Сегодня юбилей: 60 лет исполнилось цветному телевидению. 18 декабря 1953 года в США началось регулярное телевещание на базе американской системы NTSC. Это была мировая революция в полном значении этого слова. И, как это случается при революциях вообще, в отношении к этой системе мировое сообщество раскололось почти поровну. США, Канада, Мексика, Япония и Корея, Тайвань, Филиппины и часть стран Южной Америки приняли NTSC в качестве государственного стандарта телевещания. Европа, СССР и целый ряд других стран Восточного полушария решили идти по пути развития альтернативных систем цветного телевидения PAL и SECAM. Причина весьма прозаична: NTSC, при всех своих положительных качествах, оказалась очень дорогой. Страшно дорогой. Дорогой даже для государственных бюджетов…
1. Электрическое кино. Термин «телевидение» придумал и впервые использовал в своём докладе «Телевидение как электрическое кино» на Международном конгрессе электротехников в Париже штабс-капитан русской армии Константин Дмитриевич Перский. Это было в 1900 году. Через семь лет преподаватель Санкт-Петербургского технологического института Борис Львович Розинг (на фото справа) запатентовал идею использования катодной трубки в качестве кинескопа, а в 1911 году впервые продемонстрировал на его экране движущееся изображение. Его книга «Электрическая телескопия (видение на расстоянии). Ближайшие задачи и достижения» вышла из печати в Петербурге в 1923-м.
2. Основная идея. Фундаментальный принцип телевидения — разложение изображения на элементы для последовательной их передачи или отображения — изобрёл в 1880 году русский физик П. И. Бахметьев (на фото слева). А через четыре года немец Пауль Нипков запатентовал механическое устройство — вращающийся диск с отверстиями, расположенными по спирали, которое позволяло осуществлять развёртку изображения, получаемое объективом. Любопытно, но именно принцип механической развёртки изображения использовался при передаче панорамных снимков лунной поверхности со спускаемого аппарата «Луна-9».
Первый мировой стандарт телевидения — 30 строк, 12,5 кадров в секунду… Начало регулярного вещания в США, Великобритании, Германии и России — 1928–31 годы. Вплоть до апреля 1940-го Москва вела телевизионные передачи для приёмников изображения с дисками Нипкова (на фото внизу). Кстати говоря, механический принцип цветоделения был положен в основу и первых опытных трансляций цветного телевидения. В 1953 году в Москве заработала Опытная станция цветного телевидения со стандартом 525 строк и 50 кадров в секунду. Передающая камера содержала вращающийся диск с тремя цветными светофильтрами. Такие же диски имелись в телевизорах: это была «Радуга» Ленинградского завода им. Козицкого с круглым экраном диаметром 18 см.
3. Базовые принципы. Система NTSC родилась не на пустом месте. Перед войной и в США, и в Европе активно развернулись исследования, направленные на выбор оптимальных параметров развёртки, частоты кадров и принципов кодирования цвета. Первые телецентры Парижа и Берлина транслировали изображения с развёрткой в 441 строку, американцы экспериментировали с «картинкой» в 525 строк. Во время войны работы по совершенствованию телевидения практически остановились везде, кроме Америки. В Штатах же, в 1941 году был создан Национальный комитет по телевизионным системам (National Television Standards Committee); аббревиатурный вариант и дал имя системе NTSC. В 1943 году комитет рекомендовал конгрессу США принять стандарт с чересстрочным разложением в 525 строк при 30 кадрах в секунду.
Интересно, что после войны американский «радиопром» было пролоббировал учреждение Второго национального комитета (NTSC-2), задачей которого была разработка национальной системы цветного телевидения. Причина проста: оставшиеся без военных заказов огромные производственные мощности электронных компаний остро нуждались в загрузке, обеспечить которую мог только потребительский рынок. А рынку нужен был массовый товар. Таким товаром стал телевизор: за период с 1947 года по 1953-й количество черно-белых телевизоров у населения выросло со 180 тыс. до 28 миллионов (!), рынок оказался практически насыщен, надежды в части оживления спроса теперь связывали с цветным телевидением и цветными телевизорами.
Кстати говоря, после войны во Франции был принят свой национальный стандарт, предусматривающий 819 строк разложения, но из-за высокой стоимости аппаратной реализации (особенно в телевизорах) распространения он не получил.
4. Телевизор или компьютер? Внедрение системы NTSC потребовало серьёзного усложнения как передающей, так и приёмной аппаратуры. По сути, в телевизор потребовалось ввести блоки, выполняющие целый ряд вычислительных функций и функций обработки сигнала. В этой системе для сохранения совместимости с существующим стандартом черно-белого телевидения передаются не чистые сигналы яркости цветов, а лишь один сигнал яркости черно-белого изображения и так называемые цветоразностные сигналы — результат вычитания из него яркости красного и синего. Информация о яркости недостающего зелёного цвета вычисляется в приёмнике при помощи вычитания сумм цветоразностных сигналов из яркостного. Сами цветоразностные сигналы сдвинуты по фазе на 90˚; таким образом, изменение фазы кодирует цвет, а модуль сигнала — его яркость.
Разработчики NTSC ввели в стандарт множество дополнительных функций выделения и декодирования синхросигналов, частотно-временной фильтрации и подавления поднесущих частот (частоты, на которых передаются сигналы цветности). Было реализовано преобразование сигналов цветности из системы координат, в которой они передаются по радиотракту, в систему координат приёмника (они повёрнуты относительно друг друга на 33˚). В стандарт NTSC изначально была введена операция компрессии по амплитуде для улучшения совместимости с черно-белым телевидением (исключающая паразитное раскрашивание черно-белого изображения).
5. Цена вопроса. Согласно опубликованным данным, комитет NTSC на исследования и апробацию существующих систем телевидения, а также на разработку нового стандарта затратил примерно тысячу человеко-лет и несколько десятков миллионов долларов. Беспрецедентно сложный приёмник-телевизор стоил около $1 000, что в те годы равнялось половине цены среднего легкового авто. Более того, техническое обслуживание, частые ремонты и необходимость непрерывной подстройки блоков «затягивали» в год примерно на столько же. Телевизор содержал больше сотни ручек управления, разобраться в назначении которых обычному владельцу аппарата было не под силу, зато сервисные компании и службы ремонта стали востребованы как никогда.
NTSC-телевидение стало весьма дорогим удовольствием не только для обычных американцев (цветное ТВ развивалось значительно медленнее черно-белого именно по этой причине). Многим странам оказалась «не по карману» эта система. Один из чиновников от телевидения Канады, которая в 1964-м году практически вынужденно приняла эту систему, однажды выразился так: «Нам не повезло с соседями!» А вот Япония вошла в пул NTSC весьма своеобразно: её радиотехнические компании сумели наладить производство сравнительно недорогих телевизоров для американского рынка и с энтузиазмом продвигали новый стандарт.
6. Конкуренты. В обескровленном войной Старом Свете дорогая система NTSC, как говорится, не пошла… В ходе разработок более дешёвых решений в 1956 году родилась французская SECAM, а ещё через 10 лет — PAL, получившая распространение в Европе. Были и другие варианты, но на финишной прямой оказались лишь эти две системы цветного телевидения. Следует знать, впрочем, что PAL, разработанная компанией Telefunken, являлась по сути модифицированным и усовершенствованным вариантом NTSC, а сама Telefunken — дочерней структурой концерна Thomson, в который впоследствии влилась и компания RCA — главный разработчик и лоббист NTSC. PAL вполне отвечала интересам американского бизнеса, поскольку на неё распространяли действие все ключевые патенты США по NTSC.
Систему SECAM разработал Анри де Франс, по имени которого она некоторое время и называлась. За её продвижение взялся лично президент Франции де Голль под флагом ответа на американский вызов. Была разработана даже специальная программа «мирного завоевания Европы», включающая, помимо прочего, создание патентно чистого цветного кинескопа, чтобы не платить американцам отчисления за пользование заморскими кинескопами с теневой маской. Вопрос о выборе системы телевидения превратился в геополитическую проблему, к участию в решении которой привлекались дипломатические ресурсы всех стран Европы, в том числе социалистического лагеря, с целью распространения идей SECAM на государства Африки и Ближнего Востока. Де Голль лично приезжал в СССР с целью договориться о поддержке и присоединении к системе SECAM. Итоговое соглашение с Францией о сотрудничестве в области телевидения было подписано в 1965 году.
7. Кинескоп. Кстати, о «трубке». В цветном телевидении, как и в обычном, черно-белом, собственно «трубки» расположены в двух местах: одна (кинескоп) — в телевизоре, и ещё несколько (три или четыре) — в передающей камере. На смену старым типам передающих трубок — «суперортикону» и «видикону» — пришли невероятно эффективные трубки «плюмбикон» (да-да, от слова «плюмбум»: свинец, из окиси которого изготавливалась светочувствительная мишень этого прибора), разработанные компанией Philips. Голландцам удалось совершить настолько мощный технологический прорыв в фотоэлектронных технологиях, что на целых 20 лет «Филипс» стал монополистом на мировом рынке передающих трубок для цветного телевидения.
Конструктивно голландские трубки не сильно отличались от видиконов, но вновь разработанные технологии светочувствительной мишени обеспечивали принципиально лучшее качество цветопередачи, значительно большую чувствительность и надёжность. Дальше — больше. Предприимчивые голландцы выпустили свой плюмбикон в колбе такого диаметра и размеров, которые исключали возможность простой модернизации старых камер заменой видиконов на новый прибор. Сама же технология мишени на базе оксида свинца охранялась настолько строго, что многочисленные попытки разгадать её или выведать закончились неудачей.
Это было невероятно! Американские фирмы, не выдержав конкуренции со стороны Philips, полностью свернули производство передающих трубок. Англия и Япония за большие деньги сторговались с компанией и приобрели технологию, но без права экспорта готовой продукции. Даже готовые трубки Philips продавала не всем. Советскому Союзу, например, она неизменно отвечала отказом. Трубки, помимо всего, были дороги ($5–10 тыс. за комплект из трёх или четырёх трубок — по одной для яркостного и цветовых каналов), а срок службы составлял всего 1,5–2 месяца работы.
В этих условиях в СССР было принято решение развернуть в области электровакуумной техники беспрецедентные по масштабам и объёмам финансирования исследовательские и опытно-конструкторские работы, направленные на создание собственной технологии плюмбикона. Куратором работ назначили Гостелерадио СССР, а из сторонних организаций привлекли несколько НИИ из Ленинграда и серийный завод в Нальчике. Поставленная задача была решена. Отечественный аналог плюмбикона получил название глетикон (от немецкого слова «глетте»: так называется техническая окись свинца).
