onb2017 (onb2017) wrote,
onb2017
onb2017

Category:

Передача изображений на расстоянии

Во-первых, хочу поблагодарить всех принявших участие в расшифровке этого портрета— саму себя, очевидно!



Поясню, что этот рисунок я нашла в одном из научно-популярных журналов, вышедших в печать в далеком 1952 году. Точнее сказать, не сам рисунок, а набор символов, обозначающих цвет и количество клеток, которые требовалось закрасить в каждом ряду для того, чтобы получить этот портрет.



Разумеется, в 1952-м году у людей не было компьютеров и они заполняли ряды клеток вручную. Боюсь даже представить, сколько может понадобиться времени, чтобы завершить этот рисунок таким манером.



Я же просто напечатала необходимое количество букв вместо клеток и закрасила их нужным цветом. Поскольку я каждый раз копировала предыдущую строчку и лишь добавляла или убавляла требуемое число цветных букв, то мне удалось справиться с этим заданием за пару часов. В результате я получила это зашифрованное послание из 1952 года и решила воспользоваться им, чтобы рассказать об истории...телевидения.


Кажется вполне очевидным, что рисунок выше—это привычное для нас цифровое изображение. Действительно, примерно так хранятся рисунки и фотографии в наших камерах и компьютерах: с помощью цифр, обозначающих количество клеточек—пикселей, а точнее “элементов картинки”—того или иного цвета.



Однако не столь очевидно то, что такой вид кодирования данных подходит не только для хранения информации, но и просто необходим для ее передачи, особенно в условиях, когда передавать нужно не физически, а посредством сигналов. Ведь передали нам наши любознательные предки изображение писателя без использования изобразительных средств, а лишь с помощью цифр и букв.


Так и телевидение—принцип работы которого, к слову не так уж и изменился в этом плане, за исключением усовершенствования метода считывания рядов символов, поскольку сейчас для этого используют микрочипы, преобразующие цветные узоры в цифровые электрические сигналы вместо сканирования рядов; способов передачи; наконец самих приемников, точнее телевизоров—по большому счету представляет из себя процесс преобразования изображения в сигналы, передачу и получение их на расстоянии.1


В любом случае повествование ниже— об истоках, а не о современных технологиях.


Для наилучшего представления этого процесса приведу воспоминания советского инженера и писателя-фантаста Юрия Долгушина о том, как он со своим приятелем Женькой однажды смогли передать друг другу узор... по телефону.2



Юрий Долгушин родился в 1896 году, поэтому его детские и отроческие годы пришлись на житье-бытье при царизме. Всего за несколько лет до революции у семьи Юрия появился телефон. Конечно, это приспособление вызвало небывалый восторг и у взрослых, и у детей. Теперь вместо того, чтобы идти целый километр в гости к приятелю— договориться соорудить какое-нибудь изобретение техники, вроде двигателя с котлом из выдутого куриного яйца или наметить добычу электричества путем натирания стеклянной бутылки суконкой— мальчики могли обсудить свои планы по телефону.



Вначале этот аппарат казался им чем-то необычайным и диковинным—пришлось изрядно потрудиться, чтобы запомнить все тонкости его эксплуатации: что нужно сказать “барышне на Центральной”, как и когда крутить ручку, не забывать...не орать благим матом, потому что приятель хоть и находится в километре от твоего дома, но всё прекрасно слышит в трубку и тд.


Вскоре телефон исчерпал все прелести новизны, и пацаны вполне привыкли к нему. До такой степени, что когда Юркина мать попросила его однажды сходить к Женькиной матери за узором для вышивки из альбома для вышивания, он легкомысленно предложил просто позвонить по телефону.



Вначале вся семья подняла Юрку на смех: как можно получить рисунок  по телефону? Однако Юрка, не желая упасть лицом в грязь, сделал вид, что он вовсе не оговорился, а с самого начала намеревался заполучить картинку по телефону. Но как? Всё же поразмыслив, он решил рискнуть...


Уточнив у матери страницу альбома и номер узора, он пошел в гостиную, позвонил Женьке и попросил его продиктовать число клеточек в каждом ряду и их цвет. Юрке удалось без особого труда получить нужную информацию и изобразить ее на миллиметровке с помощью цветных карандашей,  благо узор был небольшой и двухцветный— красный с синим.


Через некоторое время Юра подошел к уже было забывшей про вышивку матери и смущенно спросил: “Вот этот узор?”


Даже обычно серьезный отец опешил: “Вот это да! Не думал, что это возможно. Молодец, приятель.”


Юрка же с Женькой не ограничились первым опытом, тем более что передать словами изображение узора, который уже состоял из квадратиков, было довольно легко. А вот если попробовать передать по телефону картинку из журнала или даже фотографию!


Мальчишки усложнили задачу и стали упражняться в передаче более сложных изображений—сначала черно-белых, а затем разноцветных. Вначале их приходилось покрывать тонкой сеткой,—не мальчишек, а картинки, разумеется— чтобы получить квадратики, а затем долго и кропотливо записывать число квадратов и их цвета.


Можно представить, насколько увлекательным было такое занятие: продиктовать по телефону ряды символов, а потом бежать к приятелю, чтобы проверить насколько переданный рисунок совпадает с оригиналом. Вот это я понимаю—пытливые и увлеченные люди, а не какие-нибудь инфлюэнсеры, которые уже не знают что с собой сделать, чтобы привлечь к себе хоть какое-нибудь внимание такой же праздной публики.


В общем, надеюсь, теперь понятно, как можно передавать картинки на расстоянии. А в основу принципа работы телевидения была положена именно эта схема. С той разницей, что разбивка изображений на квадратики-оттенки, превращение их в такие элементы, которые можно передать по телефону, то есть в звуковые сигналы, а затем обратный перевод звуковых сигналов в оттенки и расположение их в определенном порядке— всё это было поручено уже не человеку, а технике.


И для этих целей довольно трудно придумать другую схему. Какими бы сигналами мы не пользовались, нам все равно придется передавать изображение не сразу, а фрагментами. В данном случае они должны отличаться друг от друга только цветом и интенсивностью окраски: какие-то должны быть светлее, какие-то темнее, а некоторые совсем темные. Такие “кусочки” легко преобразовать  в электрические сигналы или импульсы различной силы.


В случае с радио это было легко— при передаче звука, например голоса человека или музыкальной композиции, это не представляло особой трудности, поскольку каждое слово или мелодия состоят из отдельных букв или нот, звучащих не одновременно, а друг за другом в определенной последовательности. Поэтому отдельные звуки—слова или элементы музыки—легко превратить в электрические сигналы и передавать один за другим в пространство.



Для передачи изображений задача усложняется тем, что их нужно специально разбить на такие отдельные элементы. Но в таком случае как передать их одновременно, да еще так, чтобы они легли на какую-нибудь плоскость и каждый на свое место? Ведь иначе мы не сможем получить оригинальную картину.


В этом и заключалась основная трудность решения этой задачи. В начале прошлого века она казалась почти непреодолимой. Тем не менее решение было найдено—и довольно простое. Поручив ту работу, которую проделывал подростком Юрий Долгушин со своим приятелем, электрическим приборам, техника заставила их действовать с очень большой скоростью—гораздо большей чем та, с которой я справилась с портретом-загадкой.


Приборы разбивали передаваемое изображение на массу мельчайших частичек—этаких пятнышек—и превращали их в электрические сигналы. Чем светлее пятнышко, тем сильнее сигнал. Затем эти сигналы с большой скоростью неслись в пространство от одной антенны к  другой— приемной. Антенна улавливала эти импульсы и тут же передавала другим приборам, которые мгновенно совершали обратную работу: превращали электрические сигналы в соответствующие им вспышки разной степени яркости. Приборы заботились о том, чтобы вспышки появлялись на экране не в одном и том же месте, а примерно так, как на том портрете—в определенной клеточке, один около другого по строчкам, совсем как сами буквы и цифры в тексте, только без пробелов между символами и строками. К слову, мне тоже пришлось удалить все пробелы.


Но тут еще вот что: каждая такая вспышка появляется лишь на мгновение, а потом угасает. Рядом вспыхивает новая и так далее. Как же они могли слиться в единое изображение, если его отдельные кусочки появляются только на мгновение? Всё дело в большой скорости, с которой эти кусочки появляются— именно это позволяет человеческому глазу, обладающему свойством сохранять зрительное впечатление в течение от одной пятнадцатой до одной десятой доли секунды после исчезновения предмета,3 видеть все эти появляющиеся и исчезающие вспышки.


Примерно то же самое происходит, если вы станете размахивать веткой с тлеющим угольком на конце,—вдруг кто-то еще проводит время у костра!—при этом быстрое движение светящегося уголька превращается в сплошную фигуру или линию. Таким образом можно нарисовать в пространстве круги, спирали и еще много чего— одним маленьким светящимся угольком.



Именно так наш глаз воспринимает передаваемые на большой скорости вспышки— сотни тысяч светящихся точек, которые то вспыхивают, то угасают так быстро, что не успело в наших глазах исчезнуть впечатление от первой точки, как уже вспыхнула последняя. И мы уже не видим их отдельно, как ту веточку у костра— они сливаются в единое целое, и оно не исчезнет до тех пор, пока составляющие его кусочки будут высыпаться на экран с прежней скоростью: не дольше, чем в одну пятнадцатую долю секунды все, от первой до последней.


Если же с каждой такой вспышкой какая-нибудь группа точек будет понемногу смещаться в определенном направлении, то мы сможем наблюдать движение, то есть не просто картинку, а уже...кино.


Вот такая история передачи изображений на расстоянии, которая началась еще в самом начале прошлого века— талантливый изобретатель из симбирских крестьян Ефим Евграфович Горин придумал механическую систему передачи изображений наподобие той, что изображена выше, еще в 1901 году. В последующие годы ее усовершенствовали, однако ввиду того, что устройства состояли из зеркал, линз и вращательных дисков, они получались громоздкими и в то же время не обеспечивали высокого качества изображений.


Позднее на помощь пришла электронная техника: в СССР это случилось в 1931 году, когда советский ученый профессор С.И.Катаев практически осуществил совершенно новую систему, основанную на электрических процессах и лишенную каких бы то ни было движущихся, механических приспособлений.


Не буду останавливаться на подробностях работы приборов этой системы, скажу лишь, что стремление познать окружающий мир, даже если человек далек от техники, куда более полезно, чем пассивное восприятие потока информации, за которым сейчас стоят сомнительные персонажи с еще более сомнительными целями.


Так что надеюсь, что этот экскурс окажется полезным и, возможно, сподвигнет кого-нибудь хоть на какое-то открытие—ну хотя бы на такое, что в обществе без больно эффективных предпринимателей у людей было гораздо больше стимула для развития и улучшения качества жизни— своей и окружающих.


1.explainthatstuff.com/television.html

2.Юрий Долгушин “Дальновидение”, статья в журнале “Знание—сила”, 1949 год

3.vision.org/the-persistence-of-vision-and-recognizing-mental-illusions-1179
Опубликовано на zen

PS: Кстати, еще одна загадка в тему: посмотрите на четвертую картинку сверху и догадайтесь, кто это.

Tags: Юрий Долгушин, история, телевидение
Subscribe

Comments for this post were disabled by the author