TELEVIZNÍ ZÁZNAM A REPRODUKCE OBRAZU

Transkript

1 TELEVIZNÍ ZÁZNAM A REPRODUKCE OBRAZU Hystorie Alexander Bain (Skot) 1843 vynalezl fax (na principu vodivé desky s napsaným textem nevodivým, který se snímal kyvadlem opatřeným jehlou s posunem po malých řádcích) a formuloval tři základní podmínky přenosu obrazu: 1. Obraz je třeba rozložit na jednotlivé body a pak opět složit. 2. Světelné hodnoty bodů je nutné převádět na hodnoty elektrické a naopak. 3. Rozkládání a skládání obrazu musí probíhat synchronizovaně.

2 Paul Nipkow (Němec) vynalezl a nechal si patentovat vynález rozkladu obrazu na jednotlivé body a jejich přenosu Nipkowův kotouč Umožňoval elektrický přenos obrazu. Karl Ferdinand Braun

3 vynalezl katodovou trubici, na jejímž stínítku proud elektronů vyvolával obrazové efekty (princip katodové trubice později využit jak k vynálezu snímací elektronky ikonoskopu, tak ke konstrukci televizního přijímače) Vladimir Kosma Zworykin (USA vědec původem Rus) Zworykin experimentuje s myšlenkou Brita Campbella- Swintona, který navrhl využít Braunovu trubici jak pro příjem, tak pro snímání obrazu patentuje v USA ikonoskop, základ a předchůdce televizních kamer a elektronické televize.

4 Princip: fotocitlivá vrstva reagující na dopadající světlo měnila náboj v elektrodě a jeho velikost se snímala elektronovým paprskem. Intenzita světla se tak přeměnila na elektrický signál. Snímání se provádí po jednotlivých velmi úzkých řádcích řádkový rozklad obrazu. Je-li obraz pohyblivý, provádí se snímkový rozklad takovou rychlostí, aby člověk vnímal nepřerušený pohyb.

5 PRINCIP DNEŠNÍCH TV A PC OBRAZOVEK (CRT cathode ray tube) Wehneltova trubice je zdrojem elektronů, které jsou velkým napětím přitahovány ke stínítku. Dopadem na stínítko předají energii atomům luminiforu, který se rozzáří jednou ze základních barev R,G,B (tři paprsky elektronů tři druhy luminoforu. Barevný obraz vzniká složením světla ze tří základních barev = jeden pixel.

6 Moderní obrazovky PLAZMOVÉ - každá buňka (tři na jeden pixel = obrazový bod) je tvořena miniaturní (0,3mm) skleněnou dutinkou s luminoforem plněnou plynem a systémem elektrod. - výbojem v plynu vznikne UV záření, které je pohlceno luminoforem a ten je přemění na viditelné světlo (R,G,B). - jas se řídí počtem impulzů (výbojů) za časový úsek. - elektrody jsou řízeny tak, že se postupně rozsvěcují řádky jeden za druhým velkou rychlostí, aby člověk vnímal souvislou scénu.

7 Moderní obrazovky LCD TFT ( thin film transistor) Buňka je tvořena kapalnými krystaly, tranzistorem MOS, systémem elektrod, luminoforem a polarizačními filtry. Princip: krystaly stáčí rovinu polarizace světla a tak ovlivňují jeho průchod buňkou.

8 TFT technologie obrazovek je dnes nes nejlepší ve všech směrech (cena, kvalita obrazu, rychlost odezvy na změnu scény), jedinou nevýhodou je menší pozorovací úhel. PDP (Plasma Display Panel) je dnes nejdražší technologií zobrazení a její budoucnost je zejména velkoplošné zobrazení. Vedlejší obrázek ilustruje řádkový rozklad obrazu

9 MODERNÍ SNÍMACÍ SYSTÉM CCD Charge Coupled Devices = nábojově vázané struktury Princip fungování CCD senzoru: Fotony, které vniknou do polovodiče předáním své energie vytvoří dvojici volných nosičů náboje elektron-díra. Možství fotonů a množství volných nábojů je tedy přímo úměrné. Jednotlivé buňky CCD prvku zachycují světlo a mění energii dopadajících fotonů na elektrický náboj. Nejsou tedy samy o sobě schopny nijak "měřit" barvu dopadajícího světla, tedy jeho vlnovou délku. "Vnímají" jen světlo a stín. Jeden obrazový bod je tvořen trojicí buněk a filtrů barev a celý obraz vznikne přečtením velikosti náboje z několika miliónů buněk.

10 Princip snímání obrazu snímači CCD Přes optické filtry je řízen dopad světla na příslušnou buňku a tím se dosáhne tří základních elektrických signálů odpovídajících R,G,B. světelný paprsek Buňky jsou integrovány na jednom polovodičovém čipu. potenciálová past (jáma) Informace o inzenzitě světla je snímána posouváním náboje ven z čipu po řádcích pomocí systému elektrod ovládaných napětím různé velikosti. shromážděný náboj číslicové podoby a ukládán do paměti. Přečtený náboj je dále zpracován převodníkem A/D do

11 Budoucnost CCD a CMOS Špičkové kamerové systémy používají tři snímací čipy, každý pro jednu barvu. Světlo je za optikou hranolem nebo zrcadly a barevnými filtry rozloženo na tři části. Dosahuje se tak vyšší kvality snímání. CCD čip Obrázek ilustruje, že při použití jen jednoho čipu obsahuje plocha pro sejmutí jedné barvy mnoho slepých míst. CMOS čip Snímací čip fungující na stejném principu jako CCD s tím rozdílem, že neodvádí elektrický náboj přes jednu sběrnici, ale z každé snímací buňky zvlášť. Zatím má horší vlastnosti, např. malou citlivost. Technologie se v současnosti zdokolnaluje a předpokládá se, že během několika let by měla předčít ve všech vlastnostech dnes běžné CCD.