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电视机的时空轨迹
  • 2013-9-10 16:06:44
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:黄旭
  • 作者:
【电脑报在线】比起1839年出生的照相机,电视机还算是个新发明,不过它的出现,从影响西方社会,到乃至整个人类的文化发展都起到了支柱作用。它曾通过电波,让肥皂剧和搞笑节目横扫整个流行文化,如今更多的是讨论流媒体的存在,但电视机是怎么走到今天的呢?


  比起1839年出生的照相机,电视机还算是个新发明,不过它的出现,从影响西方社会,到乃至整个人类的文化发展都起到了支柱作用。它曾通过电波,让肥皂剧和搞笑节目横扫整个流行文化,如今更多的是讨论流媒体的存在,但电视机是怎么走到今天的呢?


电视量产和直播,从1950年代开始登上舞台
  电视机的核心技术,可以追溯到19世纪(关于电视机的最早雏形和发明我们以前提及过,早在1927年)。但电视机的爆发和普及,应该是从1950年算起。
  战后世界经济复苏,在美国,黑白电视机迎来了爆炸式的增长。早在1928年,电视台和电视信号播送就已经存在了,不过信号很弱,分辨率也只有48线,而且几乎没有电视设备能用来接收信号。在1938年,全世界加起来,大概也只有200台电视机,大部分都是实验室的仪器设备,他们有着各种各样的分辨率和格式。而电视机的真正普及,得到1948年,美国的RCA公司量产了第一台民用电视机:RCA 630TS。

RCA 630TS, 第一台量产电视机
  630TS净重38.5公斤,一个10英寸的黑白CRT显像管。标价435美刀——几乎和一辆新车差不多,而且还卖疯了。伴随着电视台的兴起,美国迎来了电视时代。
  
  早期美国电视台通过VHF和UHF无线电信号播送电视节目,采用是NTSC标准(国家电视系统委员会的缩写)。NTSC标准起草于1940年,并在1953年修订以同时适应彩色电视信号和兼容黑白电视信号。NTSC标准从1953年成型以后,和美国宪法一样,美国人就没想有去改它的必要,一直用到2009年和2011年正式废止。
  NTSC允许电视台播出525线分辨率的电视信号,其中483线用来显示可见图像,每一个扫描场只隔行显示一半的图像,两场分别交织扫描,组成最终图像,扫描频率为每秒60次,因为一帧图像是由两个场组成的,所以NTSC格式的电视信号一秒由29.97帧组成,音频(早期是单声道)通过FM调频信号发送。

带场的隔行扫描画面,在逐行扫描的显示器上能看到场纹
     最早的NTSC格式只能播送黑白图像。在电视机显像管里面,阴极管发射一束电子束扫描画面的每一线,轰击荧光粉使其发光,电视信号控制着荧光粉发光的亮度,电子束每次只扫描一个场的一条线,但是显像管速度很快,足以骗过人眼,让人眼觉得画面是连续的。随着1953年的修订,黑白电视信号升级成为彩色编码信号,用明度和色度取代了单色黑白信号,老式黑白电视机只需忽略色度信号,只用明度信号就能显示黑白画面。
     色彩还原,其实是麻烦事,从专业演播室到家用电视,NTSC都没法保持色彩一致性,于是美国以外的国家,开发了各自的电视广播标准,比如我国和欧洲大部分国家采用的PAL制式。PAL的分辨率和扫描频率都与NTSC不同,但更重要的是,PAL可以改善NTSC的色差问题。
   还有第三种被广泛采用的格式,叫SECAM(内存时序色彩),由法国人开发。SECAM亦试图纠正NTSC的色差问题,它通过分开传输红蓝信号来达到这个目的。SECAM在法国和法语区普遍流行;还有苏联人,因为他们也参与了SECAM的部分开发。PAL在余下的欧洲国家和中亚、一些南美国家采用。NTSC则用在北美、一部分南美国家和日本。在这个阶段,全球的电视直播已经慢慢成为给个家庭的娱乐和信息获取的支撑。

不同电视制式在世界范围的分布


 


录播技术的发明

     早期的电视转播,只有直播。没有什么录好了对口型的事情,因为录像重播的技术根本还没有发明出来。


Kinescope设备

     一种最早的录播设备是类似于黑胶碟的东西,但这种技术没有流行开来,因为那时候连电视台都没几个。所以,最早被广泛采用的是一种叫Kinescope的系统。其实,Kinescope就是一个录屏装置,用电影胶片摄影机对着电视屏幕,把内容拍下来而已。快门速度正好匹配NTSC的一秒59.97场(29.97帧),从而保证没有闪动。这也方便了电视节目的存档,而且也引发了重播,和延时播出的兴起。Kinescopes直接导致了现在美国东海岸时间和西海岸时间的电视节目播出安排。ABC电视台的《黄金时间现场》节目先在东海岸播出,用电波和同轴电缆传输倒西海岸,西海岸再用Kinescope录下来,三小时后播出。Kinescopes在1950年代被大量使用,直到录像带的兴起。

一盘1970年代的Quad带和一盘现在的miniDV磁带比较。
     首先,用磁带记录有个物理极限问题,无论VHF还是UHF信号,都包含了大量信息。要在磁带上完整记录下这些信息,磁带必须以一秒125尺的速度舔过磁头。这在工程上和逻辑上都不太讲理,因为一小时的节目将产生85英里(137公里)的磁带。
     解决办法就是改变信号的记录方式,在1956年,Ampex公司推出了Quadruplex,也叫做Quad,它的滚盘上同时使用4个磁头,在磁带上横向记录,另外还有第五个磁头负责记录声音,这样就把磁带的跑速降低到了一秒钟15英尺(38厘米)
     Quad磁带的确方便很多,但一小时要烧掉300美金,所以,为了省钱,电视台经常写了又擦,擦了又写,直到把黑磁带蹭成透明胶带为止。就为了省钱,造成很多1950年代晚期到1960年代的许多节目,因为老板觉得不够优秀而没有存档。想要保存节目的观众,只能用一台超8毫米胶片摄影机对着电视机拍。
     但磁带技术一直在进化革新,变得越来越小越来越高效。一卷卷渐渐变成一盒盒,最有名的就是骚尼索尼的U-matic格式。这种便利的设备,让电视制作找到了彻底淘汰Quad的选择。

SonyBVU-800专业录像机的操作面板
     但是,磁带还只是专业播出设备,还没有在观众里普及,直到VCR在1980年代横空出世,彻底改变了整个电视工业。

上面是Sony的Betamax磁带,下面是JVC的VHS


     录像带的出现,彻底搞乱了市场,打破了消费者和制作者之间的权力平衡。U-matic制式的磁带在1971年公布,但是索尼的Betamax制式在1975年发布,而JVC的VHS制式紧接着在1976年发布,这引起了消费者的强烈兴趣,并把他们带入了自己的卧室。这也让索尼与JVC之间,发生了如同可口可乐与百事可乐之间的标准大战。而最后的赢家,是VHS录像带,Betamax虽然能提供更好的画质(在符合条件的情况下),但VHS的大杀器就是:无论从时间上还是尺寸上,JVC的都比索尼的长。


数字还是高清?
     在1980年代,美国所有家庭都喜欢录东西,有些家庭有三个录像机,父母一人一个用来录电视肥皂剧,另一个让孩子自己录儿童节目,但因为模拟信号的关系,录像带的画质会有损失,看上去总不如电视台的好。
  对于电视来说,NTSC的480线那点清晰度从1953年开始就没有改过。虽然电视机的尺寸越来越大。在一些国家,曾经也提出过几种,后来被放弃的模拟高清格式。在模拟信号里塞进更多扫描线需要更大的带宽,但所有的频段资源,不管是无线信号还是铜缆,都已经被占满了。而解决之道,就是数字化。如果采用数字信号,就可以用数字压缩技术更高效地利用带宽资源传输更高清晰度的画面,如果有更高清晰度画面的节目,人们就会去买更高清晰度的电视机去看这些节目。
  在1990年代中后期,各种高清格式开始出现,但由高级电视标准委员会(Advanced Television Systems Committee)主导的标准占据了主流:480i,480p;720p;还有1080p和1080i。
    数字革命最终消灭了所有录像机的铁杆粉丝。大概用了两代人的时间,家用录像带已经销声匿迹,DVD取而代之。

DVD光盘
     DVD使用MPEG-2压缩格式,480p的分辨率。因为只有480线的清晰度,所有算不上高清视频格式。但你要知道,在1990年代DVD出现的时候,还没有高清电视机存在。DVD获得了大量普及并在2003年的销售和出租量超过了录像带。
     虽然,在目前看来DVD可是很落后的产品,随后的蓝光或新的光盘格式被开发出来克服DVD当时的各种缺陷。但电视的未来,起码现在来看,不再依靠物理介质。或许在前几年还有人喜欢去大街上淘几张DVD 9的高清碟回来,但现在更多的人选择的是通过各种盒子观看在线视频,开始享受流媒体的便捷。时光飞逝,感觉昨天我们还在一起围观特丽珑的犀利,现在只有独赏一块手机屏幕的寂寞。互联网和移动互联网的确改变了人们看待世界的方式,我们更为熟悉的今天,接触视频的机会远比电视机要多上很多,不过,电视机未来的演变,或许在回顾历史的同时,我们也有一定收获。 
本文出自2013-09-09出版的《电脑报》2013年第35期 A.新闻周刊
(网站编辑:pcw2013)


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