аппаратуре, компания Lucasfilm разработала два уровня сертификации своего оборудования для домашнего кинотеатра: ТНХ Select и ТНХ Ultra. ТНХ Ultra идентичен старому стандарту ТНХ, поэтому изделия, помечавшиеся ранее буквами ТНХ, теперь будут иметь надпись ТНХ Ultra. Аппаратура с маркой ТНХ Select подразумевает соот- ветствие менее высоким стандартам и предназначается для использования в небольших помещениях, где к усилителям мощности и акустическим системам предъявляются менее жесткие требования.

Конкурентом Dolby Laboratories в создании многоканальных форматов стала компания Digital Theater Systems (цифровые системы для кинотеатров), предложившая свой способ создания многоканальных звуковых дорожек. DTS, как и Dolby Digital, является системой 5.1, отличаясь от нее меньшей компрессией сигнала (4:1 против 11:1). Кинолюбители всего мира включились в конкурентную борьбу двух форматов, разделив между ними свои пристрастия. До сих пор неясно, кто победит в этой борьбе, однако большинство любителей музыкальных программ, записанных на DVD, предпочитают те из них, что имеют звуковое сопровождение в DTS. Подобно Dolby Digital, система DTS позволяет получить в домашних условиях 5.1-канальный окружающий звук, (DTS может также использовать схему каналов 7.1, которая отличается от предыдущей использованием двух дополнительных тыловых акустических систем.) В формате DTS используется скорость цифрового потока 1536000 бит в секунду, что обеспечивает более вьюокое качество шестиканального звукового сигнала.

DTS ES - формат с центральным дополнительным тыловым каналом, который благодаря потенциальным возможностям DTS может быть как матричным.

DTS ES Matrix 6.1 - центральный тыловой канал кодируется матричным методом в два тыловых канала и восстанавливается как при воспроизведении, так и независимым информационно несущим каналом.

DTS ES Discrete 6.1 - использует свой большой диапазон частот для создания полностью независимого центрального тылового канала,

DTS NEO 6 - своего рода ответ на Dolby Pro Logic II, отличающийся от последнего возможностью выделения центрального дополнительного тылового канала из материалов, записанных в формате 5.1.

Контрольные вопросы

1. Поясните преимущества стереофонического звучания по сравнению с монофоническим.

2. Произведите сравнительную оценку микрофонных стереофонических систем.

3. Произведите сравнительный анализ возможных способов организации стереофонического радиовещания.

4. Почему для организации стереорадиовещания выбран диапазон метровых волн?

5. Что называется комплексным стереофоническим сигналом (КСС)? Как выглядит спектр КСС для стандартизованных систем стереофонического радиовещания - отечественной, американской и шведской? Как обеспечивается совместимость стереопередачи?

6. Нарисуйте структурную схему радиоканала системы стереофонического радиовещания. Каково назначение цепи предыскажений? С какой целью частично подавляется поднесущая?

7. Приведите структурные схемы декодеров стереосигналов и сравните их между собой.

8. Поясните принципы организации стереофонического звукового сопровождения в телевидении.

9. Каков состав оборудования современной радиостанции?

10. Поясните основные принципы построения системы цифрового радиовещания Эврика-147 .

11. Приведите функциональную схему кодера Dolby Surround. 12.Поясните работу пассивного декодера Dolby Surround.

13. Каковы преимущества активного декодирования по системе Dolby Surround Pro Logic?

14. Приведите функциональную схему активного декодера с инвертором.

15. В чем заключается принцип декодирования - усиления по доминантному направлению?

16. Приведите функциональную схему декодера Dolby Surround Pro Logic II.

17. Поясните организацию цифровых технологий: Dolby Digital, Dolby Digital EX и Dolby-E.

18. Каким образом используются технологии Dolby Surround и Dolby Digital в спутниковом телевидении?

Список литературы

1. Звуковое вещание: Справочник / Под ред. Ю.А. Ковалгина. - М.: Радио и связь, 1993.-464 с.

2. Андреев А. Радиовещание сегодня 625. ТВ информационно-технический журнал. - 1997. - № 3. - С. 46-48.

3. Демин А., Кацнельсон Л. Система цифрового радиовещания Эврика-147 Радио.-1996.-№ 8.-С. 30-32.

4. Высоцкий Г. Домашний кинотеатр и технологии Dolby Laboratories. - http: www. sven-audio.tvsat.ru/html/audio/dolby detal.shtml.

Часть II. Телевидение. Радиорелейная и спутниковая связь

Глава 7. Физические основы телевидения

7.1. Основные характеристики зрительного анализатора

Оконечным устройством, принимающим ТВ изображение, является зрительная система человека. Поэтому для рационального построения ТВ систем необходимо учитывать свойства и характеристики зрения.

Зрительная система состоит из приемника светового излучения -глаза, нервных волокон, преобразующих и передающих зрительную информацию в мозг человека, и зрительных участков коры головного мозга, в которых происходит расшифровка информации и формирование зрительного образа.

Глаз является внешним органом зрения. Он представляет собой тело примерно шарообразной формы (глазное яблоко) (рис. 7.1), покрытое оболочкой - скперой 1. Передняя часть скперы 2, называемая роговицей, прозрачна и имеет несколько более выпукпую форму. За роговицей расположены передняя камера 3, заполненная жидкостью. Передняя камера отделена от остальной части глаза радужной оболочкой 4, имеющей в центре отверстие - зрачок 5. Размер зрачка изменяется в зависимости от освещенности глаза. За зрачком находится хрусталик 6, представляющий собой прозрачное

тело, форма которого напоминает двояковыпуклую линзу. С помощью мышцы, охватывающей хрусталик, кривизна последнего может меняться, фокусируя на задней стенке глаза изображения предметов, находящихся на расстоянии примерно от 10 см до бесконечности. С внутренней стороны в глазное яблоко входит зрительный нерв 7, состоящий из большого количества нервных волокон. Окончания нервных волокон покрывают изнутри глазное яблоко оболочкой 8, которая называется сетчаткой. В зависи-

Рис. 7.1. Строение человеческого глаза

МОСТИ от формы нервные окончания подразделяются на палочки и колбочки. Колбочки обладают чувствительностью к свету и цвету, палочки - только к свету. Элементы изображения воспринимаются раздельно, если они проецируются на две рядом расположенные колбочки. Каждая колбочка подсоединена к отдельному окончанию нервных волокон. Палочки подсоединяются к окончаниям нервных волокон группами, они, обладая большой светочувствительностью, обеспечивают сумеречное зрение.

Важнейшей характеристикой зрения, определяемой структурой сетчатки глаза, является разрешающая способность, т.е. способность глаза различать мелкие детали. Количественно она оценивается величиной, обратной минимальному углу, под которым две светящиеся точки наблюдаются раздельно. При нормальном зрении разрешаемый угол составляет примерно 1, в этом случае изображение рассматриваемых точек попадает на отдельные колбочки. Ограниченная величина разрешающей способности глаза позволяет воспроизводить конечное число элементов в ТВ изображениях.

Глаз человека обладает инерционностью, т.е. способностью сохранять зрительное ощущение в течение некоторого времени после прекращения его воздействия. Инерционность зрения используется для получения слитного восприятия движения при последовательной передаче неподвижных изображений. Этот принцип используется в ТВ. Слитность движения наступает при передаче 16-20 изображений в секунду, однако при этом глаз ощущает еще мелькания яркости при смене изображений. С увеличением частоты смен изображений мелькания яркости уменьшаются, а затем становятся незаметными. Частота, при которой глаз перестает воспринимать мелькания яркости, называется критической частотой мельканий (f). Критическая частота мельканий зависит от средней яркости изображения (L) и определяется следующим эмпирическим выражением:

f,p 9,61 lgL +26,8.

Для яркости современных ТВ экранов, равной примерно 100...200 кд/м f,p = 45-48 Гц.

Общий диапазон яркостей объекта характеризуется его контрастностью (К), равной отношению максимальной яркости объекта (L) к минимальной {L ), т.е. К = L /L, . Кроме граничных, объект имеет промежуточные значения яркости, т.е. градации яркости, или полутона. От числа воспроизводимых на изображении полутонов,зависит степень точности воспроизведения объекта. При плавном изменении яркости объекта число градаций бесконечно велико, а приращение яркости от градации к градации бесконечно мало. Однако глаз не способен обнаруживать сколь угодно малые приращения яркости. Контрастная различительная способность глаз так же дискрет-

на, как и его разрешающая способность. Минимальное (пороговое) значение яркости светового потока L, обнаруживаемое глазом на светлом фоне 1ф, является разностным порогом световой чувствительности М ,, который зависит от яркости фона. В этом случае отношение (М , /Ьф) = а называют дифференциальным порогом. Экспериментально установлено, что в широком диапазоне яркостей а = = const = (0,02...0,05). Поэтому в изображениях необходимо ограничиться конечным числом воспроизводимых градаций яркости т, которое оценивается выражением

т = 2,3а \дК.

Полагая, что К= 100, что соответствует максимальной контрастности, ограничиваемой глазом, а а 0,05 получаем т ~ 92, что соответствует максимальному числу градаций яркости, различаемых глазом в реальных условиях в ТВ изображениях.

Из всего спектра электромагнитных колебаний, встречающихся в природе, только узкий участок в пределах от 380 нм до 770 нм является визуальным. Воздействие на глаз разных длин волн данного диапазона вызывает ощущение разных цветов от фиолетового (X к 380 нм) до красного (X = 770 нм), причем восприимчивость глаза к цветам спектра различна.

Зависимость относительной спектрапьной чувствитепьности глаза V(X) от длины волны X называется кривой видности (рис. 7.2). При V{X) одинаковой мощности светового излучения глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому цвету (Х 555 нм). В сторону красного и фиолетового цветов чувствительность глаза понижается и доходит до нуля на границах видимой части спектра. Знание этой зависимости очень важно при воспроизведении изображений в одном цвете, например черно-белых. В этом случае наблюдатель лишен возможности сравнивать предметы по их окраске. Следовательно, одноцветное

V{X) 1,0

400 500 Хо 600 700 Х.Н!А

Рис. 7.2. Кривая видности глаза

Возбудимость в отн. ед.

400 460 520 580 640 700 X, нм

Рис. 7.3. Кривая чувствительности глаза к основным цветам - красному (R), зеленому (G), синему (6)

ТВ изображение должно воспроизводить яркость всех цветов в соответствии со спектральной чувствительностью глаза. На сетчатке глаза экспериментально установлено наличие трех видов колбочек с различной спектральной чувствительностью (рис. 7.3). Колбочки одного вида в большей степени чувствительны к красному цвету, другие - к зеленому, а третьи - к синему. Поэтому изолированное возбуждение одного вида колбочек дает ощущение насыщенного красного цвета, другого - насыщенного зеленого и третьего - насыщенного синего. В действительности, свет независимо от длины волны действует на все три вида колбочек одновременно. Однако в зависимости от длины волны колбочки возбуждаются различно, и цветовое ощущение опредепяется степенью возбуждения каждого вида копбочек. При этом абсолютные значения уровней трех возбуждений создают ощущение яркости, а их соотношение - ощущение цветности.

Таким образом, любой цвет, видимый глазом, характеризуется яркостью и цветностью. Яркость является количественной характеристикой цвета, определяющей силу воздействия на зрительный аппарат, а цветность характеристикой, отражающей различные зрительные цветовые впечатления. Количественными параметрами цветности являются цветовой тон и чистота цвета. Количественно цветовой тон оценивается длиной волны X соответствующего монохроматического цвета, а чистота цвета - в процентах как степень разбавленности насыщенного цвета белым.

7.2. Принципы телевизионной развертки

ТВ система представляет собой совокупность оптических, электронных и радиотехнических устройств, используемых для передачи на расстояние движущихся изображений.