Malá encyklopedie televizní techniky 1 - historie televize

Dnešní díl seriálu se bude věnovat historii televize. Mnohé z Vás možná překvapí, že s televizí není spojováno žádné jméno slavných vynálezců. Edison, Marconi, Popov, Bell a mnozí jiní slavní vynálezci jsou s televizí spojováni většinou jen okrajově. Příčina tohoto stavu pravděpodobně tkví v tom, že vynález televize není vynálezem v pravém slova smyslu. Jedná se spíš o cílenou aplikaci většího počtu vynálezů a objevů za účelem přenosu pohyblivého obrazu v reálném čase. Věc se má asi tak, že na „vynálezu“ televize pracovalo nezávisle na sobě několik lidí na různých místech světa v různou dobu.

Postupem času se některá řešení ukázala jako neschůdná, a byla nahrazena jinými. Vzniku televize tak není možné přiřadit konkrétního vynálezce, ani konkrétní datum. Přesto je ale možné označit jednoho z vynálezců za toho nejdůležitějšího. Byl jím polský inženýr Nipkow, který jako první dokázal rozložit obraz na jednotlivé body, a opět složit v celistvý obraz. Jednalo se o mechanický princip rozkladu obrazu za pomocí rotujícího děrovaného kotouče. Stalo se tak v roce 1884, a synonymem pro televizi se stal pojem „Nipkowovův kotouč.“



Princip fungování Nipkowova kotouče, ilustrace: Wikipedia

Jeho pokusům však zákonitě musel předcházet objev světlocitlivého prvku - selenu. To se náhodou podařilo v roce 1817 švédskému chemikovi Berzeliusovi. Ten tehdy ovšem ještě nic nevěděl o jeho elektrických vlastnostech měnících se v závislosti na světle. Tento objev byl učiněn až o několik let později. I tyto objevy zákonitě patří do historie televizní techniky.

Stejně tak i fyzikální princip televize musel zákonitě předcházet Nipkowovým pokusům. Princip lidského oka pro přenos televizního obrazu navrhnul v roce 1875 angličan Carey.

První pokusy o přenos televizního obrazu zcela pochopitelně probíhaly po kabelech. V některých případech se jednalo o kabely s počtem několika tisíc vodičů! Základy bezdrátového přenosu televizního signálu položil až Marconi svým vynálezem bezdrátové telegrafie a telefonie na konci 19 století. Sám se na zkonstruování televize i podílel. Jeho pokusy ovšem nebyly úspěšné.

Přelom devatenáctého a dvacátého století se stal pro televizi zcela zásadním obdobím. Vynálezy fotonky, katodové trubice, elektronky a mnohé další se v této době staly nedílnou součástí rozvoje televizní techniky.

První světová válka však vývoj v tomto oboru velmi zbrzdila. K dalšímu rozvoji televize přispěl až v roce 1923 americký vědec ruského původu Zworykin svým vynálezem snímací elektronky – ikonoskopu. Ikonoskop a obrazovka nahradily mechanické Nipkowovy kotouče, a televize se tak stala plně elektronickou záležitostí.



Vladimír Zworykin a jeho ikonoskop, ilustrace: Wikipedia

Nedokonalost Zworykinova ikonoskopu ovšem záhy vrátila na scénu Nipkowovův kotouč, který ještě na čas sloužil jako snímací prvek. Zvyšující se nároky na kvalitu obrazu hnaly vývoj v této oblasti rychle dopředu. Mechanická snímací soustava však brzy dosáhla svých hranic. Zworykin proto dál pracoval na zdokonalení svého ikonoskopu. To se mu ale podařilo až v roce 1939, kdy spatřil světlo světa jeho superikonoskop. V tu dobu už televize pravidelně vysílala v několika zemích. USA, Německo, Anglie. Tam všude už televize fungovala. Olympijské hry v Berlíně v roce 1936 byly první velkou sportovní událostí, kterou přenášela televize.



Vladimír Zworykin předvádí elektronickou televizi (1929), ilustrace: Wikipedia

Bylo by velmi bláhové si myslet, že tehdejší kvalita televizního obrazu byla obdobná té dnešní. Především se jednalo jen o černobílý obraz, který svojí velikostí připomínal spíš dnešní pohlednici než televizní obraz. Počet obrazových řádků začínal na několika málo desítkách. Počet obrázků za sekundu jen málo přesahoval desítku. Udávat přesnější parametry je velmi problematické. Televize v té době ještě zdaleka nebyla normalizovaná, a každý „vynálezce“ používal naprosto libovolné parametry přenosu. Těsně před druhou světovou válkou dosahovala televize rozlišení více než 400 řádků na snímek, a 20 snímků za sekundu. To byl vrchol tehdejší televizní techniky.

V období po druhé světové válce došlo na pokusy o sjednocení formátů televizního vysílání. Tyto snahy měly hned několik důvodů. Výměna televizních pořadů, mezinárodní obchod s televizní technikou a také další společný vývoj v této oblasti. To vše mělo být umožněno sjednocením televizních formátů. Dnes je velmi těžké soudit, jestli byly sjednocovací pokusy úspěšné nebo ne. Faktem zůstává, že i v poválečné Evropě se sjednocení tak docela nekonalo. Některé odlišnosti mezi západem a východem Evropy přetrvávají dodnes. Další sbližování televizního vysílání by měla přinést až digitalizace.

V každém případě je ale možné tvrdit, že v Evropě převládl formát 625řádků/50půlsnímků. Zatímco v USA a Japonsku 525řádků a 60půlsnímků. Počet půlsnímků za sekundu je odvozený od frekvence elektrovodné sítě, což mělo minimalizovat rušení obrazu pronikáním síťového kmitočtu do televizního řetězce. Takovéto rušení bylo v dobách nepřímo žhavených elektronek naprosto běžným jevem. Pozornému divákovi toto rušení neujde ani v dnešní době.

Pokud některá televize „vytáhne“ z archívu starý záznam, pak je takovéto rušení docela dobře vidět. Projevuje se jako svislé „přebíhání“ světlejších a tmavších pruhů po obrazovce. Takovéto rušení se projevuje pouze u televizních záznamů, nikoliv u filmových. Proto je možné jej vidět například u záznamů divadelních představení, nebo u pořadů: „Hovory H“, „Návštěvní den v Semaforu“ apod. Z tohoto pohledu je docela pochopitelné, že nedošlo ke sjednocení formátů mezi Amerikou a Evropou. Amerika používá frekvenci sítě 60Hz, zatímco Evropa 50Hz. Přes veškeré sjednocovací snahy se dnes ve světě vyskytuje několik desítek různých formátů televizního vysílání.

Poválečné období přineslo další rozmach televize. Především snaha o zavedení barevného vysílání přinesla další pokrok v oboru. První komerčně použitelná barevná televizní soustava spatřila světlo světa v USA. Bylo to na počátku padesátých let dvacátého století. Od roku 1954 se pak tato soustava pod názvem NTSC používá především na americkém kontinentu a v Japonsku.



Clivia II FER858A (VEB Rafena, Radeberg, Německo 1956), ilustrace: Wikipedia

V roce 1957 přichází barevná televize i do Evropy. Francie má vlastní barevnou soustavou s názvem SECAM. Tato soustava je sice dokonalejší než americká NTSC, je ale podstatně složitější a technicky náročnější. Tuto barevnou soustavu později zavede téměř celý socialistický blok pod vlivem sovětského svazu. Zbytek Evropy si na svoji barevnou soustavu musí počkat až do roku 1967, kdy západoněmecká firma Telefunken přivádí na trh vlastní PAL. Došlo tak k opětovnému odklonu od sjednocování televizních formátů. Jedno ale měly všechny tyto soustavy společné, zachovávaly zpětnou slučitelnost s černobílým vysíláním. Barevné vysílání tak bylo možné sledovat černobíle na černobílých přijímačích, a černobílé vysílání opět černobíle na barevných přijímačích. Divák, který si nechtěl kupovat nový přístroj, tak mohl nerušeně dál používat ten stávající. Toto je naprosto zásadní odlišnost od dnešního zavádění DVB. Televizní digitalizace je naprosto neslučitelná s původním analogovým vysíláním. Je tedy nezbytně nutné přizpůsobit dnešní televizory novým technickým podmínkám příjmu.

S postupem času došlo k vyřešení vzájemného převodu soustav a formátů, takže je dnes možné sledovat televizní přenosy z celého světa v kterékoliv barevné soustavě. Byly tak překonány problémy s výměnou televizních pořadů. Především od zavedení spojovacích satelitů je tento fakt velmi významný. Přímé televizní přenosy z kteréhokoliv místa na světě se staly každodenní záležitostí, a převod televizních soustav a formátů naprostou nutností.

Vývoji barevných televizních soustav ale musel předcházet vývoj příslušných snímacích a zobrazovacích prvků. I v tomto případě se člověk nechal inspirovat principem svého zraku. Barevná televize funguje na principu skládání tří barevných světel. V televizní technice se tato světla a jejich signály označují jako RGB, tedy červená, zelená a modrá.

Před zavedením barevné televize tak bylo nutné zkonstruovat televizní obrazovku, která by dokázala odděleně zpracovat a společně zobrazit tři různé signály do jednoho barevného světla. První takovou obrazovkou byla v roce 1938 masková obrazovka typu „delta.“ Tyto obrazovky se pro barevnou televizi používaly ještě na počátku osmdesátých let minulého století. V počítačových monitorech ještě o víc než patnáct roků déle. Tyto obrazovky byly konstrukčně velmi složité, a vyžadovaly složitou korekci geometrie obrazu. Televizory s těmito obrazovkami tak byly značně rozměrnější a těžší než jejich černobílé příbuzné. Barevný televizor s úhlopříčkou obrazovky 51cm vážil v polovině sedmdesátých let minulého století 50-60kg. Jeho elektrický příkon běžně dosahoval 250-500VA, a ve svých útrobách skrýval i několik desítek elektronek.

Velké zjednodušení konstrukce barevných obrazovek, a následně i televizorů, přinesly obrazovky v provedení „In Line,“ a jejich následné modifikace. Tyto obrazovky se používají dodnes. V poslední době jsou ale už na ústupu, a jsou nahrazovány obrazovkami na zcela odlišném principu.

Spolu s vývojem barevných obrazovek bylo nutné vyvíjet i barevné kamery. V jejich případě bylo použité poněkud jiné řešení než u barevných obrazovek. Pro snímání barevného obrazu byly používány 3 až 4 snímací elektronky, kdy každá z nich snímala jednu barvu. Čtvrtá elektronka, byla-li použitá, pak snímala jasovou složku obrazu. Snímací elektronky byly umístěné za kamerovým objektivem, a dopadající světlo k nim bylo rozdělováno pomocí optických hranolů a dichroických zrcadel přes barevné filtry.

Ani v dnešní době se na těchto principech barevné televize příliš mnoho nezměnilo, jen elektronky uvnitř přijímačů postupem času nahradily tranzistory, a později integrované obvody. V televizních kamerách se už dnes nepoužívají snímací elektronky, ale nahradily je CCD snímače. Za pomocí všech těchto vylepšení bylo dosaženo snížení spotřeby elektrické energie, zmenšení rozměrů, snížení hmotnosti, zvětšení obrazu a zvýšení kvality.

Na tomto místě je potřeba uvést, že veškerá televizní technika prochází neustálým vývojem a zdokonalováním. Zvyšování počtu obrazových řádků, počet přenášených snímků, velikost a formát obrazu, snímací a zobrazovací technologie, součástková základna a mnohé další části se neustále zdokonalují a vylepšují. V současné době stojíme na prahu zcela nové kapitoly vývoje televize. Tou kapitolou je přechod na úplnou digitalizaci televizního vysílání. Slovo „úplnou“ jsem použil naprosto záměrně, neboť digitální vysílání je právě posledním krokem k úplné digitalizaci. Na straně výroby pořadů a jejich zpracování je digitalizace již dlouhou dobu naprostou samozřejmostí.

V dnešním článku jsem se vyhýbal přílišným podrobnostem. Mnohé z nich by text neúměrně protáhly, pro mnohé z Vás by byly nezajímavé. Některým se chci věnovat v příštích dílech seriálu. Ten další bude o televizi v bývalém Československu a dnešním Česku. Najdete ho na tomto místě opět v pondělí 3 září.