Colorplexer

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

Стандарт Национального комитета по телевизионным системам (NTSC) был аналоговой телевизионной системой, которая использовалась в большинстве стран Северной Америки с 1941 года до обязательного перехода на ATSC в 2009 году. Однако маломощным телевизионным станциям было разрешено работать с NTSC, на данный момент, но многие с тех пор перешли на ATSC. Этот национальный стандарт был позднее принят (или, в некоторых случаях, адаптирован) в других юрисдикциях, таких как Япония.

Второй стандарт NTSC (525/30, 1941 и позже) предполагал, что существующая монохромная телевизионная система в конечном итоге включит положение для монохромно-совместимого цветного телевидения. Первый стандарт NTSC (441/30, до 1941 года) не имел таких ожиданий, поскольку даже существующей трехцветной системе кино, "Three-Strip" Technicolor, тогда было всего пять лет. Второй стандарт NTSC , пересмотренный для цвета, иногда называемый EIA RS-170a , действовал в Северной Америке и других местах с 1953 года, пока этот стандарт не был заменен ATSC в начале 21-го века.

Центральным элементом этого пересмотренного стандарта было требование о передаче потока информации на передатчике и ее трансляции на телевизоры (приемники), причем это не зависело от того, был ли сигнал монохромным (существовал с 1941 года) или цветным (принят в 1953 году).

Эта важная задача была решена с помощью кодирующего устройства, получившего название Colorplexer .

Colorplexer (гибрид слов «цвет» и «мультиплексор») — торговое название сложного электронного устройства компании RCA , которое кодировало дискретные красные, зеленые и синие трехцветные изображения, полученные с цветной камеры, в составной монохромный совместимый поток цветовой информации.

В рекомендациях RCA для цветного телевидения, совместимого с монохромным изображением, обычно называемого « цветом NTSC », каждый источник цветного телевидения (например, от блока управления камерой ) включал в себя свой собственный цветной многоплексор, тем самым обеспечивая остальное оборудование, все из которых, как предполагалось, изначально были системами монохромного оборудования, сигналом, которым можно было управлять (генерировать, коммутировать, передавать, принимать и т. д.), как если бы сигнал был вовсе не цветным, а обычным композитным монохромным сигналом.

Это было стратегическим решением со стороны RCA, и эта концепция «один Colorplexer на источник цвета» стала частью маркетинговых рекомендаций RCA по оборудованию для цветного телевидения. Хотя это значительно усложнило каждый источник цвета, а значит, и удорожило его, это также устранило необходимость в серьезных изменениях в системе управления сигналами телевизионной станции, а стоимость управления сигналами (особенно для сетей, включающих широко разнесенные источники и пункты назначения, таких как полностью принадлежащая RCA сеть NBC-TV) считалась значительно более высокой, чем стоимость самих источников цветного сигнала, поскольку в противном случае ее пришлось бы заменить (композитной) системой управления только Y на (компонентную) систему управления R-, G- и B-сигналами (тем самым фактически утроив стоимость распределения цветного сигнала).

Используя аналогию с современной трехфазной электрической системой, наложение системы управления цветными телевизионными сигналами R-, G- и B-типа на существующую систему управления монохромными телевизионными сигналами было бы аналогично требованию к системам электроснабжения коммунальных служб перейти с трехфазного на девятифазное электричество, что влечет за собой непреодолимые финансовые потери.

Второй стандарт NTSC не содержал конкретных указаний на рекомендацию RCA «один Colorplexer на источник цвета», при условии, что сигнал, фактически передаваемый конечному пользователю , был совместим с монохромным сигналом, и это могло быть достигнуто с помощью системы управления сигналами R, G и B и одного Colorplexer на передатчике, и этого было бы достаточно для небольших телевизионных станций, особенно тех, у которых видеоисточники были расположены в месте расположения передатчика станции. Однако очевидная высокая стоимость управления R-, G- и B-сигналами в рамках крупной телевизионной станции с отдельными студиями и передатчиками (источники и пункты назначения разнесены на расстояние от одной до десятков миль) или, в особенности, в рамках телевизионной сети с географически далеко разнесенными источниками и пунктами назначения (источники и пункты назначения разнесены на расстояние от сотен до тысяч миль) привела к принятию рекомендации RCA «один Colorplexer на каждый источник цвета» практически повсеместно, особенно после того , как в 1958 году компания Ampex представила цветную видеоленту (которая никогда не была компонентной системой, а всегда была по своей сути композитной системой), и цветные видеоленты Ampex (а позднее и RCA) стали важнейшими подсистемами многочасового (национального или, по сути, международного) сетевого распределения и передачи цветного телевидения.

Первоначально нестабильность ранних Colorplexers вызывала множество эксплуатационных проблем, поскольку не было двух Colorplexers, настроенных одинаково, и их приходилось постоянно « подстраивать », как и сами видеоисточники. В конце концов, стабильность Colorplexer улучшилась, как и стабильность видеоисточников, и цвет NTSC продолжал обеспечивать стабильно хороший цвет, и это продолжалось до 2009 года, почти 56 лет, замечательное технологическое достижение, поскольку, по сравнению с «трехполосным» Technicolor, возможно, «образцом» для цветного кино, который просуществовал всего 19 лет (с 1936 по 1955 год).

Сигналы основных цветов R, G и B взвешиваются, а затем суммируются в сигнал яркости Yʹ (Y prime), который примерно эквивалентен монохромному сигналу.

При добавлении входов от синхронизирующего генератора, который подает сигналы гашения и композитной синхронизации, и входов от генератора цветовой синхронизации, который подает сигналы цветовой синхронизации 3,579545 МГц и «затвора импульса», цветоуловитель, используя «кодер», синтезирует совместимый сигнал, который включает яркость (описанную ранее) и цветность (амплитудно-модулированный сигнал с подавленной несущей с «I» и «Q» в квадратуре, и который представляет собой разницу между цветовыми сигналами и монохромным сигналом), комбинация которых создает монохромный совместимый поток цветовой информации.

"Взрывной шлюз" пропускает восемь циклов "цветового импульса" 3,579545 МГц и применяет их к "заднему крыльцу" каждого строчного синхроимпульса (вертикальный синхроимпульс не затрагивается). Этих восьми циклов как раз достаточно, чтобы обеспечить цветной телевизионный приемник опорным сигналом, с помощью которого он может скорректировать свой собственный 3,579545 МГц локальный генератор по частоте и фазе, причем фаза является наиболее важным аспектом процесса восстановления сигналов "I" и "Q".

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

Как и в «предшествующих» двухцветных системах, таких как «Техниколор» до 1932 года, сигнал G преобладает над сигналом R; и, как и в «предшествующих» трехцветных системах, таких как «Трехполосный» «Техниколор» 1932 года и более поздних, сигналы G и R преобладают над сигналом B.

Цветовая система RCA была разработана, когда "Three-Strip" Technicolor был "золотым стандартом", и Eastmancolor от Eastman Kodak не вытеснил полностью "Three-Strip" Technicolor еще полдесятилетия. Действительно, фосфор CRT P22 от RCA был предназначен для имитации драматической цветовой палитры Technicolor.

В большинстве практических цветовых систем, включая RCA, сигнал G принимается за опорный, поскольку он имеет самое высокое разрешение. Действительно, в 1932–1944 годах в «трехполосном» Technicolor изображение улучшалось путем печати монохромного изображения, которое было взято с негатива 0,5G (называемого «ключевым» изображением, и, следовательно, эта цветовая система на самом деле была системой RGBK, мало чем отличающейся от системы YCMK в графическом искусстве) на «пустом приемнике» пленки перед нанесением цветных красителей в качестве меры улучшения краев.

Улучшение контуров теперь является частью многих электронных цветовых систем, но во времена «трехполосного» Technicolor это достигалось фотографическим путем с использованием изображения G, самого резкого из трех.

Обычные монохромные телевизоры будут принимать этот сигнал, как будто бы не было никаких сигналов цветности или импульсных сигналов вообще. Будет отображаться монохромное изображение Y с минимальными или отсутствующими дефектами (такими как муар и т. д.).

Сигналы «I», «Q» и «цветовая вспышка» будут проигнорированы, останется только монохромное изображение.

Цветные телевизоры примут этот сигнал и, во-первых, разделят монохромное изображение Y, а во-вторых, декодируют сигналы «I» и «Q», используя извлеченный сигнал «цветовой синхронизации» 3,579545 МГц в качестве опорной фазы для декодирования этих сигналов.

Применение монохромного изображения и декодированных сигналов «I» и «Q» к математической инверсии «матричной» инверсии синтезирует основные цветовые сигналы R, G и B, которые были поданы на « теневую маску » или эквивалентную телевизионную трубку, и которая отображает трехцветное цветное изображение.

http://www.americanradiohistory.com/Archive-RCA-Broadcast-News/RCA-77.pdf ^{[ мертвая ссылка ]}