, чтобы эфир высвободился за счет перехода на цифровое телевидение, чтобы способствовать быстрому восстановлению экономики» . ec.europa.eu . 28 октября 2009 г. Архивировано из оригинала 20 января 2023 г. . Проверено 3 марта 2024 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
