تلویزیون
تلویزیون (television)
بازتولید تصویر در فواصل دور، با استفاده از امواج رادیویی. برای ارسال این تصاویر دوربین تلویزیونی الگوی نوری دریافتی را به الگویی از بارهای الکتریکی[۱] تبدیل می‌کند. تصویر به‌صورت خط به خط و با استفاده از باریکه‌ای از الکترون‌های حاصل از یک تفنگ الکترونی[۲] روبیده می‌شود. نتیجۀ کار سیگنالهای الکتریکی متغیری است که بازنمود تصویر مورد نظرند. این سیگنال‌ها را با موج حامل رادیویی[۳] ترکیب و به‌صورت امواج الکترومغناطیسی[۴] پخش می‌کنند. آنتن تلویزیون[۵] این موج را دریافت و آن را به گیرندۀ تلویزیون[۶] منتقل می‌کند. گیرندۀ تلویزیون سیگنالهای دیداری[۷] را جدا می‌کند و آن‌ها را به لامپ پرتو کاتدی[۸] می‌فرستد. در لامپ پرتو کاتدی، باریکۀ الکترونی صفحۀ نمایش[۹] را خط به خط می‌روبد و عملی عکس تفنگ الکترونی دوربین صورت می‌دهد. نتیجۀ این عمل، خلق دوبارۀ الگوی نوری ورودی به دوربین است. با روبش هم‌بافته[۱۰]، در هر ثانیه ۲۵ تصویر، در امریکای شمالی ۳۰ تصویر، با مجموع ۶۲۵ خط، در امریکای شمالی و ژاپن ۵۲۵ خط، ساخته می‌شود.
آنتن‌های گیرنده. به‌علت آن‌که طول موج سیگنالهای تلویزیونی کوتاه است، می‌توان از آنتن تشدیدی[۱۱] استفاده کرد. این نوع آنتن معمولاً از آنتن نیم‌موجی[۱۲] تشکیل می‌شود که شامل لوله‌ای از جنس فولاد یا آلیاژی سبک است و در وسط آن کابلی هم‌محور با امپدانس کم[۱۳] یا کابلی متوازن قرار دارد. در صورت افزودن عنصری بازتابگر[۱۴] به آنتن، بهرۀ آن افزایش می‌یابد. در نقاطی که سیگنال تلویزیونی ضعیف است، از آنتن‌های نسبتاً پیچیده استفاده می‌کنند. این آنتن‌ها را به حالت عمودی یا افقی نصب می‌کنند تا با قطبش آنتن‌های فرستنده[۱۵] هماهنگ باشند. آنتن‌ها را از لوله می‌سازند، زیرا آنتن سیمی تشدید تیزی دارد و در نتیجه، پهنای باند[۱۶] کم می‌شود و وضوح تصویر کاهش می‌یابد.
کانال‌های تلویزیونی. در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، علاوه بر گسترش شبکه‌های تلویزیونی عمومی، شبکه‌های تلویزیونی کابلی[۱۷] نیز پا به عرصه نهادند. در این شبکه‌ها، فقط مشترکین شبکه می‌توانند تصویر دریافت کنند. ساخت سیستم‌های خاصی از قبیل سیستم مکعبی[۱۸] در ایالات متحد، که به بینندگان امکان می‌دهد با استفاده از دکمۀ پاسخ فوراً نظر خود را به استودیوی تلویزیون منتقل کنند، از دستاوردهای این دوره است. با این سیستم، بیننده‌ای که در خانۀ خود نشسته است می‌تواند در مسابقه‌ای تلویزیونی شرکت کند. درپی ابداع سیگنالهای تلویزیونی ماهواره‌ای[۱۹] تعداد کانال‌های تلویزیونی به‌سرعت رو به افزایش نهاد. با پیدایش ویدئوتکس[۲۰] و استفاده از دستگاه‌های ضبط ویدئو[۲۱]، برای ضبط برنامه‌های تلویزیونی و پخش آن در فرصتی دیگر یا نگهداری برنامه به‌صورت نوارهای ویدئویی ضبط‌شده، همچنین با استفاده از تلویزیون به‌منزلۀ نمایشگر رایانه و استفاده از آن در سیستم‌های امنیتی، قابلیت‌های متفاوت تلویزیون نمایان شده است. تلویزیون‌هایی با وضوح گسترده، تصویر حاصل از دوربین ویدئویی میکروسکوپی را با حفظ وضوح بزرگ می‌کنند. در ۱۹۸۹، نخستین‌بار از این تلویزیون‌ها در یک عمل جراحی اعصاب برای نشان‌دادن نحوۀ عمل جراحی مغز به دانشجویان پزشکی استفاده کردند.
تاریخچه. در ۱۸۷۳، مشخص شد که خواص الکتریکی عنصر شیمیایی غیرفلزی سلنیم[۲۲] بسته به مقدار نوری که به آن می‌تابد تغییر می‌کند و بنابر این، می‌شود نور را به ضربه‌های الکتریکی[۲۳] تبدیل کرد، این ضربه‌ها را در طول مسافتی انتقال داد، و دوباره به نور برگرداند. مشکل اصلی تقسیم‌کردن تصویر[۲۴] بود، به‌طوری که بتوان تعداد نامتناهی ترکیبات سایه‌روشن را انتقال داد و پخش کرد. در ۱۹۰۸، دانشمندان دریافتند لامپ پرتو کاتدی بهترین وسیله برای ارسال و دریافت تصویر است. در نخستین نمایش کاربرد عملی تلویزیون، که جان لوگی برد[۲۵]، مهندس برق اسکاتلندی، در ۲۷ ژانویۀ ۱۹۲۶ در لندن برپا کرد، از وسایل مکانیکی استفاده شد. استفادۀ آزمایشی از لامپ‌های پرتو کاتدی از ۱۹۳۴ در انگلستان آغاز شد. نخستین شبکۀ عمومی تلویزیون جهان پخش برنامه‌های خود را در ۲ نوامبر ۱۹۳۶ از ایستگاه بی‌بی‌سی[۲۶]، واقع در اَلگزاندرا پالاس[۲۷] در شمال لندن، آغاز کرد. در ایالات متحد امریکا، دیوید سارنوف[۲۸] و فیلو تیلور فرانس‌ورث[۲۹] (۱۹۰۶ـ۱۹۷۱) پیشگامان فناوری تلویزیون بودند. دستگاه‌های تلویزیون از دهۀ ۱۹۳۰ به بازار آمدند، اما تا اواخر دهۀ ۱۹۴۰ برنامه‌های تلویزیونی معدود بودند. در دهۀ ۱۹۴۰، شبکه‌های تلویزیونی محلی در شهرهای مهم آغاز به کار کردند و برنامه‌های تلویزیونی را از طریق کابل هم‌محور[۳۰] در سراسر کشور پخش کردند. در اواخر دهۀ ۱۹۵۰، برنامه‌های زنده جای خود را به برنامه‌های ضبط‌شده دادند و در دهۀ ۱۹۶۰، تلویزیون رنگی به بازار آمد.
تلویزیون رنگی. برد[۳۱] از نخستین پیشگامان عرصۀ تولید تلویزیون‌های رنگی بود و یکی از اولین فنونی که ابداع کرد به کارگیری سیستمی بود که در آن تعداد کادرهای عادی سه برابر می‌شد و هر کادر از سه کادر متوالی، حاوی تصاویری مشتمل بر یکی از رنگ‌های اصلی، تشکیل می‌شد. در جلوِ صفحۀ گیرنده دیسک‌های رنگی گردانی قرار داشت که همگام با کادر متناظر در دوربین می‌چرخیدند. در سیستمی مشابه، به‌جای سه دیسک رنگی، از سه تصویر برهم نهاده و متناظر با سه رنگ اصلی استفاده می‌شد. در ۱۹۲۸، برد تلویزیون رنگی را در لندن به نمایش گذاشت، اما نخستین سیستم کاربردی تلویزیون رنگی برای پخش در دسامبر ۱۹۵۳ در امریکا پذیرفته شد. این سیستم اِن‌تی‌اِس‌سی نام داشت. انواع دیگری از این سیستم در اروپا تکمیل شد، مثلاً سکام[۳۲] در فرانسه و اروپای شرقی، و پال[۳۳] در بیشتر کشورهای اروپای غربی. این سه سیستم فقط از لحاظ روش آماده‌سازی سیگنالهای رنگی برای ارسال، آهنگ روبش، و تعداد خطوط استفاده‌شده با یکدیگر تفاوت دارند. در ۱۹۶۴، کشورهای اروپایی نتوانستند برای استفاده از یک سیستم واحد اروپایی به توافق برسند، درنتیجه انگلستان، آلمان غربی، هلند و سوئیس در ۱۹۶۷ سیستم پال را انتخاب کردند و فرانسه و شوروی سیستم سکام را به خدمت گرفتند. در ۱۹۸۹، اعضای جامعۀ اروپا[۳۴] (اتحادیۀ اروپایی کنونی) توافق کردند که از ۱۹۹۱ کانال‌های تلویزیونی خود را هماهنگ کنند تا هر ایستگاهی بتواند از هر نقطۀ اتحادیۀ اروپا برنامه پخش کند. روش پخش در تلویزیونی رنگی مشابه روش عکاسی و چاپ رنگی است. در پخش رنگی، از این اصل استفاده می‌شود که هر رنگ نور را می‌شود با ترکیب نسبت‌های مناسب از نورهای اصلی سرخ، سبز و آبی تولید کرد. در عکاسی و چاپ، رنگ‌های اصلی عبارت‌اند از سرخ، زرد و آبی. در تلویزیون رنگی، گیرنده فقط سه رنگ اصلی سبز، سرخ، و آبی را پخش می‌کند. اثر زرد، با ترکیب مقادیر مساوی از نورهای سرخ و سبز، و اثر سفید با ترکیب هر سه رنگ اصلی ایجاد می‌شود. سیگنال‌ها مقدار نورهای سبز، آبی، و سرخی را نشان می‌دهند که گیرنده باید تولید کند. برای ارسال هر یک از این سه سیگنال، به همان ترتیبی که سیگنال روشن در تلویزیون سیاه و سفید ارسال می‌شد، به پهنای باندی سه برابر پهنای باند معمولی نیاز است و ظرفیت ایستگاه‌ها و برنامه‌ها به یک‌سوم سیستم سیاه و سفید کاهش یافت. به همین سبب، سه سیگنال را رمزگذاری و به یک سیگنال مرکب تبدیل می‌کنند که به روشی کم‌وبیش شبیه سیگنال سیاه و سفید ارسال می‌شود و با گیرنده‌های سیاه و سفید تصویری رضایت‌بخش یا متناسب می‌توان دریافت کرد. بخشی از هر سیگنال سرخ، سبز، و آبی با هم ترکیب می‌شوند تا سیگنال درخشایی[۳۵] را تولید کنند. سپس، حداقل اطلاعات لازم برای رنگ‌آمیزی اضافی با سیگنال حامل فرعی مخصوصی ارسال می‌شود که اثر آن با اثر سیگنال درخشایی جمع می‌شود. اطلاعات مربوط به رنگ‌آمیزی اضافی با تیرگی و روشنی و مایۀ رنگ ارسالی متناظر است، اما هیچ‌یک از جزئیات ریز تصویر را ندارد. وضوح تصویر با سیگنال درخشایی تأمین می‌شود و رنگ به‌صورت لایۀ رنگی گسترده‌ای اضافه می‌شود. انواع گوناگون سیستم‌های رنگی فقط از لحاظ شیوۀ ارسال اطلاعات رنگ‌آمیزی با سیگنال حامل فرعی متفاوت‌اند. گیرندۀ رنگی باید سیگنال مرکب را تقویت کند و پس از رمزگشایی، آن‌ها را به سیگنالهای پایۀ سرخ، سبز، و آبی برگرداند. این سیگنالهای اصلی به لامپ پرتو کاتدی فرستاده می‌شوند. لامپ تصویر[۳۶] مهم‌ترین بخش هر گیرندۀ رنگی است. انواع گوناگونی از لامپ تصویر رنگی در دست است و موفق‌ترین آن‌ها لامپ ماسک سایه[۳۷] است. اساس کار الکترونیکی این لامپ شبیه اساس کار لامپ تصویر سیاه و سفید است، اما صفحۀ آن از بیش از یک‌میلیون نقطه تشکیل می‌شود که منظم آرایش یافته‌اند. وقتی این صفحه با الکترون بمباران شود، یک‌سوم از این نقطه‌ها سرخ، یک‌سوم سبز، و یک‌سوم آبی می‌شوند. در این نوع لامپ سه منبع گسیل الکترون قرار دارد که به ترتیب با سیگنالهای سرخ، سبز، و آبی مدوله[۳۸] می‌شوند. لامپ تصویر طوری ساخته می‌شود که ماسک سایه به سیگنالهای سرخ اجازه دهد فقط به نقاط سرخ، سیگنالهای سبز فقط به نقاط سبز، و سیگنالهای آبی فقط به نقاط آبی برخورد کنند. این نقطه‌ها به اندازه‌ای کوچک‌اند که از فاصلۀ طبیعی تماشای تلویزیون، رنگ‌ها درهم دیده می‌شوند و بیننده تصویری با طیف کامل از رنگ‌های متفاوت می‌بیند. تلویزیون با وضوح بالا[۳۹] (اِچ‌دی‌تی‌وی) تعداد بسیار بیشتری خط روبش[۴۰] دارد و بنابراین تصویر آن واضح‌تر از تصویر تلویزیون‌هایی با ۵۲۵ یا ۶۲۵ خط روبشی است. در ۱۹۸۹، ایستگاه تلویزیونی اِن‌اِچ‌کی ژاپن و کنسرسیومی از دیگر سازندگان، سیستم اِچ‌دی‌تی‌وی‌های‌ویژن را با ۱۱۲۵ خط و صفحۀ عریض عرضه کردند. تلویزیون دیجیتال[۴۱] (دی‌تی‌وی) سیستمی است که برنامه‌های تلویزیونی را به‌صورت رمزهای دیجیتال[۴۲] ارسال می‌کند. تا اواخر دهۀ ۱۹۸۰، تبدیل سیگنال تلویزیونی به رمز دیجیتال به‌سبب میزان اطلاعات لازم برای بازنمود تصویر غیرممکن بود، اما با ابداع فنون فشرده‌سازی داده[۴۳] و تکمیل فناوری دیجیتال در دهۀ ۱۹۹۰، ایجاد تصویر واضح‌تر، عریض‌تر، و با کیفیت بهتر عملی شد. استاندارد جهانی متداول برای تلویزیون دیجیتال، اِم‌پی‌ایی‌جِی ـ ۲، در آوریل ۱۹۹۳ و در نشست مهندسان نمایندۀ سازندگان و شبکه‌داران هجده کشور پذیرفته شد. با ظهور تلویزیون دیجیتال تحولی شگرف در سیستم تلویزیون پدید آمد. ساخت برنامه‌هایی متنوع‌تر ممکن، و کیفیت تصویر و صدا بهتر شد. انتظار می‌رفت که تا پایان سال ۲۰۰۶ تلویزیون دیجیتال کاملاً جای تلویزیون معمولی (آنالوگ[۴۴]) را بگیرد. کارشناسان امیدوارند تا آن زمان مولتی‌پلکس‌کردن[۴۵] هر دو سیستم تلویزیون دیجیتال با وضوح بالا (اِچ‌دی‌تی‌وی) و تلویزیون دیجیتال با وضوح استاندارد (اِس‌دی‌تی‌وی)، و نیز پخش داده‌های غیرتلویزیونی، ازجمله محتویات شبکۀ جهانی (وب[۴۶]) و اطلاعات بازار سهام، در مقیاس وسیع صورت گیرد. با مولتی‌پلکس‌کردن می‌توان با استفاده از یک پهنای باند بیش از یک برنامۀ تلویزیونی را پخش کرد.
- ↑ electrical charges
- ↑ electron gun
- ↑ radio carrier wave
- ↑ electromagnetic wave
- ↑ TV aerial
- ↑ (receiver (TV set
- ↑ vision signals
- ↑ cathode-ray tube
- ↑ screen
- ↑ interlaced
- ↑ resonant aerial
- ↑ half-wave aerial
- ↑ low-impedance
- ↑ reflector element
- ↑ polarization transmitting aerials
- ↑ band width
- ↑ pay-television cable network
- ↑ cube system
- ↑ satellite beamed TV signals
- ↑ videotext
- ↑ video recorders
- ↑ selenium
- ↑ electrical impulses
- ↑ splitting of the picture
- ↑ John Logie Baird
- ↑ BBC Station
- ↑ Alexandra Palace
- ↑ David Sarnoff
- ↑ Philo Taylor Farnsworth
- ↑ coaxial cable
- ↑ Baird
- ↑ SECAM
- ↑ PAL
- ↑ European Community
- ↑ brightness signal
- ↑ display tube
- ↑ shadow mask tube
- ↑ modulated
- ↑ high-definition television
- ↑ scanning lines
- ↑ digital television
- ↑ digital codes
- ↑ data compression
- ↑ analogue
- ↑ multiplexing
- ↑ Web