Televiziune mecanică , televiziune electromecanică - un tip de televiziune care utilizează dispozitive electromecanice pentru a descompune o imagine în elemente și sinteza inversă ulterioară în loc de tuburi catodice sau dispozitive semiconductoare .
Primele sisteme de televiziune erau mecanice și de cele mai multe ori nu asigurau acompaniament sonor . Spre deosebire de televiziunea modernă, complet electronică, televiziunea mecanică presupune prezența unui mecanism în mișcare în dispozitivele de transmitere și recepție pentru scanarea și reproducerea imaginii. De regulă, acesta este un disc Nipkow sau un șurub pentru oglindă. Primul sistem funcțional de acest tip a fost creat de John Baird în anii 1920 [ 1] . Datorită numărului mic de elemente de imagine transmise, termenul de televiziune cu linii mici este uneori folosit .
Primele experimente în transmiterea imaginilor la distanță au fost efectuate deja în secolul al XIX-lea . În 1862, inventatorul italian Giovanni Caselli a creat un dispozitiv care permite transmiterea imaginilor prin fire și l-a numit „Pantelegraph” [2] . Cu toate acestea, tehnologia a fost potrivită doar pentru transferul modelelor imprimate pe o placă de cupru conductoare . Posibilitatea reală de a transmite o imagine fără pregătirea ei prealabilă a apărut abia după descoperirea fotoconductivității seleniului de către Willoughby Smith în 1873, precum și a efectului fotoelectric extern de către Heinrich Hertz în 1887 [3] . Nu mai puțin importantă a fost ideea unei metode element cu element pentru transmiterea secvențială a unei imagini, exprimată de Adrian de Paiva în 1878 și Porfiry Bakhmetiev în 1880 [4] .
Fotocelula dezvoltată de Alexander Stoletov pe baza teoriei lui Hertz i-a permis lui Arthur Korn să stabilească transmiterea fotografiilor statice la distanță deja în 1902. Această tehnologie, îmbunătățită ulterior și numită „ fototelegrafie ”, și-a găsit rapid utilizare în anchetele penale și în fotojurnalismul de știri , dar nu a fost aplicabilă transmiterii unei imagini în mișcare din cauza inerției fotocelulelor cu seleniu. Scanarea unei fotografii cu o calitate acceptabilă pentru tipărirea ziarelor a durat 10-15 minute. Proiectele create pe hârtie au devenit modele operaționale abia în anii 1920, datorită apariției amplificatoarelor electronice bazate pe primele tuburi radio [4] .
În 1898, inventatorul polonez Jan Szczepanik a primit un brevet englez nr. 5031 pentru un „telescop” conceput să transmită o imagine color în mișcare la distanță [5] . Termenul a fost inventat de scriitorul francez Louis Figuer, iar pe lângă Szczepanik a fost folosit de alți inventatori europeni, printre care George Carey, Adriano de Pava și Mieczysław Wolfke [6] . Cu toate acestea, nu au reușit să creeze un singur dispozitiv funcțional.
La 4 ianuarie 1900 (23) decembrie 1899, Alexander Polumordvinov, asistent de laborator la Universitatea din Kazan , a depus o cerere de brevet nr. 10739 pentru proiectarea unui „telefot”, al cărui element cheie era un „distribuitor de lumină” mecanic [ 1] [7] . În aceeași lună, invenția a fost foarte apreciată la Primul Congres de electrotehnică de la Sankt Petersburg , dar „telefotul” nu a primit implementare practică. Mai târziu, brevetul a fost vândut lui John Baird , care a folosit ideile lui Polumordvinov în dezvoltarea sistemului englez de televiziune mecanică color [8] [9] [10] .
Prima „demonstrație de transmitere instantanee a imaginilor” din lume în 1909 a fost realizată de francezul Georges Rignoux ( fr. Georges Rignoux ), difuzând litere fixe folosind un mozaic de fotocelule cu seleniu [9] . Imaginile lor cu o rezoluție de 8 × 8 elemente au fost actualizate pe un dispozitiv de recepție cu un comutator electromecanic 1 dată pe secundă [11] . Din cauza unor imperfecțiuni tehnice, „aparatul teleobiectiv” al lui Rinu a rămas o curiozitate de laborator. În 1922, la laboratorul radio de la Nijni Novgorod , Mihail Bonch-Bruevich a dezvoltat proiectarea unui „radiotelescop”, care, de asemenea, nu a primit implementare practică [4] . Un an mai târziu , americanul Charles Francis Jenkins a transmis pentru prima dată o imagine de siluetă în mișcare, iar pe 13 iunie 1925 a avut loc o difuzare de televiziune a unei imagini în semitonuri de pe o navă din Oceanul Atlantic [1] . În acest din urmă caz, a fost folosită dezvoltarea inventatorului englez John Byrd, care a devenit primul sistem de operare al televiziunii mecanice din lume [12] .
Prima transmisie a lui Baird a avut loc pe 26 ianuarie 1926 din laboratorul său din Londra [1] . Cu toate acestea, difuzarea regulată a fost începută pentru prima dată de postul de televiziune WCFL , care a fost difuzat în Chicago pe 12 iunie 1928 [13] . Creatorul său a fost Ulises Sanabria [14] ( ing. Ulises Armand Sanabria ), care la 19 mai 1929 a început pentru prima dată să transmită sunet, folosind o stație de radio WIBO separată pentru aceasta . Semnalul video a fost transmis de stația WCFL pe o frecvență purtătoare separată în același interval cu sunetul. Primele receptoare de televiziune produse în masă „Vizhnett” ( ing. Visionette ) cu scanare mecanică de 45 de linii au început să fie produse de Western Television în 1929 la un preț de puțin sub 100 USD [15] .
În URSS, primele încercări de a crea o televiziune mecanică au fost efectuate în 1920–1926 (S. N. Kakurin, L. S. Termen, A. A. Chernyshev, V. A. Gurov etc.) [16] . În acest caz, standardul „german” a fost folosit cu o descompunere în 30 de linii și un frame rate de 12,5 fps [17] [18] . Raportul de aspect al cadrului a fost luat aproape de „ clasic ” - 4:3 cu o rezoluție de aproximativ 30 × 40 de elemente. În 1931, Centrul Tehnic de Radiodifuziune din Moscova (MRTU) a fost creat în URSS pe baza echipamentului TV de transmisie al laboratorului de televiziune al Institutului Electrotehnic al Întreaga Uniune (VEI), care includea P. V. Shmakov (șef), V. I. Arkhangelsky (măturare optic-mecanică), S. I. Kataev , P. V. Timofeev (fotocelule), A. M. Shemaev (lămpi cu neon) [19] .
Cu ajutorul sistemului, au fost difuzate și difuzate filme obișnuite din studioul primului centru de televiziune din Moscova de pe strada Nikolskaya , casa 7, de 2 ori pe săptămână, timp de 30-40 de minute. Primele transmisii experimentale au avut loc pe 29 aprilie și 2 mai 1931 la un val de 56,6 metri fără acompaniament sonor [4] . Difuzarea mecanică regulată de la centrul de televiziune a început la 15 noiembrie 1934 cu transmiterea unui concert de varietate de 25 de minute [20] . Imaginea a fost transmisă la o lungime de undă de 379 de metri, iar sunetul a fost difuzat de postul de radio al Consiliului Central al Sindicatelor Integral la o lungime de undă de 720 de metri de la miezul nopții până la unu dimineața de 12 ori pe lună [1] [21] .
Din 1933 până în 1936, mai mult de 3.000 de set-top box -uri marca B-2 au fost produse de industria autohtonă [2] . Televizoarele mecanice din acei ani erau un prefix la un radio convențional . Pentru a primi acompaniamentul sonor, dacă era disponibil, era necesar încă un receptor radio [22] . În 1935, MRTU a fost transformat în Centrul de echipamente și studiouri de radiodifuziune din Moscova (MVUAiS). Din 1937, acompaniamentul sonor a fost dublat prin rețeaua de radiodifuziune a orașului Moscova ca un program de radio obișnuit [23] . Unul dintre puținele avantaje ale televiziunii mecanice (care decurge din principalul său dezavantaj - claritatea scăzută a imaginii ) a fost lățimea de bandă relativ îngustă a semnalului video, care a făcut posibilă utilizarea gamei undelor radio medii pentru transmisia acestuia [1] . Aceasta, la rândul său, a făcut posibilă recepționarea emisiunilor de televiziune pe distanțe lungi (sute și mii de kilometri), precum și a transmisiilor convenționale [23] [24] .
La începutul anilor 1930, proiectarea set-top boxelor de casă [25] pentru recepţionarea emisiunilor de televiziune, inclusiv a transmisiunilor străine, a devenit larg răspândită în rândul radioamatorilor sovietici [18] . În același timp, omologii lor străini au avut ocazia să creeze posturi de televiziune de amatori [26] . După lansarea centrului de televiziune din Moscova, au început transmisiile de televiziune mecanică de la Odesa și Leningrad [24] . La 10 septembrie 1933 au început transmisiile de la Novosibirsk [4] . Transmisiile regulate de televiziune mecanică de la Moscova au încetat în aprilie 1940 după deschiderea unui nou centru de televiziune pe Shabolovka , bazat pe principii electronice [2] .
Numărul de linii de sisteme cu disc era limitat și varia de la 30 la 120. După 1935, datorită unor progrese tehnice, au apărut sisteme mecanice, concepute pentru 180 sau mai multe linii. Cu toate acestea, calitatea imaginii televiziunii electronice pentru televiziunea mecanică a rămas de neatins. Cel mai bun sistem de televiziune mecanică a fost considerat „ Scophony ” britanic ( English Scophony ), care reproducea 405 linii pe un ecran de până la 2,8 × 3,7 metri (9 × 12 picioare ) [27] . Au fost asamblate mai multe dispozitive ale acestui sistem, inclusiv cele pentru uz casnic cu ecran de 24×22 inch (56×61 cm) [28] . Sistemul Scophony folosea mai multe tamburi care se roteau cu viteză mare pentru a crea o imagine [28] . Producția în masă a televizoarelor de acest tip nu a avut loc din cauza apropierii războiului mondial. De asemenea, este cunoscut sistemul american cu 441 de linii de scanare, care folosea mai multe tamburi, dintre care unul se învârtea cu o viteză de 39.690 rpm, iar celălalt cu câteva sute de rotații pe minut.
Sistemele mecanice de televiziune au existat până la izbucnirea celui de-al Doilea Război Mondial , făcând loc unei electronice mai avansate din punct de vedere tehnologic și mai fiabile după încheierea acestuia. Principiile televiziunii mecanice au fost aplicate în sistemele de fototeleviziune pentru a transmite imagini de pe Lună și alte planete prin stații interplanetare automate . La 25 decembrie 1966, AMS sovietic „ Luna-13 ” a transmis pentru prima dată o panoramă a suprafeței lunare folosind o scanare mecanică. Un cadru format din 1500 de linii verticale a fost transmis timp de o oră și jumătate [9] . Datorită vitezei de transmisie scăzute, a fost posibilă utilizarea unei game mai fiabile de unde radio și obținerea unei imagini a obiectelor staționare cu definiție înaltă [18] .
Din anii 1970 , unii radioamatori au experimentat cu sisteme mecanice de televiziune. Echipamentul a fost reproiectat ținând cont de noile tehnologii: vechile lămpi de neon au fost înlocuite cu LED -uri super-luminoase etc. Astfel de sisteme au propriile avantaje care sunt importante pentru crearea televiziunii în bandă îngustă, cu o lățime de bandă mai mică de 40 kiloherți (televiziunea modernă). sistemele folosesc un canal radio cu o lățime de aproximativ 6 megaherți, de 150 de ori mai mare). În practică, totuși, este mai des folosit echipamentul electronic decât cel mecanic (de exemplu, televiziunea cu scanare lentă ).
Tehnologiile mecanice de televiziune au găsit aplicație în proiectoarele DLP moderne . Acestea folosesc o serie de oglinzi mici (16 mm²) încărcate electrostatic care reflectă selectiv lumina pentru a crea o imagine. Multe proiectoare DLP ieftine folosesc o roată de culoare pentru a crea o imagine color. Aceeași tehnologie a fost folosită în sistemele hibride de televiziune color în anii 1950 înainte de inventarea cinescoapelor cu măști de umbră [29] .
Un alt domeniu de aplicare al tehnologiei optomecanice este în imprimantele laser , unde o mică oglindă rotativă este utilizată pentru a conduce un fascicul laser modulat într-o axă, în timp ce mișcarea tamburului este utilizată pentru a conduce celelalte axe. O variantă a acestei scheme care utilizează lasere de mare putere este utilizată în proiectoarele laser cu o rezoluție de până la 1024 de linii (fiecare linie are mai mult de 1500 de puncte). Astfel de sisteme se caracterizează printr-o calitate ridicată a imaginii și sunt utilizate, de exemplu, în planetarii și în cele mai recente cinematografe IMAX [30] .
Scanarea imaginilor în televiziunea mecanică se realizează cel mai adesea folosind discul Nipkow, propus pentru prima dată de inventatorul german Paul Nipkow în 1884 [5] . Discul are o serie de orificii dispuse in spirala.
În camera de transmisie , în spatele discului situat în planul focal al lentilei de fotografiere , este instalată o fotocelulă pentru a înregistra lumina care cade asupra acesteia. În locul unei celule fotoelectrice, receptorul folosește o sursă de lumină modulată, de obicei o lampă cu neon , care are o inerție scăzută. Fiecare gaură din mișcarea sa formează o linie de scanare cu luminozitate variabilă corespunzătoare luminozității zonelor transmise ale subiectului. O conexiune electrică sau radio este utilizată pentru a transmite semnalul de luminozitate de la cameră la receptor . Transmiterea camerelor cu un disc a avut o serie de dezavantaje semnificative: în special, acestea au fost fixate nemișcate din cauza riscului de a rupe măturarea în timpul tremurării. Panarea se putea face doar cu ajutorul unei oglinzi rotative instalată în fața lentilei, care trage obiectele reflectate [31] .
Pe lângă discul Nipkow, există o serie de alte tehnologii. În locul unui disc, un tambur rotativ poate fi folosit fie cu găuri, fie cu un set de oglinzi montat pe el: de exemplu, așa-numitul design „șurub oglindă” [32] . Pe axa verticală există un teanc de plăci metalice lustruite rotite una față de alta la un unghi mic. Numărul de plăci corespunde numărului de linii de scanare. Atunci când este iluminată cu o lampă de neon cu fantă, reflexia acesteia pe suprafața oglinzii se mișcă datorită rotației șurubului, iar rezultatul este o imagine comparabilă cu dimensiunile întregii structuri. În acest sens, șurubul oglinzii este superior discului Nipkow, care este de multe ori mai greoi decât dimensiunea cadrului creat. Cu toate acestea, șurubul este aplicabil numai la receptoare.
O altă metodă faimoasă a „punctului de zbor” a fost încercarea de a utiliza o tehnologie similară de proiecție telecine dezvoltată de Manfred von Ardenne în 1931 . Subiectul se afla într-un studio întunecat și scanat de un fascicul îngust de lumină care trecea prin găurile discului Nipkow, de 16 ori pe secundă. Lumina reflectată de obiect a căzut nu pe o singură fotocelulă, ci pe un întreg bloc de astfel de elemente, permițând însumării semnalului să crească sensibilitatea la lumină a sistemului . Metoda fasciculului mobil a fost folosită de BBC până în 1935 și în Germania până în 1938 . Dezavantajele acestei metode includ condiția de fotografiere - obiectul trebuie să fie în întuneric, adică metoda nu este potrivită pentru difuzarea în aer liber. În ciuda acestui fapt, astfel de telesenzori au fost utilizați pe scară largă pentru difuzarea din studio în anii 30. În același timp, crainicul s-a așezat într-o cabină întunecată și a citit știrile, iar imaginea lui a fost scanată de un fascicul de călătorie.
În unele sisteme mecanice timpurii, liniile nu erau dispuse orizontal, ca în televiziunea modernă, ci vertical. Un exemplu este sistemul britanic Byrd cu 30 de linii. Acest sistem a creat o imagine dreptunghiulară verticală (orientare „portret”), în loc de cea orizontală (orientare „peisaj”) comună astăzi. Direcția liniilor depinde de locația măștii cadru față de discul Nipkow: atunci când sunt situate la stânga sau la dreapta, liniile de scanare sunt verticale, de sus sau de jos - orizontale. Datorită rezoluției scăzute a imaginilor din sistemul Baird, suficientă doar pentru o imagine mai mult sau mai puțin clară a unei persoane, orientarea verticală (portret) a devenit de preferată orizontală. Totuși, până la urmă, cadrul orizontal, care coincide cu cel cinematografic, a câștigat.
În zilele de funcționare comercială a televiziunii mecanice, au fost dezvoltate sisteme pentru a înregistra imagini fără sunet folosind un reportofon modificat . Sistemul, cunoscut sub numele de „Phonovision” ( ing. Phonovision ) nu este utilizat pe scară largă din cauza complexității, fiabilității scăzute și prețului foarte impresionant. Dar, cu toate acestea, datorită acestui dispozitiv, înregistrările unice ale emisiunilor din acei ani au ajuns până la noi. Astăzi, inginerul scoțian Donald F. McLean a creat echipamentul pentru redarea acestor discuri și conduce prelegeri și demonstrații ale înregistrărilor realizate în 1925-1933 [ 33 ] .
Colecția de discuri a lui McLean include o serie de înregistrări de testare realizate personal de pionierul televiziunii John Baird. Un disc, datat 28 martie 1928 și marcat „Miss Pounsford” ( ing. Miss Pounsford ) este o înregistrare a imaginii de câteva minute a feței unei femei, care conduce o conversație plină de viață cu cineva în afara ecranului. În 1993, identitatea femeii a fost identificată ca fiind Mabel Pounceford, iar scurta ei apariție pe disc se crede a fi prima înregistrare video umană [34] .
| Tehnologii de afișare | |
|---|---|
| Afișează video |
|
| Non-video |
|
| Afișări 3D |
|
| Static |
|
| Vezi si |
|
| Formate video de difuzare | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| televizor |
| ||||||||||||||||||||||||||
Lansare tehnică |
| ||||||||||||||||||||||||||