在可以用电磁波通过大气传输信息后不久,人们不可避免地开始思考及试验用无线电传输视频图像。
美国最早进行商业广播的广播电台是KDKA。1920年,仅仅在此历史性事件发生的几年后,被尊为电视之父的贝尔德(John Logie Baird)在其伦敦实验室无线传输了最早的电视图像。
Baird开发了一种电视形式,在该形式中,物体用一种称为“尼普科夫扫描盘”机械扫描,尼普科夫扫描盘是一种其上有一螺旋钻孔图案的扫描盘。光从物体反射到扫描盘,在扫描盘旋转时其中每一个孔显示某种圆形图案。
在此扫描盘面对物体的反面,硒光电管作为传感器把通过扫描盘孔的光转换为调制的电信号。为正确再现图像,贝尔德的系统使接收机内扫描盘的旋转速度与发射机内扫描盘的旋转速度保持一致。
多孔扫描盘
这里应该指出,与历史上其它许多发明不同,电视发明的独特之处是归功于一个人,但过程如常有点复杂。贝尔德作为其发明基础的多孔扫描盘是在19世纪80年代中期由德国发明家尼普科夫发明的。事实上,尼普科夫发明其扫描盘是用来以电方式传输运动图像,而他确实也用硒光电管进行光电转换。
旋转的尼普科夫扫描盘产生圆形扫描线;在扫描盘一个相当小的环状区域内(称为观察口)观看它扫描的图像。在观察口区域内部,扫描线描述圆形部分。尼普科夫扫描盘提供的分辨率它包含的孔数量—孔数量越大,分辨率越高。贝尔德的系统据说使用了约30个孔,给出的分辨率能力约30线。历史报告显示,典型地使用有30~100个孔的扫描盘,包含200个孔的“HD”扫描盘一直在开发。
贝尔德用其机械系统,最初能传输轮廓像,进而是1925年首次电视播送人脸,并在1926年播送运动物体。
1929年,BBC开始用贝尔德系统播送电视图像,甚至于初步的节目,直至1936年BBC开始用EMI开发的405行电子扫描电视系统。
这里我们再次指出,虽然贝尔德发明了电视,但EMI却殊途同归。相对于贝尔德系统,405行显然是高清了。
其它系统迅速加盟BBC的405行、50Hz电子系统,它们各使用441、450和455扫描行。这些系统的场/帧频为50Hz或60Hz,由当地电力线频率决定。
第二次大战期间,英国及其它地方大部分电视广播都暂停了,而电视开发工作作为一种娱乐媒体也完全停止。不过在二战期间,法国和德国仍在试验有约1000线分辨率的电视系统。
战争期间,德国Ternseh演示了一种1029行系统,它是一种传输军用地图的系统,此模拟系统的缺点是要求15MHz的带宽。
在法国,试验工作在分别有567行和1000行的两套系统上展开,但二战后,法国开始用819线系统播出。60年代中期,欧洲全部国家都采纳了彩色电视传输系统,这些系统采用PAL或SECAM,两者都有625总行数,576有效行。
大西洋对岸
1935年美国RCA公司演示了一种343行电视系统。1936年,无线电制造商协会RMA(现为消费电子协会CEA)两个委员会提出美国电视频道必须标准化为6MHz的带宽,并推荐441行、隔行扫描、30fps的电视系统。此建议中提议的射频调制系统采用双边带、调幅传输,限制它能传输的视频带宽至2.5MHz。1938年,此RMA提议被改为采用残留边带(VSB)传输,而非双边带。在残留边带方案中,只有上边带(载频以上部分)及低边带的少部分或残留部分被传输。VSB提高传输视频带宽能力到4.2MHz。其后的1941年,第一个国家电视制式委员会采纳现在用于美国的525行总行频的残留边带制式。
1954年,第二个NTSC采纳用于美国及其它国家模拟电视传输的兼容NTSC的彩色电视制式。此用于6MHz美国电视频道的制式允许传输每图像高度约333电视线的有限水平分辨率,及传输包含525总行数的一帧、483有效行,帧频29.97fps。现在,所有非NTSC国家都采纳某种形式的PAL或SECAM模拟电视传输。所有441、405和819行系统都被625总行数及约576有效行的PAL或SECAM取代,其中大多数种类的帧频都为25fps。大部分这些系统采用的频道带宽带都大于美国的频道带宽,即7或8MHz,给出5.75MHz的视频带宽能力,因此水平分辨率及行频更高。
我们已经看到现在的HDTV行频并无革命性的发展,因为据说某德国公司在二战期间已开发出使用超过1000行的全电视系统,而法国在几乎同一时间也已有一套能工作的、播出1000行的传输系统,二战后使用819行系统开始正常播出。
这些模拟高行频系统的主要问题是它们要求大视频带宽,以及相称的大带宽RF频道。在数字电视广播时代,数字压缩技术使得存储和传输这些高行频信号成为可能,同时占据非常小的带宽。