电视基础知识2

• 但是由于当时的阴极管寿命短，扫描精度和速度均 有限，因此一开始的电视研制工作还是沿着尼普柯 夫圆盘机械扫描的思路进行。前面提到的贝尔德设 计的就是机械电视系统。 • 20世纪20～30年代电视技术的发展受制于机械扫描 固有的限度，图像不清晰、动作不连续、不自然， 与实际图像有很大差异。高质量的图像传输需要高 速度和高精度的扫描技术，但尼普柯夫圆盘难以胜 任。人们又想起了布劳恩管，认识到坎贝尔· 温斯 顿方案是电视技术发展的必由之路。
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电子电视系统的出现
• 尼普柯夫圆盘在发明的时候还只是一个方案，当 时的光电流和电压的变化太小，而且信号放大技 术还未出世，很难付诸实施。1897年，德国人布 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。当时布劳恩的助手曾提 出用这种管子做电视的接收管，固执的布劳恩却 认为这是不可能的。1906年，布劳恩的助手迪克 曼和格拉克用这种阴极射线管来显示线条和字母， 这就是最早的电子显像管。
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• 虽然当时美国无线电公司（RCA）和英国广播公司 （BBC）分别推出了采用这种记录方式的样机，然而 由于固定磁头高速走带的记录方式磁带消耗量大， 难以实现高速稳定走带，这种采用方式最终没有成 功，但这一工作为后来的研制工作积累了经验。 • 经过多年的探索和实践，美国安培公司终于突破了 视频信号磁记录的难点，研制出旋转磁头低速走带 的记录方法：将磁头安装在磁鼓上，磁带缠绕磁鼓， 水平低速前进，而磁鼓反向高速旋转，磁头在旋转 过程中完成数据的存取工作，并于1956年推出了第 一部实际应用的旋转四磁头广播用录像机，成功解 决了电视节目的存储、复制和后期制作的问题，揭 开了磁带录像机发展的序幕。 15
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全球并存的3种模拟彩色电视制式
• 目前世界各国的电视制式不尽相同，制式的 区分主要在于其帧频的不同、分解率的不同、 信号带宽以及载频的不同、色彩空间的转换 关系不同等等。世界上现行的模拟彩色电视 制式有三种： NTSC制、PAL制和SECAM 制。这里不包括高清晰度彩色电视 HDTV(High-Definition television)。
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贝尔德与电视的诞生
• 电视的诞生是与被誉为“电视之父”的英国工程 师贝尔德紧紧联系在一起的。贝尔德在“尼普柯 夫圆盘”的基础上进行了新的研究工作，于1925 年发明了机械扫描式电视摄像机和接收机。 • 该电视装置采用尼普柯夫圆盘进行扫描，精度为 30行，扫描频率为每秒5幅。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。
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有线电视的局部覆盖
• 有线电视是经电缆或光缆组成的传输分 配线路，将电视节目直接传送给用户接 收机的一种区域性电视广播方式。初期 的传输线路都采用电缆，所以也称电缆 电视。20世纪70年代光缆问世后，以其 优良的性能，至少在主干线正逐步取代 电缆，而形成了光缆/同轴电TSC制、PAL制和SECAM制都是兼容制制式。这里说的“兼 容”有两层意思：一是指黑白电视机能接收彩色电视广播， 显示的是黑白图像；另一层意思是彩色电视机能接收黑白 电视广播，显示的也是黑白图像，这叫逆兼容性。
• 为了既能实现兼容性又要具有彩色特性，彩色电视系统应 满足几方面的要求：必需采用与黑白电视相同的一些基本 参数，如扫描方式、扫描行频、场频、帧频、同步信号、 图像载频、伴音载频等；必须将摄像机输出的三基色信号 转换成一个亮度信号，以及代表色度的两个色差信号，并 将它们组合成一个彩色全电视信号同时进行传送。
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• 1936年11月2日是人类历史上一个值得纪念的日子。 这一天在伦敦亚历山大宫，英国广播公司（BBC） 使用贝尔德的240行扫描机械电视系统，正式播出 了一场规模宏大的歌舞晚会，因此，这一天被认 为是世界电视的诞生日（在此之前，英国、美国 等国家已经开始了电视实验广播，美国的第一座 实验台出现于1928年，英国于1929年开始实验播 出），BBC也被认为是世界上第一个电视台。当时 电视的播出时间为每周13小时，传播范围仅限于 亚历山大宫方圆35英里以内，几百名幸运的观众 通过奇妙的电视匣子看到了有声有景的魔术般的 景象。几个月后，BBC采用了新的电视设备，扫描 线发展到405行，图像更加清晰。
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• 经过不断改进设备提高技术，贝尔德的电视效果越 来越好，名声也越来越大，引起了极大的轰动。后 来“贝尔德电视发展公司”成立了，不断推出引起 轰动的表演。1927年，他用电话线成功地实现了伦 敦至格拉斯哥的电视画面传送，全程640公里。 1928年春，贝尔德又尝试用短波传送电视信号，利 用漂浮在大西洋中的汽船，把图像从伦敦传至纽约。 1929年，贝尔德可以实现每秒12.5帧、每帧30行的 电视传输。这一时期的贝尔德春风得意，他的技术 脱颖而出，凌驾在其他电视发明家之上。
电视基础知识（二）
——电视的发展历程
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1817年，瑞典科学家布尔兹列斯发现了化学元素硒。 1873年，英国科学家约瑟夫•梅发现了西元素的“光电作用”特性，从而为电视的发明 奠定了基础。 1884年，德国工程师保罗•尼普科发明了机械性的无线电图像扫描盘。这种机械传真为 电视的发明奠定了基础。 1929年，英国开始实验性电视广播，第一次公开播出的电视节目是著名工程师弗莱明的 电视讲话。 美国是世界上最早开始电视试验广播的国家。第一座实验台在1928年问世。1941年，美 国第一家商业电视台——全国广播公司的WNBT电视台开始正式播出。 1932年，法国政府在巴黎建立了第一座实验性电视台。 1936年11月，英国广播公司建成英国第一座正式的电视台，也是世界上第一座电视台。 英国成为世界上第一个播出黑白电视的国家。 美国是世界上第一个播出彩色电视的国家。1940年，美国哥伦比亚广播公司和全国广播 公司开始试验彩色电视。这项试验由于二次大战而中断。直到1954年才试验成功正式广 播。从此，电视进入一个五光十色的时代。 1957年，前苏联发射第一颗人造地球卫星。从20世纪60年代开始，电视传播手段由过去 的地面微波传送、局部覆盖，发展到利用同步卫星转播节目，进入洲际传播的时期。 1962年，美国“电星一号”（Telstar 1）发射成功，它是世界上最早用来传播电视节目 的通讯卫星。通讯卫星上天，开创了全球电视的新纪元。 1984年11月15日，美国新闻署的“世界电视网”系统正式对外定时播出节目，“其目的 是要把它办成播发图像的美国之音那样的机构”。与此同时，欧洲国家的电视机构也开 始注重美国“媒介殖民主义”的电视文化入侵和商业电视的入侵。
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最初的电视录像技术
• 20世纪40年代，随着磁记录技术的发展和磁录音技 术的日趋成熟，人们希望利用磁记录方式完成视频 信号的存储和复制，以解决视频信号只能实况播出 或通过电影胶片存储的问题。实现视频信号记录最 早是沿用录音机中的固定磁头（将电信号和磁信号 相互转换的部件）方式，然而视频信号比声音信号 频率高，而且频带宽，为了实现高频记录，最早设 计的磁带录像机采用高速走带的方法，为了实现宽 频记录，则采取将视频信号分成若干段，由多个磁 头分别记录，重放时再合成的方法。
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• 美籍俄国物理学家兹沃里金开辟了电子电视的时代。早 在1923年，兹沃里金就发明了电子扫描技术，5年以后 的1928年兹沃里金终于将利用电子扫描来摄取图像的光 电摄像管制造出来，进行了一系列改进后，1933年，他 公开发表了他的光电摄像管成果。与此同时，科学家们 先后发明了电子发射管和电子接收管，实现了使电视摄 像与显像完全电子化的过程。 • 自从电子扫描技术取代机械扫描技术，图像分辨率就大 大提高了，电子电视以其潜在的前景优胜于机械电视。 1935年，英国政府在为本国选择电视标准时，支持EMI （电子音乐工业公司）系统——一种在兹沃里金发明基 础上改进的405行扫描线电子电视系统。所以，英国电 视开播不久，贝尔德的机械电视系统便遭淘汰。
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• 尼普柯夫的圆盘扫描法，是解决电视机械扫描的经 典方法，在电视发明史上占有重要的地位。1884年 11月 6日，尼普可夫把他的这项发明申报给柏林皇 家专利局。他在专利申请书的第一页这样写道： “这里所述的仪器能使处于A地的物体，在任何一个 B地被看到。”一年后，专利被批准了，这是世界电 视史上的第一个专利。专利中描述了电视工作的三 个基本要素：把图像分解成像素，逐个传输；像素 的传输逐行进行；用画面传送运动过程时，许多画 面快速逐一出现，在眼中这个过程融合为一个完整 的动作。这是以后所有电视技术发展的基础原理， 今天的电视仍然是这样工作的。 • 1900年，在巴黎举行的世界博览会上第一次使用了 “电视”这个词。可是最简单最原始的机械电视， 在20多年以后才出现。
从黑白电视到彩色电视
• 根据三基色原理，自然界中的大部分彩色都 可以分解成红、绿、蓝三种基色光，而这三 种基色光又可以按一定比例调配出自然界中 的大部分色彩。彩色电视系统在传送彩色图 像时，不需要传送彩色的所有光谱信息，只 要传送三个基色信号，在接收端再对三个基 色信号进行复合，便能重现彩色图像。
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• 1907年，俄国发明家罗辛将尼普柯夫圆盘与布劳恩 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· 温斯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· 温斯顿设计的发射 端的阴极管，正是今天摄像管的雏形。1911年，俄 罗斯圣彼得堡大学教授罗律格研制成功了世界上第 一个电子束显像管电视实用模型，并成功地显示了 第一幅简单的电视图像。 11
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• 1926年1月，贝尔德发明的机器有了明显的改 善。他立刻给英国科学皇家学会写了一封信， 请求该会实地观察。当贝尔德从一个房间把一 个办公室勤杂工干活的活动影像传送到另一个 房间时，应邀前来的专家们一致认为，这是一 件难以置信的伟大发明。赞助者也很快意识到 了这项发明的市场前景是广阔的，于是纷纷投 资，成立了多家公司。
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• 1884年，还是一名大学生的德国发明家尼普柯夫 提出了一种图像分解方案，由此拉开了电视传播 的序幕。 • 尼普柯夫扫描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 信号投射到硒光电管上，就转换为相应的电信号。 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柯夫圆盘，并与 发射端的圆盘同步旋转，那么，通过接收端圆盘 的电光转换，可以再现原来的图像。尼普柯夫圆 盘利用了人眼的“视觉暂留”现象，当圆盘的转 速到达某一个值以后，复原的图像就不再是断续 的图像片断，而是一个看起来连续的完整图像。
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• 与黑白电视不同的只是，原来只需要发送 一种信号，现在增加到三种信号。这三种 信号是同时发射还是顺序发射，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。
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• 1940年，美籍匈牙利人彼得· 戈马在前人研究的基 础上，制成了世界上第一部彩色电视机。他将拍 摄物体的色彩分解成红、绿、蓝三种颜色，然后 用编码器把它们组合成一个信号束，同时发射出 去。接收时，电视机里安有解码器，能将信号分 解还原成三种颜色的光束。当这些光束同时照射 到屏幕上时，奇迹出现了：玫瑰变成了红色，树 叶变成了绿色，天空是蓝的，云朵是白的…… • 1954年，美国全国广播公司（ABC）正式播送彩色 电视节目。
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1、电视传播的序幕——“尼普柯夫圆盘”
• 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 像素转换成电信号，电信号传送到远方 后通过接收机把它还原为图像。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 光敏材料的出现使光转换为电信号成为 可能。