Slovo televize (z latiny visio – vidět, z řečtiny tele – daleko) bylo poprvé použito v článku Television and the telephot od amerického spisovatele Huga Gernsbacka v prosinci 1909. Sám problém vidění na dálku je ale daleko starší. První zmínka se vyskytuje už kolem roku 300 před n. l. ve starověké pověsti o „čarovném zrcadle“ z Alexandrie. Regulérní pokusy se objevily padesát let před článkem Huga Gernsbacka. Všechny byly založeny na vlastnostech oka, které si dokáže poskládat obraz složený z bodů nebo proužků. To je umožněno tím, že zrakový dojem trvá déle než podráždění lidského oka. Zrakový dojem průměrně trvá asi 0,1 s. Oko vnímá rychlý sled obrazů jako pohyb. Na tomto principu funguje stroboskop nebo projekční přístroj. V roce 1883 Paul Nipkow vymyslel, jak rozložit obraz na jednotlivé body. Dělal to pomocí rotujícího plechového kotouče. Na něm byly do spirály směrem od obvodu ke středu vyvrtány otvory. Jejich velikost představovala obrazový bod. Obraz byl zachycen elektrickým zařízením za kotoučem a měněn na elektrické impulsy. Je zajímavé, že Nipkow svůj vynález patentoval, ale nikdy nevyrobil. Jeho myšlenky se ujali jiní.
Obrázek z patentu Paula Nipkowa.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Další pokrok byl umožněn vývojem přenosu telegrafických obrazů buď elektrickými proudy nebo elektromagnetickými vlnami. První návrh na vysílací i přijímací stanici pro televizi podal roku 1880 William Edward Ayrton a Perry. Obraz se vytvořil dobrými čočkami v promítací rovině, přes kterou rychle přejížděla sem a tam čtvercová selenová destička, která představovala bod. Selen byl zvolen proto, že jeho odpor silně závisí na osvětlení. V přijímací stanici souběžně přejížděla světlá plocha po stínítku, která se odrážela v zrcadle. Světlo pak procházelo cívkou, v které se měnil proud. Nevýhodou jejich zařízení byla jednak setrvačnost selenu a pak to, že neměli zařízení, které by rychle přejíždělo selenovou buňkou plochu obrazu.
Vladimír Zworykin předvádí svou televizi.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Roku 1897 vynalezl Němec Carl Braun trubici, na jejímž principu byly vyvinuty televizní obrazovky. Roku 1911 se Američanu Vladimíru Zworykinovi podařil přenos televizního obrazu výlučně elektrickou cestou. Roku 1923 pak sestavil snímací elektronku. John Baird v roce 1925 založil společnost Television Ltd. a ve stejném roce uskutečnil první velmi nedokonalý televizní přenos. Jeho systém sice přenášel jen stíny, ale v londýnském obchodním domě Selfridges byl vystaven alespoň jako atrakce. Následující rok předvedl v londýnské Royal Society svůj vynález a v dalším roce ho už natolik zdokonalil, že siluety zmizely a na stínítku se objevil člověk. Přenášel třicetiřádkový obraz po telefonních linkách z Londýna do Glasgowa. Podařil se mu také přenos barevných televizní obrazů. V roce 1928 dosáhl televizního přenosu přes Atlantik z Londýna do New Yorku.
První pravidelné televizní vysílání začalo v Berlíně 22. března 1935 v televizní stanici Fernsehensender Paul Nipkow. Program byl vysílán třikrát týdně do asi 300 televizních aparátů v domácnostech vedoucích politických a státních činitelů Třetí říše. Pojmenování televizní stanice po Nipkowovi mělo světu představit televizi jako německý vynález. První televizní sportovní přenos se uskutečnil z Olympijských her v Belríně v roce 1936. Nové poznatky vyvinuté za druhé světové války přispěly i k rozvoji televizního vysílání. Od roku 1945 bylo postupně zahájeno černobílé televizní vysílání v Evropě s 625 řádky a 25 snímky za sekundu. V roce 1949 byla v USA vyvinuta plně elektronická barevná televize. 1. května 1953 bylo zahájeno zkušební černobílé vysílání Československé televize z vysílače na Petříně s dosahem 50 km. O rok později začalo vysílání pravidelné. 1. ledna 1954 byla zahájeno pravidelné barevné vysílání v USA. V roce 1961 byl v Československsu prodán již jeden milion televizních přijímačů. Kabelová televize byla zavedena v roce 1972 v USA. V roce 1978 vyvinuli Japonci plochou televizní obrazovku s tekutými krystaly.
Princip televizního vysílání
Obrazový signál vzniká v televizní kameře vybavené objektivem, který vytvoří obraz snímaného objektu v tzv. optoelektronickém měniči. Tento důležitý prvek kamery prodělal vývoj od snímací elektronky, zkonstruované poprvé ve 20. letech, až po současné polovodičové snímací prvky. Je to v podstatě pravidelná mozaika elementů citlivých na světlo, vytvořená pomocí 400 000 drobných, na světlo citlivých snímačů. Přeměna obrazu na elektrický signál spočívá v tom, že se obraz rozloží na sled řádek (řádkový rozklad). Optoelektronický snímač vytváří elektrický proud, jehož velikost odpovídá osvětlení bodů v jednotlivých řádcích. Podle současných norem je jeden televizní snímek tvořen 625 řádky a za sekundu se vytvoří 25 snímků. Frekvence 25 snímků za sekundu je ale nedostatečná, obraz bychom vnímali jako blikající, blikání by se zvláště nepříjemně projevilo při pohybech oka nebo hlavy a při delším sledování by vyvolalo únavu zraku. Proto se místo 25 snímků vysílá i reprodukuje 50 tzv. půlsnímků za sekundu. V dobách němého filmu byla frekvence promítání 16 obrázků za sekundu, proto nám herci v těchto filmech připadají hodně pohybliví, horečnatě činorodí, jejich pohyby jsou rychlé trhavé a směšné. Ve skutečnosti je to jen důsledek zrychlení, které vznikne u filmů snímaných s frekvencí 16 obrázků za sekundu a promítaných s frekvencí 25 snímků z sekundu.
Pro věrnou reprodukci obrazu je zapotřebí dvojnásobek řádků, což se snaží vyřešit TV systém HDTV, který má 1250 řádek. Vzájemný poměr stran televizního stínítka byl stanoven na šířka : výška = 4:3, v současné době jsou moderní televizory ”wide” s poměrem stran 16:9. Frekvence výměny obrázků byla stanovena na 50 Hz původně z důvodu synchronizace se síťovým kmitočtem – dnes jsou ale již obě frekvence od sebe odděleny.
Rozklad obrazu si můžeme představit jako rozstříhání fotografie na dlouhé úzké pásky stálé šířky. Řádky se rozdělí na liché a sudé. Liché řádky tvoří první půlsnímek, sudé druhý půlsnímek. Očíslujeme–li řádky chronologicky, nakreslí se za 1/50 sekundy na obrazovce 1. půlsnímek s řádky 1 až 312 a polovina řádky 313. Kreslí se zleva doprava a shora dolů. Pak se začne kreslit 2. půlsnímek, který začíná v polovině 312. řádky a končí v pravém dolním rohu obrazovky 625. řádkem. Postup se opakuje pro další dva půlsnímky dalšího nehybného obrazu.
Televizní vysílání
Televizní vysílání se uskutečňuje sítí televizních vysílačů, které pracují ve vymezených pásmech velmi krátkých vln. Televizní signál vyzařovaný anténou vysílače má obrazovou a zvukovou složku. K přenosu videosignálu se používá amplitudová modulace a akustický signál je přenášen frekvenční modulací. Proto jsou obě složky televizního signálu přenášeny odděleně a mezi frekvencemi nosných vln obou složek je rozdíl 6,5 MHz (popř. 5,5 MHz).
Přenos barevného obrazu je podstatně složitější. To je dáno tím, že nestačí přenášet jen informaci o jasu obrazu, ale signál je třeba doplnit informací o barvě. Vychází se z poznatku, že míšením tří barev (červená, zelená, modrá) v různém poměru lze vytvořit celou stupnici barevných odstínů včetně šedé a bílé. V kameře pro barevnou televizi se získávají tři základní barevné signály, z nichž se pak v přenosové soustavě vytvářejí signály dva. Jasový odpovídá signálu černobílé televize a to umožňuje příjem vysílání barevné televize i přijímačem pro černobílou televizi. Barvonosný přenos se uskutečňuje různými přenosovými systémy. Jejich odlišnost spočívá ve způsobu vytváření a přenosu barvonosného signálu. V Evropě se nejvíce uplatňoval systém analogový PAL (Phase Alternating Line), v USA systém NTSC (National Television Systems Committee). Od roku 2000 se Česká republika připravovala na přechod k digitálnímu televiznímu vysílání na platformě DVB-T. K 30. listopadu 2011 bylo analogové vysílání v České republice vypnuto.
Obrazovka barevného televizoru má velmi jemnou strukturu, kterou vytvářejí svislé proužky luminiscenčních látek, které září červeně, zeleně a modře. Tak vznikají tři základní barevné obrazy, které se navzájem prolínají. Poněvadž jemná struktura stínítka není z běžné vzdálenosti okem rozlišitelná, vnímáme výsledný barevný obraz, který může mít všechny odstíny barev. Luminoforem je látka, která svítí po dopadu elektronů s energií řádově 10 keV. Elektrony se v obrazovce uvolňují z katody termoemisí, systémem dalších elektrod je z nich vytvořen elektronový paprsek, který je urychlován stejnosměrným vysokým napětím a magneticky vychylován horizontálními a vertikálními vychylovacími cívkami. Elektronový paprsek je vychylovacími cívkami rovněž tvarován tak, že se fokusuje (zaostřuje) právě na luminoforu. V každém okamžiku se tak elektronovým paprskem ozařuje jisté, plošným obsahem velmi malé, místo na luminoforu obrazovky. Jas, kterým toto místo (pro stručnost se označuje jako bod) svítí, je přímo úměrný množství elektronů v paprsku. Chceme–li proto na obrazovce vytvářet místa s různým jasem, musíme v čase měnit počet elektronů v paprsku. Toho se dosahuje obrazovým signálem (u barevných televizorů jeho jasovou částí), kterým se mění napětí mezi katodou a dalšími elektrodami obrazovky. Kdyby luminofor neměl žádnou setrvačnost, svítil by na obrazovce v každém okamžiku jen jeden jediný bod. Vzhledem k setrvačnosti – dosvitu – luminoforu září v každém okamžiku na obrazovce vždy vodorovný (přesněji řečeno směrem doprava mírně skloněný) obdélník.
