Телевизор — откуда появился и как развивался История создания и прогресса телевидения

Неполная и выдернутая из контекста фраза Ленина: «Из всех искусств для нас важнейшим является кино», — означает необходимость для государства иметь средства донесения информации до своих граждан. Глашатаи, газеты, радио, телевидение, интернет — это этапы одного пути. Телевизор принял эту эстафету почти сто лет назад, и все еще не спешит полностью ее передать другому.

Первые шаги

Скрыть текст

Диск Нипкова

Когда появился первый телевизор? Идеи кодирования и передачи изображений старше, чем может показаться. Так, например, Порфирий Иванович Бахметьев еще в конце XIX века предложил «разлагать образы на различные части», чтобы передавать их в кодированном виде по проводам, а потом собирать заново. И это во времена, когда даже фотография делала первые шаги!

Но практическое изобретение телевизора началось с идеи механической развертки. Одним из первых «подходов к снаряду» считается как изобретение П. Нипкова от 84-го года XIX века. «Диск Нипкова» — вращающееся плоское устройство с просверленными в нем по определенному шаблону отверстиями. Они использовались для передачи светового потока, который после преобразования приемником управлял изображением на экране. Первоначально технология работала крайне примитивно, но затем развилась благодаря оптимизации системы, которая позволила заметно улучшить четкость границ и плавность движений. Для этого использовалось сразу несколько «дисков Нипкова» и несколько проекторов.

Кто создал телевизор? Коммерческая реализация технологии принадлежит Дж. Бэрду, (бренд Baird), который благодаря ей доминировал на рынке телевизоров до конца первой трети XX века, несмотря на ужасное качество изображения.

Пришествие электроники

В 36-м году ХХ-го века В. Зворыкин при содействии RCA создал устройство, которое с уверенностью можно назвать телевизором (т. е. прибором, выполняющим все возложенные на него основные функции). В его основу лег кинескоп, изобретенный немцем К. Брауном в самом конце XIX века.

Телевизор Зворыкина был прототипом, который привел к началу серийного производства для домашнего использования. К 39-му году удалось наладить технологию производства модели RCS TT-5. Огромный деревянный ящик имел диагональ экрана всего 12–13 см, но на это уже можно было смотреть.

Формирование изображения на экране осуществлялось электронным лучом, испускаемым электронной пушкой кинескопа, что являлось отличительной особенностью всех телевизионных приемников до недавнего времени. Передовым по тем временам решением было то, что в них использовались самые современные электронные компоненты — вакуумные лампы, трансформаторы, транзисторы и так далее.

Кстати, электронно-лучевые кинескопы актуальны до сих пор, хотя микроэлектронные технологии уже давно предложили новые принципы формирования изображения.

Кинескоп — теплый и ламповый

Кинескоп представляет собой закрытую полую стеклянную колбу с прямоугольным дном, в горловину которой помещается электронно-лучевая пушка. Пучок электронов любой длины волны может быть выпущен с помощью ЭЛП с определенной мощностью в заданном направлении.

Когда электроны достигают передней части колбы кинескопа (которая является экраном), они вызывают свечение люминофора — материала, покрывающего внутреннюю поверхность экрана. Он и излучает свет, который формирует изображение. Изменение траектории электронного пучка в присутствии магнитного поля позволяет реализовать вертикальную развертку с помощью ряда катушек с пилообразным и ступенчатым изменением тока.

Б. Розинг изобрел первый действующий кинескоп еще в первом десятилетии XX века. Он смог получить на нем устойчивое изображение с использованием технологии построчной развертки — когда изображение формируется лучом, пробегающим строку за строкой. На его основе Зворыкин и разработал полноценный кинескопный телевизор.

Отечественный телевизор

Российская история телевидения тоже началась с механической развертки. В начале 1930-х годов ХХ века Ленинградский завод имени Коминтерна построил первую серийную бытовую модель. Технические характеристики продукции постоянно совершенствовались в процессе производства, и к концу 1930-х годов компания уже создала серийный черно-белый телевизор ТК-1. К началу 1940-х годов постоянный режим телевещания запустили по всей стране, и граждане начали покупать первые телевизионные приемники.

Впрочем, действительно массовой моделью стал электронный КВН, появившийся уже после войны. Это была примитивная, но очень живучая модель — некоторые КВН-49 все еще можно увидеть в рабочем состоянии.

Пришествие цвета

Цветной телевизор стал переломной точкой для технологии. Возможность цветового кодирования изображения (метод передачи цветного телевидения Triniscope) появилась еще в сороковых, но первые серийные модели телевизоров вышли в свет в середине 1950-х годов, когда при поддержке RCA была представлена полнофункциональная серийная модель СТ-100.

На экран кинескопа с цветным изображением изнутри нанесен дискретный слой люминофоров (в виде кружочков или штрихов), светящихся красным, зеленым и синим цветом. Этот слой освещается тремя электронными лучами, создаваемыми тремя отдельными ЭЛП. Цветоразделяющая теневая маска служит для того, чтобы каждый из трех электронных лучей точно попадал в «свой» люминофор, проходя одновременно через ряд отверстий в маске.

Три компонента цветного изображения, или «собственный» видеопоток, используются для индивидуальной модификации каждого электронного луча. Видеосигналы, поступающие в кинескоп, регулируют интенсивность электронных лучей, что, в свою очередь, влияет на яркость свечения люминофоров (красного, зеленого и синего). В результате на экране цветного кинескопа одновременно отображаются три одноцветных изображения, которые объединяются в цветное изображение.

В СССР не отстали — в середине 1950-х годов у нас дебютировал свой телевизор под названием «Радуга». Его выпускал завод имени Коминтерна, разработавший и наладивший выпуск советских телевизионных марок «Рубин» и «Рекорд». Цветной телевизор был дорогим удовольствием, и черно-белые держали свои позиции до 80-х.

Отказ от глубины

Первые телевизоры имели выпуклый маленький экран, современные имеют большой и вогнутый, и все это один «путь плоскости».

Первыми плоскими экранами обзавелись еще электронно-лучевые модели — с кинескопами «уплощенного» формата. Они появились в начале XXI века. Сейчас «плоским» называют телевизор, имеющий глубину, которая намного меньше, чем другие линейные размеры, но тогда и просто отсутствие сферичности экрана было большим достижением.

Для настоящей плоскости от кинескопа пришлось отказаться (электронно-лучевая трубка не может не иметь глубины в силу принципа работы). Первые плазменные и жидкокристаллические дисплеи начали разрабатываться в середине 1960-х годов, но коммерческие модели были выпущены только два десятилетия спустя, привнеся в нашу жизнь термин «LCD телевизоры». Первоначальные модели имели дисплеи TFT-LCD, но позже был представлен более перспективный тип IPS.

На ЖК-телевизорах (Liquid Crystal Display) изображение создает система жидких кристаллов и поляризационных фильтров. Источник света равномерно освещает заднюю сторону жидкокристаллической панели, а матрица электродов, на которые подается управляющее напряжение, управляет ячейками жидких кристаллов (пикселями). Под действием напряжения жидкие кристаллы разворачиваются, образуя активный поляризатор. Яркость светового потока меняется в зависимости от степени поляризации.

Можно воспроизвести любой цвет, комбинируя матрицу цветных фильтров, которые изолируют три основных цвета от излучения белого источника для создания цветного изображения. LCD телевизоры компактны, имеют небольшой вес и низкое энергопотребление, отличаются отсутствием геометрических искажений, не имеют опасного электромагнитного излучения, но у них узкий угол обзора.

Еще одной технологической ветвью стали плазменные телевизоры. Они работают за счет управления разрядом инертного газа в ионизированном состоянии между двумя близко расположенными плоскопараллельными стеклами ячеистой структуры. Набор из трех пикселей, выступающих в качестве рабочего элемента (пикселя), составляющих единую точку изображения, каждый из которых отвечает за один из трех основных цветов. Каждый пиксель представляет собой микрокамеру с флуоресцентным материалом одного из основных цветов на стенках, расположенную в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, которые вместе составляют прямоугольную сетку. УФ-излучение возбуждается при разряде в толще инертного газа, а при взаимодействии с люминофорами первичных цветов дает вторичные цвета.

Яркость каждого компонента изображения на дисплее зависит от того, как долго он светится. Если каждое люминофорное пятно на типичном экране кинескопа непрерывно пульсирует с частотой 25 раз в секунду, самые яркие элементы на плазменных панелях светятся равномерно и непрерывно, без мерцания. Плазменные панели более надежны, чем обычные кинескопы, но по совокупности потребительских качеств пока уступают LCD.

Возвращение глубины

Только-только телевизоры стали плоскими, и вот уже этого мало. Даешь объемное изображение!

Разработки 3D-телевизора начались в середине 20-го века и были основаны на способности жидких кристаллов придавать генерируемым изображениям вид трехмерности. Только в первом десятилетии двадцать первого века стало возможным впервые запланировать трехмерную телевизионную передачу. Поскольку 3D-телевизоры все еще находятся в стадии разработки, они практически недоступны для домашнего использования.

Еще одна перспективная разработка — голографическое телевидение. Для создания трехмерного изображения используют волновые характеристики триггеров когерентного света, дифракцию и интерференцию. Для этого выстраивается система лазеров и кристаллов с регулируемыми оптическими (преломление, прозрачность и др.) свойствами.

Перспективы телевизоров

Несмотря на триумфы интернета, телевизор все еще остается самым распространенным медиаприбором. Интернет лишь расширил его возможности, позволив смотреть любой контент в удобном порядке, а не по произволу сетей вещания.

Пока у людей зрение является основным каналом восприятия, телевизор будет занимать свою нишу на рынке и свое место в интерьере.