Телемаханик.руТелемаханик - сайт о телевизорах и телевидении
Телемеханик - Системы связи и телемеханики
Системы телеизмерения Системы телеизмерения предназначены для передачи на расстояние значений различных электрических...
Прогрессивная и чересстрочная развертка
Конечным потребителем телевизионных изображений является человеческий глаз. Поэтому свойства глаза, его характеристики и особенности решающим образом определяют не только параметры телевизионной аппаратуры, но и практическую возможность самой телевизионной передачи. Рассмотрим кратко важнейшие соображения, которыми приходится руководствоваться при выборе основных параметров телевизионных систем.

Формат кадра.
Большинство процессов, явлений и событий нашей жизни происходит в горизонтальной плоскости. В связи с этим в результате многовековой эволюции и естественного отбора угол зрения человека в горизонтальной плоскости превысил 180 градусов, тогда как в вертикальной плоскости он достигает всего лишь 125 градусов. Область четкого видения - желтое пятно сетчатки - имеет угловой размер по горизонтали более чем на 10% больше углового размера по вертикали. В силу указанных причин экраны в кино, театральные сцены и кадр в телевидении делаются вытянутыми в горизонтальном направлении. Формат кадра в вещательном телевидении принят равным 4:3.

Вследствие некоторых технологических причин экраны приемных трубок приходится делать с форматом 5:4. В системах прикладного телевидения формат кадра нередко бывает иным (квадратным, вытянутым по вертикали) в зависимости от назначения конкретных систем.
Четкость телевизионных изображений. Важнейшим показателем качества телевизионных изображений является их четкость, определяемая числом различимых элементов разложения в изображении.
В связи со специфическими особенностями передачи телевизионных изображений (их строчной структурой) часто различают четкость по вертикали (число различимых черных и белых линий по вертикали) и четкость по горизонтали. Эти два вида четкости могут существенно отличаться друг от друга. Кроме понятия "четкость", иногда употребляются взаимосвязанные понятия: "детальность" (контрастность мелких деталей) и "резкость" (воспроизведение резких перепадов яркости). Принимают также понятие "разрешающая способность", характеризующее способность телевизионной аппаратуры воспроизводить мелкие детали изображения.

При анализе всевозможных вопросов видимости, разборчивости деталей изображений и т. п. и установлении соответствующих закономерностей оказалось более удобным расстояние от глаза до наблюдаемого изображения выражать не в абсолютных, а в относительных единицах, в виде отношения р=Д/h, где h - высота изображения.
Большинство специалистов полагают, что оптимальное расстояние наблюдения телевизионных изображений, при котором. сравнительно хорошо различаются мелкие детали и в то же время получается достаточно полное представление об изображении в целом, исключающее утомительные систематические повороты головы, равняется р=4.

Каждая геометрическая точка передаваемого оптического изображения имеет свою яркость. Поэтому казалось бы, что телевизионная система должна давать изображение с бесконечно большим числом бесконечно малых элементов разложения. Но, с одной стороны, это невозможно, так как никакие реальные каналы связи не в состоянии пропустить эту бесконечно большую информацию за конечный отрезок времени. А с другой стороны, это и не нужно. Делать разрешающую способность телевизионной системы больше разрешающей способности глаза бессмысленно. Все равно глаз столь мелких деталей не различить. Учитывая, что оптимальный угол наблюдения изображения составляет по вертикали 14 градусов или 840', а разрешающая способность глаза равна примерно одной минуте, то ориентировочно можно утверждать, что стремиться к четкости телевизионной системы, превышающей 840 черных и белых линий, нецелесообразно.

Анализ процессов передачи изображений по телевидению показывает, что четкость изображений, определяемая общим объемом информации, передаваемой за один кадр, зависит от полосы частот, пропускаемой телевизионной системой. При этом четкость по вертикали пропорциональна числу строк, а четкость по горизонтали обратно пропорциональна числу строк, т. е. число строк Z является корректирующим фактором, позволяющим изменять четкость в одном направлении за счет четкости в другом, и в частности, добиваться равной четкости в обоих направлениях.
Утверждение, что четкость телевизионных изображений определяется числом строк Z, справедливо, но лишь при условии равенства горизонтальной и вертикальной четкости и при соответствующей полосе частот видеотракта.

Проведенные исследования показали, что субъективная четкость (т. е. четкость, оцениваемая человеком на глаз) с увеличением числа строк при малом их числе растет сравнительно быстро (почти прямо пропорционально числу строк). Затем рост субъективной четкости замедляется. Увеличение числа строк от 600 до 1000 приводит к увеличению субъективной четкости всего лишь на 5%. Тогда как полоса частот при этом возрастает пропорционально квадрату числа строк, т. е. в (1000: 600)=2,8 раза. Это повлечет за собой значительное усложнение и удорожание аппаратуры. Поэтому обычно принимают некоторое компромиссное решение между качественными и технико-экономическими показателями.

Заметность строчной структуры растра.
Кроме четкости, к телевизионному изображению обычно предъявляется требование возможно меньшей заметности строчной структуры растра. Практика показывает, что при наблюдении с оптимального расстояния это требование выполняется легче, чем получение предельной разрешающей способности системы в одну угловую минуту. Уже при Z=420 -:450 строчная структура растра делается незаметной.
Частота кадров. В телевидении чаще всего необходимо передавать изображения движущихся объектов, сохранив при этом характер движения воспроизводимого изображения. Для этого используют тот же прием, что и в кино, а именно передают серию отдельных неподвижных изображений, отражающих отдельные фазы движения. Опыт кино показывает, что получить впечатление достаточно плавно движущихся изображений можно, передавая примерно 12 - 16 изображений в секунду. Но при таком числе передаваемых в секунду кадров глаз ощущает неприятное мерцание яркости экрана. Чтобы устранить это мерцание, необходимо частоту кадров взять выше критической частоты мерцания. При яркости, имеющейся на экранах современных телевизоров, критическая частота мерцания составляет 43 - 48 Гц.

Но и при частоте передачи кадров выше критической конструкторы телевизоров столкнулись еще с одной трудностью. Так как телевизоры в большинстве случаев питаются от сети переменного тока с частотой 50 Гц, то при недостаточно хорошо сглаженном выпрямленном токе на экране появляются помехи в виде движущихся вверх или вниз темной и светлой полос (при воздействии пульсаций переменного тока на каскады усиления сигнала изображения) или в виде волнообразного искривления вертикальных краев изображения (при воздействии пульсаций на каскады строчной развертки). Если частоту вертикальной развертки в телевизоре взять равной частоте питающей сети или, как обычно говорят, "привязать" частоту вертикальной развертки к частоте сети, то оба эти вида искажений окажутся на экране неподвижными и их мешающее действие будет значительно менее заметным и неприятным. Однако с распространением обмена телевизионными программами между городами или странами, имеющими не связанные друг с другом энергосистемы, "привязка" частоты развертки к частоте электросети оказывается бесполезной. В таких случаях требуются особенно хорошая фильтрация выпрямленного тока и экранировка соответствующих цепей телевизора.