Материал: 516_Mamchev, G. V. Televidenie Vysokoj Chetkosti
6
10.4.5. Смена полярности сигналов управления ............................... |
244 |
10.4.6. Уменьшение кросс-эффекта при адресации матричных |
|
жидкокристаллических экранов ............................................. |
245 |
10.4.7. Формирование полутонового изображения на |
|
жидкокристаллическом экране ............................................... |
248 |
10.5. Устройства управления жидкокристаллическим экраном ............... |
249 |
10.6. Современные цифровые дисплейные интерфейсы для |
|
жидкокристаллических экранов ......................................................... |
251 |
10.6.1. Классификация дисплейных интерфейсов ............................ |
251 |
10.6.2. Цифровые дисплейные интерфейсы ...................................... |
254 |
10.6.3. Интерфейсы внутренней дисплейной шины ......................... |
259 |
11. ПЛОСКОЭКРАННЫЕ ВОСПРОИЗВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА, |
|
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМ ЭКРАНАМ ...... |
265 |
11.1. Принципы работы и устройство плазменных панелей .................... |
265 |
11.1.1. Физические основы газового разряда ................................... |
265 |
11.1.2. Устройство ячеек плазменных панелей ................................ |
266 |
11.1.3. Принципы формирования растра .......................................... |
271 |
11.1.4. Методы увеличения яркости и контраста воспроизводимых |
|
изображений ........................................................................... |
274 |
11.1.5. Способы повышения четкости воспроизводимых |
|
изображений ........................................................................... |
275 |
11.1.6.Коррекция цветовоспроизведения плазменных панелей ..... 276
11.1.7.Конструктивные особенности серийно выпускаемых
плазменных панелей .............................................................. |
277 |
11.2. Устройство гибкого цветного OLED-дисплея ................................. |
279 |
12. УСТРОЙСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ |
|
ИЗОБРАЖЕНИЙ БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ............................................... |
287 |
12.1. Мультимедийные проекторы D-ILA-типа ........................................ |
287 |
12.2. Устройство проектора видеоизображений, использующего |
|
электронно-управляемые зеркала ..................................................... |
292 |
12.3. Особенности применения лазерных диодов в проекционных |
|
телевизорах ........................................................................................ |
299 |
Заключение ........................................................................................................ |
303 |
Библиографический список .............................................................................. |
312 |
Список сокращений .......................................................................................... |
317 |
Введение
Важнейшим параметром любого телевизионного устройства воспроизведения изображений является четкость, которая оценивается количеством зрительно воспринимаемых мелких деталей. В свою очередь четкость в основном зависит от числа воспроизводимых строк в каждом кадре телевизионного изображения.
В последнее время в научно-технической литературе чаще используется термин – «телевидение высокой четкости». Так что же такое телевидение высокой четкости (ТВЧ) или в английской аббревиатуре HDTV (High Definition Television).
В 1935 году это было телевизионное изображение, содержащее 343 строки.
В предвоенной Великобритании число воспроизводимых строк в телевидении возросло до 405. В 1939 году во время Всемирной Нью-Йоркской ярмарки впервые было показано телевизионное изображение с числом строк 441.
NTSC (National Television Systems Committee – совместимая система цветно-
го телевидения, разработанная в США Национальным комитетом телевизионных стандартов) появилась как «система цветного телевидения высокой четкости» с числом строк разложения 525.
Термин ТВЧ применялся и в Европе для обозначения телевизионных систем
счислом строк 625.
Таким образом, под ТВЧ всегда понималось наивысшее технически до-
стижимое качество телевизионных систем. Цифровое телевидение с разрешением на 525 или 625 строк рассматривается как эволюционный переход от аналоговых систем стандартной четкости. Но это в данный момент еще не ТВЧ.
При разработке аналоговых систем цветного телевизионного вещания NTSС, PAL, SEСAM с разверткой на 525 или 625 строк предполагалось, что воспроизводимые изображения будут рассматриваться на экранах сравнительно небольших размеров (длина диагонали экрана до 75 см) с расстояния наилучшего наблюдения, равного пяти высотам экрана. Однако, в целом, качество воспроизводимых телевизионных изображений стандартными системами в значительной степени отстает от качества киноизображения, полученного с помощью 35-мм кинопленки, и не удовлетворяет требованиям современного телевизионного вещания.
Фундаментальные исследования по улучшению качественных показателей аналоговых телевизионных систем стандартной четкости начались в 1964 году в Японской вещательной компании NHK. Целью этих исследований было повышение качества изображений на экранах телевизионных приемников до качества современного киноизображения.
На основании проведенных исследований экспериментально было установлено, что большое по размерам изображение на большом расстоянии создает более сильное впечатление, чем меньшее изображение на меньшем расстоянии. Практически удвоение размеров изображения эквивалентно улучшению
8
его качества на один балл по семибалльной шкале оценок [1]. При этом телевизионное изображение психологически воспринимается как более высокого качества, если оно рассматривается с более близкого расстояния. Фактически было доказано, что оптимальное расстояние рассматривания телевизионного изображения соответствует трем высотам экрана воспроизводящего устройства. Однако в этом случае на телевизионных экранах с достаточно большими размерами и с повышенной яркостью изображения становится отчетливо заметными структура растра, межстрочные и межкадровые мелькания, ухудшается передача быстродвижущихся объектов. Поэтому приближение телезрителей к экрану требует увеличения, как минимум, вдвое четкости телевизионных изображений по вертикали и горизонтали, в сравнении с действующими аналоговыми телевизионными системами, то есть необходимо вдвое увеличить число строк разложения.
Телевизионные системы с увеличенной вдвое четкостью воспроизводимых изображений, по сравнению со стандартными вещательными системами NTSC, PAL, SEСAM, в настоящее время получили название систем телевидения высокой четкости. Причем, в соответствии с определением Международного союза электросвязи (МСЭ или в английской аббревиатуре ITU-International Telecommunications Union), ТВЧ – это система, предназначенная для наблюдения телевизионного изображения на большом экране с расстояния около трех высот экрана.
Следует иметь в виду, что сейчас термин ТВЧ фактически не совсем точно отражает изменение параметров новых телевизионных систем. В целом, в системах ТВЧ должны повыситься не только четкость, но и контрастность, и яркость изображения, изменяется формат кадра, в частности планируется некоторое его увеличение за счет большего превышения горизонтального размера. В ТВЧ – системах, как правило, будут использоваться воспроизводящие устройства гораздо бóльших размеров, на которых, наряду с улучшенной цветопередачей, будет устранена малейшая заметность мельканий на ярких участках телевизионного изображения, улучшится качество звукового сопровождения за счет внедрения многоканальных звуковых систем, например, Dolby Digital 5.1, обеспечивающих объемность, естественность звучания. Одновременно возрастают требования и к другим параметрам, влияющим на качество телевизионного изображения. В первую очередь, это отношение сигнал/шум и уровень координатных искажений.
Таким образом, ТВЧ – это не только улучшенная телевизионная система, но и открытый путь в будущее телевидения. Многие специалисты в области телевизионной техники считают, что внедрение ТВЧ – вещания по своей значимости сопоставимо с появлением цветного телевидения.
Широкую дорогу практическому внедрению ТВЧ открыли цифровые методы телевизионного вещания. Все хорошо известные к настоящему времени системы цифрового телевизионного вещания (ATSC, DVB, ISDB, DMB-T) базируются на стандарте кодирования с информационным сжатием MPEG-4 AVC.
Первыми были США, в которых с 1998 года началось регулярное наземное цифровое телевизионное вещание по системе ATSC (Advanced Television Systems Committee – Комитет по системам перспективного телевидения),
ВВЕДЕНИЕ |
9 |
способной обеспечить телезрителей программами как стандартной, так и высокой четкости. Естественно, что к настоящему времени ТВЧ получило наибольшее развитие в США.
В декабре 2001 года цифровое спутниковое ТВЧ-вещание началось в Японии. Причем на данный момент времени японская компания SONY является мировым лидером по производству оборудования ТВЧ, выпуская полный комплект аппаратуры для телевизионных систем высокой четкости. При этом девизом компании SONY является High Definition for every one – «ТВЧ для всех». Именно ТВЧ рассматривается компанией как приоритетное направление развития телевизионной индустрии на ближайшую перспективу. Поэтому акцент делается на расширенном ассортименте оборудования и систем, помогающих вещателям осуществить переход к производству программ ТВЧ. Форсирование внедрения ТВЧ в Японии объясняется не просто стремлением заменить аналоговый стандарт NTSС с относительно низким разрешением, но и специфическими местными условиями. Поскольку среднее расстояние просмотра в квартирах составляет примерно 2,2 м, а размер телевизионных экранов все более увеличивается, но все явственнее проявляется строчная структура телевизионного изображения. Поэтому, чтобы сделать строки незаметными, необходимо увеличить их количество. При этом неизбежно усиливается телевизионный эффект присутствия.
Кроме США и Японии, телевизионное вещание в ТВЧ формате осуществляется в Австралии, Канаде, в Республике Корея, в Бразилии. В КНР ТВЧвещание началось в 2008 году, когда в Пекине проводились Олимпийские игры.
Страны Европейского Союза первоначально не планировали переходить на ТВЧ – вещание, считая, что главным является реализация многопрограммного цифрового телевидения. Однако, в последнее время EBU (European Broadcasting Union – Европейский вещательный Союз) резко активизировал работу по выбору оптимального стандарта ТВЧ-вещания для европейских стран. Регулярное европейское вещание в формате ТВЧ началось 1 января 2004 года, когда заработал цифровой спутниковый канал Euro 1080, получивший код HD-1 (High Definition-высокое разрешение). Трансляция ТВЧ-программ осуществляется через спутник SES-Astra (19,2° в.д.).
К настоящему времени уже функционируют более сотни европейских спутниковых каналов, работающих в формате ТВЧ. Причем спутниковый способ передачи оказался оптимальным для передачи ТВЧ-сигналов на домашние (абонентские) телевизоры, особенно при применении систем вещания DVB-S2 (Digital Video Broadcasting-Sattellite – стандарт передачи цифровых сигналов по спутниковым сетям вещания второго поколения, обеспечивающий 50%-е улучшение использования спектра).
Россия также осуществляет вещание в стандарте ТВЧ. За последние годы на телецентре «Останкино» оборудовано несколько полностью цифровых студий, передвижных телевизионных станций (ПТС) ТВЧ-типа. Телевизионные компании-операторы ВГТРК (Всероссийская государственная телерадиовещательная компания), «НТВ-Плюс», «Орион Экспресс» и «Триколор ТВ» ведут
10
вещание в формате ТВЧ. Телевизионное вещание в стандарте Full HD осуществляется также в кабельных и IP-сетях.
По прогнозам британской исследовательской компании IHS Screen Digest к концу 2012 года в России насчитывалось 1,46 млн. HD-абонентов, из них 1,27 млн. – абоненты спутниковых операторов. К концу 2013 года оператор «Триколор ТВ» планирует подключить к мультиплексу «Триколор ТВ Full HD» порядка 3,9 млн. абонентов (домохозяйств). Это позволит компании выйти на второе место в Европе по количеству HD-абонентов. В общем ассортименте продаваемых в нашей стране телевизоров модели Full HD по данным 2011 года занимают уже более 85%.
Исследовательская компания Digital TV Research (США) опубликовала обзор, из которого следует, что к 2016 году в 18 наиболее развитых странах около 80% всех телезрителей будут иметь приемники высокой четкости (на конец 2011 года таковых было около 25%). Поэтому условно специалисты телевидения считают 2016 год концом эпохи телевидения стандартной четкости (625/525 строк разложения в одном кадре).
Наиболее выигрышным контентом для ТВЧ первоначально считались художественные фильмы и спортивные передачи. Затем этот круг расширился научно-популярными программами и шоу-мероприятиями. Опыт ТВЧ-вещания японского канала NHK показал, что очень интересным материалом являются новости. Возникающий при ТВЧ-репортажах эффект присутствия меняет восприятие событий и объединяет корреспондента и зрителей. Поэтому высокое разрешение уверенно вытесняет стандартное в сфере производства новостных программ.
К настоящему времени мировое телевизионное сообщество приняло единогласное решение, что все наиболее значимые спортивные передачи, программы, имеющие высокую и историческую ценность, транслировать и архивировать только в стандарте ТВЧ. Специалисты телевидения должны зафиксировать все колоссальное культурное наследие человечества и сохранить его, создав архив для истории в формате ТВЧ.
Будущее ТВЧ определяется не только вещательной сферой телевидения. Есть много других важных приложений, которые содействуют расширению рынка ТВЧ и делают его более привлекательным в коммерческом отношении:
цифровой кинематограф (как система производства, распределения и демонстрации кинофильмов);
DVD высокой четкости;
домашнее кино;
видеоигры в формате ТВЧ;
дистанционная диагностика данных в системах телемедицины;
системы контроля и экологического наблюдения;
военные приложения.
Все это требует высокой четкости и окажет влияние на выбор формата ТВЧ. Для примера оценим более детально влияние ТВЧ на развитие цифрового (электронного) кинематографа.