Цветное телевидение
Цветное телевидение, телевидение, в котором осуществляется передача цветных изображений. Донося до зрителя богатство красок окружающего мира, Ц. т. позволяет сделать восприятие изображения более полным.
Принцип передачи цветных изображений в телевидении основан на теории трёхкомпонентности цветового зрения. Многообразие природных цветов можно воспроизвести оптически с помощью 3 основных цветов (см. Цветовые измерения). В соответствии с этим принципом в цветной телевизионной передающей камере с помощью 3 светофильтров - красного, зелёного и синего - создают на светочувствительных мишенях передающей телевизионной трубки 3 одноцветных оптических изображения объекта передачи, которые затем преобразуют в 3 линейных видеосигнала ER, EG, EB, пропорциональных соответственно красной (R), зелёной (G) и синей (В) составляющим цвета, считываемого в процессе развёртки изображения. Для формирования телевизионного сигнала и передачи его в канал связи в системах Ц. т. применяют специальные методы кодирования цветовой информации. В цветном телевизоре видеосигналы выделяются (путём декодирования) из телевизионного сигнала; поступая на кинескоп, они управляют яркостью свечения его люминофоров. Так, в наиболее распространённом трёхцветном трехлучевом кинескопе с теневой маской видеосигналы подаются одновременно на управляющие электроды (модуляторы) трёх электронных прожекторов. В результате ток электронных лучей изменяется в соответствии с изменением амплитуды видеосигналов. Люминофоры на экране цветного кинескопа наносятся обычно в виде мозаики из небольших кружков (люминофорных пятен), сгруппированных в триады (рис. 1). Триада содержит три кружка люминофоров, каждый из которых под действием электронных лучей начинает светиться определённым (присущим ему) цветом: красным (RП), зелёным (GП) или синим (ВП). Благодаря экранирующему действию маски лучи возбуждают в триадах люминофоры только "своего" цвета. Т. о., каждый из лучей порознь позволяет получить на экране красный, зелёный или синий цвет, а вместе эти лучи создают изображение, цвет которого определяется соотношением яркостей красного, зелёного и синего цветов свечения. Путём аддитивного сложения последних получают любой цвет в пределах треугольника основных цветов приёмника на хроматической диаграмме (рис. 2). Для правильного цветовоспроизведения в канал передачи при необходимости вводится преобразователь линейных видеосигналов в видеосигналы основных цветов приёмника - матричный цветокорректор. В целях компенсации нелинейности характеристик передающей и приёмной телевизионных трубок линейные видеосигналы ER, EG, EB, кроме линейной матричной коррекции, подвергаются нелинейной коррекции (т. н. гамма-коррекции), в результате которой формируются нелинейные видеосигналы E'R, E'G, E'B согласно формулам: E'R = ER1/(; E'G = EG1/(, E'B = EB1/(,
где g - показатель степенной модуляционной характеристики кинескопа. Сигналы E'R, E'G, Е'В - широкополосные, спектр каждого из них занимает полосу частот до 6 Мгц.
Формирование и передача сигналов Ц. т. Видеосигналы E'R, E'G, E'B могут быть переданы в приёмник последовательно (поочерёдно) один за другим либо одновременно. Известна система Ц. т. с последовательно и передачей цветовых полей, при этом частота полей составляет 150 гц. Этой системе присущ ряд недостатков, главный из которых - неэкономичность, т. к. при такой передаче требуется канал связи с полосой пропускания, втрое превышающей полосу частот стандартной системы черно-белого телевидения; цветной ореол (окаймление) изображений при быстром перемещении объектов передачи; "разрывы" цветов, возникающие при перемещении взгляда по экрану. По этим причинам такая система не используется для телевизионного вещания, она применяется (благодаря её простоте) для некоторых прикладных целей (например, для передачи изображений полостных органов тела; см. Эндоскопия). В системах Ц. т. с одновременно и передачей в общем случае также требуется 3 стандартных телевизионных канала или 1 широкополосный канал с полосой пропускания 3×6 = 18 Мгц. По этой причине трёхканальная система Ц. т. с одновременной передачей несовместима со стандартной системой черно-белого телевидения. Поскольку совместимость - одно из основных технико-экономических требований, предъявляемых к вещательным системам Ц. т., для его удовлетворения применяют различные методы уплотнения спектра передаваемого сигнала (см. Линии связи уплотнение) с тем, чтобы телевизионный сигнал одной программы Ц. т. имел спектр частот до 6 Мгц. Один из таких методов, используемый во всех стандартных системах Ц. т., заключается в том, что вместо широкополосных сигналов E'R, E'G, E'B с помощью специальных кодирующих матричных устройств (КУ; см. рис. 3, а) формируются следующие сигналы: 1) сигнал яркости E'Y, равный a×Е'R + b×E'G + dE'B и несущий информацию только о распределении яркости передаваемой сцены (коэффициенты a =0,30; b = 0,59; d = 0,11, определены на основе колориметрических расчётов); он характеризуется полосой частот 6 Мгц; 2) цветоразностные сигналы E'R-Y = E'R - E'Y и E'B-Y = Е'В - Е'У, содержащие информацию о цветности передаваемой сцены; характеризуются полосой частот от 0,5 до 1,5 Мгц и передаются на поднесущих частотах, размещаемых в спектре сигнала яркости.
В КУ осуществляется также амплитудная или частотная модуляция колебаний поднесущей частоты цветоразностными сигналами, в результате образуется сигнал цветности UЦ. Сигналы E'Y, UЦ, синхроимпульсы UC и импульсы цветовой синхронизации UЦС, складываясь, образуют на его выходе полный цветовой телевизионный сигнал еП (рис. 3, б). При передаче опорного белого цвета (в качестве такого в Ц. т. принято излучение стандартного источника Д6500, где индекс 6500 обозначает цветовую температуру в К) видеосигналы, подаваемые на вход КУ, удовлетворяют условию: E'R = E'G = E'B = 1; для опорного белого цвета E'Y = 1 и E'R-Y = E'B-Y = 0.
Получение цветного изображения в приёмнике. В цветном телевизоре полный сигнал еП с выхода видеодетектора подаётся на декодирующее устройство, состоящее из полосового электрического фильтра (ПЭФ), детекторов колебаний поднесущей частоты (ДПК) и декодирующей матрицы (ДМ). С помощью ПЭФ из сигнала еП выделяется сигнал UЦ + UЦС, поступающий на вход ДПК, на выходе которых получают цветоразностные сигналы E'R-Y и E'B-Y. Из этих сигналов и сигнала яркости E'Y образуются видеосигналы основных цветов приёмника E'R, E'G, E'B, которые подаются на трехлучевой кинескоп. Иногда цветоразностные сигналы E'R-Y, E'G-Y, E'B-Y (второй получают, складывая в определённых пропорциях первый и третий) подают непосредственно на управляющие электроды (модуляторы) кинескопа, а сигнал яркости - на его катоды. В этом случае матрицирование осуществляется в прожекторах кинескопа, и в конечном итоге электронные лучи также модулируются сигналами E'R, E'G, Е'В. При воспроизведении опорного белого цвета на экране кинескопа создаётся эталонный (равносигнальный) цвет Д6500.
Историческая справка. В 1907-08 русский инженер И. А. Адамиан предложил метод одновременной передачи цветовых кадров, а в 1925 - систему трёхцветного телевидения с последовательной передачей цветовых полей с помощью развёртывающего диска П. Нипкова (технически реализована английским изобретателем Дж. Бэрдом в 1928). В 1929 в лаборатории "