Чтобы приспособить «Эйдофор» для передачи цветных изображений, можно использовать или три «Эйдофора» с фильтрами (в этом случае мы опять сталкиваемся с проблемой коррекции трапецеидального искажения для достижения точного совпадения одноцветных изображений), или использовать систему последовательного сложения цветных полукадров, как в системе CBS, где красные, синие и зеленые элементы изображения передаются поочередно со скоростью чередования полукадров. В этом случае проблемы сходимости не возникает, но приходится столкнуться со всеми недостатками, присущими системам с последовательной передачей.
Студенты с изумлением любовались этим гигантом телевидения, проецировавшим очень яркое изображение на экран размером в несколько квадратных метров. Демонстратор направился к «препарированной» громадной электронно-лучевой трубке, установленной на подставке с надписью «Масочная электронно-лучевая трубка». Рядом с этим макетом стоял действующий телевизор. На его экране красовалась молодая женщина в соломенной шляпке, но в зале было уже не темно, и изображение казалось значительно бледнее, чем несколько минут тому назад
— В связи с тем, что не может быть и речи об установке дихроичного монитора, трехтрубочного проектора или «Эйдофора» в современной квартире (смех в зале…), потребовалось найти другое решение. И сейчас вы видите решение, предложенное американской фирмой RCA; поместить все три трубки в одну стеклянную колбу (что решает проблему синхронной развертки) и создать цветное изображение на экране этого единственного кинескопа. Так как на экран попадают не световые, а электронные лучи, то сам собой отпадает вопрос об установке на их пути цветных фильтров. Здесь требуются другие средства: известно некоторое количество химических веществ, которые под воздействием электронов дают свечение определенного цвета. Эти вещества называют люминофорами, и вы их знаете, так как экраны ваших осциллографов светятся зеленым или голубым цветом. Можно создать люминофоры, свечение которых соответствует основным цветам.
Но как сделать так, чтобы модулированный видеосигналом электронный луч действительно попадал на вещество, светящееся красным, а не другим цветом? Как обеспечить избирательное возбуждение люминофоров электронами?
Для этого используют явление параллакса; вот тут-то уж поистине справедливо, что несчастье одних служит счастьем для других. Очень близко к экрану на пути электронов устанавливают маску с проделанными в ней отверстиями. Исходящие из трех пушек три электронных луча, проходя через одно отверстие, неизбежно попадают на экран в трех разных точках. Достаточно, чтобы в этих точках они попали на таблетки из соответствующих люминофоров (рис. 33).
Рис. 33.Схематическое изображение хода электронных лучей в цветной электронно-лучевой трубке.
Лучи R, G и В проходят через отверстия в маске и попадают на соответствующие участки люминофора.
Эта заключительная часть речи была преисполнена величия и математической строгости. Последовавшая за нею тишина нарушалась лишь гудением блоков питания и потрескиванием больших электронно-лучевых трубок.
Один из студентов пробормотал в пробивающиеся усы: «надо сделать».
Не ожидая неизбежной реакции аудитории, демонстратор энергично подхватил:
— Да, это нужно сделать!
А это не так легко, потому что помимо несовпадения первичных изображений (ведь все три одноцветных изображения страдают некоторым трапецеидальным искажением), которое приходится корректировать батареей постоянных магнитов и катушек, изменяющих траекторию электронов, имеется риск возникновения погрешности чистоты, которая отсутствует в системах с тремя кинескопами. Это происходит, когда электроны заставляют светиться люминофор чужого цвета. Тогда для повышения точности стрельбы нужно повернуть вот это магнитное кольцо.
Он повернул кольцо на соседнем работающем кинескопе, и все увидели, как на изображении неба появилось фиолетовое пятно, а в нижней части изображения — зеленое.
Пока он производил эти эксперименты, профессор добросовестно рассматривал «препарированный» кинескоп, затем он спросил:
— Сколько отверстий в маске?
— Столько же, из скольких точек состоит телевизионное изображение, разлагаемое на 625 строк, или примерно 400 000.
Один из студентов спросил: «А что происходит с электроном, который не попадает в отверстие»?
— Это наиболее типичный случай, — ответил демонстратор. — Прозрачность сетки равна всего лишь 15 %. Это означает, что 85 % излучаемых электронными пушками электронов не участвует в создании изображения, потому что они не точно направлены в соответствующие отверстия. Вот почему ток высокого напряжения велик (1 ма), а напряжение достигает 25 кв, и вы, конечно, понимаете, что для его регулирования требуется мощный каскад.
Ответив таким образом на заданный вопрос, демонстратор взял большую катушку индуктивности, намотанную на плексигласовое кольцо, и включил ее в розетку осветительной сети.
— Теперь через эту катушку протекает сетевой ток; следовательно, вокруг нее существует переменное магнитное поле; вы знаете, что такое поле может изменить направление электронного луча. Это поле очень мало, и его воздействие на геометрию изображения на черно-белом кинескопе едва заметно, но в цветном масочном кинескопе даже небольшого отклонения траектории электронов достаточно для искажения цветов, так как электронный луч, который, например, должен попасть на таблетку люминофора красного цвета, отклонится в сторону и попадет на зеленый или синий участок.
Демонстратор поднес катушку к экрану, и на нем появились многоцветные линии. Не перемещая катушки, он отключил ее от сети.
— И вот! Стальные части телевизора и, в частности, маска кинескопа намагнитились, и отрегулировать чистоту цвета больше невозможно. Даже земное магнитное поле намагничивает кинескоп, и регулировку чистоты и сходимости можно производить только тогда, когда телевизор находится на своем постоянном месте в комнате в постоянных условиях по отношению к внешнему (земному или искусственному) магнитному полю. Теперь смотрите внимательно, я размагничу кинескоп.
Он вновь включил катушку в сеть и сделал перед экраном несколько круговых движений, постепенно удаляясь от телевизора. Когда он был достаточно далеко от телевизора и когда цветные муаровые полосы исчезли, он повернул плоскость катушки перпендикулярно плоскости экрана и выключил ток. Затем он повернулся к группе и сказал с печальной улыбкой:
— Если вам впоследствии придется размагничивать цветные телевизоры, никогда не делайте этого так, как я… Прежде всего нужно снять с руки часы. В противном случае их также необходимо размагнитить!
Взрывы смеха прерывались замечаниями об антимагнитных часах, но профессор призвал студентов к порядку, и все быстро успокоились. Демонстратор возобновил свои объяснения:
— Производство масочного кинескопа весьма сложно и обходится чрезвычайно дорого. Посмотрите в лупу на маленькие точки красного, синего и зеленого люминофоров. Этих точек миллион двести тысяч, а их нужно с большой точностью разместить по экрану. Работающие совместно с кинескопом устройства — блоки питания, развертки и т. д. потребляют много энергии, и изображение получается не очень ярким. Специалисты придумали и ряд других решений, но полученные результаты пока еще недостаточно хороши для того, чтобы промышленность могла приступить к производству новой продукции. Я могу сказать здесь несколько слов о кинескопах с одной электронной пушкой.
Лица всех слушателей отразили удивление.
— Совершенно правильно, цветное телевизионное изображение можно получить на кинескопе с одной электронной пушкой, если ее электронный луч модулируется «красным» сигналом, — когда электроны попадают на красный люминофор, «зеленым» сигналом — когда электроны попадают на участки зеленого люминофора, а «синим» сигналом — когда электроны попадают на участки синего люминофора. Следовательно, в данном случае речь идет о последовательном воспроизведении (последовательная передача точек) цветного изображения с помощью электронной коммутации. Вы можете видеть здесь различные модели однопушечных цветных кинескопов: хроматрон, кинескоп Лоуренса, трубка с индексацией положения луча (трубка, «Эппл») и т. д.
Сейчас мы ограничены требованиями вашей программы и отведенным вашим расписанием временем, и я не могу более подробно рассказать вам об этих трубках. Запомните просто, что один общий недостаток всех этих кинескопов (хотя они основаны на различных принципах) заключается в сложности и ненадежности схем коммутации, что препятствует их практическому использованию.
Тогда профессор сказал: «Все это выглядит очень пессимистично. Вы называете нам не вошедшие в промышленное производство кинескопы, вы демонстрируете нам гигантские установки и показываете нам кинескоп, про который вы сами говорите, что он сложен и дорог в производстве и, кроме того, обладает многочисленными недостатками, хотя, как я полагаю, именно этот кинескоп распространился во всем мире!..»
— Уважаемый профессор, самое лучшее я оставил на закуску. Вы можете не сомневаться, что технические специалисты уже на протяжении ряда лет непрерывно занимаются поисками оптимального решения. И теперь я расскажу вам об устройстве и принципах работы «трехпушечного» кинескопа с цветоделительной сеткой и с плоским экраном, который представляет собою революцию в области воспроизведения цветных телевизионных изображений (рис. 34).
Рис. 34.Разрез (вид сверху) нового цветного кинескопа: полосы люминофора расположены вертикально.
Три соседние полоски (синяя, зеленая и красная) образуют тройную полосу. Сетка представляет собой полотнище из проволочек диаметром 0,1 мм, натянутых между верхним и нижним краями экрана.
Знаете ли вы разницу между камерой-обскурой и фотографическим аппаратом?
— ???
— В камере-обскуре нет объектива и его роль выполняет маленькая дырочка. Создание объектива явилось колоссальным прогрессом, так как позволило значительно эффективнее использовать световой поток: все попадающие в объектив лучи (а площадь объектива намного больше площади маленькой дырочки) фокусируются в плоскости изображения. Применительно к трехцветной электронно-лучевой трубке эта идея заключается в замене маленьких отверстий перфорированной маски серией линз… — разумеется, электронных, так как здесь мы имеем дело не со световыми, а с электро