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每日十问:电视传送图像“四部曲”是什么?你见过最初原型吗?

2020-11-4 50 11/4

传送图像并非易事。其中的关键是“四部曲”:对原图进行“拍摄”和“扫描”,再把图像“同步传送”到需要的地方,并“显现”出来。那么,怎样来演唱这“四部曲”呢?最早,人们是用机械装置来尝试传送图像的。

1883年,德国大学生——后来的工程师保罗•尼普科夫(1860~1940)对传真通讯产生了极大兴趣。怎样把图像用电信号从一个地方传到另一个地方呢——他朝思暮想。一天,尼普科夫看到两个同学在做一个游戏。他们分别坐在各自的座位上,面前各放一张相同的布满小方格的纸。其中“发送方”的纸上如图写着一个字母“G”,这个字母覆盖了许多小方格子;而“接收方”的纸上没有字母。

发送方按照每一个小格是黑还是白,从左边开始自上而下一格一格地念给接收方听,当接收方听到第几格是黑时,就用铅笔把那一格涂黑,听到第几格是白时就空着。结果,当发送方念完所有格子后,接收方的纸上就出现了和发送方相同的字母“G”。

“哈,有了!”尼普科夫高兴得叫了起来。原来,尼普科夫从这个游戏中受到很大的启发:无论是简单的图形还是复杂的照片,都可以分解成许多密密麻麻的黑点。如果发送方能把所有的点变成电信号传送出去,接收方就可以得到和发送方一样的传真图形了。根据这个道理,经过多次试验,尼普科夫的发明终于完成了。

他用灯光照射在一个螺旋穿孔圆盘(14个小孔在圆盘上排成螺旋状)后面的景物上。当用马达快速带动圆盘转动的时候,光束就可以依次透过排成螺旋状的小孔,扫描后面景物表面或明或暗的光点。将这些光点由光电管转变为电信号同步发送给接收装置——类似的穿孔圆盘,就被重新还原显示出所照射景物的图像。

显然,还原的过程正好和前面提到的扫描过程相反,圆盘转动的速度则应该相同。这个传递和还原图像的圆盘,就是著名的“尼普科夫圆盘”。他的发明,在1883年的圣诞节上做了展示,1884年1月取得了专利。从这里,可以明显地感受尼普科夫唱的“四部曲”。其中静止图像之所以能变成活动图像,是利用了人眼的“视觉暂留”原理——影像能在人眼中停留1/16秒的时间。

没有想到的是,尼普科夫圆盘竟成了当今走进千家万户的电视的起点——虽然后来不用转动圆盘的机械扫描,而是采用了电动扫描,但工作原理是完全一样的。为了纪念尼普科夫的前驱性工作,后来德国的第一座电视发射台被命名为“保罗•尼普科夫发射台”。

从尼普科夫的发明来看,对于执着追求、思想活跃的人来说,许多事物都可能引发出创新的思想火花,取得突破性的进展。

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