Реферат: История создания и перспективы развития телевидения
Представьте себе, что вы сидите перед экраном в том же зале, но на экран падает не тот широкий пучок света, который несет изображение кадра целиком, а тонкий луч, который с огромной скоростью пробегает по экрану так же, как взгляд наших глаз пробегает страницу книги, строчку за строчкой. Луч все время меняет свою яркость: в одних местах экрана светлеет, в других темнеет, и из-за инерционности зрения мы увидим то же, что и в кино: изображение во весь экран. А если скорость пробегания луча по экрану намного больше, чем скорость смены кадров, эффект движения тоже сохранится.
Вырисовывалась такая схема телепередачи: изображение оптически проецируется на селеновую пластинку, но не все сразу, а лучом построчно; через пластинку проходит ток, который пульсирует в соответствии с изменением освещенности пластинки; пульсирующий ток передается на источник света, яркость которого меняется при пульсации тока; луч от этого источника «бегает» по экрану с той же скоростью и по такому же шаблону, что и луч, "развертывающий" изображение-оригинал.
Преимущества такой схемы были очевидны, остановка была за малым: перейти от идеи к ее реальному воплощению. В 1884 году немецкий инженер (вернее, будущий инженер - тогда он был еще студентом) Пауль Нипков запатентовал устройство «электрический телескоп», в котором для «развертывания» изображения были применены диски с отверстиями, расположенными по спирали. При вращении диска отверстие у периферии пробегало верхнюю «строчку» изображения, следующее отверстие, расположенное чуть ближе к центру, - вторую строчку и т. д. За один оборот диска «разворачивалось» все изображение.
Когда Пауль Нипков сделал свое открытие, он был студентом, совсем молодым человеком. Патент на изобретение ему удалось получить не сразу. По окончании университета он начал работать в управлении железных дорог, где занимался конструированием сигнальных систем. И многие из его изобретений в этой области также были запатентованы, прежде всего - системы аварийной сигнализации. Но главным его открытием, безусловно, оказалось, как потом называли, механическое телевидение.
Принцип сканирования с помощью диска Нипкова стал основой для телевизионной системы шотландского ученого Джона Бэрда, который в 1926 году впервые продемонстрировал публике передачу изображения и воспроизведения его на экране. Телевизионная система шотландского ученого Джона Бэрда очень отличалась от современного телевидения. Она была основана на механической системе сканирования с использованием металлического диска с отверстиями - изобретения Пауля Нипкова. Достоинство системы Бэрда заключалось в том, что из-за очень малой разрешающей способности экрана можно было передавать телевизионное изображение, используя обычную средневолновую радиосистему. Бэрд мог передавать изображение, используя радиосистему компании BBS. И все это происходило в середине 20-х годов.
Бэрд первым в мире продемонстрировал телевизионное изображение, которое, однако, было размером примерно с почтовую марку. Оно было очень слабым и мерцающим, с очень невысокой разрешающей способностью. Многие ученые, знакомые с системой Бэрда, отмечали, что ее нельзя было усовершенствовать в рамках самой этой системы без изменения фундаментальных технологических принципов работы телевидения.
Любопытно, что Бэйрд назвал свой прибор «телевизором», и это воистину был телевизор (в смысле — передатчик изображения), а не современный «телеприемник». Бэйрд продемонстрировал свой прибор в одном из лондонских универмагов в Сохо. Но изобретателю не удалось добиться передачи полутонов, и на экране были видны лишь силуэты вместо лиц. В 1926 году неутомимый шотландец сделал повторную попытку — на сей раз публика, присутствовавшая на первом публичном телесеансе в истории, была потрясена. Спустя еще два года Бэйрд впервые создал действующую модель цветного телевизора — за 30 лет до его широкого практического использования (в 1929 году экспериментальная телевизионная передача в цвете была проведена и сотрудниками американской компании Bell).
Диски Нипкова оказались удивительно живучими: они использовались в ранних телевизионных передачах вплоть до начала 30-х годов. В дисках было 30 отверстий, что соответствовало 30 строкам развертки, а для того, чтобы получить четкое изображение, необходимо иметь в 20 раз больше строк. Поскольку при этом диск увеличивался до совершенно неприемлемых размеров, все отчетливей проявлялась тупиковасть направления, базировавшегося на механической развертке изображения.
Изобретение электронной развертки
Между тем еще в 1907 году российский ученый Борис Львович Розинг предложил использовать для развертки катодно-лучевую трубку, изобретенную за 10 лет до этого немецким физиком Карлом Брауном и применявшуюся в осциллографах. Невесомый электронный луч в этой трубке можно было заставить «пробегать» по «строчкам» изображения с огромной скоростью. Будучи преподавателем Петербургского Технологического института, Борис Львович Розинг запатентовал систему «катодной телескопии», предложив для преобразования электрических сигналов в видимое изображение электронно-лучевую трубку. 9 мая 1911 года Розинг продемонстрировал свое изобретение коллегам и вскоре был удостоен Золотой медали Российского технического общества. Историки телевидения, в том числе и американские, единодушно утверждают, что патент Розинга сыграл основополагающую роль в создании современного телевидения, а его приоритет признан во всем мире.
Принцип работы катодной трубки Розинга стал основой для изобретения более совершенных устройств передачи изображений. В этой трубке вместо механического диска, который, как предвидел Розинг, не мог позволить увеличить качество изображения, то есть разрешение или количество строк на экране, использовался электронный луч (или электронный пучок), который направлялся системой электродов – катодов, отклоняющих электронный пучок на нужное расстояние. Что позволяло засветить лучом мишень с большей точностью и за меньший промежуток времени.
Выдающийся ученый, профессор Розинг разделил участь многих замечательных российских интеллигентов: в 1931 году во время очередной сталинской «чистки» он был арестован и выслан на 3 года в Архангельск, но не дожил до окончания срока и умер в 1933 году от кровоизлияния в мозг. Ему не удалось довести до конца задуманное. Это сделал в Соединенных Штатах его ученик Владимир Зворыкин.
 |  |
Схема трубки Розинга
В.К. Зворыкин
Идея создания телевизора, в котором изображение будет «рисоваться» электронным лучом, возникла у Зворыкина уже во время учебы в Петербургском технологическим институте. Окончил его Владимир Зворыкин в 1912 году, а спустя два года началась Первая мировая война, и молодому радиоспециалисту пришлось надеть военную форму. После Октябрьской революции Зворыкину тоже было не до научных опытов: ему, как бывшему белому офицеру, грозил арест. В 1918 году В. К. Зворыкин уехал из страны, а в 1919 году поселился в США.
Только спустя год после приезда в Америку Зворыкин был принят на работу в фирму WestinghouseElectric. В 1923 году новый сотрудник собрал, весьма далекий от совершенства образец системы электронного телевидения. Однако убедить русского инженера в бесперспективности электронного телевидения оказалось невозможно. Каждый день до позднего вечера он упорно трудился в лаборатории над совершенствованием своего изобретения.
В 1929 году Зворыкин перешел в «Радио корпорацию Америки» и здесь его идеи нашли понимание и необходимую финансовую поддержку. С помощью сотрудников талантливый ученый изготовил катод со сложной фотомозаичной структурой, нашел способ усиления малых токов, возникающих миниатюрных фотоэлементах, решил множество других технических проблем. В результате кропотливых экспериментов в 1931 году была создана работоспособная приемная телевизионная трубка – иконоскоп . Вскоре компания наладила серийное производство аппаратуры, и в 1936 году в США начались первые телевизионные передачи.
Кинескоп и Иконоскоп
Америка до сих пор спорит о том, кого считать "отцом телевидения", и многие полагают, что это звание вполне заслужил Дэвид Сарнов. Он предложил Зворыкину перейти в RCA и, когда тот согласился, создал ему прекрасные условия для работы, назначив его руководителем исследовательской лаборатории. Генеральный менеджер, а через год - президент RCA, Сарнов регулярно наведывался в лабораторию Зворыкина в Нью-Джерси, и не как босс, а как человек, способный работать рядом с исследователями.
Кинескоп Зворыкина
Зворыкинская приемная трубка – кинескоп – работала удовлетворительно, а вот с передающей трубкой были проблемы. Трудность состояла в том, что при развертке передаваемого изображения свет воздействует на светочувствительный слой очень кратковременно - миллионные доли секунды. Возбуждаемый при этом заряд оказывается ничтожно малым, усилить его до величины, необходимой для передачи, было чрезвычайно трудно. Зворыкин задался целью создать трубку с накоплением заряда, и в 1931 году такая трубка была создана.
В этом Зворыкину помог еще один эмигрант, Григорий Оглоблинский, работавший над той же проблемой в Париже. Зворыкин пригласил его в Америку, и они вместе довели до ума идею передающего электронно-лучевого прибора с накоплением электрического заряда на мозаичных светочувствительных мишенях. Изобретатель назвал ее "иконоскопом", от греческих слов "икон" – "образ" и "скоп" – "видеть". Иконоскоп и кинескоп стали основными узлами работоспособной электронной системы телевидения.
Изобретение «анализатора изображения». Файло Фарнсуорт
В это же время в Сан-Франциско над электронным телевидением работал другой американский изобретатель, которого звали Файло Тэйлор Фарнсуорт. Он родился в 1906 году в Юте в семье мормонов и еще в детстве решил стать изобретателем. Он мечтал о том, чтобы так же, как звук, передавать по радио изображение. Судьба была неблагосклонна к нему, он не смог получить основательного образования, но имел хорошие руки и светлую голову. Перебравшись из родного штата в Калифорнию, он уговорил нескольких банкиров ссудить ему денег на создание телевизионной системы. В 1927 году молодой изобретатель разработал передающую электронно-лучевую трубку "анализатор изображения" (imagedissector), которую он присоединил к уже существовавшему приемному устройству и пригласил банкиров посмотреть чудо телевидения. Все, что они увидели, было слабое изображение треугольника на светлом фоне. Банкиры не пришли в восторг: они вложили в дело большие деньги и хотели знать, когда они смогут продавать систему и получать прибыль. "Мы когда-нибудь увидим на экране хотя бы доллар?" - спросил один из них. Через несколько месяцев Фарнсуорт показал им четкое изображение доллара, а еще позже - кинематографическую версию шекспировской пьесы "Укрощение строптивой".
В 1930 году к Фарнсуорту приехал Зворыкин. Хозяин продемонстрировал гостю свой анализатор, и тот, к большому удовольствию автора, признал его превосходным. Однако впоследствии, когда Фарнсуорт ознакомился с иконоскопом, он нашел в себе мужество признать, что разработка Зворыкина была лучше, чем его собственная: анализатор не накапливал заряд, при очень хорошей освещенности изображение было прекрасным, но по чувствительности анализатор значительно уступал иконоскопу. Тем не менее, корпорация RCA, видя в Фарнсуорте конкурента, предложила ему продать ей его патентные права. Фарнсуорт был зажат в долговых тисках и пошел на продажу лицензии. Обе передающие трубки применялись в телевизионных системах еще долго, до создания более совершенных устройств: иконоскоп – в передачах кинофильмов, анализатор – в промышленном телевидении.
Радиовизионный передатчик. Передачи BBS
В 1928 году продемонстрировала “радиовизионный” передатчик W3XK и фирма JenkinsLaboratories, основанная переехавшим из Англии Дженкинсом: 2 июля начались первые регулярные передачи “радиофильмов” на города Восточного побережья США. В том же году в Германии Нипков осуществил первую передачу изображения по проводам, а еще через два года на выставке в Берлине изобретатель обошелся без них.
Однако жители Великобритании еще долго хранили верность Бэйрду. В 1928 году он провел первую трансатлантическую телевизионную передачу, в сентябре следующего начала регулярные телепередачи, вещательная корпорация ВВС, используя, передатчики Бэйрда. Телевидение признали быстро.
Разработка телевидения в СССР
Еще одна страна с самого начала очень серьезно отнеслась к новому СМИ — СССР. Почему, объяснять не нужно. И если говорить только о технической стороне дела, то советское телевидение долгое время шло вровень с наиболее передовым западным. Начать с того, что менее чем за два месяца до получения Зворыкиным патента на иконоскоп аналогичную заявку (“на трубку с трехслойной мишенью и накоплением зарядов”) в СССР подал инженер С.И. Катаев, впоследствии — один из ведущих советских специалистов в этой области. И хотя приоритет остался за Зворыкиным, чьи заслуги перед телевидением не подвергали сомнению и у него на родине, этот факт доказывает, что мысль ученых разных стран двигалась параллельно. Кстати, до середины 1930-х годов Зворыкин поддерживал тесные контакты с коллегами на родине — с тем же С. Катаевым, С. Векшинским, Л. Кубецким, А. Шориным и другими. Удивительно другое: авторы некоторых публикаций утверждают, что «отец телевидения» даже сам побывал в Москве в 1933 году, читал лекции и лично общался, в частности с Катаевым. Но затем такое сотрудничество было по понятным причинам свернуто. Вначале советское телевидение было «малострочным» (имеется в виду количество строк развертки), а, кроме того, механическим, с использованием тех же дисков Нипкова. Кроме того, даже после того, как в конце 1931 года началось опытное вещание из Москвы, поступавшая из студии картинка не всегда сопровождалась звуком. Затем начался период так называемого малокадрового электронного телевидения, заметно улучшившего качество изображения. Впервые идею предложил в 1936 году тот же Катаев, и много позже, в 1959-м, с помощью его метода удалось добиться сенсационного успеха: получить снимки обратной стороны Луны.
Пока же, в конце 30-х, Москва обзавелась первым телецентром — его построили на Шаболовке, рядом со знаменитой радиобашней Шухова. На ее вершине советские специалисты установили передающую антенну УКВ-передатчиков изображения и звука, а основное оборудование было закуплено заграницей. Поначалу Московский телецентр обладал единственной студией площадью 300 кв. м и единственной же камерой (фильмы передавали с помощью двух телекинокамер). В марте 1938 года состоялась первая пробная передача, и в новогоднюю ночь все работники центра могли разливать шампанское дважды: МТЦ был торжественно сдан в эксплуатацию. А уже в марте следующего года начались регулярные передачи.