Mekaaninen televisio , sähkömekaaninen televisio - televisiotyyppi , joka käyttää sähkömekaanisia laitteita kuvan hajottamiseksi elementeiksi ja sitä seuraavan käänteisen synteesin avulla katodisädeputkien tai puolijohdelaitteiden sijaan .
Ensimmäiset televisiojärjestelmät olivat mekaanisia eivätkä useimmiten tarjonneet äänisäestystä . Toisin kuin nykyaikainen, täysin elektroninen televisio, mekaaninen televisio sisältää liikkuvan mekanismin lähetys- ja vastaanottolaitteissa kuvan skannaamiseksi ja toistamiseksi. Yleensä tämä on Nipkow-levy tai peiliruuvi. Ensimmäisen toimivan tämän tyyppisen järjestelmän loi John Baird 1920 - luvulla [ 1] . Lähetettävien kuvaelementtien pienen määrän vuoksi käytetään joskus termiä pienilinjainen televisio .
Ensimmäiset kokeet kuvien välittämiseksi etäältä tehtiin jo 1800-luvulla . Vuonna 1862 italialainen keksijä Giovanni Caselli loi laitteen, joka mahdollistaa kuvien siirtämisen johtojen kautta, ja hän kutsui sitä "pantelegrafiksi" [2] . Tekniikka soveltui kuitenkin vain johtavalle kuparilevylle painettujen kuvioiden siirtämiseen . Todellinen mahdollisuus kuvan välittämiseen ilman sen alustavaa valmistelua ilmaantui vasta sen jälkeen, kun Willoughby Smith löysi seleenin valonjohtavuuden vuonna 1873, samoin kuin Heinrich Hertzin vuonna 1887 [3] . Yhtä tärkeä oli Adrian de Paivan vuonna 1878 ja Porfiry Bakhmetievin vuonna 1880 esittämä idea elementtikohtaisesta menetelmästä kuvan peräkkäiseen lähettämiseen [4] .
Aleksanteri Stoletovin Hertzin teorian pohjalta kehittämä valokenno antoi Arthur Kornille mahdollisuuden jo vuonna 1902 todeta still-valokuvien välittämisen kaukaa. Tätä myöhemmin parannettua tekniikkaa, jota kutsuttiin " valolennätykseksi ", löydettiin nopeasti käyttöön rikostutkinnassa ja uutisvalokuvajournalismissa , mutta se ei sovellu liikkuvan kuvan lähettämiseen seleenivalokennojen inertian vuoksi . Yhden valokuvan skannaus sanomalehtipainatukseen sopivalla laadulla kesti 10-15 minuuttia. Paperille laadituista projekteista tuli toimintamalleja vasta 1920-luvulla ensimmäisiin radioputkiin perustuvien elektronisten vahvistimien ilmestymisen ansiosta [4] .
Puolalainen keksijä Jan Szczepanik sai vuonna 1898 englanninkielisen patentin nro 5031 "teleskoopille", joka oli suunniteltu lähettämään värillistä liikkuvaa kuvaa etäisyyden yli [5] . Termin loi ranskalainen kirjailija Louis Figuer, ja Szczepanikin lisäksi sitä käyttivät muut eurooppalaiset keksijät, kuten George Carey, Adriano de Pava ja Mieczysław Wolfke [6] . He eivät kuitenkaan onnistuneet luomaan yhtä toimivaa laitetta.
4. tammikuuta 1900 (23. joulukuuta 1899) Aleksanteri Polumordvinov, Kazanin yliopiston laboratorioavustaja , jätti patenttihakemuksen nro 10739 "teleobjektiivin" suunnittelusta, jonka avainelementti oli mekaaninen "valonjakaja" . 1] [7] . Samassa kuussa keksintöä arvostettiin suuresti Pietarin ensimmäisessä sähköteknisessä kongressissa , mutta "teleobjektiivi" ei saanut käytännön toteutusta. Myöhemmin patentti myytiin John Bairdille , joka käytti Polumordvinovin ideoita kehittäessään englantilaista mekaanista väritelevisiojärjestelmää [8] [9] [10] .
Ranskalainen Georges Rignoux ( fr. Georges Rignoux ) suoritti maailman ensimmäisen "näytöksen välittömästä kuvien siirtämisestä" vuonna 1909. Hän lähetti kiinteitä kirjaimia seleenivalokennojen mosaiikkia käyttäen [9] . Heidän kuvat, joiden resoluutio oli 8 × 8 elementtiä, päivitettiin vastaanottolaitteessa, jossa oli sähkömekaaninen kytkin kerran sekunnissa [11] . Teknisistä puutteista johtuen Rinun "telelaite" jäi laboratoriouriteeksi. Vuonna 1922 Mikhail Bonch-Bruevich kehitti Nižni Novgorodin radiolaboratoriossa "radioteleskoopin" suunnittelun, joka ei myöskään saanut käytännön toteutusta [4] . Vuotta myöhemmin amerikkalainen Charles Francis Jenkins lähetti ensimmäistä kertaa liikkuvan siluettikuvan, ja 13. kesäkuuta 1925 televisiolähetettiin rasterikuvaa Atlantin valtamerellä olevasta aluksesta [1] . Jälkimmäisessä tapauksessa käytettiin englantilaisen keksijän John Byrdin kehitystä, josta tuli maailman ensimmäinen mekaanisen television käyttöjärjestelmä [12] .
Bairdin ensimmäinen lähetys tapahtui 26. tammikuuta 1926 hänen Lontoon laboratoriosta [1] . Säännöllisen lähetyksen aloitti kuitenkin ensin televisioasema WCFL , joka aloitettiin Chicagossa 12. kesäkuuta 1928 [13] . Sen luoja oli Ulises Sanabria [14] ( eng. Ulises Armand Sanabria ), joka 19. toukokuuta 1929 alkoi ensimmäisen kerran lähettää ääntä käyttämällä tähän erillistä WIBO -radioasemaa . WCFL- asema välitti videosignaalin erillisellä kantoaaltotaajuudella samalla alueella kuin ääni. Western Television aloitti vuonna 1929 valmistamaan ensimmäisiä massatuotettuja televisiovastaanottimia "Vizhnett" ( eng. Visionette ), joissa oli 45-rivinen mekaaninen pyyhkäisy. Hinta oli hieman alle 100 dollaria [15] .
Neuvostoliitossa ensimmäiset yritykset luoda mekaaninen televisio tehtiin vuosina 1920–1926 (S. N. Kakurin, L. S. Termen, A. A. Chernyshev, V. A. Gurov jne.) [16] . Tässä tapauksessa käytettiin "saksalaista" standardia, joka oli jaettu 30 riviin ja kuvanopeudella 12,5 fps [17] [18] . Kehyksen kuvasuhde otettiin lähelle " klassikkoa " - 4:3, resoluutiolla noin 30 × 40 elementtiä. Vuonna 1931 Neuvostoliittoon perustettiin Moskovan radiolähetysten tekninen keskus (MRTU) All-Union Electrotechnical Instituten (VEI) televisiolaboratorion lähetystelevisiolaitteiden perusteella, joihin kuuluivat P. V. Shmakov (johtaja), V. I. Arkangelski (optinen-mekaaninen pyyhkäisy), S. I. Kataev , P. V. Timofejev (valokennot), A. M. Shemaev (neonlamput) [19] .
Järjestelmän avulla säännöllisiä elokuvia lähetettiin ja lähetettiin Moskovan ensimmäisen televisiokeskuksen studiosta Nikolskaja-kadulla , talo 7, 2 kertaa viikossa 30-40 minuutin ajan. Ensimmäiset kokeelliset lähetykset tapahtuivat 29. huhtikuuta ja 2. toukokuuta 1931 56,6 metrin aallolla ilman äänisäestystä [4] . Säännöllinen mekaaninen lähetys televisiokeskuksesta alkoi 15. marraskuuta 1934 25 minuutin varietekonsertin lähetyksellä [ 20] . Kuva välitettiin 379 metrin aallonpituudella, ja ääni lähetettiin liittovaltion ammattiliittojen keskusneuvoston radioasemalta 720 metrin aallonpituudella keskiyöstä yhteen aamulla 12 kertaa kuukaudessa [1] [21] .
Vuodesta 1933 vuoteen 1936 kotimainen teollisuus valmisti yli 3 000 B-2- merkkistä digisovitinta [2] . Noiden vuosien mekaaniset televisiot olivat perinteisen radion etuliite . Äänesäestyksen vastaanottamiseen tarvittiin vielä yksi radiovastaanotin, jos sellainen oli saatavilla [22] . Vuonna 1935 MRTU muutettiin Moskovan laitteiden ja studioiden yleisradiokeskukseksi (MVUAiS). Vuodesta 1937 lähtien äänisäestys on dubattu Moskovan kaupungin radioverkon kautta tavalliseksi radio-ohjelmaksi [23] . Yksi mekaanisen television harvoista eduista (johtuen sen päähaitoista - alhaisesta kuvan selkeydestä ) oli videosignaalin suhteellisen kapea kaistanleveys, joka mahdollisti keskisuurten radioaaltojen alueen käytön sen lähettämiseen [1] . Tämä puolestaan mahdollisti televisiolähetysten vastaanottamisen pitkien etäisyyksien (satojen ja tuhansien kilometrien) päähän sekä tavanomaisen lähetyksen [23] [24] .
1930 -luvun alussa kotitekoisten digisovittimien [25] suunnittelu televisiolähetysten, mukaan lukien ulkomaisten lähetysten, vastaanottamiseen yleistyi Neuvostoliiton radioamatöörien keskuudessa [18] . Samaan aikaan heidän ulkomaisilla kollegoillaan oli mahdollisuus luoda amatööritelevisioasemia [26] . Moskovan televisiokeskuksen käynnistämisen jälkeen alettiin lähettää mekaanisia televisiolähetyksiä Odessasta ja Leningradista [24] . 10. syyskuuta 1933 lähetykset Novosibirskistä alkoivat [4] . Säännölliset mekaanisen television lähetykset Moskovasta loppuivat huhtikuussa 1940 sen jälkeen, kun Shabolovkaan avattiin uusi sähköisiin periaatteisiin perustuva televisiokeskus [2] .
Levyllä varustettujen järjestelmälinjojen määrä oli rajoitettu ja vaihteli 30:stä 120:een. Vuoden 1935 jälkeen syntyi joidenkin teknisten edistysaskeleiden ansiosta mekaanisia järjestelmiä, jotka oli suunniteltu 180 tai useammalle riville. Elektronisen television kuvanlaatu mekaaniseen televisioon jäi kuitenkin saavuttamatta. Parhaaksi mekaanisen television järjestelmäksi pidettiin brittiläistä " Scophonya " ( englanniksi Scophony ), joka toisti 405 riviä näytöllä 2,8 × 3,7 metriin (9 × 12 jalkaa ) asti [27] . Useita tämän järjestelmän laitteita koottiin, mukaan lukien kotikäyttöön tarkoitetut 24 × 22 tuuman (56 × 61 cm) näytöllä [28] . Scophony-järjestelmässä käytettiin useita suurella nopeudella pyöriviä rumpuja kuvan luomiseksi [28] . Tämän tyyppisten televisioiden massatuotantoa ei tapahtunut maailmansodan lähestymisen vuoksi. Tunnetaan myös amerikkalainen järjestelmä 441 pyyhkäisylinjalla, jossa käytettiin useita rumpuja, joista yksi pyöri nopeudella 39 690 rpm ja toinen useita satoja kierroksia minuutissa.
Mekaaniset televisiojärjestelmät olivat olemassa toisen maailmansodan puhkeamiseen asti , ja ne väistyivät teknisesti edistyneemmlle ja luotettavammalle elektroniikalle sodan päättymisen jälkeen. Mekaanisen television periaatteita sovellettiin valokuvatelevisiojärjestelmissä kuvien lähettämiseen Kuusta ja muilta planeetoilta automaattisten planeettojen välisten asemien avulla . 25. joulukuuta 1966 Neuvostoliiton AMS " Luna-13 " lähetti ensimmäistä kertaa panoraaman Kuun pinnasta käyttämällä mekaanista skannausta. 1500 pystyviivasta koostuvaa kehystä lähetettiin puolitoista tuntia [9] . Alhaisen lähetysnopeuden ansiosta oli mahdollista käyttää luotettavampaa radioaaltoaluetta ja saada teräväpiirtokuva paikallaan olevista kohteista [18] .
Jotkut radioamatöörit ovat kokeilleet mekaanisia televisiojärjestelmiä 1970 -luvulta lähtien . Laitteet suunniteltiin uudelleen ottaen huomioon uudet tekniikat: vanhat neonlamput korvattiin superkirkkailla LEDeillä jne. Tällaisilla järjestelmillä on omat etunsa, jotka ovat tärkeitä luotaessa kapeakaistaista televisiota, jonka kaistanleveys on alle 40 kilohertsiä (nykyaikainen televisio) . järjestelmät käyttävät radiokanavaa, jonka leveys on noin 6 megahertsiä, 150 kertaa leveämpi). Käytännössä kuitenkin käytetään useammin elektronisia kuin mekaanisia laitteita (esimerkiksi hidaspyyhkäisytelevisio ).
Mekaaniset televisiotekniikat ovat löytäneet sovelluksen nykyaikaisissa DLP-projektoreissa . Ne käyttävät erilaisia pieniä (16 mm²) sähköstaattisesti varautuneita peilejä, jotka heijastavat valikoivasti valoa kuvan luomiseksi. Monet halvat DLP-projektorit käyttävät väripyörää värikuvan luomiseen. Samaa tekniikkaa käytettiin hybridiväritelevisiojärjestelmissä 1950-luvulla ennen varjomaskikineskooppien keksimistä [ 29] .
Toinen optomekaanisen tekniikan sovellusalue on lasertulostimissa , joissa pientä pyörivää peiliä käytetään moduloidun lasersäteen ohjaamiseen yhdellä akselilla, kun taas rummun liikettä käytetään muiden akselien ohjaamiseen. Tämän järjestelmän muunnelmaa, jossa käytetään suuritehoisia lasereita, käytetään laserprojektoreissa , joiden resoluutio on jopa 1024 juovaa (jokaisella rivillä on yli 1500 pistettä). Tällaisille järjestelmille on ominaista korkea kuvanlaatu, ja niitä käytetään esimerkiksi planetaarioissa ja uusimmissa IMAX -elokuvateattereissa [30] .
Kuvan skannaus mekaanisessa televisiossa suoritetaan useimmiten käyttämällä Nipkow-levyä, jonka saksalainen keksijä Paul Nipkow ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1884 [5] . Levyssä on sarja reikiä, jotka on järjestetty spiraaliin.
Lähetyskammioon , ampumalinssin polttotasossa olevan levyn taakse , on asennettu valokenno , joka rekisteröi sille putoavan valon . Valosähköisen kennon sijasta vastaanotin käyttää moduloitua valonlähdettä, yleensä neonlamppua , jolla on pieni inertia. Jokainen reikä liikkeessään muodostaa yhden skannausviivan, jonka kirkkaus vaihtelee kohteen lähetettyjen alueiden kirkkautta vastaavasti. Sähköliitäntää tai radiota käytetään kirkkaussignaalin välittämiseen kamerasta vastaanottimeen . Kameroiden lähettämisessä levyllä oli useita merkittäviä haittoja: erityisesti ne kiinnitettiin liikkumattomiksi, koska vaarana oli, että pyyhkäisy katkeaa tärinän aikana. Panorointi onnistui vain linssin eteen asennetun pyörivän peilin avulla, joka ampuu heijastuneita kohteita [31] .
Nipkow-levyn lisäksi on olemassa useita muita tekniikoita. Pyörivää rumpua voidaan käyttää levyn sijasta joko rei'itettynä tai siihen asennettuna peilisarjana: esimerkiksi ns. "peiliruuvi"-malli [32] . Pystyakselilla on pino kiillotettuja metallilevyjä, jotka on kierretty toisiinsa nähden pienessä kulmassa. Levyjen lukumäärä vastaa skannauslinjojen määrää. Rakoneonlampulla valaistuna sen heijastus peilipinnalla liikkuu ruuvin kiertymisen vuoksi ja tuloksena on koko rakenteen mittoihin verrattava kuva. Tässä suhteessa peiliruuvi on parempi kuin Nipkow-levy, joka on monta kertaa hankalampi kuin luodun kehyksen koko. Ruuvi soveltuu kuitenkin vain vastaanottimiin.
Toinen kuuluisa "lentopiste" -menetelmä oli yritys käyttää samanlaista Manfred von Ardennen vuonna 1931 kehittämää telecine-projektiotekniikkaa . Kohde oli pimennetyssä studiossa ja sitä skannattiin kapealla valonsäteellä, joka kulki Nipkowin kiekon reikien läpi 16 kertaa sekunnissa. Kohteesta heijastunut valo ei osunut yhteen valokennoon, vaan kokonaiseen lohkoon tällaisia elementtejä, mikä mahdollistaa signaalin summauksen lisätä järjestelmän valoherkkyyttä . BBC käytti matkasädemenetelmää vuoteen 1935 asti ja Saksassa vuoteen 1938 asti . Tämän menetelmän haittoja ovat kuvausolosuhteet - kohteen on oltava pimeässä, eli menetelmä ei sovellu ulkoilmalähetykseen. Tästä huolimatta tällaisia telesensoreita käytettiin laajasti lähetyksessä studiosta 30-luvulla. Samanaikaisesti kuuluttaja istuutui pimeään hyttiin lukemaan uutisia, ja hänen kuvansa skannattu matkasäde.
Joissakin varhaisissa mekaanisissa järjestelmissä viivoja ei järjestetty vaakasuoraan, kuten nykyaikaisessa televisiossa, vaan pystysuoraan. Esimerkki on brittiläinen 30-linjainen Byrd-järjestelmä. Tämä järjestelmä loi pystysuoran suorakaiteen muotoisen kuvan ("pysty"-suunta) nykyään yleisen vaakasuuntaisen ("maisema"-suunta) sijaan. Viivojen suunta riippuu kehysmaskin sijainnista suhteessa Nipkow-levyyn: kun ne sijaitsevat vasemmalla tai oikealla, skannausviivat ovat pystysuorat, ylhäältä tai alhaalta - vaakasuorat. Baird-järjestelmän kuvien alhaisesta resoluutiosta johtuen, joka riittää vain enemmän tai vähemmän selkeälle kuvalle yhdestä henkilöstä, pystysuora (muotokuva) -suunnasta tuli vaakasuuntaisena. Lopulta vaakasuora kehys, joka osui yhteen elokuvallisen kanssa, voitti kuitenkin.
Mekaanisen television kaupallisen toiminnan päivinä kehitettiin järjestelmiä, jotka tallentavat kuvia ilman ääntä modifioidulla gramofonitallentimella . Järjestelmää, joka tunnetaan nimellä "Phonovision" ( eng. Phonovision ), ei käytetä laajalti monimutkaisuuden, alhaisen luotettavuuden ja erittäin vaikuttavan hinnan vuoksi. Mutta kuitenkin tämän laitteen ansiosta meille on tullut ainutlaatuisia tallenteita noiden vuosien lähetyksistä. Nykyään skotlantilainen insinööri Donald F. McLean loi laitteet näiden levyjen soittamiseen ja pitää luentoja ja esittelyjä vuosina 1925-1933 tehdyistä äänityksistä [ 33 ] .
McLeanin levykokoelma sisältää sarjan television pioneeri John Bairdin henkilökohtaisesti tekemiä testitallenteita. Yksi levy, joka on päivätty 28. maaliskuuta 1928 ja jossa on merkintä "Miss Pounsford" ( eng. Miss Pounsford ), on tallenne muutaman minuutin pituisesta naisen kasvojen kuvasta, joka johtaa vilkasta keskustelua jonkun ruudun ulkopuolella olevan kanssa. Vuonna 1993 naisen identiteetti tunnistettiin Mabel Pouncefordiksi, ja hänen lyhyen esiintymisensä levylle uskotaan olevan ensimmäinen ihmisen videotallenne [34] .
| Näyttötekniikat _ | |
|---|---|
| Video näyttää |
|
| Ei-video |
|
| 3D-näytöt |
|
| Staattinen | |
| Katso myös |
|
| Lähetä videoformaatteja | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TV |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Tekninen julkaisu |
| ||||||||||||||||||||||||||