Цифровое телевидение. Перспективы развития в России

Цифровое телевидение - это новое поколение телевизионной техники, в которой передача, обработка и хранение телевизионного сигнала осуществляются в цифровой форме. По сравнению с аналоговым телевидением применение методов и средств цифрового ТВ обеспечивает ряд преимуществ. Они заключаются:

В существенном увеличении количества телевизионных программ, передаваемых в том же частотном диапазоне;

В повышении помехоустойчивости трактов передачи и записи телевизионных сигналов;

В повышении качества изображения и звука в телевизионных приёмниках с обычным стандартом разложения;

В возможности создания телевизионных систем с новыми стандартами разложения (телевидение высокой чёткости);

В возможности создания интерактивных телевизионных систем;

В передаче в телевизионном сигнале различной дополнительной информации, превращении телевизионного приёмника в многофункциональную информационную систему.

Перечисленные возможности обусловлены как самими принципами, присущими цифровому телевидению, так и наличием разнообразных алгоритмов, схемных решений и мощной технологической базы.

В мае 2004 года правительство РФ признало целесообразным внедрить в России европейскую систему цифрового телевизионного вещания (DVB - Digital Video Broadcasting). Сейчас в опытном режиме ведется цифровое вещание в Москве, Санкт-Петербурге и Нижнем Новгороде. Министерство информационных технологий и связи объявило о намерении в ближайшие годы запретить импорт аналоговых телевизоров и прекратить их производство в России. Полный переход на цифровое ТВ планируется завершить к 2015 году.

Российские телевизионщики не стали первопроходцами в этой области, во многих странах уже идет массовый переход на «цифру». В октябре 2005 года американский Сенат одобрил законопроект, согласно которому в 2009 году аналоговое телевидение в США будет полностью заменено цифровым. Великобритания начала снижать долю аналогового оборудования еще в 1998 году, и сегодня цифровой сигнал способны принимать более 73% британских семей. В Японии цифровое вещание охватит все крупные города к концу 2006 года, и, согласно приказу министерства внутренних дел и коммуникаций, уже сейчас на все поступающие в продажу аналоговые телевизоры приклеивают специальные ярлыки, предупреждающие покупателей о том, что с июля 2011 года аналогового телерадиовещания на территории страны не будет.

Чем вызваны столь активные шаги по внедрению цифрового телевещания? Прежде всего, борьбой за зрителя. Цифровое телевидение дает гораздо более высокое качество картинки стандартной четкости и возможность вещания телепрограмм в формате высокой четкости с многоканальным звуком.

Играет роль и дефицит частот. Практически весь метровый и большая часть дециметрового диапазонов уже заняты. Не хватает частот государственным службам и компаниям, предоставляющим услуги беспроводной связи. Особенно остро эту проблему ощутили полиция и спасатели США во время терактов 11 сентября 2001 года и обрушившихся на страну ураганов.

Цифровая технология позволяет при той же полосе пропускания сигнала увеличить число транслируемых каналов в несколько раз. Это происходит благодаря сжатию информации, содержащейся в исходном видеосигнале. Конечно, в сжатом сигнале часть данных теряется, но особенности человеческого зрения и слуха не позволяют заметить изменения.

Для приема цифрового телевизионного сигнала нужен специальный телевизор, но подойдет и тот, что сейчас стоит дома, если он оснащен приставкой-декодером.

С приходом цифрового телевидения упростится обратная связь вещателей со зрителями. Уже сегодня на российских телеканалах наблюдается тенденция вовлекать зрителей в происходящее на экране. Им предлагают принимать участие в голосованиях, опросах, конкурсах, для чего следует позвонить по телефону, указанному на экране, или послать SMS-сообщение. В будущем послать сообщение можно будет с помощью одного лишь пульта управления, воспользовавшись обратным каналом - из тех, по которым сейчас осуществляется связь с Интернетом (кабель городской телефонной сети, линия ADSL, выделенная линия или сотовая связь). Можно получать дополнительную информацию, голосовать, приобретать товары и услуги и даже общаться с другими зрителями, не отрываясь от просмотра передач.

Уже сегодня клиенты операторов цифрового ТВ могут пользоваться всеми его благами. Остальным остается только подождать - совсем немного.

Все большее распространение в мире получает так называемоекомпьютеровидение - своеобразный кентавр с телеэкраном вместо головы и ЭВМ вместо туловища. Сейчас трудно сказать, чтоболее повлияет на внутренний мир нынешнего подрастающего поколения - школьное образование, учебно-просветительские программы ТВ (и антенного, и спутникового, и кассетного вместе взятых) или видеоигры - один из наиболее перспективных разделов компьютеровидения. Но в электронные игры включаются не только дети. Специальные программы научат управлять автомобилем и самолетом, атомной электростанцией и транснациональной компанией, почувствовать себя в кресле президента или главнокомандующего. Симбиоз телеэкрана с ЭВМ последнего поколения позволяет синтезировать трехмерные изображения, создающие невиданные ранее возможности для «бизнес-график» - машинного проектирования, особенно промышленного дизайна. Специалисты называют эту новую функцию телеэкрана инфографией.

Компьютерная графика уже сегодня заняла заметное место в оформлении телепередач. Это реальный путь к стереотелевидению.

К телевизионным новинкам следует отнести также телетекст, видеотекс, телефаксимиле, другие системы персонального информирования потребителей. Все это так называемое титровое телевидение. Видеотекс - принятое во многих странах мира обозначение для интерактивных служб - систем передачи информации по проводам телефонной сети. Не следует путать его с термином «видеотекст», означающим способ передачи текстовой и графической информации через эфир, по каналам телевидения, параллельно с обычными вещательными программами. Этот способ во всем мире именуется «телетекстом». Получение печатной копии с телевизионного изображения называется репрографией.

Недалек и тот день, когда можно будет «дозировать» объем сцен насилия и непристойностей на экране своего телеприемника. Компания «Video Freedom» из Сан-Диего считает, что при помощи новых технологий телезритель сможет легко и просто контролировать содержание любой программы. Специальная система способна отобрать шокирующий материал по четырем категориям: секс и нудизм, насилие, ненормативная лексика. Телезрителю предоставляется возможность убрать нежелательные фрагменты в рамках этих четырех категорий.

Это последнее чудо телевизионной техники, находящееся в стадии эксперимента, сослужит хорошую службу тем, кто критически относится к отдельным телепрограммам.

Современное развитие телевидения идет по пути все большей массовизации производства и индивидуализации потребления. Несомненно, учет специфики и возможностей каждого вида тележурналистики, а также потребностей аудитории, которые она идентифицирует именно с данной функцией телеэкрана, - перспективный путь организации деятельности и планирования системы информации, распространяемой аудиовизуальными средствами.

Наше стандартное телевидение, которое мы видим на своих экранах каждый день уже давно устарело. Российское телевидение вещает в стандарте Secam, который обеспечивает лишь 25 кадров в секунду при чересстрочной (по научному – интерлейсной) развёртке изображения. Количество точек в этом формате составляет лишь 720×576 (по горизонтали и вертикали соответственно). Другие страны вещают в различных версиях форматов PAL, которые отличаются от Secam лишь способом кодирования цвета. Версии стандарта PAL опять же различаются искусственно, чтобы телевизионные каналы соседних стран не мешали друг другу. Иными словами, чтобы одна страна не могла смотреть телевидение другой.

Самые развитые в технической области телевидения страны, которыми являются: Япония, Мексика, Канада, Южная Корея, Тайвань, США и даже Гондурас, вещают в современном стандарте NTSC 3.58. Стандарт NTSC 3.58 даёт 29.97 кадров в секунду, при этом количество вертикальных строк уменьшается с 576 до 480. Некоторые специалисты приближают 29.97 кадр/с до 30 кадр/с – это неправильно. Тридцать кадров в секунду это уже другой стандарт (мало распространённый), который не совместим с NTSC.

Пять–десять лет назад консорциум из нескольких начинающих телевизионных компаний начал разработку нового телевизионного стандарта HDTV. Перевод аббревиатуры HDTV означает High Definition Television на русский язык – телевидение высокой четкости.

Обычный телевизор «выдает» разрешение, (т. е. плотность точек) 720×480, или 345 600 пикселей (pixels). Естественно, что чем большей плотности точек удается достичь, тем выше качество изображения. Разработчики формата HDTV достигли разрешения 1920×1080, т. е. больше 2 миллионов пикселей. При этом получено не просто 1080 точек, а так называемое 1080 interlaced (чересстрочная развёртка кадра), когда, упрощённо говоря, изображение не просто передается покадрово, а кадры как бы частично накладываются друг на друга, что ещё более усиливает эффект четкости изображения.

В настоящее время транслируют изображение в формате HD компании спутникового телевидения (Dish Network и DirecTV). Их всего несколько, но в их число уже входят и ряд спортивных каналов, и есть все основания утверждать, что через год-два большинство каналов будет транслироваться в формате HD. Кабельное телевидение пока не транслирует HD сигнал, но очевидно, что конкуренция со стороны компаний спутникового телевидения заставит кабельщиков прийти к HDTV. Интересно, что принимать HD программы можно при наличии соответствующего телевизора, на обычную комнатную или наружную антенны, и пока не все программы, а только некоторые.

Существует два вида HD телевизионных приёмников. Это так называемые HDTV Upgradeable и HDTV Built-in. Upgradeable модель телевизора, обеспечивает возможность смотреть передачи в формате HD только при условии приобретения HDTV ресивера и обязательного подключения к сервису компании – поставщика телевизионных программ.

В свою очередь, HD телевизоры Built-in с ресивером уже имеют встроенный так называемый Through-the-air ресивер, что позволяет принимать на обычную комнатную или наружную антенну передачи в формате HD, транслирующиеся в настоящее время на обычных не платных каналах (именуемых VHF-каналы, или телестанции). В формате HD эти каналы пока транслируют не все передачи, а лишь некоторые.

Как правило, все HD телевизоры имеют PIP (Picture-in-Picture) – устройство, позволяющее одновременно смотреть два или несколько телеканалов. Поэтому те, кто может приобрести HDTV с Built-in ресивером, могут, имея «тарелку» и HDTV ресивер, смотреть одновременно в формате HD и программы спутникового телевидения и программы VHF- каналов.

Говоря о HDTV, нельзя обойти стороной так называемые плазменные телевизоры, толщиной всего около 7 см, которые можно даже вешать на стену практически как обычную картину. Эти телевизоры (размером экрана 42" и 50") в настоящее время несколько дороже кинескопных и прожекторных телеприёмников.

Как известно, обычные телевизоры, к которым мы до сих пор привыкли, имеют пропорцию (ширины и высоты) 4:3. Новые, особенно же прожекторные HDTV приёмники, имеют пропорцию экрана 16:9 – это так называемые wide screen TV. Желая смотреть обычные передачи по телевизору с экраном 16:9 в полный экран, зритель получит вытянутое в ширину и поэтому слегка искажённое изображение. Впрочем, все HD телевизоры уже имеют возможность при необходимости менять формат изображения: т. е. на экране 16:9 получать изображение 4:3, на экране 4:3 – 16:9, и при этом часть экрана в обоих случаях будет обрезана соответственно или по бокам или сверху и снизу.

Часто, интересуясь аспектами цифрового телевидения, люди задают вопрос: в чём же состоит различие между DTV и HDTV? Если коротко попытаться ответить на вопрос о различии между HDTV и DTV, то он прост. Разница между обычным, аналоговым телевидением и DTV для телезрителя небольшая, и качество изображения в последнем случае будет не обязательно существенно лучшим. Если попытаться упростить терминологию, то цифровой сигнал просто более гибок и удобен в его обработке и передаче. Однако HDTV обеспечивает изображение с разрешением 1920×1080 пикселей, с чем DTV и близко конкурировать не может.

В последнее время все большее распространение получают DVD-плееры. При этом, имеющим или планирующим приобрести HD телевизор, покупая такой DVD, следует знать, что необходимо выбирать плеер, имеющий возможность воспроизведения в формате Progressive Scan (прогрессивной развёртки, когда каждый кадр передаётся не черезстрочно, а сразу весь). Дело в том, что при просмотре видео DVD даже на HD-телевизорах ещё нет возможности получить HD качество изображения. Однако, DVD-плеер, имеющий функцию Progressive Scan, позволяет получить разрешение 1280×1080=1.382.400 пикселей, что является очень высоким и почти приближающимся к HD, в то время как при отсутствии Progressive Scan зритель получает всего лишь 960×720=691.200 пикселей. Такие диски называются HDCD. На один диск DVD вмещается 2 – 4 часа видео в формате Mpeg 2 с размером кадра 720×576 для PAL и 720×480 для NTSC и с 6-канальным звуком качества 64 Кбит/с на канал (это очень мало). Формат же HD предусматривает скорость видеопотока Mpeg 2 со скоростью 28.8 Мбит/с, что в 3–4 раза больше чем у DVD. Такого большого носителя информации сегодня ещё нет. Но уже не за горами новейшие лазерные диски Blue-Ray, на которых вмещается около 24 Гбайт. Своё название эти диски получили от цвета считывающего их лазера, обычные диски считываются красным лазером. Российские производители уже представили на выставке информационных технологий в Брюсселе CeiBT новейший оптический диск на основе ферромагнетика, вмещающий в себя 1Тбайт (это 1000 Гбайт, т. е. это около 212 DVD дисков), размеры которого всего лишь 13 см в диаметре и 2 мм в толщину.

И последнее, на рынке сравнительно недавно появились HD видеомагнитофоны. Поскольку видеокассеты с записями в формате HD пока не продаются, такие видеомагнитофоны можно, к сожалению, использовать только для записи HD телепередач. Вот пока, пожалуй, и всё, что можно было сказать о HDTV, за которым несомненное, и, причем не такое уж и далекое, будущее телевидения.

Ловим эфирный цифровой сигнал. 20 каналов бесплатно

Недавно в Шексне побывали Евгений Голубев, ведущий инженер технического отдела Вологодского областного радиотелевизионного передающего центра, и Олег Осипов, ведущий инженер отдела развития и автоматизации Вологодского областного радиотелевизионного передающего центра. Журналисты Екатерина Марова и Алексей Долгов пригласили их в студию "Шекснинской волны", чтобы расспросить о том, как шекснинцам приобщиться к цифровому эфирному телевидению.

Что такое цифровое эфирное ТВ

На территории Вологодской области активно ведется строительство сети цифрового эфирного телевизионного вещания. Запущено более 20 передающих станций первого мультиплекса. Как говорится, о чем идет речь?
Олег Осипов:
- Современное цифровое вещание есть и спутниковое, есть и кабельное. Но в данном случае речь идет об эфирном цифровом вещании, которое может приниматься бесплатно. Напомню, что также бесплатно у нас принимается аналоговое телевидение. Оно сохраняется до 2018 года, к тому времени на территории России будет создана сеть цифрового эфирного вещания. В рамках исполнения Федеральной целевой программы "Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009-2015 годы" завершается строительство сети цифрового эфирного вещания в Вологодской области. На территории региона тестовое вещание первого мультиплекса цифрового эфирного ТВ уже осуществляют 33 радиотелевизионных передающих станции из 36 запланированных системным проектом. Цифровое вещание отличается от аналогового тем, что на одной частоте может передаваться до десяти телевизионных каналов с очень хорошим качеством. Надо отметить, что цифровой сигнал менее подвержен помехам - он или есть, или его нет. Десять телевизионных общероссийских обязательных каналов, а также три радиоканала входят в первый мультиплекс. Во втором мультиплексе также десять каналов. И это тоже бесплатные общероссийские каналы.

Откуда дровишки, извините, сигнал?

На машине можно прекрасно ездить, даже не зная, что прячется под капотом. Смотреть телевизор также можно, не задумываясь о том, каким образом получается "картинка". Но если этот вопрос вас мучает, то вот вам объяснение "чуда" Евгением Голубевым:
- В Москве от телестудий по оптическому кабелю цифровой сигнал подается в центр мультиплексирования, откуда уже пакет программ передается на спутник. В различных городах России на радиотелевизионных передающих центрах есть приемные спутниковые станции, которые данный сигнал принимают и затем направляют на передатчик в том или ином населенном пункте, и далее сигнал до вашего домашнего телевизора транслируется уже эфирным способом. В каждом крупном городе Вологодской области есть вышка, есть вышки по районам. В последние время готовятся к вводу в строй девять новых станций именно под цифровое телевидение. В Шекснинском районе нет вышки, потому что здесь стабильный прием цифрового ТВ с череповецкой станции. Кроме того, Шекснинский район частично перекрывается с вышки, установленной в деревне Починок Вологодского района, это недалеко от Кипелова.

Разница между спутниковым и эфирным цифровым ТВ

Как правило, спутниковое ТВ платное, за исключением нескольких общероссийских каналов. На качество сигнала влияют погодные условия - сильные снегопады, дождь. Комплект оборудования - ресивер и антенна-тарелка - стоят несколько дороже, чем комплект оборудования для эфирного цифрового ТВ. Спутниковое телевидение можно принимать в любом месте земного шара, где есть покрытие со спутника. А эфирное цифровое ТВ можно смотреть там, где есть покрытие с наземной передающей станции. Плюс кабельного телевидения - огромный выбор каналов, более сотни, но за это надо заплатить.

Как заполучить эфирную цифру к себе домой

Для приема цифрового телевидения необходим телевизор со встроенным тюнером стандарта DVB-T2 или приставка DVB-T2. К телевизору или приставке подключается антенна дециметрового диапазона. В зависимости от удаленности от радиотелевизионного передающего центра антенны могут быть как комнатные, так и уличные, а, возможно, и уличные антенны с усилителем. По стандарту высота подвеса антенны должна быть не менее 10 метров.
Алексей Долгов:
- Два года назад я купил для моей бабушки, которая живет на первом участке, антенну дециметрового диапазона и приставку. Телевизор довольно старенький, тем не менее, показывает 20 каналов цифрового эфирного ТВ в хорошем качестве. Антенна установлена на крыше двухэтажного дома. Комплект оборудования обошелся примерно в 3 тысячи рублей.
Евгений Голубев:
- Какую лучше ставить антенну - комнатную и уличную - можно определить, только исходя из каждого конкретного случая. К примеру, за Вологдой есть дачные кооперативы, где достаточно комнатной антенны, поскольку равнинная местность. При неровностях рельефа нужна уличная антенна, возможно, с усилителем.
Олег Осипов:
- Совет для тех, кто собирается принимать цифровое эфирное ТВ: на приставке есть индикатор мощности сигнала, и при установке антенны надо ориентироваться на него. Хочу сказать, что после 2018 года аналоговое телевидение будет повсеместно отключено, и всем, кто желает смотреть цифровое эфирное ТВ, надо будет приобрести либо телевизор со встроенным цифровым тюнером, либо приставку к своему телевизору и антенну при отсутствии на доме антенн коллективного пользования.

Эфирное ТВ и наша область

Алексей Долгов:
- Олег Борисович, расскажите подробнее о том, как развивается сеть эфирного цифрового телевидения в нашей области?
- На сегодня 95 % вологжан имеют возможность смотреть 10 программ цифрового эфирного ТВ. В течение декабря этого года к ним присоединятся жители Усть-Кубинского района, а также двух грязовецких станций - Грязовец и Вохтога.
Олег Осипов рассказал о перспективах развития:
- Как уже было сказано, запущено тестовое вещание первого мультиплекса, то есть десяти обязательных общероссийских телеканалов. Далее планируется развитие цифрового эфирного ТВ: в Вологде и Череповце уже включен второй мультиплекс, и жители этих городов (это 67 % населения области) могут бесплатно принимать 20 телевизионных программ. Кстати сказать, в Шекснинском районе второй мультиплекс также принимается с череповецкой и вологодской вышек. Возможно, что в недалеком будущем появится и третий мультиплекс, куда войдут местные телевизионные каналы, которые не вошли ни в первый, ни во второй мультиплексы. Еще одна задача на перспективу - транслирование передач в качестве HD, то есть в формате высокой четкости, что актуально для телевизоров с большой диагональю экрана, начиная примерно с 32 дюймов.

ТВ будущего. Какое оно?

Всегда хочется представить, а что будет через десять лет, через сто. Какие метаморфозы ждут наш любимый "ящик"?
- Будем ли мы в скором времени смотреть передачи в 3D-формате, то есть будет ли картинка трехмерной? - адресую я свой вопрос Евгению Голубеву.
- Пока кино в 3D-формате можно посмотреть в кинотеатре или в домашнем кинотеатре. Как вы знаете, для этого нужен телевизор, показывающий в 3D-формате, фильм в 3D-формате на компакт-диске и специальные очки. Про трехмерное телевидение речи пока не идет. Пока стандарт DVB-T2 является эталонным. Возможно, что в будущем будет вещание в формате HD, но улучшение качества повлечет за собой сокращение каналов в мультиплексе. Цель новых стандартов - дать возможность телезрителю смотреть четкую и красивую картинку на большом экране. Из самых разных теленовшеств можно назвать теле-гид, когда можно посмотреть информацию о программе, которая идет по ТВ, а также расписание телепередач. Телезрители уже оценили возможность с помощью теле-гида записать нужную программу и посмотреть ее в удобное для себя время. И тревожная новость для любителей щелкать кнопками пульта, лежа на диване: ваша жизнь усложнится - появились телевизоры, каналы на которых переключаются взмахом руки. А ведь бывает так лень, что и пальцем пошевелить не хочется…

Совет специалиста

Ведущий инженер технического отдела Вологодского областного радиотелевизионного передающего центра Евгений Голубев дал несколько советов для тех, кто желает получать бесплатные каналы цифрового эфирного ТВ:
- В настоящее время практически все производители выпускают телевизоры со встроенным цифровым тюнером. Словом, вы уже сами смотрите, какая диагональ экрана вам нужна, какие дополнительные функции. Что касается приставок, то мы тестировали продукцию ряда фирм и остались удовлетворены результатом. Выбор приставок очень большой и постоянно совершенствуется.
При выборе оборудования для приема цифрового эфирного ТВ вам может помочь продавец-консультант в магазине. По вопросам приема цифрового эфирного телевидения вы можете обратиться в областной консультационный центр 8 921 238 97 00 или в единый информационный центр в Москве 8-800-220-20-02.

Первый мультиплекс цифрового эфирного телевидения: Первый канал; Россия-1; Россия-2; НТВ; Петербург-5 канал; Россия-К; Россия-24; Карусель; Общественное телевидение России; ТВ-Центр.
Второй мультиплекс цифрового эфирного телевидения: РЕН ТВ; СПАС ТВ; СТС; Домашний; ТВ-3; Спорт плюс; Звезда; Мир; ТНТ; Муз ТВ.

Цифровое телевидение

Современные ТВ-стандарты (NTCS, SECAM, PAL) существуют уже несколько десятилетий и, казалось бы, должны совершенствоваться, но поскольку это системы аналоговые (т.е. зритель видит электрический аналог изображения), дальнейшее развитие их ограничено. Дело в том, что на каждом участке преобразования и передачи аналогового сигнала происходят искажения, которые, накладываясь друг на друга, ухудшают качество телевизионного изображения. Например, работающий недалеко от телеприемника мощный электромотор может создать существенные помехи на экране.

Аналоговый сигнал непрерывен, и для преобразования в цифровой вид его разбивают на отдельные отсчеты, отстоящие друг от друга на одинаковый интервал времени (дискретизация сигнала). При цифровом кодировании сигнала специальное кодирующее устройство - кодер - способно отсортировать чистый сигнал от промышленных и атмосферных помех, поэтому стабильность параметров ТВ-системы возрастает, правда, объем информации о яркости и цветности сигнала резко увеличивается. Именно поэтому совсем недавно передача цифрового сигнала представлялась неосуществимой, хотя ключ к разгадке этой сложнейшей задачи был заложен в трудах американского инженера Клода Шенона (1916-2001) еще в 1948 г1. В предложенной им теории информации была обоснована избыточность источника сообщений.

Кждй трдлбвй стднт мжт сдть тхнк СМ, дл бздльнк эт слжн.

Если Вам это удалось, можно сделать вывод, что гласные звуки являются избыточной информацией.

Кстати, один из первых алфавитов - угаритский (II тыс. до н. э.) - обходился без гласных букв. Заметим, что в данном случае мы сжимали аналоговую информацию. Сейчас представим себе, что журналист снимает парящую в небе птицу: она движется, но если мы мысленно разобьем это изображение на мельчайшие точки, окажется, что большая часть информации не изменяется (вспомним древних философов - «летящая стрела покоится»). В самом деле, цвет птицы постоянен; если небо безоблачное, трудно отличить один участок фона от другого, и только во время взмахов крыльями изменится информация о геометрических точках изображения.

Бели же каждая минимальная точка на экране (пиксел) будет описана сочетанием цифр, например, 1100, а количество таких точек равно десяти, можно составить цифровую цепочку:

1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100, а можно ее записать короче, т.е. сжать, пользуясь элементарными приемами арифметики: 1100x10.

Отсюда следует вывод, что цифровую информацию можно довольно эффективно сжимать, применяя не только простейшие арифметические действия, но и сложнейшие математические алгоритмы, которые, разумеется, оставим за границами данного издания. Итак, при передаче цифрового сигнала нет необходимости в передаче изображения целиком кадр за кадром (как в кино), можно передавать только разностную (изменяющуюся) информацию. Благодаря современным методам компрессии цифровых данных полоса пропускания видеосигнала значительно сузилась, и на месте одного аналогового канала могут располагаться несколько цифровых.

В США в 1996 г. был принят стандарт цифрового ТВ - ATSC, отдельные телецентры начали вещание в цифровом формате, а с 2006 г. предполагается прекратить аналоговое ТВ-вещание, с оговоркой, что пока 85% зрительской аудитории не будут готовы принимать цифровой сигнал, аналоговое вещание сохранится. Главная проблема внедрения «цифры» заключается в том, что основное количество телеприемников у населения всего мира - аналоговые. Либо их надо заменить на цифровые (за счет телезрителя), либо снабдить население специальными приставками, которые смогут принятый цифровой сигнал преобразовывать в аналоговый (по аналогичному пути пошла российская компания «НТВ-Плюс»). Современный цифровой телеприемник - довольно дорогое устройство, поэтому в переходный период, скорее всего, будет предусмотрена техническая возможность приема цифрового сигнала обычным телевизором.

Телевидение высокой четкости (ТВЧ)

Преимущества цифрового кодирования в телевидении очевидны: даже при приеме «цифры» на обычный телевизор качество изображения повышается из-за отсутствия искажений на различных этапах телевизионного тракта. При этом развертка луча остается чересстрочной и разрешающая способность экрана не возрастает. Для существен-

ного повышения качества телеизображения необходимо ввести новые стандарты для формирования и приема видеосигнала, такой системой является телевидение высокой четкости (ТВЧ). Американский стандарт (ATSC) рассчитан на просмотр передачи как на телеэкране, так и на мониторе компьютера. При этом высокое качество картинки можно получить лишь на экране специального широкоформатного телевизора с 1080 активными строками, чересстрочной разверткой.

Согласно ATSC-стандарту, каждый ТВ-приемник должен декодировать любой из многочисленных (а всего их 18 разновидностей) ATSC-форматов и выводить его точно в соответствии с возможностями конкретного подключенного приемника.

Внешне цифровой приемник ТВЧ отличается от аналогового более широким экраном: если соотношение сторон обычного телевизора составляет 4:3 (ширина к высоте), то в цифровом варианте - 16:9. Качество телевизионного изображения заметно повышается за счет двукратного увеличения строк разложения и прогрессивной развертки (впрочем, развертка может быть и чересстрочной). При прогрессивной развертке яркость экрана может быть повышена на 40%. Количество воспроизводимых деталей на экране возрастает в несколько раз. В новой системе расширена частота сигнала яркости и цветоразностных сигналов, поэтому оптимизирована цветопередача. Многоканальная система передачи звука позволяет добиться эффекта присутствия, так как аудиоинформация поступает к зрителю с разных сторон.

Внедрение ТВЧ требует дорогостоящей модернизации аппаратно-студийного комплекса, но практика вещания в США показала, что уже сегодня число программ ТВЧ в общем времени цифрового ТВ постоянно растет.

Телевизионные экраны

В настоящее время наиболее распространенными являются модели с электронно-лучевыми трубками, они хорошо воспроизводят оттенки цветов, но имеют существенное мерцание и довольно большие габариты по глубине. Громоздкость обусловлена тем, что расстояние от электронной пушки до экрана должно быть пропорционально его размерам. Некоторые компании приступили к выпуску мониторов с искривленной траекторией пучка электронов в ЭЛТ. Возможно, это позволит значительно приблизить пушку к экрану, тем самым почти вдвое уменьшить глубину трубки. Мерцание экрана имеет вредное воздействие на зрение, поэтому их рекомендуют смотреть в сочетании с «гигиеническим светом» (рассеянным дневным или лампами накаливания, значительно превосходящими частоту мерцания экрана). Кроме того, зритель находится в поле действия токов сверхвысокой частоты (СВЧ).

Следующее поколение экранов основано на изменении прозрачности жидких кристаллов под воздействием электрического поля. Такие мониторы называют жидкокристаллическими. Они имеют малый вес и габариты по толщине, но главное, полностью исключают влияние СВЧ и мерцания. При этом они имеют существенные недостатки: цветопередача уступает данному параметру экранов с электронно-лучевыми трубками, а зритель, смотрящий на монитор не под прямым углом, видит ухудшенное изображение. Маленький угол обзора создает проблемы для увеличения размера экрана. Тем не менее технология совершенствуется, и диагональ современных жидкокристаллических мониторов перевалила за один метр.

Наиболее дорогостоящими являются плазменные экраны. Они лишены мерцания, имеют минимальный размер по глубине, картинка имеет одинаковую четкостъ по всему рабочему полю, плюс ко всему они легко масштабируются. Плазменными панели называются потому, что на каждый пиксел экрана подается высокое напряжение, под воздействием которого газ (ксенон) переходит в состояние холодной плазмы. Новые ТВ-приемники, скорее всего, будут комплектоваться всеми вышеназванными типами экранов но главное, они должны быть универсальными и пригодными для использования во всех странах мира.

Объемное телевидение

С теоретической точки зрения добиться эффекта объемного изображения довольно просто: достаточно взять две телекамеры, расположить их объективы в точках, соответствующих расстоянию между глазами человека, а далее обеспечить раздельное видение снятых изображений правым и левым глазом, так как рельефное видение мира человек получает благодаря рассматриванию предметов двумя глазами (бинокулярное зрение). Если смотреть на предмет одним глазом (монокулярным зрением), удаленность предметов друг от друга определяется менее точно.

В нашей стране теоретические разработки в области стереотелевидения начались еще в 1949 г. под руководством профессора П. В. Шмакова в Ленинграде, и уже в 1950 г. была создана стереоскопическая установка. Разработки цветного стереотелевидения связаны с расширением спектра частот канала передачи: так как цветная видеоинформация передается тремя сигналами (одним яркости и двумя цветоразностными), то для стереоизображения необходимо использовать шесть сигналов (по три для каждого глаза). Чтобы сузить частотный спектр, наши ученые стали передавать видеоинформацию для одного из глаз в черно-белом изображении, а для другого - в цветном, при этом зритель видел полноценную цветную картинку, так как мозг определял суммарное качество по лучшему изображению.

Для раздельного рассматривания информации правым и левым глазом можно воспользоваться специальными очками с цветными фильтрами (анаглифная сепарация) или использовать оптический растр. Простота использования очков небесспорна с медицинской точки зрения: глаза сильно утомляются, так как хрусталик глаза не может перефокусироваться с ближних предметов на дальние. Применение оптического растра существенно усложняет создание телеприемника.

В начале 1980-х гг. в Германии и Японии проводились экспериментальные стереоскопические передачи с анаглифной сепарацией, позднее в США была опробована растровая система. На пути внедрения стереотелевидения стоят немало проблем, но одна из существенных та же, что и на заре внедрения цветного ТВ, - возможность принимать видеоизображение на имеющиеся у населения приемники.

Заслуживают внимания разработки в области трехмерного телевидения путем внедрения рядом с сигналами цветности сигнала дальности (RGBD - D от англ. distance). Инфракрасный лазерный луч при съемке «замеряет» дальность до каждого предмета.

Специалистами разных стран проводятся исследования в применении многоракурсного и голографического телевидения, некоторые из них даже полагают, что при помощи ТВ в будущем возможно будет передавать не только визуальную объемную информацию, но и запахи, так как известно, что пахнущие вещества воздействуют на обонятельный эпителий, и его поверхность становится электроотрицательной по отношению к остальной ткани. Если действительно наш мозг определяет запахи из-за воздействия электрических разрядов на отдельные рецепторы клеток, то с технической точки зрения передача запаха осуществима: ведь телевидение стало возможным благодаря преобразованию света в электрические сигналы, а радио - преобразованию звука в электрические сигналы.

Все предыдущие десятилетия существования телевидения были периодом аналогового телевидения. По мере развития техники обнаружился ряд недостатков, ограничивающих его дальнейшее развитие. Среди причин, ограничивающих развитие качества ТВ-изображения, следует назвать слабую помехозащищенность аналогового сигнала.

Повысить качество телевизионных программ при передаче их на большие расстояния можно при помощи принципиально нового способа - цифрового. Дальнейшее совершенствование цветных телевизоров идет в направлении широкого внедрения цифровых методов обработки сигналов, управления и контроля за их работой.

К числу наиболее существенных достоинств цифрового способа передачи следует отнести возможность получения высококачественного телевизионного изображения благодаря практическому отсутствию искажений формы сигнала и повышению помехоустойчивости и упрощению обмена телевизионными программами между странами, имеющими различные стандарты.

Цифровые сигналы имеют множество преимуществ, однако для работы с ними требуются совершенно новые технические средства. Поэтому переход осуществляется постепенно, в несколько этапов.

На первом этапе, т.е. уже сегодня, происходит замена некоторых блоков аналоговых телевизоров цифровыми. Функции, выполняемые цифровыми устройствами, обеспечивают улучшение качества изображения.

Внедрение цифровых устройств на этом этапе практически не изменяет функциональной схемы - просто на входе и выходе цифрового блока будет присутствовать аналоговый сигнал.

Второй этап не представляет интереса для потребителей, так как коснется только передающей стороны. На этом этапе цифровыми станут только комплексы телецентра.

Третий этап будет характеризоваться созданием полностью цифровых телецентров. Однако сигнал на выходе телецентра останется аналоговым, так как парк телевизоров еще не будет цифровым.

Четвертый, заключительный, этап будет характеризоваться созданием полностью цифровых телевизионных приемников. Цифровые домашние телевизоры, которые появятся в ближайшем будущем, превратятся в устройства, позволяющие осуществлять обратную связь с источниками видеоинформации: вычислительным центром, справочными службами, библиотеками и др.

Системы телевидения высокой четкости, принятой как единая Система на сегодня, в мире нет. Существующие системы цветного телевидения SECAM, PAL, NTSC, работающие в стандартах с разложением строк и с частотой кадров 625/50 и 525/60 и с форматом кадра 4:3, уступают в два-три раза качеству изображения на киноэкране.

Потребность в улучшении качества привела к необходимости создания систем телевидения высокой четкости ТВЧ - High Definition, Television (HDTV).

Телевидение высокой четкости должно передавать и воспроизводить изображение, которое по качеству совершенно или почти не отличается от оригинала. В 1990 г. МККР были приняты рекомендации по параметрам единой системы ТВЧ. В них содержится предложение разработать цифровую систему ТВЧ с прогрессивной разверткой, форматом 16:9, числом отсчетов 1920 в строке.

До завершения работ по разработке ТВЧ ведущие телевизионные фирмы мира начали совершенствовать существующие системы. В результате появились системы PAL-plus и SECAM-plus. Их разработку проводили фирмы GRUNDIG, NOKIA, PHILIPS и THOMSON.