Цифровое телевидение

Приход на телевизионную арену цифровых технологий означал существенный прорыв в телевещании. Цифровой сигнал обладает рядом неоспоримых преимуществ перед аналоговым. В первую очередь это отсутствие потери качества при передаче на большие расстояния. Вспомните традиционные аналоговые антенны: постоянные помехи заставляли поворачивать антенну в поисках максимального сигнала, располагать её на высокой мачте (столбе), увеличивать длину ветвей.

Для приёма качественного сигнала центрального телевидения приходилось устанавливать промежуточные передатчики, и достаточно много, что оборачивалось (особенно для нашей огромной страны) большими расходами. В отличие от аналогового, цифровой сигнал либо принимается на сто процентов, либо не принимается вообще. При небольшой потере качества он может полностью восстанавливаться за счёт специальных систем. Поэтому здесь совершенно исчезают такие постоянные спутники аналоговой картинки, как «мурашки» и «полосы». Правда, появляются новые – «квадратики», а также замирание кадра. Откуда это всё берётся? Дело в том, что передать цифровой сигнал на большое расстояние гораздо сложнее, нежели аналоговый. Зона покрытия у цифрового передатчика достаточно небольшая (хотя она больше, чем зона покрытия у аналогового передатчика такой же мощности), и промежуточные передатчики всё-таки нужны и здесь. Если их нет, то за пределами зоны покрытия уровень приёма близок к нулю.

Этот недостаток цифровой передачи сигнала напрямую вытекает из его преимущества перед аналоговой. Цифровой сигнал обладает свойством регенерации, и при небольшом уровне шумов он может восстанавливаться практически полностью; но при усиленной шумовой стене восстановить сигнал практически невозможно. В то же время аналоговый сигнал при постепенном усилении помех также постепенно ухудшается, но зрителем картинка ещё может восприниматься. Это можно сравнить с сотовой телефонной связью. Помехи при цифровой системе приводят к провалам в разговоре – из него вырезаются целые слова и фразы; в аналоговой системе помехи приводят к резкому повышению шумов, среди которых различить человеческую речь всё-таки можно, хоть и с трудом. Так что цифровое телевидение на деле может снизить количество телезрителей, если в регионе не предусмотрены дополнительные передатчики сигнала.

Цифровое телевидение в своём развитии претерпело несколько этапов. Цифровая техника изначально была рассчитана на хранение данных, а не их передачу, и в этой роли она работает успешнее всего. Передача цифрового сигнала требует такой процедуры, как сжатие, оценка которого до сих пор неоднозначна; хранение же информации достаточно легко и дёшево может осуществляться без сжатия. Поэтому первый этап развития цифрового телевидения представлял собой внедрение студийного цифрового оборудования, которым оснащались телецентры и которое позволяло сохранять отснятые передачи. За пределами телецентра сигнал переводился в привычный аналоговый, который, как обычно, принимался чёрно-белыми и цветными телевизорами.

Но и телеприёмникам не была чужда некоторая «цифровизация»: телевизоры стали оснащаться различными устройствами для улучшения приёма изображения и звука. Так появились цифровые фильтры, устройства перехода от чересстрочной развёртки к квазипрогрессивной, блоки, повышающие частоту телевизионных полей; несколько позже появились устройства, реализующие функцию «стоп-кадр» и «картинка в картинке». В СССР «цифровизация» аналоговых телевизоров была по большей части делом энтузиастов-радиолюбителей, и схемы различных цифровых устройств для телевизора заполняли страницы популярных радиолюбительских журналов. В списке наиболее поздних цифровых функций аналогового телевидения – конечно же, телетекст. Его в чём-то можно назвать предшественником интернета – с помощью телетекста удавалось даже передать простейшие изображения. Однако реализация этой возможности была не очень успешной, по крайней мере в нашей стране, в силу несовершенства приборов (в первую очередь передающих). Поэтому эпоха телетекста была очень недолгой.

Второй этап развития цифрового телевидения был связан с увеличением числа строк в кадре и элементов изображения в строке, для чего потребовалось сжатие передаваемого сигнала. Также на этом этапе осуществлялся переход от одновременной передачи яркостного и цветового сигналов к их последовательной передаче. Это привело к появлению новых параметров, отличающихся от принятых стандартов телевидения. В результате новые системы телевидения имели гибридный характер, то есть были аналого-цифровыми. Наступила эпоха широкоформатного телевидения, качество сигнала в котором всё-таки отличалось от принятого сегодня. Наибольшую популярность получили европейские системы MUSE и HD-MAC. Обе они имеют формат изображения 16:9. У первой количество строк в кадре равно 1125, а частота кадров 30 Гц. У второй количество строк 1250, а частота 25 Гц.

Формат изображения напрямую связан с размером телевизора. Габариты электронно-лучевой трубки при определённом разрешении могут варьироваться, но лишь до определённого предела. Увеличение количества строк дало возможность выпускать более «объёмистые» телевизоры, однако требовалось соответствие телеприёмника передаваемому сигналу. Впрочем, в большинстве современных ЭЛТ-телевизоров предусмотрена возможность смены формата изображения – простым нажатием кнопки на пульте.

Третий этап, современный, предусматривает полноценное цифровое вещание, реализующееся тремя способами – эфирным, кабельным и спутниковым. На данном этапе повсеместное распространение получают плазменные и жидкокристаллические телевизоры, в которых структура изображения принципиально иная, нежели в электронно-лучевых. А это избавило от множества проблем при передаче сигнала.

Спутниковое телевидение, впервые предложенное в начале 90-х годов в США, не получило в то время популярности по чисто экономическим причинам: большинство телевизионных станций осуществляли наземное вещание – эфирное и кабельное, и переоборудование было в экономическом плане неосуществимым.

За основу систем цифрового телевидения в 1993 году было предложено принять стандарт MPEG-2, который позже будет утверждён официально. Одним из достоинств этого стандарта было то, что он определял лишь структуру изображения и звука, не указывая, как именно они будут реализованы; это оставляло разработчикам полную свободу действий, благодаря чему они могли конкурировать между собой и создавать более качественные устройства. Впоследствии этот стандарт развился в современный на сегодняшний день MPEG-4.

В общем и целом цифровое телевидение предоставляет массу преимуществ и новых функций, которых не видело телевидение аналоговое. Так, на одной частоте может быть реализовано несколько телеканалов, что сильно расширяет их количество в телеприёмнике. Цифровое телевидение позволяет записывать передачи, сохранять их и просматривать в удобное для зрителя время; телезритель больше не зависит от режима работы телеканала. Интерактивное телевидение означает прямое воздействие зрителя на передаваемые программы (передачи по заказу). Это нашло своё применение в первую очередь на музыкальных каналах – нужный вам клип вы можете увидеть буквально через несколько минут после заказа. Если, конечно, он есть в базе данных канала, что, увы, бывает отнюдь не всегда. Реализацией фантазий прошлого века стало 3D-телевидение – теперь изображение на экране телевизора стало объёмным. В нужные моменты телевизор может также отключать ненавистную рекламу. Для тех, кто воспринимает программы и фильмы без рекламы (неизвестно, остались ли ещё такие?), поможет функция записи и последующего воспроизведения программы: телезритель будет смотреть передачу, скажем, с задержкой на полчаса, зато запись предварительно вырежет все рекламные паузы.

Развитие телевидения в цифровую эру породило новые его виды, такие как интернет-телевидение, мобильное ТВ и, конечно же, всеми любимый «Скайп».