Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Характеристики оптического н 'ГВ изображений 45 0,8 0,6 о а з г 0,4 ьз о О,2 Рис. 2.8. Кривые чувствительности глаза к основным цветам: синему В, зеленому С и красноыу Я 0 0,40 0,46 0,52 0,58 0,64 Л, мнм Фноле- С - Зеле- >ее- Оран- Крастовый ный тый жевый ный Синий ствование в нашем органе зрения трех видов рецепторов, селективно (раздельно) реагирующих на красный В, зеленый С и синий В цвета (рис. 2.8). Масштаб кривых выбран таким, чтобы ограничиваемые ими площади были равны в предполо>кении, что одинаковое возбуждение всех трех приемников вызывает ощущение белого цвета, Существует ряд других теорий светового зрения — четырехкомпонентная, семикомпонентная, а в последнее время разрабатывается и нелинейная теория восприятия цветов.
Однако в теории и практике цветного телевидения, цветных фотографий и кино в настоящее время широко используется только трехкомпонентная. Согласно ей красный Я, зеленый С и синий В цвета являются основными — взаимонезависимыми, т.е. ни один из них не может быть получен смешением двух других. Все же остальные цвета, в том числе и белый, могут быть получены смешением трех основных. Для реализации цветной репродукции необходимо передавать в том или ином виде информацию о трех цветоделенных изображениях, соответствующую содержанию передаваемой сцены. В простейшем случае для этого достаточно передать три сигнала основных цветов Ел, ЕО и ЕВ.
Особенности построения цветных ТВ систем рассмотрены в гл. 10 — 13. Восприятие объема. Объемность деталей и их расположение в пространстве воспринимаются с помощью как бинокулярного зрения, так и мовокулярного (одним глазом). Прн монокулярном зрении объем оценивается через степень напряженности мышц, управляющих поворотом глаза, кривизной хрусталика (аккомодация) н размером зрачка (адаптация), изменяющихся при наблюдении разноудаленных предметов. Все эти факторы трудно использовать для построения стереоскопической ТВ системы.
Доминирующую роль в глубинном зрении играет бинокуллркое наблюдение предметов. Вюкнейшим параметром глубинного зрения является глазной базис — расстояние между оптическими осями глаз. Для «стандартного» глаза глазной базис принимается равным 65 мм (рис 29,а). ЧАСТЫ. Физические основы телевидения ф /д~ ! ~ Глазной базис бб мм вый р'с гс рс Правый б) ел ю асср из р Левый Правый Левый а) Рнс. 2.9. Бинокулярное наблюдение оди- ночных предметов Рис.
2.10. К определению порога глубинного зрения При рассмотрении удаленных предметов оптические оси глаз параллельны. По мере приближения предмета к наблюдателю оптические оси сводятся (конвергируют) и скрещиваются на наблюдаемом предмете (рис, 2.9,6). Угол )з, под которым скрещиваются оси, называется углом конвергенции.
Ксли в поле зрения имеются два разноудзленных объекта ЛХ и Д (рис. 2.10), то параллактические углы конвергенции сгг и сгг для них различны. Разность параллактических углов 6 = Ь<г = <гг — <гг называется угловъ<м параллаксом. Минимальный угловой параллакс 6„, которому соответствует минимально различимое восприятие глубины, называется порогом глубинного зрения. Среднее его значение (10...20)".
Острота глубинного или стереоскопического зрения определяется как величина, обратная порогу глубинного зрения 1<<6„. Наличие углового параллакса приводит к тому, что отрезок М<,) имеет различные по длине проекции на сетчатки левого и правого глаза, те. пал<)л ~ тпрупр. Разность длин отрезков ~тп<)п — тпр<)пр~ называется линейнъ<м иараллаксом и определяет механизм восприятия глубины. Из краткого анализа особенностей восприятия объема следует, что для реализации стереоскопической ТВ системы необходимо передавать и воспроизводить два изображения соответственно для.правого и левого глаза.
Это осуществляется с помощью двух ТВ камер с базисом 65 мм (не менее) и специального воспроизводящего устройства. Для возникновения стереоэффекта в подобном приемник< «левое» н «правое» изображения должны рассматриваться только соответствующими глазами. Особенности построения подобных систем рассмотрены в гл. 21. 47 ГЛАВА 3. Форма и спектр видеосигнала Глава 3 ФОРМА И СПЕКТР ВИДЕОСИГНАЛА 3.1. Принципы построчной (прогрессивной) развертки Разверткой изображения называется перемещение развертывающего элемента в процессе анализа или синтеза изображения по определенному периодическому закону.
Оптическое изображение сначала фотоэлектрическим преобразователем в виде электроннолучевой трубки или твердотельной передающей матрицы превращается в электрический сигнал, мгновенные значения которого пропорциональны яркости передаваемых участков изображения, — видеосигнал. В ТВ приемнике электрический сигнал снова превращается в оптическое изображение с помощью электронно-оптического преобразователя в виде кинескопа или с помощью плоской матрицы светоизлучающих элементов. Телевизионное изображение, получаемое за период кадра (ТВ кадр), состоит из совокупности (до сотен тысяч) элементов — минимальных площадок, различаемых и воспроизводимых ТВ системой.
Используются процессы последовательного во времени преобразования цвета или яркости элементов изображения объектов в электрические сигналы (ТВ анализ изображения) и электрических сигналов в цвет или яркость элементов ТВ изображения (синтез ТВ изображения). Перемещение развертывающего элемента в процессе анализа и синтеза изобралсения по определенному периодическому закону называется разверткой изображения. Развертывающий элемент может быть реализован в виде электронного луча (электронная развертка), светового (лазерного) луча, светочувствительного элемента в твердотельном датчике видеосигнала и т.д. Рассмотрим некоторые требования, пред ьявляемые к развертке. Развертка может осуществляться по различным законам. В различных областях техники используют радиальную, спиральную, синусоидальную, линейно-строчную и другие виды разверток. Однако во всех случаях закон развертки на передающей и приемной сторонах должен быть одинаков, иначе появятся координатные искажения воспроизводимого изображения.
Кроме того, развертки должны быть синхронными (равенство частот) и синфазными (совпадение фаз). Невыполнение первого требования, т.е. отличие частот строчной или (и) кадровой развертки воспроизводящего устройства от таковых на передающей стороне ТВ тракта влечет за собой невозможность получения и просмотра устойчивого изображения на экране телевизора или монитора.
Если зке частоты разверток равны, но |и 'ЧАСТЫ. Физические основы телевидения Строчная развертка ка ТВ сигнал Сигнал сннкроннзацнн Генератор разверток б! Рис. 3.1. Линейно-строчная развертка: а — лрннцнл линейно-строчной развертки; 6 — сннхроннзацня раззерток есть фазовые различия, т.е. моменты начала разверток не совпадают, то изображение будет сдвинутым по горизонтали нли вертикали, может быть «разорвано» на две части, начинают просматриваться интервалы гасящих импульсов. В ТВ вещании используется наиболее простой для реализации закон развертки — линейно-строчная периодическая развертка, когда разложение изображения осуществляется с постоянной скоростью слева направо, прочерчивая строку изображения (прямой ход строчной развертки), и одновременно сверху вниз (прямой ход кадровой развертки) (рис. 3.1,а).
Быстрый возврат развертывающего клемента справа налево и снизу вверх происходит во время обратлыз; ходов разверток; сумма времени прямого и обратного ходов составляет период развертки, причем период строчной развертки намного меньше периода кадровой. Рнг унок, образуемый обегающим электронным или световым лунгм пн поверхности экрана или мишени электронно-лучевого прибора, и;лынюот ТВ растром.
Элелтенты на передаче и приелзе будут ГЛАВА 3. Форма и спектр видеосигнала Рис. 3.2. Форма отклоняющих токов при построчиои развертке иметь одинаковые координаты в пределах растров (рис. 3.1.,б), если по ТВ каналу будет передаваться не только видеосигнал, но и дополнительный (слугкебный) сигнал — сигнал синхронизации приемника, содержащий импульсы строчноИ и кадровой частот. Обычно оба эти сигнала совмещаются, а в приемнике разделяются по уровню. Совмещенный сигнал называют полным сигналом яркости. Развертка, при которой все строки растра развертываются за один период вертикальной развертки в непрерывной последовательности (1-я, 2-я, 3-я и т.д.), как изображено на рис, 3.1, называется постпрочпой (прогрессивной). Форма отклоняющих токов строчной (г,) и кадровой (г,) частот в случае построчноИ развертки показана на рис.
3.2. Видно, что периоду кадровой развертки Т„соответствует целое число периодов строк Т,. Во время прямых ходов (Тг) токи линеИно нарастают, т.е. скорости разверток по горизонтали и вертикали постоянны: и„= сопз1 и и, = сопзб Это позволяет избежать некоторых искажений воспроизводимого изображения — изменения яркости и четкости по полю изображения. Действительно, при нелинейном законе развертки время нахождения развертывающего электронного луча на отдельных элементах растра будет различно и яркость этих элементов на люминофорном экране кинескопа тоже будет неодинакова. 1хроме того, при этом меняется скорость развертки (1„= тат), и для некоторых элементов, для которых скорость развертки максимальна, частота ВЧ составляющих спектра видеосигнала может превысить 6 МГц, и в канале связи они будут ограничены. Что же касается обратных ходов (Тг), то линейную форму, изображенную для простоты на рис. 3.2, выдери ивать не обязательно, так как возврат электронного луча в исходное состояние к началу прямого хода зритель не видит — на воспроизводящее устроИство подаются специально сформированные гасягцие импульсы (ГИ), причем т„я ) Тг.