1929年彩色电视的首次演示
为什么重要:彩色广播的曙光
如果我告诉你,第一台彩色电视早在1929年就进行了演示,远在大萧条跌至谷底之前,也远在大多数家庭拥有黑白电视之前的几十年,你会相信吗?这听起来不可能,就像声称有人在莱特兄弟之前就驾驶了喷气式飞机一样。但确实发生了。
1928年7月3日,约翰·洛吉·贝尔德——这位已经通过展示可行的机械电视而震惊世界的古怪苏格兰发明家——站在他在伦敦的工作室里,播出了第一批彩色电视图像。画面又小又模糊,像暴风雨中的蜡烛一样闪烁不定。传输所用的技术看起来更像是一个蒸汽朋克风格的自行车轮,而非现代显示器。然而,那张模糊的彩色花束和人脸图像证明了一个重要事实:将世界的全光谱带入我们客厅的梦想不仅仅是一个幻想。这是一个数学和物理学上的必然。
谁演示了第一台彩色电视,它使用了什么技术?
第一台彩色电视是由谁演示的,它采用了哪种技术?
核心概念:用光混合颜色
要理解贝尔德的魔术,首先得忘记你在学校学到的所有关于混合颜料的知识。颜料是减色法的。你从白色画布开始,然后添加颜色。把它们全部混合在一起,就会得到一种浑浊的棕色。这是因为颜料色素会吸收(减去)特定波长的光。
光的工作原理则完全相反。它是加色法的。如果你将红光、绿光和蓝光照在白色墙壁上,在它们全部重叠的地方,你会得到纯白色的光。添加的颜色越多,图像越明亮。这就是为你的每一块屏幕提供动力的RGB(红、绿、蓝)模型。
这个把戏为什么奏效?仔细观察你的眼底。你有三种类型的感色锥细胞。一种对红光反应最强,一种对绿光,一种对蓝光。你的大脑看不到连续的波长彩虹——它只是接收这三种锥细胞的输入,然后猜测颜色。如果你的红色和绿色锥细胞同样活跃,你的大脑会告诉你:“那一定是黄色。”
这是终极的光学技巧。要让你看到“黄色”,我不需要黄色的光。我只需要同时刺激你的红色和绿色锥细胞。在同一个点上照射红光和绿光,你的大脑就会凭空创造出黄色的体验。
这就是为什么现代屏幕的每一个像素中都包含红、绿、蓝子像素。这也就是为什么贝尔德1929年的系统能够工作。他明白,如果他能扫描一幅图像,将其分离成红、绿、蓝成分,并传输这些数值,他就能在无线电波的另一端重建全彩世界。
混合彩色光(加色法)与混合颜料(减色法)有何不同?
根据三色理论,人眼如何感知颜色?
混合彩色光(加色法)与混合颜料(减色法)有何不同?
人眼如何根据三色理论感知颜色?
工作原理:机械彩色电视
贝尔德在1929年究竟是如何实现这一点的?他没有电脑、平板屏幕或带有荫罩的阴极射线管。他只有一个马达、一个旋转圆盘、一个灯泡和一个光电管。
摄像机(发射器): 贝尔德将明亮的光线对准拍摄对象——比如一碗水果。水果反射的光线被聚焦到一个旋转的圆盘上,称为尼普科夫盘。这个圆盘基本上是一个平轮,上面有一排螺旋状的小孔,从外缘开始,像黑胶唱片一样向内盘旋。
以下是色彩的关键:贝尔德的圆盘不仅仅有普通的孔。孔上覆盖了彩色滤光片。螺旋部分被分为三个连续的段落。一段是红色滤光片,一段是绿色,一段是蓝色。
当圆盘快速旋转时,单个孔扫过图像的一条水平线。首先,光线穿过红色滤光片。圆盘后面的光电管测量该点红光的强度,并将其转换为电子信号。下一个孔在一秒的几分之一后扫描下一行,是绿色。光电管测量绿色亮度。然后是蓝色。然后是红色。这产生了一个颜色亮度值的连续流。
信号: 一根无线电导线承载着这闪烁的信息流。信号的时序告诉接收器哪种颜色对应于图像的哪个部分。
接收器: 在观众端,第二个尼普科夫盘与第一个完美同步旋转。它的后面是一个氖灯,其亮度随输入信号波动。第二个圆盘具有完全相同的红、绿、蓝滤光片图案。
当信号说“这里红色很亮!”时,灯亮起,光线穿过旋转圆盘的红色滤光片部分,在屏幕上形成一个红点。一瞬间后,绿色数据到达,在其下方点亮一个绿点。然后是蓝色。
幻觉: 整个装置以大约每秒12.5转的速度旋转。人眼无法以这种速度追踪单个扫描点或分离连续的颜色。你的大脑的视觉暂留将快速的红、绿、蓝扫描融合成一个单一的、稳定的全彩图像。
这是一个机械奇迹。但也极其有限。图像只有30行高(你的现代4K电视使用2160行)。画面又暗又小——大约名片大小——而且马达需要不断调整以保持同步。
贝尔德的机械彩色电视如何从场景中捕获颜色信息?
贝尔德的机械彩色电视是如何从场景中捕捉颜色信息的?