Как же в телевизионном приемнике формируется чересстрочная развертка?

Растр создается за счет пилообразных токов, протекающих в катушках отклоняющей системы. Для формирования строк используется генератор строчной развертки и строчные катушки, а для кадров/полей — генератор кадровой развертки и кадровые катушки. Как выглядят пилообразные отклоняющие строчные токи 1с и кадровые токи 1к, показано на рисунке 1.

При этом электронный растр будет формироваться на экране кинескопа так, как показано на рисунке. Обратите внимание, что, дойдя до края строки, луч должен переместиться справа налево, к началу следующей стро­ки, а добравшись до конца поля — снизу вверх, к началу следующего полукадра. Если не предпринимать специальных мер, то паразитные линии обратного хода будут видны на экране кинескопа.

Рассмотрим принцип синхронизации телевизионного сигнала.

Если бы генераторы кадровой и строчной развертки телевизоров и пере­дающих центров работали несинхронно, то на экране телевизоров вместо упорядоченного изображения была бы видна цветная каша. Для синхронизации изображения в телевизионный сигнал замешивают импульсы кадровой и строчной синхронизации, гасящие и некоторые другие импульсы, которые формируют в телецентрах с помощью высокостабильных генераторов. Выглядит эта синхросмесь так, как показано на рисунке 3.

Когда заканчивается сигнал изображения одной строки и луч развертки доходит до правого крана экрана, подается гасящий импульс такой амплитуды, чтобы гарантированно запереть кинескоп и сделать линии обратного хода незаметными. На гасящем импульсе размещается импульс строчной синхронизации, по приходе которого генератор строчной развертки переводит луч кинескопа в начало следующей строки. После окончания гасящего импульса начинается следующая строка. Защитные полосы слева и справа нужны для того, чтобы луч не рисовал на краях ЭЛТ, где изображение было бы искаженным.

Поскольку время обратного хода луча по кадру больше, чем по строке, кадровый гасящий импульс имеет большую длительность (см. рис. 4).

На самом деле структура синхросмеси ТВ-сигнала несколько сложнее, так как в нее добавляются еще импульсы цветовой синхронизации.

На сегодняшний день системы аналогового вещания считаются безнадежно устаревшими, и на смену им идет телевидение высокой четкости, HDTV. А устарели они вот почему.

Наверное, вы замечали, что при телевизионной трансляции широкоэкранного фильма на экране возникают горизонтальные черные полосы. На Западе такое изображение называют Letterbox — «Почтовый ящик». Оно возникает потому, что форматы кинокадра и телевизионной картинки не совпадают. Если в первом случае на активную часть кадра приходится 576 строк, не считая интервалов обратного хода луча, то во втором их число сокращается до 432, а это ведет к снижению вертикальной четкости изображения. Выход заключается в изменении формата телевизионного экрана с 4:3 на 16:9. В западных странах действует т.н. система PAL-плюс, которая позволяет просматривать передачи формата 16:9 на экране телевизора формата 4:3 с повышенной четкостью, но для этого с телецентра должен транслироваться специальный сигнал вертикальной поддержки Helper, а в телевизоре — быть соответствующий декодер.

Широкое распространение персональных компьютеров привело, в частности, к тому, что многих перестало удовлетворять качество телевизионного изображения. Действительно, ведь компьютерный CRT-монитор — это по сути тот же телевизор, только высококачественный. Различие, прежде всего, состоит в том, что у мониторов размер элемента разложения изображения (пикселя) примерно в 4 раза меньше, чем у телевизора, и, следовательно, четкость картин­ки куда выше. Кроме того, все современные мониторы имеют построчную (прогрессивную) развертку, то есть за один кадр прорисовывается все изображение, а не одно поле.

Ограничения на ширину полосы телевизионного канала в HDTV снимаются за счет того, что ТВ-сигнал передается в закодированном виде.

К сожалению, из-за разногласий между фирмами-разработчиками и чиновниками раз­личных стран единого стандарта HDTV не существует. Известно около 20 разных вариантов цифрового телевидения, причем пять из них определяются как HDTV: 1125-ти, 1080-ти и 1035-строчные с чересстрочной раз­верткой (i), а также 720-ти и 1080-строчные с прогрессивной разверткой (р). Любой из выпускаемых в настоящее время бытовых телевизоров HDTV обязательно будет отображать один из сигналов 720р или 10801 в фор­мате 16:9. Естественно, что он может показывать программы в «старых» форматах, для чего автоматически выполнит преобразование, называемое конверсией. Смысл его состоит в том, что 50 или 60 полей (в зависимости от стандарта) преобразуются в картинку с чересстрочной разверткой. В некоторых цифровых телевизорах ап-конверсия выполняется по-другому: аналоговое изображение преобразуется в 1080 чередующих­ся строк, при этом недостающие строки получаются мето­дом удваивания существующих. Конечно, о полноценном ТВЧ в этих случаях говорить нельзя, поскольку новые телевизоры работают со «старым» сигналом, а чудес, как изве­стно, не бывает.

Пожалуй, оценить качество HDTV российский зритель может пока только с помощью домашнего кинотеатра при просмотре DVD-диска. Однако будьте внимательны! Многие современные DVD-плееры поддерживают режим прогрессивной развертки, но со старым телевизором оценить ее преимущества не удастся. Более того, подача «прогрессивного» сигнала может привести к перегрузке узла строчной развертки телевизора и, скорее всего, к выходу ее из строя, а то и к возгоранию аппарата.

Но это не единственная проблема согласования. Если к современному цифровому телевизору подключить DVD-про­игрыватель по компонентным входам или S-Video, качество картинки может сильно разочаровать. Дело в том, что телевизору в этом случае приходится выполнять ап-конверсию, а столь сложное преобразование всегда сопровождается заметными артефак­тами. К счастью, теперь цифровыми выходами (DVI, iLink, HDMI) оснащаются и не слишком дорогие модели DVD-проигрывателей, так что увидеть «прогресс» во всей его красе вполне реально.

А вот насладиться ТВ-картинкой высочайшего качества мы сможем, ког­да в нашей стране начнется полномасштабное HDTV-вещание в системе DVB-S2.

Телевизионному преобразованию изображений в электрический сигнал предшествует построение оптического изображения. Это изображение может быть представлено множеством интегральных источников, интенсивность каждого из которых может принимать т различных значений. Чем больше число элементарных источников N (элементов изображения), тем выше предельно различимая детальность изображения, т.е. элементы должны быть достаточно мелки, а их число на изображении должно быть достаточно велико, чтобы глаз не замечал дискретной структуры изображения.

Первый принцип телевидения заключается в разбиении изображения на отдельные элементы и в поэлементной передаче всего изображения. Элементом изображения называется минимальная деталь изображения, которая может быть различима и воспроизведена ТВ системой. Изображение, образованное совокупностью всех элементов, называется кадром.

Второй принцип, на котором базируется телевидение, - это последовательные во времени передача и воспроизведение информации о яркости (и цвете) отдельных элементов изображения. Это возможно благодаря инерционности зрения человека, которая проявляется в том, что мелькающий источник света при высокой частоте мельканий кажется непрерывно светящимся.

Процесс последовательной поэлементной передачи (анализа) и воспроизведения (синтеза) изображения называется разверткой изображения.

В ТВ вещательных системах развертка изображения и на передающей, и на приемной стороне осуществляется в результате движения луча с постоянной скоростью по горизонтали (строке) слева направо и по вертикали (кадру) сверху вниз. Образованная в процессе развертки структура поля - совокупность строк - называется ТВ растром. Передача и воспроизведение каждого элемента изображения должны осуществляться синхронно и синфазно. Это обеспечивается поддержанием в заданных пределах закона разверток и их периодической принудительной синхронизацией по строке и по кадру на передающей и приемной сторонах ТВ системы.