W tym wpisie na blogu wyjaśnimy zasady, na których opiera się przekazywanie informacji wizualnych i słuchowych przez telewizję, a także zbadamy wykonalność i potencjał przekazywania informacji za pomocą innych zmysłów, np. dotyku i węchu.
Zasady przekazywania informacji w telewizji
Oglądanie telewizji odgrywa znaczącą rolę we współczesnym życiu. W początkach swojego istnienia telewizja zastąpiła lub uzupełniła wiele aspektów radia, umożliwiając jednoczesne przekazywanie informacji wizualnych i dźwiękowych, a także poszerzyła zakres przekazu informacji, tworząc nowe formaty programów, niemożliwe do osiągnięcia w przypadku radia. Chociaż znaczenie telewizji jako sprzętu nieco zmalało wraz z upowszechnieniem się internetu i smartfonów, nadal utrzymuje ona odrębną sferę przekazu informacji dzięki zaletom dużych ekranów, wysokiej rozdzielczości oraz możliwości jednoczesnego wyświetlania starannie dobranych, rzetelnych informacji. Co więcej, telewizory Smart TV rozszerzają tradycyjny krajobraz mediów telewizyjnych, dodając funkcje sieciowe.
Historycznie rzecz biorąc, telewizja pojawiła się pod koniec lat dwudziestych XX wieku i przesyła informacje za pomocą fal elektromagnetycznych. Tradycyjnie sygnały są nadawane w paśmie częstotliwości 54–890 MHz, a w zależności od metody ich generowania klasyfikowane są jako analogowe lub cyfrowe. Chociaż w przeszłości nadawanie analogowe było dominującym na świecie sposobem transmisji, wiele krajów przeszło transformację cyfrową; na przykład Korea Południowa przestawiła nadawanie naziemne na cyfrowe 31 grudnia 2012 roku. Oprócz nadawania naziemnego za pomocą fal radiowych istnieją również przewodowe metody transmisji, takie jak transmisja kablowa, dlatego też nadawcy, kanały i usługi dzielą się na naziemne, kablowe i inne.
Urządzenie, które odbiera przesłany sygnał i przywraca mu oryginalną jakość obrazu i dźwięku, jest powszechnie nazywane odbiornikiem. Odbiornik telewizyjny składa się z układów elektronicznych, które odtwarzają sygnał, tunera umożliwiającego użytkownikowi wybór kanałów, wyświetlacza obrazu oraz głośników generujących dźwięk. Ponieważ rozmiar, jakość obrazu i wrażenia wizualne urządzenia różnią się znacznie w zależności od rodzaju wyświetlacza, są one klasyfikowane jako lampy elektronopromieniowe (CRT), wyświetlacze LCD lub diody LED.
Kineskop (CRT) to klasyczny wyświetlacz, który generuje obrazy poprzez emisję elektronów i ich padanie na ekran fluorescencyjny. Po wyemitowaniu elektronów, ścieżka wiązki elektronów jest zakrzywiana przez pole magnetyczne lub elektryczne, tak aby uderzyła w materiał fosforowy w określonym miejscu, powodując emisję światła w tym obszarze. Kineskopy są grube, ponieważ wymagają przestrzeni na przemieszczanie się elektronów, ale konstrukcja ta została zastąpiona przez cienkie wyświetlacze, takie jak wyświetlacze LCD, plazmowe i LED.
Zasada działania wyświetlaczy LCD opiera się na właściwościach polaryzacyjnych cząsteczek ciekłokrystalicznych oraz zastosowaniu filtrów polaryzacyjnych. Światło z podświetlenia przechodzi przez filtr polaryzacyjny, przepuszczając jedynie światło o określonym kierunku polaryzacji. Jeśli cząsteczki ciekłokrystaliczne są skręcone między filtrami polaryzacyjnymi, kierunek polaryzacji światła obraca się i przechodzi przez kolejny filtr; jednak po przyłożeniu napięcia w celu wyrównania cząsteczek ciekłokrystalicznych, polaryzacja nie obraca się, a światło zostaje zablokowane. Poprzez regulację napięcia w celu kontrolowania ilości światła przechodzącego przez każdy piksel, wyświetlany jest obraz.
Sygnały audio są rekonstruowane w obwodzie elektrycznym i przesyłane przez głośniki. Amplituda prądu sygnału odpowiada za głośność dźwięku, kształt przebiegu prądu wpływa na barwę (jakość dźwięku), a częstotliwość określa wysokość dźwięku. Chociaż sygnały wizualne i słuchowe są przetwarzane za pomocą różnych mechanizmów fizycznych, ich wspólną cechą jest możliwość transmisji na stosunkowo duże odległości za pośrednictwem fal elektromagnetycznych lub dźwiękowych.
Postęp w technologiach wyświetlania i dźwięku pozwolił telewizorom przekazywać starannie dobrane informacje za pośrednictwem dużych ekranów, wysokiej rozdzielczości i doskonałej jakości dźwięku, dlatego telewizja nadal pozostaje ważnym medium, pomimo powszechnego stosowania Internetu i smartfonów.
Nowy potencjał rozwoju telewizji: transmisja dotykowa i węchowa
Przyszłe innowacje nie polegają wyłącznie na ulepszaniu informacji wizualnych i słuchowych. Podobnie jak w przypadku zastąpienia radia przez telewizję, kluczowe momenty zwrotne następują, gdy medium obejmuje zupełnie nowe obszary sensoryczne. Podczas gdy węch i dotyk (oraz smak) pozostają stosunkowo mało zbadane w obecnych mediach, technologie o największej praktycznej wykonalności to te służące do transmisji zapachu i dotyku.
W rzeczywistości, kompleksowe dostarczanie bodźców sensorycznych, w tym węchu i dotyku, jest już wdrażane w niektórych kinach. Kina 4D wykorzystują zalety zamkniętej przestrzeni, aby dostarczać informacje dotykowe – takie jak zapachy lub wibracje dopasowane do sceny – oprócz wysokiej jakości dźwięku i obrazu 3D. Biorąc pod uwagę podobieństwo domowego środowiska telewizyjnego do kina, telewizory mają względną przewagę w zakresie wdrażania technologii dostarczania bodźców węchowych i dotykowych. W połączeniu z dobrze wyposażonymi, dużymi głośnikami, izolacją akustyczną i szerokim ekranem, możliwe jest odtworzenie pomniejszonej wersji wrażeń kinowych.
W szczególności informacje dotykowe można stosunkowo łatwo przekazywać nie za pośrednictwem samego telewizora, ale za pośrednictwem sof lub mat podłączonych do telewizora, a także urządzeń zewnętrznych (np. foteli wibracyjnych, padów elektronicznych). Integracja tego sprzętu pozwala na dostarczanie wibracji lub zmian ciśnienia dostosowanych do sytuacji na ekranie, zwiększając w ten sposób immersję.
Z drugiej strony, węch stwarza większe wyzwania techniczne. Podczas gdy obraz i dźwięk mogą być przesyłane na duże odległości za pomocą fal – odpowiednio fal elektromagnetycznych i fal dźwiękowych – sygnały węchowe wymagają receptorów do bezpośredniego wykrywania cząsteczek (cząstek) wytwarzających zapach. Innymi słowy, ponieważ informacje zapachowe są przekazywane za pośrednictwem fizycznych „cząsteczek”, przesyłanie ich przez sieć, taką jak fale radiowe, jest praktycznie niemożliwe. W związku z tym, aby jednocześnie dostarczać zapachy do telewizorów w miejscach publicznych lub domach, konieczne byłoby zainstalowanie infrastruktury fizycznej (np. systemu transportu zapachów, podobnego do instalacji wodno-kanalizacyjnych) w całym kraju lub umieszczenie w każdym gospodarstwie domowym urządzeń generujących i magazynujących zapachy oraz okresowa wymiana ich zasobów.
Realną alternatywą byłoby podłączenie małych, wymiennych modułów węchowych opartych na wkładach do telewizorów lub urządzeń peryferyjnych. Ta metoda odtwarza różne zapachy poprzez wymianę materiałów eksploatacyjnych – podobnie jak wkłady atramentowe do drukarek – zawierających określone zapachy. Metoda z wkładami wiąże się jednak z wyzwaniami, które należy rozwiązać, takimi jak konserwacja, higiena, koszty oraz problemy związane z utrzymywaniem się zapachów i mieszaniem się (gdzie wiele zapachów pozostaje i miesza się ze sobą). Co więcej, nawet jeśli „dane zapachowe” są przesyłane przez sieć, fizyczna dystrybucja i rozmieszczenie sprzętu są niezbędne, ponieważ sprzęt w każdym domu musi ostatecznie uwolnić rzeczywiste cząsteczki.
W związku z tym wprowadzenie wrażeń dotykowych i węchowych do telewizorów wiąże się z wieloma wyzwaniami o różnym stopniu trudności, zarówno z punktu widzenia technologicznego, jak i infrastrukturalnego. O ile sprzężenie zwrotne dotykowe może rozprzestrzeniać się stosunkowo szybko za pośrednictwem podłączonego sprzętu, sprzężenie zwrotne węchowe wymaga bardziej starannego podejścia pod względem dystrybucji i zarządzania ze względu na zależność od fizycznych metod dostarczania.
Podsumowując, tak jak na początku swojej działalności, telewizja utrzymała swoją pozycję głównego medium, dzięki swojej zdolności do dostarczania wysokiej jakości informacji wizualnych i słuchowych. Chociaż udoskonalenia w dziedzinie wyświetlaczy i technologii audio będą kontynuowane, prawdziwa innowacja pojawi się dopiero po zintegrowaniu nowych informacji sensorycznych, takich jak dotyk i węch. Metody osiągnięcia tego celu będą się jednak znacznie różnić w zależności od fizycznych cech każdego ze zmysłów, a nie wolno nam zapominać, że w szczególności węch wymaga rozwiązania problemu dostarczania substancji na poziomie molekularnym.
