Евгений Айсберг - Цветное телевидение?.. Это почти просто!

Таким образом изображение поочередно появляется окрашенным в каждый из этих трех цветов. Следовательно, на передающей стороне должен стоять синхронно вращающийся диск, последовательно разлагающий изображение на три цвета. Эти цвета следуют один за другим с достаточно высокой скоростью, чтобы их восприятия, совмещаясь в органах чувств зрителя, правильно воспроизводили цвета оригинала…

Но излагая принципы этой системы, не внушив тебе предварительно основных понятий о цвете и его восприятии человеком, я допускаю ошибку.

Поэтому я воздержусь сейчас от объяснения, как действует система NTSC, используемая в Соединенных Штатах и Японии, где миллионы семей уже имеют телевизоры для приема цветных передач. Не больше скажу я тебе сейчас и о принципах французской системы SECAM и немецкой системы PAL, которые приняты европейскими странами. Запомни только, что все существующие в настоящее время системы на 90 % основаны на одних и тех же принципах и, следовательно, различаются между собой всего лишь на 10 %. Вот, что должно тебя немного успокоить в преддверии твоей новой учебы.

Это, мой дорогой друг, представляется мне совершенно необходимым. Тебе нужно освоиться с цветным телевидением, потому что оно быстро завоюет основные страны нашего старого континента. Оно принесет в нашу жизнь не только новое измерение, неожиданные возможности для создания программ и истинное наслаждение для глаз, но, что, пожалуй, наиболее важно, оно значительно облегчит и повысит эффективность обучения по телевидению. Излишне говорить о значении телевидения в распространении знаний, особенно в развивающихся странах, где аудитория разбросана по бескрайней территории и где так не хватает преподавателей…

Я надеюсь, доказал тебе, что внедрение цвета в телевидение имеет бесспорный интерес. Я готов, если ты пожелаешь, помочь тебе овладеть тем новым, что вносит эта эволюция техники.

Хочешь ли ты изучить цветное телевидение? Тогда заходи ко мне поболтать, как только найдешь время.

Твой друг Любознайкин

Прежде чем говорить о передаче цветных изображений, следует уточнить различные характеристики цвета как физического явления и его восприятие. Именно этому и посвящена настоящая беседа, в которой рассматриваются следующие вопросы:

Определение цветного телевидения. Границы видимого света. Спектральный анализ белого света. Хроматическая аберрация. Разрешающая способность. Средний глаз и дальтонизм. Анатомия и физиология глаза.

Любознайкин. — Рад тебя видеть Незнайкин. Но почему у тебя недовольный вид?

Незнайкин. — Я взбешен! Можно ли до такой степени злоупотреблять человеческой доверчивостью?! Это возмутительно!

Л. — Успокойся, дорогой друг. Объясни же причину своего негодования.

Н. — Все очень просто. Мои соседи, очаровательная молодая чета, пригласили меня к себе посмотреть цветное телевидение. Как они мне сказали, за небольшую цену они приобрели чудесное приспособление, которое превратило их черно-белый телевизор в приемник для цветных изображений.

Л. — Это представляется мне совершенно невозможным. Что же ты у них увидел?

Н. — Просто-напросто установленный перед экраном окрашенный фильтр. Нижняя четверть фильтра зелено-желтая, верхняя четверть голубая, а середина — оранжевая; цвета постепенно переходят один в другой. Пока передают пейзажи — это еще приемлемо: растения получаются зелеными, а небо — голубым. Но когда на экране крупным планом появилось лицо диктора, эффект был просто ужасен.

Л. — Само собой разумеется, что это не имеет ничего общего с настоящим цветным телевидением. Изобретательные фабриканты раскрашенных фильтров ловко сыграли на словах. Поэтому необходимо четко договориться о точном смысле терминов, которыми нам предстоит пользоваться.

Н. — Мне кажется, что выражения «черно-белый телевизор» и «цветной телевизор» сами по себе достаточно понятны и не требуют дополнительных определений.

Л. — Ты ошибаешься, мой друг. Можно ли говорить о «черно-белом», когда имеешь дело с целой гаммой промежуточных серых тонов? А знаешь ли ты, что флюоресцирующий слой экрана у некоторых кинескопов дает изображение синеватого оттенка, а у других — цвета сепии? Поэтому, на мой взгляд, правильнее говорить о монохроматическом телевидении, так как мы видим одноцветные изображения (от греческого «монос» — один и «хрома» — цвет).

Н. — Я думаю, что при таком подходе настоящее цветное телевидение, где изображение появляется в разных цветах, следовало бы назвать полихроматическим (от греческого «полус» — много).

Л. — И ты прав. Теперь, когда мы точно определили смысл выражений, мы будем одинаково пользоваться терминами «черно-белый» или «монохроматический» и «цветной» или «полихроматический». Более важно установить различия между объективным цветом и субъективным цветом.

Н. — Что ты подразумеваешь под этими выражениями?

Л. — Много путаницы происходило в науке из-за того, что не устанавливали четкого различия между физическим явлением и его восприятием.

Н. — Это из области философии? Конкретный пример помог бы мне лучше схватить твою мысль.

Л. — Я возьму этот пример из наиболее знакомой тебе области — из акустики. Какие характеристики различаешь ты в попадающем в твои уши звуке?

Н. — Прежде всего высоту, так как звук может быть низким, средним и высоким. Затем тембр, на одной и той же высоте флейта и скрипка издают разные звуки. И, наконец, громкость или, если ты предпочитаешь, «силу» — которая может идти от едва слышимого пианиссимо до разрывающего барабанные перепонки фортиссимо.

Л. — Очень хорошо. Ты описал свое восприятие звука, но чему оно соответствует с точки зрения физики?

Н. — Высота зависит от частоты продольных колебаний молекул воздуха. Тембр зависит от гармоник, сопровождающих основную частоту. Громкость звука является функцией амплитуды колебаний.

Л. — Отлично, дорогой друг! Ты точно установил различия между физическим явлением и его восприятием, которое относится к сфере физиологии. А теперь мы постараемся провести такие же различия в области света…

Н. — …и все станет светящимся! И я этого очень хочу, так как все относящееся к цвету представляется мне абсолютно темным… Поверь мне, я это говорю не ради игры слов.

Л. — Так начнем же с самого начала. Что же такое свет?

Н. — Неужели ты думаешь, что я совсем забыл физику. Свет, так же как и радиоволны, является частью широкого спектра электромагнитных колебаний (рис. 3).

Рис. 3. В обширном спектре (внизу) электромагнитных волн видимый свет занимает лишь узкую полоску, которая в значительно увеличенном виде показана вверху.

Он отличается от других излучений лишь длиной своих волн. Впрочем, я читал, что удалось почти классическими методами генерировать радиоволны такие же короткие, как инфракрасные лучи, этот невидимый свет, который располагается рядом с наиболее длинными световыми волнами. А по другую сторону видимого спектра располагаются тоже невидимые ультрафиолетовые лучи. А если идти дальше в сторону более коротких волн, то мы попадаем в область рентгеновских лучей, а затем в область гамма-лучей и дойдем до космических лучей.

Л. — Ты говоришь как по книге! Можешь ли ты уточнить длины световых волн и сказать, какое место они занимают в спектре электромагнитных колебаний?

Н. — У меня плохая память на цифры. Но я помню, что по частоте световые волны занимают лишь одну октаву; это означает, что частота волны фиолетового цвета вдвое больше частоты волны красного цвета.

Л. — Правильно. Видимый свет располагается на участке спектра от 790 до 385 Тгц. Я позволю себе напомнить тебе, что терагерц (Тгц) равен 1000 000 000 000 гц. По длине же волн спектр видимого света соответствует волнам от 380 до 780 нм. Ты, очевидно, знаешь, что нанометр (нм) или миллимикрон (ммкм) соответствует 0,000000001 м; а, кстати говоря, правильнее было бы сказать «миллимикрометр». А ты также знаешь, что сейчас практически не пользуются единицей длины «ангстремом» (Å), которая равна 0,1 нм.