Трехкоординатная передача цвета. Основные цвета. Устройство цветного телевизора. Система SECAM. Другие системы. Цветное и черно-белое телевидение.

Введение

Впервые влияние света на электричество (это явление фотоэффект – вырывание электронов из вещества, при воздействии на него светом) обнаружил немецкий физик Генрих Герц в 1887 году. Он подробно описал свои наблюдения, но объяснить это явление не сумел. В феврале 1888, русский ученый Александр Столетов провел опыт наглядно демонстрирующий влияние света на электричество.
Параллельно этим исследованиям происходило и множество других, сыгравших в итоге не менее важную роль в истории создания телевизоров. К концу 19-века сама идея телевидения не кажется уже чем-то абсурдным и фантастическим. Никто из ученых уже не сомневается в возможности передачи изображений на расстояния. Один за другим выдвигаются проекты телевизионных систем, по большей части неосуществимые с точки зрения физики. Главные же принципы работы телевидения были созданы французским ученым Морисом Лебланом.
В 1907 году Борису Розингу удалось теоретически обосновать возможность получения изображения посредством электронно-лучевой трубки, разработанной ранее немецким физиком К. Брауном. Розингу так же удалось осуществить это на практике. И хотя удалось получить изображение в виде одной единственной неподвижной точки, это был огромный шаг вперед. В целом, в деле развития электронных телевизионных систем, Розинг сыграл огромную роль. В 1933 году, в США, русский эмигрант Владимир Зворыкин продемонстрировал иконоскоп – передающую электронную трубку. Принято считать, что именно В. Зворыкин является отцом электронного телевидения.
 
1. Трехкоординатная передача цвета

Существуют так называемые трехкоординатные данные, которые в терминах трех координат (или величин) попросту описывают, каким представляется цвет объекта зрителю или сенсорному устройству или как цвет будет воспроизводиться на каком-либо устройстве, например на мониторе или принтере. Цветовые системы CIE, такие как XYZ и L*а*b*, задают положение цвета в цветовом пространстве посредством трехмерных координат, в то время как системы воспроизведения цвета, такие как RGB и CMY(+K), описывают цвет в терминах трех величин, задающих количество трех составляющих, которые при смешивании дают тот или иной цвет.
В общем случае трехкоординатные данные связаны с цветом, оттенком и яркостью. Сегодня есть возможность пересчитывать спектральные данные для многих «стандартных источников света» и цветовых координат для лучшей оценки исследуемого цвета.
Цветовое пространство можно использовать для описания диапазона тех цветов, которые воспринимаются наблюдателем или воспроизводятся устройством. Этот диапазон называется гаммой. Данный трехмерный формат также очень удобен для сравнения двух или нескольких цветов. Трехмерные цветовые модели и трехзначные цветовые системы, такие как RGB, CMY и HSB, называются трехкоординатными колориметрическими данными.


Рисунок 1. Колорографическая диаграмма

Для любой системы измерения требуется повторяемый набор стандартных шкал. Для колориметрических измерений цветовую модель RGB в качестве стандартной использовать нельзя, потому что она неповторяема - это пространство зависит от конкретного устройства. Поэтому возникла необходимость создания универсальной цветовой системы. Такой системой является CIE. Для получения набора стандартных колориметрических шкал, в 1931 году Международная комиссия по освещению - Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) - утвердила несколько стандартных цветовых пространств, описывающих видимый спектр. При помощи этих систем можно сравнивать между собой цветовые пространства отдельных наблюдателей и устройств на основе повторяемых стандартов.

 
2. Основные цвета

Очень многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества красок. Стремление натурфилософов найти первоосновы всего на свете, анализируя явления природы, все разложить на элементы, привело к выделению основных цветов. Основные и дополнительные цвета обычно иллюстрируют с помощью цветового круга (рис. 2).


Рисунок 2. Цветовой круг

Было установлено, что оптическое смешение некоторых пар цветов может давать ощущение белого цвета. Дополнительными цветами (взаимодополнительными или противоположными) называют пары цветов, оптическое смешение которых приводит к получению ахроматического цвета (белого, серого или черного). В RGB триаде основных цветов "красный – зеленый – синий" дополнительными являются соответственно "циан – пурпурный – желтый". То есть основные и дополнительные цвета в RGB выглядят следующим образом:
• красный цвет и циан (англ. red – cyan) (циан – сине-зеленый цвет);
• зеленый цвет и пурпурный (англ. green – magenta) (пурпурный или маджента – между малиновым и лиловым);
• синий и желтый цвета (англ. blue – yellow).
Излучения, составляющие дополнительные цвета, могут иметь различный спектральный состав (явление метамерии). На цветовом круге, который построен по принципу RGB, эти цвета располагают оппозиционно, так что цвета обеих триад чередуются.
В системе RGB (красный – зеленый – синий) цвета разделяются на 12 основных тонов: 3 основных цвета, 3 дополнительных к основным и еще 6 промежуточных тонов (табл. 1).

Таблица 1. Цвета в системе RGB

В системе RYB, где основная триада красный – желтый – синий, понятия и соотношения основных и дополнительных цветов иные:
• красный – зеленый;
• желтый – фиолетовый;
• синий – оранжевый.
 
3. Устройство цветного телевизора

На рис. 3 приведена блок-схема цветного телевизора. Чтобы не за-громождать схему, канал развертки и звуковой канал на ней не показаны, поскольку их устройство полностью совпадает с устройством ана¬логичных каналов черно-белого телевизора. Модулированная несущая принимается и обрабатывается амплитудным детектором. Видеосигнал, восстановленный амплитудным детектором, состоит из двух составляющих: монохроматической (сигнал яркости Y) и цветовой (сигнал цветности). Сигнал яркости усиливается отдельно и подается на декодер. Декодер состоит из усилителя сигнала цветности, детектора и декодирующей матрицы. На него поступают как сигнал яркости, так и сигнал цветности, и он преобразует эти сигналы в сигналы красного, зеленого и синего цвета, которые затем усиливаются порознь и подаются на ЭЛТ.