Принципи сучасного телебачення. Фізіологічні властивості ока, їх вплив на технічні рішення в телебаченні.

Технічний прогрес накладає свій відбиток на всі можливі сфери життя. Телебачення, як ніщо інше, відчуло на собі ці зміни. Вже сьогодні ніхто не пам'ятає про ті стандарти, які були актуальні всього декілька десятиліть тому. Ми не говоритимемо про зміст сучасних телепрограм, а докладніше зупинимося саме на тому, як працює телебачення на даний момент часу. Як відомо, на сьогодні сучасний цифровий стандарт роботи телебачення - це DVB-T.

На відміну від аналогового(NTSC, SECAM, а також PAL), цифрове телебачення має набагато вищу якість. Це пов'язано з різним принципом роботи цих двох систем. Якщо аналогове телебачення засноване на частотному розділенні сигналу, що поступає, то принцип роботи цифрового телебачення має абсолютно іншу структуру. Завдяки цьому, цифрове телебачення здатне уловлювати сигнали на великій відстані без втрати якості зображення.

Як відомо, всі телеканали мають обмеження на кількість частот. Наприклад, на одній смузі можна помістити не більш за один аналоговий канал, тоді як кількість цифрових каналів обмежується чотирма.

Сьогоднішні цифрове телебачення використовує стандарт MPEG-2 (Moving Pictures Expert Group). Основна відмінність нового стандарту від старих полягала в тому, що алгоритм видалення надмірної інформації дозволяв отримувати хороше зображення і при цьому зменшувати його об'єм. Саме на основі цього алгоритму були розроблені стандарти DVB (європейський), ATSC (американський) і ISDB (японський). Цифровий сигнал в цьому випадку також передається декількома способами - наземним, супутниковим, кабельним, а також за допомогою віщання для портативних пристроїв.

ЗІР У житті людини зір відіграє першо-рядну роль. Достатньо сказати, що більше 90 % інформації про зовнішній світ ми одержуємо через зоровий аналізатор. Відчуття світла виникає у результаті впливу електромагнітних хвиль довжиною 380 – 780 нанометрів (нм) на рецепторні структури зорового аналізатора.

У системах передачі візуальної інформації крайовою ланкою служить зоровий апарат людини, тому правильна побудова телевізійних систем не може бути здійснено без урахування властивостей зору. За мільйони років еволюції зоровий апарат людини досягла досконалості. За компактності, довговічності, чутливості, здатності приспособлюватись до умов навколишнього середовища і потребам людини, серед штучних систем немає йому рівних.

 

Про механізм обробки сигналів в зоровому аналізаторі, в результаті яких відбуваються, як вважають, осмислювання видимого і впізнавання знайомих предметів, відомо ще дуже мало. Глибоке вивчення цього механізму і інших фізіологічних особливостей зору і обробки інформації в організмі чоловіка і тварин, можливо, відкриє нові шляхи у вирішенні завдань телебачення.

Периферійної частиною зорового апарату, безпосередньо сприймаючи світлове випромінювання, є око. Надалі тексті термін «око» для стислості іноді буде застосовуватися як синонім всієї зорової системи.

Будова ока. Око людини (рис. 1.5) являє собою склоподібне тіло 1, укладену в непрозору оболонку - склеру 2, яка в передній частині переходить у прозору рогівку 3. За рогівкою розташована райдужна оболонка 4 із отвором в центрі - зіницею, а за нею - кришталик 5. Простір між рогівкою і кришталиком заповнено рідиною. Все це разом формує оптичну систему ока, при допомозі якій зображення проектується на внутрішню поверхню склери, покриття світлочутливої оболонки 6, званої сітківкою, або ретиніт. Сітківка містить два види світлочутливих рецепторів - колбочки і палички, а також кілька шарів нервових клітин, з ними пов'язаних. Колбочки формують апарат денного зору і працюють при освітленості більше 0,01 лк. Палички утворюють апарат сутінкового зору, володіють значно більш високою чутливістю і здатні відрізнити білу поверхню від чорної при освітленості близько 0,000001 лк. Проте апарат денного зору має більш високу роздільну здатністю і вміє розрізняти кольори.

Під впливом м'язового впливу на кришталик, в результаті якого з змінюється його кривизна, здійснюється наведення на різкість - аккомодація. При максимальному розслабленні акомодаційних м'язів переломлююча сила хрусталика мінімальна - око сфокусує на нескінченність. Адаптація, тобто пристосування до різних освітлений можливостями проводиться завдяки зміні діаметру зіниці, що виконує роль діафрагми в оптичній системі ока, і переключення апаратів денного та сутінкового зору.

Характерно, що світлочутливі елементи на сітківці розподілені нерівномірно. Найбільша щільність розподілення колб спостерігається в області жовтої плями 7 і в його центральної поглибленні - фовеа 8. Кутовий розмір фовеа близько одного градуса, число колб в ньому - приблизно 4000, а щільність їх розподілу - 180 тисяч на мм2. Жовта пляма визначає область ясного бачення. Воно має овальну форму, подовжену в горизонтальному напрямку. Його кутові розміри приблизно 6 ° на 8 °. При розгляданні зображень очей автоматично сполучає найбільш цікавий (Інформаційний) для спостерігача ділянку зображення з фовеа. Тому зорова вісь 9 очі, що проходить від фовеа через центр кришталика до об'єкта спостереження, відхилення приблизно на 5 ° від оптичної осі 10, яка співпадає з віссю симетрії оптичної системи ока.

Функція сітківки полягає не тільки в сприйнятті зображення, але і в попередній обробці зорових сигналів перед їх надходженням до зорового нерву 11. Ця обробка відбувається в результаті передачі сигналу від одного шару нервових клітин до іншого. Останній шар, безпосередньо пов'язаний з зоровим нервом, складається з так званих гангліозних клітин. Кожна гангліозна клітина з'єднана з волокном зорового нерва. В області фовеа на одну колбочку припадає одна гангліозна клітина, а в області периферійного зору одна гангліозна клітка обслуговує рецептивне поле, яке складається з великого числа світлочутливих елементів.