U ovom blog postu pružit ćemo intuitivno objašnjenje povijesti i principa rada mehaničkih televizora.

Uvod: Pojava televizije i suvremene reakcije

George Orwellov roman "1984", objavljen 1949. godine, prikazao je sumornu budućnost u kojoj su ljudi stalno bili pod nadzorom ekrana posvuda. Dok se neki mogu sjetiti zloslutne vizije romana kada vide moderno društvo okruženo raznim ekranima, zanimljivo je primijetiti da su takve brige već postojale u ranim danima televizije.
Jedna od najčešće prepričavanih anegdota o ranim danima televizije dolazi od sina Johna Logieja Bairda. Kada su prvi televizijski prijenosi započeli putem BBC-a u Velikoj Britaniji, ljudi su imali dvije glavne brige. Jedna je bila praktična briga da bi im treperavo svjetlo s ekrana moglo oštetiti oči, a druga strah da bi ih netko mogao promatrati s druge strane ekrana. Stoga se može reći da je budnost protiv "Velikog Brata" započela pojavom televizije.
Kao što pokazuju pomalo pretjerane reakcije ljudi u to vrijeme, izum televizije bio je revolucija. Često smatran jednim od definirajućih izuma 20. stoljeća, televizija se razvila od debelih, glomaznih katodnih cijevi (CRT) prije samo nekoliko desetljeća preko LCD, PDP i LED tehnologija do tankih, velikih ekrana visoke razlučivosti, a nedavno je čak postala sposobna prikazivati ​​3D slike.

Rođenje mehaničke televizije i Nipco diska

Međutim, kao i sa svakom tehnologijom, prvi televizor nije bio savršen. Dok se mnogi ljudi sjećaju prvog televizora kao elektroničkog CRT-a, prvi televizor zapravo je radio mehanički, a ne elektronički. Riječ "televizija" je složenica od "tele" (što znači "daleko") i "vision" (što znači "vidjeti"), što predstavlja fuziju komunikacijskih i tehnologija prikaza. Strogo govoreći, rani mehanički televizori ponekad se nazivaju "elektromehaničkim televizorima" jer su koristili elektroničke sustave za komunikaciju i mehaničke sustave za prikaz.
Nipkowov disk, koji je 1884. godine izumio njemački izumitelj Paul Nipkow, smatra se pretečom televizijske tehnologije. Ovaj uređaj radi tako da na metalnom disku buši rupe u spiralnom uzorku i rotira ga. Princip je da kada se svjetlost koja ulazi kroz rupe na disku modulira prema električnom signalu, svjetlost koja prolazi kroz rupe projicira se na ekran na suprotnoj strani.
To bi moglo postaviti pitanje: „Kako svjetlost koja prolazi kroz rupe stvara pokretnu sliku?“ i to je upravo ključna točka. Princip Nipkowovog diska sličan je onome u ranoj kinematografiji. Filmovi projiciraju brzi niz statičnih slika, koje naše oči percipiraju kao kretanje. Mehanički televizori koristili su sličan princip kontinuiteta, ali su se razlikovali po tome što su morali „prenositi informacije o slici na velike udaljenosti koristeći samo električne signale“.
U to vrijeme komunikacijska tehnologija nije imala dovoljnu propusnost za prijenos cijele slike jednog kadra kao električnog signala. Budući da nije bilo moguće prenositi podatke brzinom od gigabajta u sekundi putem digitalne komunikacije kao što to činimo danas, prijenos cijelih kadra nije bio praktično rješenje. Nipco disk riješio je taj problem.
Nipco disk ima više koncentričnih traka na disku, pri čemu je svaka traka podijeljena pod određenim kutovima i perforirana rupama. Ovu strukturu je lako razumjeti ako se usporedi s masovnom igrom. Svaka traka odgovara jednoj liniji na ekranu, a kako se rupe u svakoj traci okreću, svjetlost se projicira na ekran liniju po liniju, pomičući se sekvencijalno od vrha do dna ekrana. Podešavanjem svjetline svjetla prema električnim signalima, renderira se kontrast svake linije.
Strogo govoreći, u bilo kojem trenutku na ekranu je vidljiva samo jedna točka, ali ljudsko oko ima tendenciju percipirati niz točaka kao jednu liniju. To je isti princip kao kada se posuda napunjena žarom brzo vrti tijekom tradicionalnog korejskog vatrometa, zbog čega se našim očima čini kao krug. Ako se disk vrti dovoljno brzo, svaka linija se prikazuje sekvencijalno, na kraju se pojavljujući kao jedna slika.

Rezolucija, volumen informacija i primjeri rada

Rezolucija mehaničkog televizora određena je brojem traka (ili linija). Mehanički televizor koji je demonstrirao John Logie Baird imao je oko 30 traka, što je učinkovito dijelilo zaslon na 30 tankih linija, što je rezultiralo rezolucijom dovoljno visokom da se jedva razazna ljudsko lice.
Prednost ove metode je što drastično smanjuje količinu potrebnih informacija. Budući da je poznavanje samo svjetline jedne točke koja prolazi kroz rupu dovoljno za predstavljanje jedne linije zaslona, ​​prijenos je bio moguć korištenjem samo signala svjetline (naponskog valnog oblika) koji se mijenja tijekom vremena. Jednostavan naponski signal nosi taman dovoljno informacija da se prenese preko jedne žice bez odvojene kompresije, omogućujući mogućnost prijenosa na velike udaljenosti koju implicira prefiks "tele".
Lakše je razumjeti s primjerom. Pod pretpostavkom da disk ima 30 zapisa i rotira 600 puta u minuti, disk dovrši jednu rotaciju za 0.1 sekundu. Taj interval od 0.1 sekunde ravnomjerno je raspoređen među 30 zapisa, tako da svaki zapis prikazuje jedan redak otprilike 0.0033 sekunde. Na primjer, od 0 sekundi do 0.0033 sekunde, osvjetljenje se pojačava i smanjuje prema naponu kako bi se prikazala obrva osobe, a od 0.0033 sekunde do 0.0066 sekundi, prelazi se na sljedeći redak kako bi se prikazalo oko.
Naravno, cijelo lice se nikada ne pojavljuje na ekranu u jednom trenutku. Međutim, za 0.1 sekundu, svi zapisi sekvencijalno popunjavaju ekran, a budući da se taj proces ponavlja 10 puta u 1 sekundi, ljudsko oko ga percipira kao jednu kontinuiranu sliku i prepoznaje ga kao pokretni video.

Ograničenja i povijesni značaj

Iako je bio prvi televizor s tako intuitivnim principom rada, mehanička televizija nije mogla prevladati njegove kobne nedostatke: lošu rezoluciju i stalno treperenje. U usporedbi s današnjom tehnologijom, koja zaslon dijeli na milijune piksela kako bi se stvorile slike prirodnog izgleda, rezolucija od samo nekoliko desetaka linija u to je vrijeme bila znatno ograničena. Nadalje, zbog prirode uređaja, svjetlo je moralo neprestano bljeskati, što je zaslon činilo neprirodnim.
Konačno, mehanički televizor koji se pojavio 1926. nije dugo trajao i zamijenjen je elektroničkim CRT sustavom oko 1930. Danas se mehanički televizori mogu pronaći samo u muzejima ili povijesnim zapisima, ali njihov izum jasno je najavio rođenje novog medija i imao je dubok utjecaj na moderno društvo u cjelini. Slijedeći Bairda, nastavili su se napori bezbrojnih izumitelja, znanstvenika i poduzetnika, što je dovelo do toga da televizijska tehnologija postupno postane složenija i dosegne razinu sofisticiranosti koju vidimo danas.