PŁASKI EKRAN

Od lat niewiele się zmieniło w konstrukcji odbiornika telewizyjne­go. Kineskop mógł mieć wymiary od kilku do kilkudziesięciu centy­metrów wysokości i szerokości, zaokrąglone rogi, oraz kilkadziesiąt centymetrów głębokości. Byłby znacznie wygodniejszy w użytkowa­niu, gdyby można go było powiesić na ścianie jak obraz czy ekran filmowy. Ale „spłaszczyć” kineskop nie jest łatwo. Próbowano wielu sposobów. Pierwszy z nich, to zwiększenie kąta odchylania strumie­nia elektronów. Nieco ogranicza to grubość kineskopu, ale tylko przy małych, czarno-białych ekranach. Na przykład pierwszy kie­szonkowy telewizor „Watchman” firmy Sony (młodszy brat popular­nego odtwarzacza stereo Walkman) miał ekran o wymiarach 9×4 cm, przy grubości samego odbiornika 4,5 cm. Lepszym sposobem „spłaszczania” ekranu okazało się zastosowanie zupełnie nowych technologii wykorzystujących strukturę mozaikową złożoną z komórek, które tworzą punkty obrazu. Każda komórka jest od­dzielnie zasilana, aby mogła emitować taką intensywność światła, jaka ma być jasność tego punktu na obrazie. Lecz obraz telewizyjny, który jest podzielony na 625 poziomych linii i 830 pionowych kolumn ma w sumie 520 tysięcy punktów, czyli winien mieć tyle samo komórek. Tak złożonej struktury ekranu nie można było osiągnąć w całkowicie płaskich kine­skopach elektronicznych. Toteż właściwą rozdzielczość czarno-białego obrazu zapewnia  technologia ciekłych kryształów stosowana początko­wo w zegarkach, kalkulatorach i monitorach przenośnych komputerów (typu laptop i notebook). Są to substancje, których własności chemiczne,barwa, przepuszczalność światła – zależą od temperatury oraz natęże­nia pola elektrycznego.

DOSKONALENIE OBRAZU TELEWIZYJNEGO

Jakość obrazu telewi­zyjnego niewiele się zmieniła od początku wprowadzenia telewizji czarno-białej, mimo udoskonaleń nadajników, kamer, anten i odbiorni­ków. Są jednak sposoby radykalnego poprawienia jakości odbioru.Jednym z usprawnień jest wprowadzenie telewizji cyfrowej, zwa­nej też digivision, czyli zastąpienie układów tranzystorowych od­biornika telewizyjnego układami scalonymi o skali bardzo wielkiej integracji, które przetwarzają sygnał nie w sposób analogowy (jak lampy czy tranzystory), lecz cyfrowy.Zastosowanie techniki cyfrowej jest bardzo opłacalne dla produ­centów, gdyż układy scalone zastępują bardziej pracochłonne, a więc i droższe płytki drukowane. Ułatwia także kontrolę jakości wykona­nia odbiornika (na przykład testowanie odbywa się elektronicznie i automatycznie), polepsza jego niezawodność, a w wypadku awarii na przyrządzie kontrolnym natychmiast wyświetlany jest numer uszkodzonej części do wymiany. Technika cyfrowa to również korzystne zmiany dla odbiorcy. Moż­liwe jest zatrzymanie obrazu na ekranie, a nawet powiększenie jego wycinka dzięki tak zwanemu elektronicznemu zoomowi (przybliża- czowi). Dodatkową zaletą jest uzyskanie małego „okienka”, czyli pod­glądu obrazu z innego kanału. Jest to tzw. PiP, (picture in picture), czyli obrazek w obrazku. Odbiornik telewizji cyfrowej może też wyświetlać teletekst bez dodatkowego dekodera, współpracować z różnymi systemami magnetowidów oraz jest przygotowany do bez­pośredniego odbioru sygnałów telewizji satelitarnej.

TRUDNE DO PODROBIENIA

Jeden promień pada wprost na fotografowany obiekt, oświetlając go, a drugi – na światło­czułą płytkę, na której powstanie hologram. Obie wiązki dzięki układo­wi zwierciadeł przebywają tę samą odległość, spotykając się dopiero przed płytką tworzą front interferencyjny, który utrwala kontur obiek­tu na płycie holograficznej czułej na określone długości fali. Płytę tę, analogicznie jak błonę fotograficzną, wywołuje się, utrwala i wybiela. Hologramy ogląda się w świetle lasera, ale udaje się sporządzać ta­kie, które można odtwarzać również w świetle dziennym. Tego typu hologramy można zastosować jako ilustracje w książkach i czasopi­smach, zwłaszcza z dziedziny geografii, biologii, fizyki. Holografia nie zastąpi fotografii, gdyż na razie jest raczej dziełem sztuki niż obiektem użytkowym. Sprzęt do jej tworzenia jest drogi. Nie wszystko zresztą da się holografować. Fotografia holograficzna znajduje obiecujące zastosowania w fizyce, badaniach aerodynamicznych, medycynie, archeologii, a nawet w doskonaleniu pamięci komputerów. Hologra­my są trudne do podrobienia, wykorzystuje się je na dokumentach, kartach kredytowych, a nawet droższych płytach muzycznych. Nawet najlepszy obraz telewizji kolorowej nie może się równać z jako­ścią filmu kolorowego na taśmie 35 mm. Obraz telewizyjny składa się bowiem z drobnych poziomych prążków i punktów, które wyraźnie z bliska widać. Podatny jest na różne zakłócenia i odbicia, które tylko częściowo likwiduje użycie anteny zewnętrznej.

HOLOGRAFIA

Od ponad 30 lat próbuje się tworzyć fotografie i filmy „trójwymiaro­we”. Początkowo do robienia takich zdjęć wykorzystywano dwie sprzężone kamery (lub jedną dwuobiektywową), które robiły dwa nieznacznie różniące się zdjęcia. Oglądane przez specjalne okulary zlewają się w jeden obraz, sprawiając wrażenie trójwymiarowości. Dopiero jednak wynalazek lasera umożliwił otrzymywanie fotografii trójwymiarowych. Fotogramy te nazywane są hologramami (od grec­kiego holos – cały i gramma – zapis).Hologramy – tak jak zwykłe fotografie – są oczywiście płaskie. Lecz oglądając je, mamy wrażenia identyczne jak przy patrzeniu przez okno, gdy stoimy przed nim w odległości 2-3 metrów. Widzi­my wówczas dobrze przedmioty na pierwszym planie, natomiast obiekty dalsze nieco się zamazują. Jest to widok odmienny niż w przypadku zwykłej fotografii, gdzie całe zdjęcie ma określoną przeciętną ostrość, której nie możemy korygować. Oglądając holo­gram z różnych stron mamy wrażenie odkrywania nowych widoków ‘ – tak jak chodząc przed oknem. Historia holografii zaczyna się od teoretycznych prac Dennisa Gab- bra z 1948 roku, za które otrzymał nagrodę Nobla. Jednak dopiero wynalazek lasera, a właściwie generatora światła laserowego w 1960 roku sprawił, że możliwe stało się zrealizowanie tych pomysłów.Aby uzyskać efekt holograficzny, należy promień lasera rozszczepić na dwie wiązki: przedmiotową i odniesienia.

NIEDOSTATKI TECHNICZNE

Niedostatki techniczne i duży koszt sprawiły, że model ten nie mógł od razu zna­leźć się na rynku, co wykorzystali inni konstruktorzy. W 1984 roku na olimpiadzie w Los Angeles dwie ekipy dziennikarzy japońskich używały już aparatów elektronicznych, jedna produkcji Sony, druga-     Canona, który przygotował lepszy aparat, do zdjęć kolorowych, podczas gdy aparat Sony wykonywał fotografie czarno-białe. Istota wynalazku polega na zastąpieniu filmu celuloidowego dys­kiem magnetycznym. Zewnętrznie kamera niewiele różni się od zwy­kłego aparatu. Ma taki sam obiektyw, identyczny sposób pomiaru przez celownik – jak w lustrzance jednoobiektywowej. Różnica doty­czy zapisu obrazu. Po naciśnięciu migawki, wewnątrz rozpoczyna się proces nie mający nic wspólnego z chemią. Zamiast filmu w tym apa­racie umieszczono specjalny układ złożony z elementów CCD (Char- ged Coupled Device), który dokonuje przetworzenia światła na sygnały elektryczne; pełni zatem funkcję podobną do tej, jaką w ka­merze telewizyjnej ma lampa zbierająca, lecz działa na zupełnie innej zasadzie. W kamerze telewizyjnej ruchomy promień elektronów analizuje uzyskany obraz punkt po punkcie. Natomiast element CCD bezpośrednio reaguje na światło. Dzięki małym rozmiarom, układ ten mieści się wewnątrz aparatu fotograficznego, a do jego zasilania wystarcza wewnętrzna bateria. Nawet amatorskie aparaty cyfrowe mają rozdzielczość wielu milionów pikseli.

FOTOGRAFIA CYFROWA

Zaś komputer wyposażony w czytnik optyczny, dostęp USB (Universal Serial Bus) do pamięci typu flash (można wielokrotnie kasować i zapisywać), kolorowy moni­tor o dużej rozdzielczości oraz wysokiej jakości kartę dźwiękową staje się urządzeniem multimedialnym, które pozwala odtwarzać, utrwalać, przekształcać słowa, obrazy i dźwięki. Technika pomyślana pierwotnie jako środek doskonałej rejestracji dźwięku, stworzyła istotny element nowego syndromu cywilizacji – multimedialność.Zmianę charakteru mediów dobrze ukazuje zastępowanie fotografii tradycyjnej, chemicznej (analogowej) – cyfrową. Fotografię „klasycz­ną” zrewolucjonizowała elektronika i mikroelektronika. Najpierw znalazła się w światłomierzach, początkowo zewnętrznych, potem wbudowanych w aparat i połączonych z mikroprocesorem sterują­cym ustawianiem przysłony lub migawki, a nawet automatycznie ustalającym głębię ostrości. Najnowsze modele aparatów to raczej automaty programowane przez fotografa niż urządzenia przez niego obsługiwane. Najnowsze aparaty fotograficzne, które choć wyglądem i optyką nie różnią się zasadniczo od modeli wcześniejszych, działają na cał­kowicie innej zasadzie. Zamiast błony fotograficznej lub innego ma­teriału światłoczułego są wyposażone w materiał magnetyczny.Pierwszy taki aparat zademonstrowała w 1981 roku firma Sony pokazując model MAVICA (Magnetic Video Camera) o wymiarach zbliżonych do normalnego aparatu małoobrazkowego.

W POŁĄCZENIU Z DOMOWYM SYSTEMEM

W połączeniu z domowym sys­temem komputerowym CD-ROM można wykorzystać do nauki; na jed­nej płycie kompaktowej bez trudu można umieścić encyklopedię czy też wielki słownik języka ojczystego lub obcego.Firma Matsushita opracowała optyczną pamięć dyskową typu RAM. W odróżnieniu od pamięci optycznej ROM, w której zapis polega na wypaleniu zagłębień w materiale płyty, system Matsushity ma pa­mięć kasowaną, opartą na zjawisku przemiany fazowej ciepła stałego w ciało bezpostaciowe. Podczas zapisu warstwa krystaliczna o dużym współczynniku odbicia światła (błyszcząca) zamienia się w amorficzną o małym współczynniku odbicia (matową). Podczas kasowania nastę­puje odwrócenie tego procesu. Urządzenie ma dwa lasery o innych nie­co charakterystykach, jeden odczytujący, drugi kasujący.Cechą tej pamięci jest ogromna pojemność sięgająca jednego mi­liarda bajtów (1 Gbajt), a także możliwość wielokrotnego (aż do mi­liona razy) kasowania zapisu. W ten sposób płyta kompaktowa wy­myślona do nagrywania muzyki, łączy się z komputerem skonstru­owanym jako urządzenie do liczenia. Razem tworzą podręczny bank danych w domu i w pracy. Płyta kompaktowa – przecież niedawny wynalazek – już zaczyna się starzeć. Wypiera ją zapis plików muzycznych w skompresowanej for­mie MP3, co pozwala w niewielkich przenośnych odtwarzaczach (bez żadnych części mechanicznych) umieścić setki, a nawet tysiące nagrań. Co więcej, te odtwarzacze mogą wzbogacać telefony komórko­we, czyniąc z nich kombajny muzyczne.

ZAKRES DYNAMIKI

Zakres dynamiki CD jest bliski 98 dB (decybeli), a warto przypo­mnieć, że gramofon Hi-Fi (High Fidelity) osiąga się maksymalnie 70 dB. Dzięki regulacji kwarcowej zlikwidowano nierównomierność obrotów płyty. Nie ma szumów układu, nawet gdy nie gra orkiestra, bo­wiem wówczas nie płyną żadne sygnały z głośników. Dlatego dawne płyty gramofonowe są przenoszone na kompakty, co bywa zaznaczane trzema literami na ich okładkach. Pierwsza litera określa źródło sygna­łu (np. A – analogowy), druga – sposób montażu (mastering), trzecia – sposób nagrania (np. D – cyfrowy). Obecnie najczęściej spotykanym symbol jest DDD oznaczający pełną cyfryzację, tzn. pierwotne nagra­nie i odtwarzanie; symbol ADD wskazuje, że pierwowzorem było nagranie analogowe (np. płyta analogowa) przetworzone na cyfrowe.Oczywiście warto też pamiętać, że cyfryzacja nie poprawia ludz­kiego słuchu, więcej, jest możliwa dzięki jego pewnej niedoskonało­ści – zwykle odchylenia ok. 0,15 procenta od wartości prawidłowej częstotliwości nie są rejestrowane przez ucho (dla osób obdarzo­nych słuchem absolutnym to odchylenie jest trzy razy mniejsze-    0,05 procenta).Rewolucja wywołana cyfrowym zapisem i laserowym odtwarzaniem płyt to nie tylko rejestracja i odtwarzanie muzyki. Można przecież zapisać wszelką inną informację. Płyty CD-ROM służą zarówno do odtwarzania płyt CD, jak i jako stacje dysków o pamięci typu ROM o pojemności powyżej 650 megabajtów.

SAMA PŁYTA

Sama płyta jest wprawdzie małoczuła na zabrudzenia, co jest jej wielką zaletą, ale w trakcie produkcji aż do momentu pokrycia jej ochronną warstwą plastiku nie może być zanieczyszczona najmniejszym pyłkiem, w przeciwnym wypadku dźwięk będzie zniekształcony. W pomieszczeniach wolnych od pyłu płyta jest pokrywana cieniuteńką warstwą aluminium, aby umożli­wić promieniom laserowym odnalezienie drogi z płyty do głowicy odtwarzającej dyskofonu. Następnie jest pokrywana przezroczy­stym plastikiem i pakowana w koperty.Poznajmy teraz schemat odczytu laserowego. W dyskofonie płyta wiruje z prędkością kilkuset obrotów na minutę. Odczytywanie cyfrowej informa­cji odbywa się bez standardowego ramienia z wkładką bardzo wrażliwą na zanieczyszczenia rowka lub zadrapania płyty. Odczytywanie zapisu dokonuje się metodą bezdotykową, za pomocą wiązki promieni świetl­nych. Nic tu się nie styka, nic nie obciąża płyty. Płyta się nie zuzywa, a dla konserwacji wystarcza okresowe jej przetarcie ściereczką. Dyskofon wydaje się mały i prosty, ale pomyślmy, jakiej precyzji technicznej wymaga to, masowo produkowane i tanie urządzenie, aby w ciągu godziny odtwarzania muzyki bezbłędnie odczytać 10 mi­liardów śladów zapisanych na płycie wirującej z szybkością od 200 do 500 obrotów na sekundę.

PŁYTY KOMPAKTOWE

Teraz płyty kompaktowe wypierają odtwarzacze plików MP3 – Moving Picture Experts Group (MPEG)-1/2 Audio Layer 3, jeszcze mniejsze i jeszcze wygodniejsze. Kilka słów o działaniu dyskofonu. Nie wystarczy cyfrowo analizować dźwięk, trzeba go także zapisać na płycie. Podobnie jak w przypadku płyty konwencjonalnej, również do produkcji płyty kompaktowej po­trzebna jest tarcza robocza, z której następnie produkuje się negatywo­we matryce do tłoczenia. Jednakże przy produkcji kompaktów tarcza robocza nie jest żłobiona mechanicznie za pomocą rylca diamentowe­go, ale światłoczuła warstwa jest punktowana promieniami lasera; mu­zyka zostaje zakodowana na tarczy w formie dwójkowej. Oczywiście te maleńkie punkty (zwane pits, z angielskiego: zagłębienia) nie są dostrze­galne gołym okiem. Ich wielkość odpowiada jednej setnej grubości wło­sa ludzkiego. Jeśli więc CD mającą 12 cm średnicy powiększyć do wiel­kości boiska piłkarskiego, dopiero wówczas średnica zagłębienia wy­niosłyby około pół milimetra, a jego głębokość – jedną dziesiątą milime­tra. Dziesięć miliardów takich zagłębień spiralnie biegnących od środ­ka ku krawędzi płyty zawiera godzinę muzyki! Produkcja płyty kompaktowej musi się odznaczać niezwykłą pre­cyzją i odbywać w warunkach sterylnych. Hala produkcyjna firmy PolyGram w Hanowerze, pierwszej i największej wytwórni płyt kompaktowych na świecie, przypomina bardziej salę operacyjną niż fabrykę — robotnicy są ubrani w kombinezony, wszystkie maszy­ny lśnią czystością, urządzenia klimatyzacyjne i odpylające utrzy­mują klarowność powietrza.