Colorplexer - Википедия - Colorplexer

Цветное телевидение, представленное в Северной Америке в 1954 году, лучше всего можно охарактеризовать как «цветное» телевидение. Система использовала существующий черно-белый сигнал, но с добавлением компонента, предназначенного только для телевизионных приемников, предназначенных для отображения цвета. При осторожном применении этот «цветной» сигнал игнорировался обычными телевизорами и оказывал незначительное влияние на внешний вид черно-белого изображения. Это означало, что цветные программы можно было просматривать на многих существующих черно-белых приемниках, что соответствовало требованию «совместимости», требуемому телеиндустрией. После того, как так называемый «составной» видеосигнал, содержащий цветовой компонент, был сгенерирован, с ним можно было обращаться так же, как если бы это был черно-белый сигнал, что устраняет необходимость замены большей части существующей инфраструктуры телевидения. Colorplexer был RCA название оборудования, которое создало этот «составной» цветовой сигнал из трех отдельных изображений, каждое из которых создано в основных цветах, красном, зеленом и синем, передаваемых цветной видеокамерой. Этот процесс был по меркам того времени довольно сложным и требовал точного контроля всех различных параметров, чтобы получить приемлемое цветное изображение. Упрощение, обеспечиваемое этим «головным» подходом, стало очевидным и способствовало постепенному принятию цветного программирования в течение следующих десятилетий.

Национальный стандарт

В Национальный комитет по телевизионной системе, NTSC, стандартом была система аналогового телевидения, которая использовалась в большинстве Северная Америка с 1941 г. до обязательного перехода на ATSC в 2009 году. Однако пока что маломощным телеканалам разрешили работать с NTSC, но с тех пор многие из них перешли на ATSC. Этот национальный стандарт был позже принят (или, в некоторых случаях, адаптирован) в других юрисдикциях, например в Японии.

В Второй стандарт NTSC (525/30, 1941 и позже) предполагали, что существующая система монохромного телевидения в конечном итоге будет включать положение о совместимом с монохромным цветном телевидении. В Первый стандарт NTSC (441/30, до 1941) не ожидал таких ожиданий, поскольку даже существующей трехцветной системе кинофильмов «Трехцветный» техниколор было тогда всего пять лет. В Второй стандарт NTSC, с поправками на цвет, иногда называемый EIA RS-170a, действовал в Северной Америке и в других местах с 1953 года, пока этот стандарт не был заменен на ATSC в начале 21 века.

Центральным элементом этого пересмотренного стандарта был мандат на информационный поток на передатчике и трансляцию на телевизоры (приемники), который не зависел от того, был ли сигнал монохромным (уже существующий с 1941 года) или цветным (принят в 1953 году).

Этому важному требованию было удовлетворено устройство кодирования, которое стало известно как Colorplexer.

Управление сигналами

Colorplexer (сочетание «цвета» и «мультиплексора») был RCA торговое название своего сложного электронного устройства, которое кодировало дискретные красные, зеленые и синие трехцветные изображения, как с цветной камеры, в составной монохромный совместимый цветной информационный поток.

В рекомендации RCA по монохромно-совместимому цветному телевизору, обычно называемому "NTSC цвет », каждый источник цветного ТВ (как, из CCU ) включил свой собственный цветоплексор, тем самым обеспечивая оставшееся оборудование, все из которого, как предполагалось, возникло как система монохромного оборудования, с сигналом, которым можно было управлять (генерировать, переключать, передавать, принимать и т. д.), как если бы сигнал не был цвет вообще, а был обычный составной монохромный сигнал.

Это было стратегическое решение со стороны RCA, и эта концепция «один Colorplexer на источник цвета» стала частью маркетинговых рекомендаций RCA по производству цветного телевизионного оборудования. Хотя это значительно усложнило каждый источник цвета и, следовательно, более дорого, оно также устранило необходимость серьезных изменений в системе управления сигналами телестанции и затрат на управление сигналами (особенно для сетей, включающих широко разнесенные источники и назначения, такие как RCA). полностью принадлежащая сеть NBC-TV) считалась значительно более высокой по стоимости, чем сами источники цветного сигнала, поскольку в противном случае ее пришлось бы заменить (составной) системой управления только Y на (компонентную) R-, G- и Система B-управления (тем самым эффективно утраивая стоимость распределения цветового сигнала).

Использование современной трехфазной электрической системы по аналогии с наложением системы управления цветным телевизионным сигналом R-, G- и B-цветов на существующую систему управления монохромным телевизионным сигналом будет аналогично требованию от систем электроснабжения коммунальных предприятий перейти с трехфазных на девятифазное электричество, непреодолимый штраф.

В Второй стандарт NTSC специально не требовал от RCA рекомендации «один Colorplexer на источник цвета», если сигнал фактически передается на конечный пользователь был совместим с монохромным режимом, и это могло быть выполнено с помощью системы управления сигналами R, G и B и одного Colorplexer на передатчике, и этого было бы достаточно для небольших телевизионных станций, особенно с источниками видео, которые были совмещены с передатчиком станции. Однако очевидная высокая стоимость управления R-, G- и B-сигналами в рамках крупномасштабной телевизионной станции с отдельными студиями и передающими узлами (источники и места назначения, возможно, разделены на расстояние от одного до десятков миль) или, в частности, внутри телевизора. сеть с географически удаленными источниками и пунктами назначения (источники и пункты назначения, разделенные, возможно, сотнями и тысячами миль), привела к принятию рекомендации RCA «один Colorplexer на источник цвета» почти повсеместно, и особенно после Ampex введение цветной видеокассеты в 1958 году (которая была никогда компонентная система вообще, но была всегда по своей сути составная система), а системы цветных видеокассет Ampex (а позже и RCA) стали существенный подсистемы многочасового (национального или международного) сетевого распространения и передачи цветного ТВ.

Изначально нестабильность первых цветоплексоров вызвала множество проблем в работе, поскольку ни один из двух цветоплексоров не настраивался одинаково, и их приходилось постоянно регулировать "настроен ", как и сами видеоисточники. В конце концов, стабильность Colorplexer улучшилась, как и стабильность видеоисточников, и цвет NTSC продолжал обеспечивать стабильно хорошие цвета, и так продолжалось до 2009 года, почти 56 лет, замечательная технологическая Достижение, как по сравнению с «Трехполосным» Technicolor, пожалуй, «образец» для цветных кинофильмов, просуществовавшее всего 19 лет (с 1936 по 1955).

Кодировщик

Сигналы основного цвета R, G и B проходят через «матрицу» для получения яркость сигнал Y, который является монохромным эквивалентом трех основных цветов.

С добавлением входов от синхронизирующего генератора, который питает гашение и составные синхросигналы, а также входы от генератора цветовой синхронизации, который подает сигнал цветовой синхронизации 3,579545 МГц и сигналы «затвор вспышки», цветоплексор, используя «кодировщик», синтезирует совместимый сигнал, который включает в себя яркость (описанную ранее) и цветность (амплитудно-модулированный сигнал с подавленной несущей с «I» и «Q» в квадратуре, который представляет различия между цветовыми сигналами и монохромным сигналом), комбинация которых дает монохромно-совместимый поток информации о цвете.

«Строб пакетного сигнала» допускает восемь циклов «всплеска сигнала цветовой синхронизации» 3,579545 МГц и применяет его к «заднему краю» каждого импульса строчной синхронизации (вертикальная синхронизация не затрагивается). Этих восьми циклов достаточно, чтобы снабдить приемник цветного телевидения эталоном, с помощью которого он может корректировать частоту и фазу собственного гетеродина 3,579545 МГц, причем фаза является наиболее важным аспектом процесса восстановления "I" и "Q". "сигналы.

«Матрица», принятая RCA, была Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B; все три весовых коэффициента были выбраны таким образом, чтобы их сумма составляла 1,0.

Как и в двухцветных системах «предшествующего уровня техники», таких как Technicolor до 1932 года, сигнал G преобладает над сигналом R; и, как и в трехцветных системах "предшествующего уровня техники", таких как 1932 и позже "Трехполосный" Technicolor, сигналы G и R преобладают над сигналом B.

Цветовая система RCA была разработана, в то время как «Трехполосный» Technicolor был «золотым стандартом», а Eastmancolor Eastman Kodak не смог полностью вытеснить «Трехполосный» Technicolor в течение следующих пяти лет. Действительно, RCA P22 ЭЛТ люминофор был предназначен для имитации драматической цветовой палитры Technicolor.

В большинстве практичных цветовых систем, включая RCA, сигнал G принимается за эталон, поскольку он имеет самое высокое разрешение. Действительно, с 1932 по 1944 год «Трехполосный» Technicolor изображение было улучшено путем печати монохромного изображения, которое было снято с негатива 0,5G (так называемого «ключевого» изображения, и, следовательно, эта цветовая система действительно была системой RGBK, а не в отличие от системы YCMK для полиграфии) на «холостом приемнике» пленки до нанесения цветных красителей в качестве меры улучшения кромок.

Улучшение краев теперь является частью многих электронных цветовых систем, но во времена «Трехполосного» Technicolor это было достигнуто фотографическим способом из изображения G, самого резкого из трех.

Монохромная совместимость

Обычные монохромные телевизоры принимают этот сигнал, как если бы не было сигналов цветности или пакетных сигналов. Будет отображаться монохромное изображение Y с минимальными дефектами или без них (например, муар и т. Д.).

Сигналы «I», «Q» и «цветовая вспышка» игнорируются, оставляя только монохромное изображение.

Совместимость цветов

Цвет телевизоров будет принимать этот сигнал и будет, во-первых, отделить монохромное изображение, Y, и, во-вторых, декодировать «I» и сигналов «Q», используя извлеченный «цветовой синхронизации» 3.579545 сигнала МГц в качестве опорной фазы к декодировать эти сигналы.

Применение монохромного изображения и декодированных сигналов «I» и «Q» к математической инверсии «матричного» обратного преобразования синтезирует сигналы основного цвета R, G и B, которые были применены к «теневая маска "или эквивалентной телевизионной трубки, которая отображает трехцветное цветное изображение.