1.Телевидение (от теле... и слова видение), область науки, техники и культуры, связанная с передачей зрительной информации (подвижных изображений) на расстояние радиоэлектронными средствами; собственно способ такой передачи. Телевидение — одно из наиболее массовых средств распространения информации (политической, культурной, научно-познавательной, учебной) и одно из основных средств связи, используемое в научных, организационных, технических и др. прикладных целях (например, в системах диспетчеризации и контроля в промышленности и на транспорте, в космических и ядерных исследованиях, в военном деле и т. д.).

Основные принципы телевидения и их техническая реализация. Конечным (приёмным) звеном телевизионной передачи служит человеческий глаз, поэтому телевизионные системы строятся с учётом особенностей зрения. Реальный мир воспринимается человеком визуально в цветах, предметы — рельефными, расположенными в объёме некоторого пространства, а события — в динамике, движении: следовательно, идеальная телевизионная система должна обеспечивать возможность воспроизводить эти свойства материального мира. В современном Телевидение задачи передачи движения и цвета успешно решены (и технически, и практически). На стадии испытаний находятся телевизионные системы, способные воспроизводить рельефность предметов и глубину пространства (см. Стереоскопическое телевидение).

Для телевизионной пердачи изображений необходимо осуществить 3 процесса:

-преобразование света, испускаемого объектом передачи или отражаемого им, в электрические сигналы; -передачу электрических сигналов по каналам связи и их приём;

-обратное преобразование электрических сигналов в световые импульсы, воссоздающие оптическое изображение объекта.

одновременная передача всех элементов изображения практически невозможна. Поэтому в Телевидение принят принцип последовательной передачи изображений (поочерёдно — элемент за элементом), предложенный португальским учёным А. ди Пайва (1878) и независимо от него П. И. Бахметьевым (188Э). Возможность такой передачи основывается на свойстве человеческого зрения воспринимать пульсирующий свет как непрерывный, если частота пульсаций превышает критическую, которая зависит от яркости источника и составляет несколько десятков пульсаций в сек. Процесс последовательного преобразования элементов изображения в электрические сигналы при передаче и обратный процесс при приёме носят название развёртки изображения (см. также Телевизионная развёртка). Эти процессы анализа и синтеза изображения должны совершаться синхронно и синфазно.

Закон развёртки определяется назначением телевизионной системы. Так, например, в современной телевизионной вещательной системе принята линейно-строчная развёртка, при которой образующийся кадр изображения имеет горизонтально-строчную структуру. Для поддержания синфазности развёрток в конце каждой строки и кадра передаются синхронизирующие импульсы. Тем самым телевизионная станция управляет развёртками всех телевизоров в зоне своего действия. Одно из первых устройств для передачи элементов изображения, основанное на применении вращающегося диска с отверстиями, было предложено П. Нипковым (1884). Диск Нипкова применялся в ранних, ещё несовершенных механических системах Телевидение Техническая реализация процессов преобразования и восстановления оптического изображения в современное Телевидение осуществляется главным образом вакуумными электроннолучевыми трубками. Практическое освоение электронных систем Телевидение, основанное на использовании таких приборов, относится к концу 20-х — 30-м гг. 20 в. и связано с именами В. К. Зворыкина и Ф. Фарнсуорта (США), К. Свинтона (Великобритания), В. П. Грабовского, С. И. Катаева, А. П. Константинова, Б. Л. Розинга, П. В. Тимофеева, П. В. Шмакова (СССР), а также многих др. изобретателей.

Исторически Телевидение развивалось начиная с передачи только яркостной характеристики каждого элемента изображения. В черно-белом Телевидение (см. рис.) яркостный сигнал (видеосигнал) на выходе передающей трубки подвергается усилению и преобразованию (см. Телевизионный сигнал). Каналом связи служит радиоканал или кабельный канал (см. Телевизионная передающая сеть). В приёмном устройстве принятые сигналы преобразуются в однолучевом кинескопе, экран которого покрыт люминофором белого свечения.

В цветном телевидении, кроме яркостной составляющей, передаётся и информация о цветности каждого элемента. Поскольку всё многообразие природных цветов можно воспроизвести оптически из трёх основных — красного, зелёного и синего, взятых в определённых пропорциях, то телевизионная передающая камера содержит не одну, а три трубки — для создания яркостного сигнала и сигналов основных цветов. Все эти сигналы при передаче (на телецентре) подвергаются кодированию, а при приёме (в телевизионном приёмнике) — декодированию. Цветной кинескоп — трехлучевой, с мозаичным (образованным люминофорами красного, зелёного и синего свечения) экраном.

Классификацию систем Телевидение производят чаще всего по следующим основным признакам: по качественному признаку — черно-белые (монохромные), цветные, стереомонохромные и стереоцветные; по форме представления сигналов (видеоинформации) — аналоговые, цифровые; по частотному спектру канала связи — широкополосные (с полосой пропускания, равной полосе вещательного канала или больше её) и узкополосные (с полосой меньше полосы вещательного канала). Некоторые из указанных систем могут, в свою очередь, подразделяться по частным признакам, например по способу развёртки изображений или по очерёдности передачи той или иной информации.

За годы практического использования Телевидение прочно вошло в жизнь людей. Наибольшее распространение оно получило как телевизионное вещание. Телевизионную аппаратуру применяют при решении разнообразнейших задач в науке, медицине, в различных отраслях народного хозяйства, космическое Телевидение, средства которого действенно используются в экспериментах по изучению и освоению космоса.

2. Любая телепрограмма принимается при помощи телевизора или, строго придерживаясь терминологических ГОСТов, - телевизионного приемника. Источником телепрограмм вполне может служить бытовой видеомагнитофон. Однако в предлагаемых статьях речь пойдет лишь о тех случаях, когда телевизионный сигнал приходит в дом извне. Во всем мире сложились фактически три способа доставки телесигнала по каналам связи. Расставленные в порядке реализации - это эфирное, кабельное и спутниковое ТВ.

Спутниковое ТВ.

Если Вы организуете местное телевещание, вряд ли Ваша телекомпания запустит спутник или арендует спутниковый канал прямого вешания. Поэтому спутниковый способ доставки можно смело оставить для телевизионных гигантов вроде CNN и небольшого количества состоятельных (по Российским меркам) телезрителей, которые могут обзавестись своей "тарелкой".

Кабельное ТВ.

Оно появилось как альтернатива эфирному ТВ с присущему ему ограничениями по числу одновременно передаваемых. Другой фактор, постоянно подталкивавший вешание к кабельному ТВ - это проблема приема в крупных городах с разноэтажной застройкой и в регионах со сложным рельефом, например в горах. К несомненным достоинствам кабельного ТВ, помимо приятной возможности параллельной доставки абонентам большого числа программ, следует отнести и высокое качество доставляемых сигналов - ведь кабель практически не подвержен влиянию внешних помех. Проше решается и проблема организации платного (закрытого) вешания, поскольку несанкционированный доступ к кабелю затруднителен, а способы кодировки (скремблирования) не ограничены, как это характерно для "открытого" эфира.

Если вспомнить о недостатках, то они присуши и кабельному ТВ. Прежде всего - это высокая стоимость оборудования кабельной сети в расчете на один телеприемник. Весьма велики и затраты на организационные и монтажные работы. Сказанное относится к общим недостаткам, одинаково характерным для Европы, Америки, Азии - словом, повсеместным. Но есть и специфические "наши" - это, к примеру, отсутствие на внутреннем рынке хороших , т. е. с затуханием менее 0,2 дБ/м на частоте 1000 МГц, радиотехнических кабелей. Хороших оптических, надо сказать, также не густо! Весьма ограничен, в том числе и по объему, выбор усилительного и разветвительного оборудования, обеспечивающего доставку ТВ сигналов в ДМВ диапазоне. Это не позволяет реализовать на практике повышенную (речь идет о числе каналов) емкость кабельной сети.

Поясним важность предварительной оценки указанной емкости. Даже если вы организуете телевещание только по одному "коммерческому" телеканалу и ради этого разворачиваете кабельную сеть, ваши абоненты вряд ли положительно оценят необходимость периодически ломать входной разъем телевизора в результате ежедневной манипуляции с телевизионными штекерами. Поэтому во всех кабельных сетях, имеющих хотя бы один самостоятельный телеканал, предусматривают ретрансляцию (при необходимости - с конвертированием частот) действующих эфирных телеканалов. Сразу же возникает проблема выбора каналов, если местное эфирное вешание многопрограммно (5-7 программ). В метровом диапазона может просто не найтись места для кабельного канала. (Техническим проблемам КТВ будет посвящена отдельная статья). Вот почему прежде, чем принять решение о разворачивании системы КТВ, следует выполнить грамотный технический и экономический анализ. Добавим и еше одно, чисто "российское" обстоятельство: скорее всего, придется регулярно обновлять оборудование кабельной сети из-за его хищений.

Эфирное ТВ.

Это наиболее "древний" способ доставки ТВ сигнала зрителям. Он, как правило, наиболее дешев. Однако есть и исключения - например, "охват" компактного района многоэтажной застройки. Тем не менее, в первом приближении эфирное вешание как будто не требует какой-либо технической заботы о телезрителе, вся проблема по доставке программы сводится к ее выводу в эфир.

Недостатки эфирного телевидения хорошо известны и, увы, многочисленны. Это и ограничения по числу одновременно работающих ТВ передатчиков, и высокая подверженность внешним помехам, и существенно большая, чем у КТВ, и весьма болезненная проблема приема в зонах разноэтажной городской застройки или со сложным рельефом.

" Российская особенная стать" проявляется и а-"5фире! Если в "дальнем зарубежье" уже давно эфирные каналы плотно заполнены, то у нас сыскать "свободное место" в эфире, как правило, - не проблема. Число одновременно действующих телеканалов даже в Москве и Санкт-Петербурге не превышает десяти. На периферии и того меньше: в "среднем" не более 5; в дальних "провинциях" - хорошо, если есть три телепрограммы: две центральные и одна местная, т.е. областная или коммерческая. А уж совсем в глубинку может доходить одна, а кое-где и ни одной программы. Словом, телевидение в России еще не дошло до ситуации, когда из-за тесноты в эфире происходит "выталкивание" части телеканалов в многоканальные кабельные сети. Вот почему у нас решившимся открыть ТВ студию все еще можно рекомендовать "эфирный" способ доставки программ - он потребует минимум затрат на оборудование в расчете на одного абонента сети.

3. Несущая частота, частота гармонических колебаний, подвергаемых модуляции сигналами с целью передачи информации. Колебания с Н. ч. иногда называют несущим колебанием. В самих колебаниях с Н. ч. не содержится информации, они лишь "несут" её. Спектр модулированных колебаний содержит, кроме Н. ч. боковые частоты, заключающие в себе передаваемую информацию.

4. Активным элементом композиции кадра, ее формообразующим и эстетическим фактором является свет. на пленке можно зафиксировать изображение лишь тех предметов, которые хотя бы слабо освещены. Нет света — нет изображения. Изображение пишется светом. Кадр — это прежде всего "свето-тональная или свето-цветовая картина...

Светом можно выявить глубину пространства, трансформировать объемные формы, подчеркнуть линейные очертания и рельефность элементов, более осязаемо передать воздушную атмосферу, а также создать нужное настроение в кадре.

Во всех объемно-пространственных искусствах свет всегда использовался как сильнейшее выразительное средство.

Изображение на пленке фиксируется благодаря использованию либо естественного, либо искусственного освещения.

Естественное — природное — освещение может быть солнечным (фронтальным, боковым, диагональным, котровым, зенитным) и пасмурным. Оно непрерывно меняется и по спектральному составу, и по интенсивности, поэтому при съемках на натуре используют подсветку. Проводят также "режимную съемку", снимая на рассвете или при заходе солнца — в сумерках. При этом на экране получают изображение ночи.

Свет в кадре может быть прямым (направленным), рассеянным (диффузионным) и отраженным.

Используя искусственные источники освещения, операторы различают свет рисующий, заполняющий, фоновой, моделирующий и контровой (контурный).

В графической и живописной композиции кадра немаловажное значение имеет тень. Тень подразделяют на собственную (от предмета, сооружения, человека, то есть от объекта съемки) и падающую (перекрывающую).

под световой энергией понимается продукт, получаемый за единицу времени из отданного светового потока источника света. Единицей измерения является килолюмен в час (клм/ч). Световая энергия принимается во внимание, например, при оценке светогенерирующей способности ламп для фотовспышек.

Световая энергия знакома всем людям всех времен с самого рождения. С древности известны такие источники световой энергии, как Солнце, Луна и Звезды, костер, факел, хемилюминесцентные животные и растения. В настоящее время Солнце продолжает оставаться основным и главнейшим источником энергии на Земле вообще и световой энергии в частности.(+лампы лекция)

Ви́део (от лат. video — смотрю, вижу) — множество технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального или аудиовизуального материала, а также распространённое название для собственно видеоматериала, телесигнала или кинофильма, в том числе записанного на физическом носителе (видеокассете, видеодиске и т. п.). Видео отличается от кинематографа только тем, что использует для записи и/или воспроизведения любой другой носитель, кроме киноплёнки; впрочем, всё большее распространение цифровых технологий при киносъёмке и цифровых кинопроекторов способствуют тому, что грань между кино и видео практически стирается, и классическое кино всё больше отходит на задний план.

Мы попытаемся рассказать о некоторых устройствах и методах обработки видеосигналов. Все устройства обработки видеосигналов (УОВ) можно разделить на несколько категорий:

Специализированные устройства, выполняющие ограниченный набор функций и работающие, как правило, в реальном времени. К этой категории относятся всевозможные видеомикшеры, видеокоммутаторы, генераторы спецэффектов, синхронизаторы, транскодеры и т. д.

Устройства обработки видеосигналов на базе компьютеров PC, Macintosh, Silicon Graphics, Amiga, Alfa DEC и т. д. Обычно эти устройства выполняются в виде плат или внешних блоков активно взаимодействующих с компьютером при помощи программного обеспечения. Такие устройства редко работают в реальном времени, но имеют практически неограниченные возможности.

Управляющие и вспомогательные устройства, которые управляют видеоаппаратурой (видеомагнитофонами, видеокамерами, видеомикшерами, коммутаторами и т. д.). Они могут быть как автономными, так и входить в состав компьютерного видеокомплекса. К этой категории относятся видеомонтажные контроллеры, платы линейного видеомонтажа, управляющие системы и т. д.

Следует отметить, что большинство вышеперечисленных устройств используют цифровую обработку сигналов, которая либо имеет ряд преимуществ, либо является единственно возможной. Цифровая техника достаточно специфична, поведение интеллектуальных машин иногда противоречит повседневному опыту человека и трудно воспринимается. Специальное образование, вскрывающее подноготную цифровых процессов, снимает такие трудности.

2. Что такое видеомонтаж.

Любой отснятый видеоматериал перед тем как подать в эфир, записать в чистовую видеоролик или видеофильм надо смонтировать, т. е. убрать «лишние» видеосюжеты, состыковать отдельные кусочки видеоматериала, выполнить между ними переходы, добавить спецэффекты и титры. Это и призваны сделать те устройства, о которых мы будем рассказывать. Существует три вида видеомонтажа: линейный, нелинейный и гибридный.

Линейный

подразумевает перезапись видеоматериала с двух (или нескольких) видеоисточников на видеоприемник (видеозаписывающее устройство) с попутным вырезанием ненужных и «склейкой» нужных видеосцен и добавлением эффектов, о которых говорилось выше. Недостаток — потеря качества (исключение составляет, пожалуй лишь профессиональные форматы представления видеоcигнала, напр. Betacam SP), высокая трудоемкость и большое количество видеоаппаратуры.

Нелинейный

осуществляется на базе специализированных компьютерных систем. При этом черновые видеоматериалы сначала заносятся " в компьютер«, а затем производятся монтажные процедуры. Достоинства — практически отсутствие потерь качества при многократных «перемещениях» видеосюжетов, значительная экономия видеоаппаратуры. Недостатки — работа не в реальном времени, большое время обработки видеоматериала, высокая трудоемкость (попробуйте оттитровать полчаса видеоматериала, что необходимо, например, при создании учебных фильмов), ограниченный объем заносимого в компьютер видеоматериала.

Гибридный

вид сочетает в себе достоинства первых двух (нелинейная видеомонтажная система выступает в роли видеоисточника). Недостаток — как правило, более высокая цена.

Теперь расскажем о том, как устроен видеосигнал, в каком виде видеоизображение передается между различными устройствами обработки видеосигналов. Эти знания необходимы для правильного выбора и состыковки устройств, работающих в различных видеоформатах.

3. Как устроен телевизионный сигнал.

Известно, что человеческий глаз воспринимает как единое целое красную (Red), зеленую (Green) и синюю (Blue) части видимого спектра. Таким образом, цветовое восприятие человека трехкомпонентное. Конечно, мы воспринимаем больше цветовых оттенков — считается, что 16 миллионов — но для нас, в силу особенностей цветового восприятия, все они сводятся к комбинациям этих трех главных цветов (в теории цвета их называют опорными). Исходя из этого, все телевизионные камеры и другие технические датчики цветных изображений формируют три сигнала — R, G, B, а в телевизионных и компьютерных мониторах экран одновременно сканируют три электронных луча, вызывая световые вспышки красного, зеленого и синего цветов. Глаз же при этом воспринимает только результирующее изображение во всем богатстве цветов реального мира.

В то же время для телепереноса цветного изображения через эфир технически эффективнее кодировать цвет иным образом. Дело в том, что глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков цвета, чем к изменениям яркости. Поэтому цветовая информация может передаваться с меньшей пространственной четкостью (разрешением). В результате исходные RGB-видеосигналы в телевидении перед передачей преобразуют (кодируют) в сигнал яркости Y и два цветоразностных сигнала U и V:

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B, U = R — Y, V = B — Y,

при этом U и V передаются с разрешением, в два раза меньшим, чем Y. Такое уменьшение объема передаваемой информации позволяет строить более дешевые системы. Выбор вышеуказанных коэффициентов преобразования определяется жестким требованием двусторонней совместимости черно-белых и цветных приемников — яркостной сигнал Y совпадает с формируемым в ч/б системах, ч/б приемники воспринимают только его. Что касается цветовых сигналов U и V, то они добавляются к яркостному сигналу путем модуляции специального гармонического сигнала (цветовой поднесущей) на частоте, лежащей в пределах спектра сигнала Y. В результате полосы яркостного сигнала и полного видеосигнала совпадают.

Модуляция поднесущей может осуществляться по амплитуде, фазе или частоте согласно U- и V- значениям. При приеме для точного определения величин модуляции необходима привязка к опорной несущей. Для этого в начале каждой строки передаются пакеты немодулированной несущей — так называемые синхроимпульсы. Таким образом телевизионный видеосигнал, с определенными оговорками, представляет собой композицию трех сигналов Y, U, V и синхроимпульсов. Такой сигнал называют композитным.

При приеме в цветном телевизоре осуществляется обратный процесс восстановления (декодирования):

R = Y + U, B = Y + V, G = Y — 0.509U — 0.194V

Телевизионное изображение воспроизводится путем последовательного сканирования электронными лучами по покрытому электролюминисцирующим веществом экрану. Сканирование происходит слева направо вдоль горизонтальных линий (телевизионных строк) и сверху вниз по строкам. Лучи пробегают строку за строкой сверху вниз до самого низа экрана, а затем возвращаются назад, и опять — слева-направо сверху-вниз. За счет инерционности глаза в процессе подобного сканирования вызываемые цветовые вспышки света сливаются в линии, а затем в полное изображение. В результате полный телевизионный кадр представляет собой совокупность последовательно высвечиваемых линий, передающих пространственное распределение изображения. Установлено, что для восприятия человеческим глазом этой совокупности как целого она должна обновляться не реже 50 раз каждую секунду. В телевидении был реализован чересстрочный режим развертки, при котором за каждый проход луч пробегает только половину линий — сначала четные, затем — нечетные. Таким образом, каждый телевизионный кадр оказывается разделенным на два полукадра — их называют полями. В результате, когда мы говорим о вертикальной частоте в 50 Гц, кадровая оказывается в два раза меньше — 25 Гц. Цифровое представление телевизионного сигнала.

9. По своей массе и производственным мощностям аналоговая вещательная аппаратура все еще преобладает, но очень быстро сдает одну позицию за другой. Как и ожидалось, переход к цифровым вещательным комплексам осуществляется, главным образом, за счет поэтапного встраивания цифрового оборудования в аналоговое окружение. Процесс этот идет повсеместно, но в разных странах темпы перехода различны.

В наиболее развитых странах уже сейчас можно говорить о преобладании цифровой аппаратуры, в некоторых она просто отсутствует. Россию в этом плане, пожалуй, следует отнести к слаборазвитым странам. Бурному внедрению цифровых технологий в наше вещание, естественно, препятствует отсутствие необходимых средств у большинства телевизионных и радиовещательных компаний страны. Тем не менее, дело сдвинуто с мертвой точки и идет с впечатляющим ускорением. Что предлагают цифровые технологии на разных стадиях подготовки и распространения вещательных программ, как влияют на художественные возможности, о чем следует помнить, работая с цифровой аппаратурой, и чего надо опасаться, особенно в системах с компрессией сигналов — ответы на все эти вопросы следует знать всем работникам вещательных организаций — инженерно-техническому персоналу и творческим работникам.

Цифровая техника стала постепенно проникать в телевидение в семидесятые годы. Первыми появились цифровые корректоры временных искажений, затем — кадровые синхронизаторы, генераторы специальных эффектов, микшеры, коммутаторы. Но говорить о возможности полномасштабного перехода к цифровому телевидению стали десять лет назад, когда появился первый промышленный цифровой видеомагнитофон, разработанный фирмой Sony. Это — выдающееся событие для телевидения.

Прежде всего надо отметить, что параметры, характеризующие качество воспроизводимого изображения и звука в цифровом аппарате, превосходили те значения, которые были типичными для аналоговых магнитофонов. Но появление цифровой видеозаписи означало не просто значительное улучшение параметров. Эффект накопления искажений, присущий всем аналоговым системам, например, ограничивает предельно допустимое число перезаписей, которые могут быть сделаны на аналоговом магнитофоне. А вот цифровые системы практически свободны от эффекта накопления искажений. Если в аналоговом аппарате предельно допустимое число перезаписей исчисляется единицами, то в цифровом видеомагнитофоне визуальное качество изображения не изменяется после десятков перезаписей. А это уже не просто количественное улучшение. Можно сказать, что предельно допустимое количество перезаписей уже практически не ограничивает возможности создателей телевизионных программ.

Десятилетия основным носителем в системах видеозаписи была магнитная лента. Но сейчас запись на диск завоевывает свое место в видеотехнике. Дисковые системы дороже ленточных и имеют меньшую емкость, но они обладают весьма важным преимуществом — практически мгновенным (в сравнении с ленточными системами) доступом к любому фрагменту записи. Это создает новые возможности для компоновки и монтажа.

Таким образом, появление цифровой видеозаписи ознаменовало начало кардинальных изменений в технологии производства телевизионных программ. Но цифровая техника порождает и проблемы. Полоса частот цифровых сигналов значительно шире полосы их аналоговых предшественников. Например, полоса частот, занимаемая телевизионным видеосигналом в цифровой форме, составляет сотни мегагерц. Так, при передаче телевизионного сигнала в цифровой форме требуются каналы связи с пропускной способностью до сотен мегабит в секунду. Использование каналов, не вносящих ошибки в цифровой поток и обладающих столь большой пропускной способностью, может оказаться невозможным или экономически невыгодным. При плотностях записи информации, которые приходится использовать, например, в цифровых видеомагнитофонах, чтобы добиться расхода ленты, сравнимого с расходом в аналоговых аппаратах, ошибки при воспроизведении просто неизбежны. Поэтому сам факт преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и использование двоичных сигналов в качестве носителя информации еще не гарантирует высокого качества.

Принципиальный способ решения проблем передачи и записи с высокой степенью помехозащищенности был обоснован Шенноном. Он заключается в кодировании сигнала. К системам кодирования в цифровой видеотехнике предъявляются весьма многочисленные и часто противоречивые требования. Поэтому на практике кодирование всегда выполняется в несколько приемов. Сейчас принято выделять следующие основные виды: кодирования источника информации с целью преобразования сигнала в цифровую форму и его экономное представление путем сжатия или, как часто говорят, компрессии; кодирования с целью обнаружения и исправления ошибок; канального кодирования с целью согласования параметров цифрового сигнала со свойствами канала связи и обеспечения самосинхронизации.