首页 > 冷门知识 > 关键词:冷门知识  日期:2021-08-06 04:27:17

电视:尼普科、兹沃里金

在出现无线电广播这样的大众传媒之后,电视无论从技术意义上,还是从社会学意义上,都只是一种可以预料到的量的延伸和覆盖。

电视的基本原理早在电报发明时代就已经被提出来:把图像分解成像素,再把像素转换为电信号,电信号传送到远方后通过接收机把它还原为图像。到了20世纪20年代,电信号传输的方式经过了有线和无线两个阶段,传输的内容也由简单的电报码发展到复杂变化的声音信号。更加复杂的图像信号的传输技术脱颖而出,而且越过了有线阶段,直接用无线方式传输。

1873年,英国的史密斯发现了硒的光敏性,即在有光照射的情况下导电性能增加。这种光敏材料的出现使像素转换成电信号成为可能。1884年,还是一名大学生的德国发明家尼普科提出了一种图像分解方案,即著名的尼普科扫描圆盘。该圆盘上有一圈沿螺旋线排列的孔,当转动圆盘时,每一个孔就呈现出图像不同的部分,从而产生明暗程度不同的光信号。把这些光信号引到光电池上,电池上产生的光电流就会随着被扫描部分的变化而变化。整个圆盘的转动相当于对图像整体进行扫描。如果在接收端设置一个同样的尼普科圆盘,并与发射端的圆盘同步旋转,那么,通过发射端圆盘的光电调制,可以再现原来的图像。尼普科圆盘利用了人眼的“视觉暂留”现象,当圆盘的转速到达某一个值之后,复原的图像就不再是断续的图像片段,而是一个看起来连续的完整图像。

尼普科圆盘在发明的时候还只是一个方案,很难付诸实施。当时的光电流和电压的变化太小,而且放大技术还未问世。1897年,布劳恩发明了一种带荧光屏的阴极射线管,当电子束撞击时荧光屏会发光。1907年,俄国发明家罗辛将尼普科扫描圆盘与布劳恩管结合起来,设想了一种由前者发射信号,后者接收信号的电视系统。1908年,苏格兰工程师坎贝尔-斯温顿进一步设计出了发射端和接收端均采用阴极射线管的方案:发射端的阴极射线管由互相绝缘的光敏元件镶嵌而成,有待传输的图像投射到阴极管时,对不同光敏元件产生不同的电荷存储量,当用电子束对这些带电光敏元件进行扫描时,它们放电产生不同强度的电流。坎贝尔-斯温顿设计的发射端的阴极管,正是今日摄像管的基本雏形。

20世纪20年代,无线电广播的成功提供了研制电视的基本技术条件和经验,也唤起了公众对电视的巨大期望。由于当时的阴极管寿命短,扫描精度和速度均有限,因此一开始的研制还是沿着尼普科机械扫描的思路进行。电视的研制工作在多个国家多名发明家中同时开展。英国发明家贝尔德从1923年开始研制电视系统,1925年取得初步成功。他的电视装置采用尼普科盘进行扫描,精度为80行,扫描频率为每秒5帧。他还采用了电子管对图像信号进行放大。尽管复原的图像很少,很不稳定,但确实能大体看出图像的面貌。1929年,贝尔德可以实现每秒12.5帧、每帧30行的电视传输,并开始在英国广播公司进行公共电视广播。据说,“电视”(television)一词就是贝尔德最先使用的。与此同时,美国贝尔实验室的艾夫斯于1927年实现了每秒17.5帧、每帧50行的图像传输。1932年,美国无线电公司的电视图像已经达到了每秒24帧、每帧120行的水平。从1930年开始,电视机进入市场。1931年,上千户拥有电视机的英国市民从电视上观看了爱普森赛马盛会的现场直播。

20世纪二三十年代,电视技术的发展受制于机械扫描固有的限度。高质量的图像传输需要高速度和高精度的扫描技术,但尼普科盘难以胜任。人们又想起了布劳恩管。从20世纪30年代开始,人们逐渐认识到坎贝尔-斯温顿方案是电视技术发展的必由之路。早在1923年,美籍俄国发明家兹沃里金就开始研制电子显像管,并于1928年获得成功。1933年,他公开发表了他的光电摄像管成果。自从电子扫描技术取代机械扫描技术,图像分辨率大大提高。1935年,英国政府将每秒50帧、每帧405行作为国家标准。美国采用每秒30帧、每帧525行,一些欧洲国家则采用每秒25帧、每帧625行作为自己国家的电视标准。

二战结束后,电视机工业进入突飞猛进时期。英国在1948年一年生产了10万台电视机。美国增长得最快:1946年是6500台,1948年9.75万台,1949年一下子生产了300万台,而1950年增长到746万台。这时候电视机的清晰度已经达到了电影放映机的质量,所以,20世纪50年代以后,电视有取代无线电广播成为新的娱乐中心的趋势。

黑白电视成熟之后,下一个技术攻关的目标是彩色电视。彩色电视的原理并不复杂:所有的彩色都可以通过三原色(红、蓝、绿)调配出来。与黑白电视不同的只是,原先的一种信号要增加到三种。这三种信号是同时发射还是按顺序发射,决定了彩色电视不同的发展方向。“同时发射”可以与黑白电视机兼容,是当时公众能够接受的方式。1953年,美国国家电视委员会(NTSC)推出了自己的调制标准,为彩色电视系统的发展奠定了基础。次年,美国正式采用NTSC制式发布电视信号。后来,在NTSC基础上相继推出了改进型的PAL制式和SECAM制式。1960年,日本宣布采用NTSC制式。1967年,英国和德国采用PAL制式。同年,法国和苏联采用SECAM制式。到了20世纪70年代,三种制式三分天下的局面固定下来。20世纪70年代初期,全世界已有4000万台彩色电视机。进入80年代后,中国逐步成为彩电大国。中国彩电工业飞速发展,电视迅速成为新的娱乐中心和最大的传播媒介。

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