Основи навчального телебачення

Телебачення –використання радіохвиль для передачі зображень рухомих об'єктів на відстань.

У 80-і роки XIX в. - 30-і роки XX в. розроблялися системи механічного телебачення, що вперше реалізувало основний принцип сучасного ТБ - послідовну передачу елементів зображення. Вказаний принцип був висунутий в кінці XIX в. португальським ученим А. ді Пайва і незалежно від нього - російським ученим П.І. Бахметьєвим. У 1884 р. німецький інженер П. Ніпков одержав в Німеччині патент на оптико-механічний пристрій , що був диск з 30 отворами, розташованими по спіралі Архімеда. Зображення об'єкту проектувалося на верхню частину диска з рамкою для кадру. При обертанні диска кожен отвір прокреслював один рядок кадру, тобто один кадр містив 30 рядків, по 40 елементів в рядку.

Надалі позаду диска помістили фотоелемент, який виробляв відеосигнал, що передавався в ефір. У телевізійному приймачі за допомогою диска Ніпкова відбувалося перетворення відеосигналу в розгорнене зображення об'єкту. На початку 30-х років в нашій країні діяла система механічного ТБ, яка мала істотний недолік - низьку чіткість зображення (причина - мала кількість рядків), тому надалі від неї відмовилися.

30-80-і роки з'явилися періодом розробки систем електронного телебачення. У основі сучасного телебачення лежать принципи розкладання зображення об'єкту на безліч елементів (утворення растру), перетворення потоку світла від кожного елементу в електричні відеосигнали, передача їх в ефір і зворотне перетворення відеосигналів в зображення об'єкту. Процес здійснюється за допомогою електронно-променевих трубок (ЕЛТ) з магнітним фокусуванням променя. Прообразом послужила електронно-променева трубка, створена в 1907 р. професором Петербурзького університету Б.Л. Розінгом. Трубка, що знаходиться в передаючій камері, називається іконоскоп, в приймачі - кінескоп.

З початку 30-х років системи електронного телебачення розробляли багато учених: В.К. Зворикин і Ф. Фарнсуорт (США), К. Свінтон (Великобританія), І.А. Адаміан, В. П. Грабовській, З. І. Катаєв (СРСР) і ін.

У сучасних телевізійних системах зображення об'єкту проектують на фотомішень - світлочутливу мозаїку з частинок срібла, нанесених на слюдяну пластинку-ізолятор, зворотна сторона якої металізована. В результаті фотоефекту на кожній частинці мозаїки утворюється електричний заряд (відеосигнал). Сила відеосигналу відповідає яскравості окремого елементу зображення об'єкту.

Електронний промінь, створюваний електронною гарматою, пересувається по поверхні мозаїки зліва направо і зверху вниз, прочитуючи відеосигнали кожного рядка. Пересуванням променя управляє електричний струм пилкоподібної форми, що подається на електромагніти відхилюючої системи ЕЛТ. На кожен окремий елемент фотомішені падає пучок електронів діаметром всього 0,02 мм. Це забезпечує можливість прочитувати 820 елементів в кожному рядку. Згідно стандарту, прийнятому в нашій країні в 1948 р., один кадр зображення на телебаченні містить 625 рядків, передаваних з частотою 25 кадров/с. Від кількості рядків розгортки залежить чіткість зображення. Частота рядків, прийнята в інших країнах: у Великобританії - 405, США і Канаді - 525, в Західній Європі - 819.

Одержані відеосигнали поступають на відеопідсилювач, де після посилення вони змішуються з синхронізуючими імпульсами, що позначають початок і кінець кожного рядка і кадру. Таким чином формується повний телевізійний сигнал. Він поступає на радіопередавач телецентру для передачі в ефір.

Телевізійне віщання традиційно ведеться на метрових хвилях - з першого по п'ятий канал на частотах 48,5-100 Мгц (6,2-3 м); потім щоб уникнути ТБ-перешкод в близько розташованих до телецентру містах було додано сім каналів в діапазоні частот 174-230 Мгц (1,7-1,3 м). В даний час 12 ТБ-каналів виявилося недостатньо і до них додали 20 каналів на дециметрових хвилях в діапазоні 470-630 Мгц (64-47 см), виходячи з того, що чим вище частота каналу, тим ширше смуга ТБ-сигналу. Для передачі зображення, що містить 625 рядків з частотою 25 кадров/с, потрібен спектр частот близько 8 Мгц. Це і є смуга частот одного ТБ-каналу.

У телевізійному приймачі прийнятий з ефіру сигнал посилюється і подається на кінескоп. З ТБ-сигналу виділяються синхроімпульси, що управляють роботою генераторів рядкової і кадрової розгортки. Екран кінескопа покритий люмінофором, який світиться при попаданні на нього променя електронного прожектора. Рухомий з великою швидкістю по строчкам кадру електронний промінь викликає свічення окремих точок екрану. Унаслідок інерції зору це створює ілюзію свічення всього екрану. Так створюється зображення кадру. Звуковий супровід передається по окремому частотно-модульованому каналу.

Для передачі кольорового зображення в повний ТБ-сигнал додають сигнали кольоровості. Для цього кольорове зображення об'єкту розкладають на три одноколірні зображення (червоного, зеленого і синього кольорів), які передають три ЕЛТ. Відповідно, в ТБ-приймачі передбачений три електронні прожектори, проміння яких, проходячи через отвори в масці, викликають свічення люмінофорів червоного, зеленого і синього кольорів. Маска є тонкий металевий лист, що має 550 тис. отворів діаметром 0,25 мм. Люмінофор кольорового кінескопа містить 1,5 млн. зерен люмінофорів червоного, зеленого і синього свічення, розташованих точно напроти отворів групами по три зерна кожного кольору. Три промені від трьох ЕЛТ, зведені в одну крапку, падають в кожен окремий момент часу на одну групу люмінофорів, при цьому кожен промінь викликає свічення одного зерна люмінофора свого кольору. При розгортці проміння переміщається до наступного отвору в масці, що дозволяє сумістити на екрані сигнали трьох одноколірних зображень.

Регулярні передачі чорно-білого ТБ почалися в нашій країні в 1938 р., кольорового - в 1967 р. В даний час в світі існує три системи кольорового ТБ. Система НТСЦ діє в США, Канаді, Японії і низці країн Центральної і Південної Америки. Система ЛІГ діє в Німеччині, Великобританії і інших країнах Західної Європи. Система СЕКАМ діє в СНД і низці країн Східної Європи. Системи розрізняються особливостями формування сигналів кольоровості, але їх може об'єднати що розробляється в даний час єдиний стандарт цифрового відеозапису.

Період в історії розвитку ТБ, що почався в 80-і роки, характеризується застосуванням нових інформаційних технологій: лазерне телебачення, застосування супервеликих інтегральних схем і МІКРОЕОМ, створення нових типів екранів і т.д.

Вдосконалення кольорового телебачення нового покоління ведеться по наступним напрямам:

1) впровадження цифрових методів відеозапису;

2) автоматизація управління ТБ-системами;

3) включення вставок з телепрограм, що ведуться по паралельним каналам, в зображення програми, що проглядається;

4) створення портативних (плоских) телевізорів;

5) збільшення розмірів ТБ-екрану до 60 м2;

6) розробка мініатюрних ТБ-приймачів;

7) конструювання ТБ-систем багаторакурсів (голографічних, стерео і ін.), що дають тривимірне зображення об'єкту;

8) пошук способів передачі запахів за допомогою електричних сигналів для реалізації ефекту участі глядача ;

9) створення телебачення високої чіткості (до 1500 рядків в кадрі);

10) розробка телевізорів для середовища мультимедіа.

У цьому напрямі є видимі результати. У нашій країні в 1985 р. під керівництвом І. Г. Басова реалізована ідея лазерного телебачення з екраном 12 м2. Розроблена також модель планарного кінескопа, що забезпечує підвищену яскравість і соковитість кольорів зображення. З технічної точки зору у кольорового ТБ є особливість, що полягає у тому, що в ньому технічний пристрій і носії інформації не розділені, як в раніше описані статичних, звукових і дотельовізіонних екранно-звукових засобах (мал. 14).

Проекційний широкоекранний телевізор з ЖК-екраном.Діагональ видимої частини екрану 127 см. Проекційна гармата для ЖК-екрану

Проекційний широкоекранний телевізор з ЖК-екраном.Діагональ видимої частини екрану 127 см. Проекційна гармата для ЖК-екрану з 1,54 млн. крапок на дюйм2. Цифрове постійне зображення, екран антивідблиску високої контрастності із захистом від механічних пошкоджень, цифровий гребінчатий фільтр, цифрове придушення шумів, відеовихід НТСЦ, стереозвук, система 3D Sound, функція Картинка і Картинка , телетекст Fastext з пам'яттю на 100 сторінок, таймер автовиключення, засоби захисту від використання дітьми, автонастройку і сортування каналів, кубло для навушників, аудіовихід з фіксованим рівнем на задній панелі, аудио/видеовход на передній панелі і 3 - на задній панелі.

Унікальні можливості ТБ (ефект присутності, документальність, інтимність) створюють враження, що передача адресована особисто глядачу. Ця ілюзія спілкування забезпечує високий психолого-педагогічний ефект. В хвулі роки існували два види учбових ТБ-програм: учбові передачі, підготовлені на Центральному ТБ (ЦТ) або місцевих студіях ТБ, що мають телепередавачі (так зване ефірне телебачення), і власні ТБ-передачі учбових закладів, підготовлені у вигляді відеозаписів для замкнутих систем ТБ, що не мають виходу і ефір (так зване замкнуте телебачення). Перша учбова передача але фізиці для школярів відбулася 10 листопада 1958 р. в Москві. Тепер в основному школи самі створюють в рамках замкнутих телевізійних систем необхідні відеоматеріали для власного користування, що має як переваги, так і негативні сторони. Позитивними моментами такого віщання є те, що можна підготувати будь-який оперативний матеріал, широко використовувати місцеві можливості і особливості. З другого боку, створення високоякісного учбового матеріалу вимагає відповідного рівня психолого-педагогічної, методичної і спеціальної підготовки, якої в більшості своїй вчителі шкіл через цілий ряд причин не завжди володіють.

Кабельне телебачення, що з'явилося в країні в кінці 80-х, може надати широкі можливості для використання телебачення в учбових цілях.

У системі кабельного телебачення США в даний час почали застосовувати волоконно-оптичний кабель замість звичного коаксіального. Це дозволило у багато разів розширити смугу частот, а значить, і число програм, які можна передавати одночасно. Крім того, оптичний кабель повністю захищений від електромагнітних перешкод і сам не створює перешкод іншим пристроям.

Замість телепрограм, одержаних з телецентру, на вхід такого телепередавача можна подавати, наприклад, сигнал з відеомагнітофона або телекамери, створюючи місцеві ТБ-програми шкільного технічного центру і т.п.

Кабельне телебачення,розвинене перш за все в західних країнах і США. Принцип такого телебачення полягає у тому, що в студії формують програми і у вигляді сигналу посилають на супутник, який як відбивач розсіює його радіохвилею на територію віщання, а учбові заклади, набудувавши свої антени, приймають даний сигнал. Перевагою супутникових систем зв'язку є можливість здійснення зв'язку в широкій смузі частот як з нерухомими, так і з рухомими об'єктами практично в будь-якій точці земної кулі.

Впровадження кабельного і супутникового телебачення в перспективі відкриває широкі можливості для використання телебачення в учбово-виховному процесі загальноосвітньої школи. Але в нашій країні обидві системи телебачення не мають поки масового розповсюдження через високу вартість.

Поиск по сайту: