Остановись, мгновенье! Ты прекрасно!
Что довольно самой
природе, человеку мало!
Сенека
Наша жизнь скоротечна. Каждое поколение стремится оставить свой след в истории человечества. След тем более заметный, чем более совершенными становятся технические средства записи и хранения информации.
Без телефона и телеграфа
Прошло немногим более ста лет с тех пор, когда впервые прозвучала напетая в фонограф изобретателем Томасом Эдисоном песенка «У Мэри был маленький ягненок» (Mary had a little lamb). К сожалению, оригинал этой записи на цилиндре из оловянной фольги (№1877) не сохранился. На илл. представлен точно такой же цилиндр (№1879) с нанесенной на его поверхность звуковой дорожкой. Передовые деятели русской культуры уже тогда, на заре звукозаписи, поняли огромное значение изобретения и открываемые им перспективы. Лев Толстой с благодарностью принял и использовал подарок Эдисона, а композитор Римский-Корсаков пророчески писал: «Я слышал фонограф и дивился гениальному изобретению. Будучи музыкантом, я предвижу возможность обширного применения этого прибора в области музыкального искусства…»
Послания древности передаются нам очень ограниченным набором таких средств. Отдельные шедевры архитектуры и культовые сооружения, памятники градостроения, сохранившиеся лишь благодаря природным катаклизмам (Помпеи у подножия Везувия). Что-то из обиходной утвари, фрагментов оружия и орудий труда, перенесенное в наше время благодаря археологическим раскопкам. Что еще? Древние наскальные рисунки, более поздние полотна живописи, античная скульптура, чудом уцелевшая после нашествия варваров, персидских и османских завоеваний. Транспортные средства? Изъеденные ржой, они бесследно исчезают уже через несколько десятилетий после воплощения технической мысли в металле. Передача информации в чистом виде? Свитки древних эпосов, летописей? Они столько раз переписывались, что многие к ним начинают относиться с сомнением. Академик Анатолий Фоменко, подходящий к проблемам истории с математической скрупулезностью, передачу информации отсчитывает лишь с эры Гуттенберга. Действительно, когда информационная техника состояла из пера и чернильницы, искажения (а тем более, собственные сочинения истории в угоду очередному монарху) были неизбежны. Тот день далекого XVI века, когда на смену гусиному перу пришел печатный станок, можно считать началом эры современных информационных технологий.
Пишущая машинка — знаменитый Underwood, который сегодня можно встретить лишь в музее, появилась позднее, лишь в XIX веке, став веком позже своеобразным культовым предметом, предтечей интернетовской эры свободного информационного обмена.
Сегодня же, когда человечество включилось в общеисторический процесс, называемый информатизацией, производство информации становится, пожалуй, основным видом его деятельности. Информация становится главным ресурсом научно-технического и социально-экономического развития мирового сообщества. Свободный информационный обмен существенно влияет на развитие науки, техники и различных отраслей хозяйства, играет важную роль в процессах воспитания, образования и культурного общения между людьми.
Информационная техника представляет собой материальную основу информационных технологий, с помощью которых осуществляется сбор, хранение, передача и обработка информации.
Что касается передачи информации, то она — если опять взглянуть вглубь истории — поначалу осуществлялась примитивной сигнализацией, а на больших расстояниях — посылкой нарочных с депешами, гонцов с берестяными грамотами и без оных. Если время терпит, в дорогу отправляется почтовый дилижанс. Если информация — срочная, работа гонца становилась опасной для жизни. О гонце, преодолевшем расстояние в 42,5 километра (из Марафона в Афины) и погибшем у подножия Акрополя, помнят спустя тысячелетия.
Век электричества
Так называемый «стандартный» фонограф Эдисона
XIX век стал веком электромеханической информационной техники (сначала появился телеграф, потом — телефон, наконец — радио). Начались принципиальные изменения в технологии обработки информации. Телеграфная связь — это передача на расстояние буквенно-цифровых сообщений (телеграмм). Ее основы были заложены в России работами Павла Шиллинга, который в 1832 году создал первый практически пригодный комплекс устройств для электрической телеграфной связи. Разработка и совершенствование систем телеграфной связи проводилась также Самюэлем Морзе (США), Борисом Якоби (Россия), Жаном Бодо (Франция), Чарльзом Уитстона (Великобритания) и другими.
Начало развитию телефонной связи было положено в 1876 году изобретением телефонного аппарата шотландцем Александром Беллом (Bell) и созданием в 1978 г. первой телефонной станции в Нью-Хейвене, США. Четыре года спустя компанией Белла была построена первая московская телефонная станция. А в позапрошлом году в Москве отмечалось столетие Центральной телефонной станции на 12 тысяч номеров, дожившей и до наших дней. Действительно, телефонная станция в Милютинском переулке работает до сих пор, правда, «начинка» уже совсем другая. Кстати, телефонный аппарат был первым устройством, содержащим угольный (углеродно-порошковый) микрофон — основной элемент любой современной системы звукозаписи.
Звукозапись
Обложка рекламного буклета со словами Эдисона: «Я хочу, чтобы фонограф был в каждом американском доме»
Цилиндрическая коробка для хранения записей
Фонограф «Эдисон» производства австрийской компании Lenoir (1889г) с двумя записями на цилиндрах из оловянной фольги
Графофон Eagle с пружинным мотором производства компании American Graphophone Company (1897 год)
Инсталляция из восковых фигур на верхней смотровой площадке Эйфелевой башни в Париже. Слева — Т. Эдисон, справа — А. Эйфель
Фонограф с электрическим приводом Dictaphone, выпущенный в 1907 году
Патент, выданный Эмилю Берлинеру на его изобретение — граммофон
Пластинка для граммофона Берлинера с надписью: «Эта фонограмма была сделана 8 ноября 1881 года»
Общий вид...
...и головка граммофона Берлинера
Граммофон американской фирмы Thomas A. Edison, inc., выставленный в одном из антикварных магазинчиков Сеула
Отечественная разработка — устройство «Говорящая бумага» (1931 г.) (Государственный Политехнический музей, Москва)
Лента с записью фонограммы (Государственный Политехнический музей, Москва)
Устройство для магнитной записи звука на стальную проволоку для фортепианных струн — телеграфон Паульсена (80-е годы ХIХ века)
Как известно, звук в атмосфере распространяется в виде волн сжатия и разрежения со скоростью 330 м/с. Энергия звуковых волн рассеивается в пространстве очень быстро. Во-первых, из-за того, что излучатели звука в большинстве своем слабонаправлены (не всякий же раз кричат в рупор), а, во-вторых, из-за поглощения в среде распространения (давно замечено, например, как «глохнет» звук в тумане). Все это отнюдь не способствует сохранению звуковых образов, хотя многие из них сохранить очень хотелось бы...
Нотная запись. Системы воспроизведения музыки по нотной записи в системах звукозаписи стоят особняком. Собственно, записи звука как такового в них нет. Есть только запись нот путем перфорации бумажных полотен механического пианино или перфорации металлического диска старой шарманки. Но зато есть воспроизведение! Движется бумажная лента, молоточки подпружиненных клавиш, попадая в зоны перфорации, ударяются о рояльные струны, а вместе с аккордами механического пианино падают в обморок барышни из чеховской пьесы. Или другой тип воспроизведения. Крутится диск шарманки, звучит нехитрая музыка, шарманщик поет про своего сурка. Об этой тупиковой ветви эволюции можно было бы и не говорить, если бы она не дошла до нас в виде целого оркестра механических инструментов — красочного уличного оркестра на колесах, курсирующего по набережным амстердамских каналов или тихим улочкам старой Вены.
Механическая запись. Первый прибор для записи звуковых колебаний построил в 1857 году французский типограф Л. Скотт. Звуковые колебания, сконцентрированные большим параболическим рупором, подводились к мембране. С мембраной соединялось острие иглы, оставляющее след (звуковую дорожку) на покрытом сажей цилиндре, вращающемся с помощью часового механизма с гирей или с помощью рукоятки. При разговоре на поверхности цилиндра перед рупором получалась запись звуковых колебаний. Но Скотт не решил обратной задачи — воспроизведения записанных колебаний. Эту задачу пытался решить другой французский изобретатель — Шарль Кро. В 1877 году он послал в Парижскую Академию наук описание палеофона — прибора для записи и воспроизведения «голосов минувшего». Запись в этом приборе велась уже не на цилиндр, а на плоский диск, покрытый сажей. Далее Кро предлагал с помощью фотографии перенести записанный звуковой след на клише, изготовленное из прозрачного вещества, и полученную таким образом пластинку воспроизводить, используя фотоэлектрический эффект, преобразующий световую энергию в электрический сигнал. Этот эффект был впервые на практике использован французским физиком Эдмоном Беккерелем (Becquerel) в 1839 году.
Фонограф Эдисона. Создателем первых действующих аппаратов для записи и воспроизведения звука был выдающийся американский инженер, автор более тысячи изобретений Томас Альва Эдисон (Edison). Упорство и работоспособность этого человека поистине удивительны. Он проводил тысячи опытов, изменяя состав покрытия валика, выбирая мембраны, рупоры и механизмы вращения валика. В 1877 году Эдисон сконструировал прибор, названный им фонографом, а через год организовал компанию по их выпуску. В первых фонографах запись производилась на оловянной фольге, покрывающей поверхность цилиндра-валика, приводимого в движение рукояткой. Игла, связанная с мембраной, перемещалась вдоль валика, оставляя винтовой след. Недостатков было много: нестабильность скорости вращения валика приводила к искажениям тональности звука, запись на оловянной фольге быстро портилась при повторных воспроизведениях. Тем не менее успех фонографа был огромным. На всемирной выставке в Париже в 1889 году перед павильоном с фонографом Эдисона выстраивались длинные очереди. Желающие могли прослушать запись через присоединенные к аппарату длинные каучуковые трубки, напоминающие современный стетоскоп. Одновременно одну и ту же запись могли слушать шесть человек. Работа над усовершенствованием фонографа продолжалась до 20-х годов минувшего столетия. Полностью выпуск фонографа был прекращен лишь в 1929 году. В дальнейшем он был вытеснен более совершенным аппаратом — граммофоном.
Парлограф. Немецкий изобретатель Карл Линдштрем вслед за Эдисоном предложил другой аппарат, названный им парлографом (от французского parlez — говорить). Он мало отличался от фонографа Эдисона, но был максимально приспособлен для записи речей и переговоров. Аппарат имел стирающую приставку, благодаря которой можно было использовать один и тот же валик несколько раз. Специальная линейка позволяла отмечать ошибки, чтобы в нужном месте произвести запись повторно. Парлограф был прообразом современного магнитофона и диктофона.
Граммофон. Первая патентная заявка на «граммофон с плоскими пластинками» была подана в 1888 году немецким инженером Эмилем Берлинером — молодым изобретателем, работающим в области телефонии. Запись звука в его приборе велась на горизонтально расположенный диск, покрытый сажей. Колебания иглы совершались не вверх и вниз, как в фонографе, а в поперечном направлении. Извилистый звуковой след на диске закреплялся лаком, после чего можно было изготавливать его копии — грампластинки.
К 1893 году было налажено производство граммофонов и пластинок на заводах американской корпорации Victor Talking Machine Co., впоследствии приобретенной Американской радиовещательной корпорацией (Radio Corporation of America — RCA) и выступавшей затем под брендом RCA Victor. Пластинки с этим логотипом на этикетке и с ушастым фокстерьером Ниппером, прильнувшим к рупору граммофона, обошли весь мир. Ниппер стал самой знаменитой собачонкой в мире: пластинки выпускались под слоганом: «Голос его хозяина» (His Master’s Voice). А портативная версия граммофона, предложенная Шарлем Кро, дожила до второй половины двадцатого века. Выпуск этой версии начинался в Париже с аппаратов фирмы «Пате». Отсюда и прижившееся название портативного граммофона — патефон.
У системы граммофонной записи было много недостатков. В студиях звукозаписи оркестранты, солисты и дикторы находились в узких помещениях, по форме напоминающих рупор. Исполнение должно было быть достаточно громким — все это требовалось для того, чтобы сконцентрировать звук в направлении мембраны рекордера. Граммофоны снабжались большой трубой-рупором, чтобы усилить звучание. Патефон также оснащался рупором, только этот рупор был компактно спрятан внутри патефонного ящика. Для получения достаточной громкости звучания звуковая дорожка должна была обеспечивать значительную амплитуду колебаний иглы. А это препятствовало сжатию записи, и длительность звучания даже «пластинок-гигантов» диаметром 30 см не превосходила четырех минут. В этих условиях улучшить качество звукозаписи было очень трудно.
Электромеханический рекордер. На помощь пришла электроника. Сначала появились электрические устройства для записи — рекордеры. Собственно, первый рекордер изобрел Эдисон, назвав его телефонографом. В этом устройстве мембрана фонографа приводилась в колебательное движение не звуковыми волнами, а соленоидом (электромагнитом), подсоединенным к телефонной линии. Так впервые была осуществлена запись телефонного разговора. В начале минувшего века в студиях грамзаписи стали применять микрофоны. Сигнал звуковых колебаний уже после усиления подводился к рекордеру. На этот раз колебания алмазного резца, вырезающего извилистую звуковую дорожку на граммофонном диске, преобразовывались из колебаний электрических. Если диск был целлулоидным, то его можно было проигрывать на обычном патефоне сразу после записи. Подобным образом изготавливались «говорящие письма». В студиях электрический рекордер позволял получать хорошие записи на восковом или лаковом диске, с которого потом изготавливалась (отливалась) матрица и печатались настоящие пластинки из шеллачной или виниловой массы. Позднее удалось уменьшить скорость вращения пластинки с 78 оборотов в минуту до 45 (так называемые «сорокопятки») и до 33 1/3 (грампластинки, которые стали называть «долгоиграющими»). Такие диски (и устройства для их воспроизведения) выпускаются до сих пор. Более того, судя по многочисленным прецизионным конструкциям, которые были представлены на High End Show’2005 в Мюнхене, они переживают сейчас второе рождение, пользуясь популярностью среди ценителей натурального естественного звука.
«Говорящая бумага». Под таким экзотическим названием вошел в историю оригинальный способ звукозаписи на бумажную ленту, предложенный советским изобретателем Борисом Скворцовым в 1931 году. Задолго до магнитофонной эры он попытался решить задачу создания носителя звуковой информации практически неограниченной длины. Бумажная лента в «говорящей бумаге» напоминала перфоленту, широко применявшуюся в ЭВМ второй половины прошлого века. Только вместо отверстий на ней были чернильные полоски, нанесенные пером специального электромагнитного звукозаписывающего устройства. Такую ленту можно было легко копировать типографским способом. Воспроизведение производилось с помощью фотоэлемента и лампового усилителя. С появлением магнитофонов о «говорящей бумаге» забыли, как и о «костях», но предложенный Скворцовым способ воспроизведения до сих пор используется в кинематографе, где информация со звуковой дорожки кинопленки тоже считывается с помощью фотоэлементов.
Магнитная запись. История магнитной записи насчитывает более ста лет упорной работы, вдохновения, глубоких теоретических исследований и удачных находок. Ее развитие началось практически одновременно в Европе, в Америке и в Азии. В некоторых случаях успехи в этой области явились результатом теоретических исследований, однако в большинстве случаев практика опережала теоретические изыскания. Исследования, проводившиеся в различных странах независимо друг от друга, стимулировались общим стремлением к созданию новых средств записи и хранения информации.
Первые попытки реализовать магнитную звукозапись относятся к 80-м годам XIX века. Например, в запатентованном датчанином Вальдемаром Паульсеном телеграфоне (Steel Tape as a Recording Medium, U.S. Pat. № 661619) в качестве носителя записи использовалась стальная проволока для фортепианных струн. В 1888 г. англичанин О. Смит (Smith) в техническом журнале Electrical World предложил звукозаписывающий аппарат с носителем в виде хлопковой нити, начиненной железными опилками и протягивающейся при перемотке с одной катушки на другую через последовательно соединенный с микрофоном соленоид. Изменение сопротивления микрофона должно было привести к изменению тока и магнитного потока соленоида, намагничивающего железные опилки. Воспроизведенные сигналы были поначалу слабыми и искаженными, с высоким уровнем шума, но это отнюдь не отпугнуло первопроходцев от дальнейшей работы.
В 1906 году, работая в Американской телеграфной компании, Паульсен со своим коллегой Педерсоном запатентовал способ записи с подмагничиванием постоянным полем. Этот способ значительно уменьшил искажения сигнала и повысил его уровень, но соотношение сигнал/шум оставалось еще весьма низким. Тем не менее на базе этих работ был создан первый диктофон, который стал серийно выпускаться в Германии.
Несмотря на значительные успехи электронной техники, положение мало менялось до двадцатых годов минувшего века, когда и в Америке, и в Европе были сделаны серьезные усовершенствования, приведшие магнитную запись к дальнейшим успехам. Вот хронология этих усовершенствований.
1921 год. Запатентован способ магнитной записи с подмагничиванием переменным полем (Carpenter G.W., Carlson W.L. A.C. Biasing. — U.S. Pat. №164088), который значительно уменьшал искажения и увеличивал соотношение сигнал/шум при воспроизведении звукозаписей на стальной проволоке.
1928 год. Запатентован способ нанесения магнитного покрытия на эластичную ленту (Pfleumer F., Powdered Recording Media, German Pat. №500900), позволивший обойти несколько проблем, сопутствующих записи на магнитной проволоке. В частности, отпали проблемы, связанные со скручиванием проволоки и надежностью магнитной связи между проволокой и головкой. Фритц Пфлоймер предложил основу магнитной ленты (на которую наносится магниточувствительное покрытие) формировать из гибких материалов, содержащих целлюлозу.
1932 год. Немецкий инженер Эдвард Шюллер сконструировал тороидальную магнитную головку с малым (порядка 0,1 мм) воздушным зазором, что позволило снизить скорость протягивания магнитной ленты.
Улучшение качества магнитного покрытия, к чему подключились специалисты из Японии (Kato and Takei, Preparation of magnetic material by mixing metallic oxide powders, JIEE of Japan 1933), и использование в качестве основы эластичной ленты привели к созданию современной магнитной ленты. Это и предопределило все дальнейшее развитие техники магнитной записи и ее дальнейшие успехи.
1934 год. На заводе BASF концерна IG Fabren были выпущены первые 50000 метров магнитной ленты с основой из ацетилцеллюлозы.
1935 год. Компания AEG (Германия) на ежегодной ярмарке радиоаппаратуры первой продемонстрировала магнитофон, принципы устройства которого не отличаются от современных аппаратов магнитной записи.
Вот типичные параметры немецких магнитофонов, выпускавшихся в 1934–1935 годах. Скорость протягивания магнитной ленты 1–2 м/с, полоса воспроизводимых частот 300–6000 Гц, диаметр катушек с лентой 30 см. Время воспроизведения такой катушки составляло около 17 минут. С тех пор технические характеристики, конечно, изменились, но принципиальная структура магнитофонов осталась почти такой же, какой она была 70 лет назад. А начиная с 1947 года магнитофоны выпускаются уже во всех индустриально развитых странах.
Прогресс в создании магнитофонов, направленный на совершенствование магнитных головок и лент, привел к созданию магнитофонов с уменьшенной до 4,76 см/с (и даже до 2,38 см/с) скоростью протягивания ленты при сохранении достаточно высоких качественных показателей.
Параллельно с разработкой ленты с магнитным покрытием шло дальнейшее развитие записи на стальную ленту. Эти работы продолжались еще некоторое время в Германии и в Великобритании компанией Marconi. Недостатком таких устройств являлось ограниченное время звучания, которое достигало 30 минут при использовании очень больших катушек диаметром 60 см, содержащих до 3000 м стальной ленты, легированной вольфрамом.
Телевидение
Диктофон Stenorette фирмы Grundig осуществлял запись звука на магнитную ленту
Радиола с чейнджером для виниловых пластинок компании Grundig
Профессиональный магнитофон фирмы AEG-Telefunken
Раритетные экземпляры продукции минского радиозавода, выставленные на берлинской выставке IFA 2005
Телевизор Б-2 с диском Нипкова, радиоприемником и репродуктором (Государственный Политехнический музей, Москва)
Мировая история видеозаписи тесно связана с телевидением (ТВ). В основе телевидения лежат физические процессы преобразования световой энергии в электрические сигналы, их передача по каналам связи, прием и преобразование электрических сигналов в оптическое изображение. Все основные составляющие ТВ были открыты или изобретены приблизительно к 1875 году. В частности, в 1851 году известным русским физиком и изобретателем Борисом Якоби, первооткрывателем гальванопластики, был разработан проект фототелеграфа, позволяющий передавать изображение с гальванопластической пластинки. Этот проект был реализован и успешно испытан уже в 1862 году на телеграфной линии Москва — С.-Петербург итальянским изобретателем Джованни Казелли, работавшим в России, когда впервые была доказана возможность передачи по проводам не только печатных знаков, но и статичных изображений (фотографий). Сегодня фототелеграф называют факсимильным аппаратом, факсом.
В 1858 году в Германии были разработаны так называемые гейслеровские трубки, названные по имени их создателя Генриха Гейслера. В отличие от ламп накаливания они были безинерционными, что очень важно для воспроизведения движущихся изображений. Эти трубки считаются первыми образцами преобразователей электрических сигналов в оптические.
В 1875 году американцем Дж. Керри была высказана идея создания системы передачи изображения, копирующая работу человеческого глаза. Система предполагала наличие на передающей стороне панели с мозаикой фотоэлементов, на которой фокусировалось изображение. Каждый элемент должен был соединяться индивидуальной линией связи со своей газоразрядной лампой. Приемная сторона представляла собой панель с газоразрядными лампами, аналогичную по формату мозаике фотоэлементов. Проект Керри не был реализован, так как предлагал одновременную передачу цветов со всех фотоэлементов. Каждый из них нес информацию одного элемента изображения, и чем их больше, тем выше четкость передаваемого изображения. Современное телевидение передает изображение, содержащее около полумиллиона элементов (пикселей). Но где взять столько линий связи для одного телевизионного канала?
Предлагались различные системы ТВ, которые в основном так и оставались лишь идеями. Возможности реализовать их еще не было — из-за несовершенства самих идей, материальной базы и низкого уровня техники в целом. Но уже к концу XIX века все предпосылки к разработке практических систем телевидения были созданы. Всего до 1900 года изобретатели одиннадцати стран предложили 25 проектов таких систем, в том числе четыре проекта было предложено в России.
В 80-е годы XIX века — 30-е годы ХХ века разрабатывались системы механического телевидения, впервые реализующего основной принцип современного ТВ — последовательную передачу информации об освещенности всех элементов изображения. Разработчиками таких проектов были португалец Андриану ди Пайва (1878), француз Константин Сенлек (1879) и русский физик-экспериментатор Порфирий Бахметьев (1880). В 1884 году немецкий инженер польского происхождения Пауль Нипков получил патент на «оптико-механическое устройство», известное сегодня как диск Нипкова. В диске тридцать отверстий, расположенных по спирали Архимеда на периферии диска. Изображение передаваемого объекта фокусировалось на ограничительной (кадровой) рамке, расположенной в верхней части диска. При вращении диска каждое отверстие прочерчивало одну строку кадра, а один кадр содержал 30 строк по 40 элементов в каждой строке, т.е. всего было 1200 элементов изображения.
В 1888 году русским ученым-физиком А.Г. Столетовым было сделано открытие фотоэлектрической эмиссии (фотоэлемента), обосновавшее возможность непосредственного преобразования световой энергии в электрическую. Это открытие показало возможность преобразования оптических изображений в электрические сигналы, величина которых зависит от освещенности. В 1895 году известный всему миру русский ученый А.С. Попов создал приемник электромагнитных волн и обосновал возможность беспроводной связи. Эти два открытия являются физическими основами телевидения.
Автором первого проекта цветной телевизионной системы механического типа является русский инженер-электрик Александр Полумордвинов. В декабре 1899 года он предложил систему цветного телевидения, которая, как и все современные системы, основана на трехкомпонентной теории цветного зрения Ломоносова–Юнга–Гельмгольца. Александр Полумордвинов считается первым изобретателем системы цветного телевидения с последовательной передачей цветов. Другой российский ученый Ованес Адамян в 1907 году предложил уже проект системы с одновременной передачей цветовых сигналов (как в современных системах цветного телевидения).
Система механического телевидения, существовавшая до конца 30-х годов минувшего века, была устроена следующим образом. Объектив фокусировал изображение визируемого сюжета на рамку и на вращающийся за ней диск Нипкова, за которым установлен фотоэлемент. Ток фотоэлемента пропорционален освещенности элемента изображения, открывающегося отверстием диска Нипкова. На выходе фотоэлемента при вращении диска (развертке) получался так называемый видеосигнал, напряжение которого было пропорционально освещенности. Верхняя частота видеосигнала, несущего информацию о 1200 элементах изображения с кадровой частотой до 25 Гц, находится в пределах диапазона звуковых частот. Следовательно, сигнал изображения столь низкой четкости может передаваться радиовещательными станциями и быть записан обычным магнитофоном. В радиоприемнике этот сигнал усиливался и после детектирования поступал на неоновую лампу с плоским катодом, освещающую экран, за которым вращался точно такой же диск Нипкова. Вращение дисков на радиостанции и в приемнике строго синхронизировалось, для чего в паузах между кадрами передавались синхроимпульсы, управляющие вращением диска в приемнике.
Впечатление от первых телевизионных опытов было огромным. Представьте себе большой корпус с экранчиком величиной со спичечную коробку. Включили, начал разгоняться электродвигатель с диском. Вы с волнением прильнули глазом к оранжевому окошечку-экрану. Поначалу ничего не различаете, кроме мелькающих полос. Наконец, двигатель начинает работать синхронно с двигателем в передатчике (в некоторых приемниках синхронности добивались вручную, нажимая пальцем на вращающийся диск через специальное окошко в корпусе). Вот движение полос замедляется, останавливается, и вы различаете какую-то смутную тень. Человек! Вот он шагнул, вытянул руку. И вы все это видите. Просто чудо! Вероятно, так и воспринимались первые телевизионные передачи из Москвы, осуществленные в 1931 году коллективом лаборатории Всесоюзного электротехнического института под руководством П. Шмакова и В. Архангельского. Сигналы московской телестанции передавались на волнах 379 метров (видео, 30 строк, 12,5 кадров/с) и 720 метров (звук) и принимались в Ленинграде, Одессе, Харькове, Нижнем Новгороде, Томске и других городах. Таким образом, в текущем году мы будем отмечать 75 лет отечественного телевидения или «дальновидения», как оно тогда называлось. Всего же в СССР было выпущено более 3000 телевизоров с размерами экрана 4х3 см и дисками Нипкова. В Политехническом музее (Москва) выставлен сохранившийся образец такого телевизора. Это комплекс Б-2 конструкции Антона Брейтбарта. Кроме собственно телевизора, в него входит радиоприемник Э-4С (для приема звукового сопровождения) и упоминавшаяся уже «тарелка» репродуктора.
Когда улеглись первые восторги, выяснилось, что у описанной системы механического телевидения, при всей ее простоте и дешевизне реализации есть много принципиальных недостатков, не позволяющих считать ее перспективной. Вспомнили, что еще в 1907 году профессор Петербургского технологического института Борис Розинг запатентовал, а в 1911 году продемонстрировал устройство, у которого изображение показывалось на экране электронно-лучевой трубки точка за точкой пучком катодных лучей, совершающим движения, синхронные с движениями осей световых пучков, идущих на станции отправления от элементов изображения к фотоприемнику. В том же году Борис Розинг получил «Привилегию № 18076» на приемную электронную трубку, прообраз современного кинескопа. Ассистировал профессору во время демонстрации опыта его студент Владимир Зворыкин, ставший впоследствии крупным ученым и изобретателем.
Эра современного телевидения начинается с легендарной встречи Давида Сарнова и Владимира Зворыкина, решивших приступить к практическому созданию электронного телевидения. Встреча двух гениев из России, точнее, «гениев места», по образному выражению Вайля, — ибо встретились они в нужное время в нужном месте — произошла в 1929 году (предлог «из» тут очень даже уместен, так как встреча проходила уже в Америке).
Давид Сарнов к тому моменту был президентом уже упоминавшейся Американской радиовещательной корпорации (RCA). Бывший питерский студент Розинга продемонстрировал Сарнову практическую работу своих новых изобретений — иконоскопа (передающей электронно-лучевой трубки) и кинескопа, знакомого теперь всем по домашним телевизорам.
Через десять лет, в 1939-м, компанией Сарнова была создана первая действующая телевизионная сеть, разработанная талантливым изобретателем из России. Она работала на международной ярмарке в Нью-Йорке, перед посетителями которой впервые выступил по телевидению президент Соединенных Штатов. Это был Франклин Делано Рузвельт.
В народ (американский) телевидение Зворыкина шагнуло уже после войны, в 1945-м, через сорок дней после ее окончания. А три года спустя в диапазоне метровых волн началось вещание и Московского телецентра (по стандарту разложения на 625 строк и 50 чересстрочных полей, с четкостью 500 телевизионных линий и полосой частот в 6 МГц). Этот стандарт был разработан в 1944 году Юрием Казначеевым, С.И. Катаевым и Сергеем Новаковским. Чтобы просмотр телепрограмм был доступен для всей семьи, перед крохотным кинескопом первого массового телевизора КВН-49 ставили огромную линзу… с водой.
Мало кто знает, что один из авторов этого стандарта Сергей Новаковский является и провозвестником набирающего сейчас популярность телевидения высокой четкости (HDTV). Еще в 1946 году он выступил с предложением о создании телевизионных систем на 1000 строк, а позднее под его руководством была разработана и изготовлена система HDTV на 1200 строк. Причем на десять лет раньше первого японского образца. И работает она до сих пор. Правда, в единственном экземпляре — в Центре управления полетами в подмосковном городе Королёве.
В ноябре 1952 года в нашей стране состоялась первая опытная передача цветного телевидения по последовательной системе, разработанной под руководством В.Л. Крейцера. Примерно в это же время опыты по последовательной передаче цветовых сигналов проводит американская корпорация CBS. В 1954 году была создана Московская станция цветного телевидения, которая в течение нескольких лет вела опытные передачи. Была выпущена партия цветных телевизоров «Радуга» с черно-белым кинескопом диаметром 18 см и с вращающимся трехцветным светофильтром. Что интересно, уже в наше время эта идея была позаимствована при создании одночиповых микрозеркальных видеопроекторов (DLP). Действительно, там крутится тот же самый светофильтр, что и в советских «Радугах» полувековой давности!
Тем временем (в 1953 году) в США в компании RCA была разработана система цветного телевидения с одновременной передачей всех цветовых сигналов и, что самое главное, совместимая со стандартом черно-белого телевидения. Годом позже эта система была утверждена в качестве национального стандарта комитетом по стандартам в области телевидения (National Television Standards Committee) и с тех пор известна под аббревиатурой NTSC. Впоследствии эта система была принята рядом стран северной и Южной Америки, а также Юго-восточной Азии.
Затем последовали разработки и ввод в эксплуатацию в 1966–1967 годах европейских систем PAL и SECAM. Система SECAM (SEquential Couleur Avec Memoire — последовательная передача цветов из памяти) была разработана в 1958 году во Франции, а система PAL (Phase Alternation Line — строчки с переменной фазой) — в Западной Германии. Практическое применение обе системы нашли в 60-х годах: PAL — в западной Европе, а SECAM — на своей исторической родине, во Франции, и в бывших ее колониях на севере Африки. В нашей стране цветное телевидение в стандарте SECAM появилось в 1967 году. Выбор стандарта не в последнюю очередь был продиктован политическими соображениями — лишь бы не система NTSC «американских империалистов» и не стандарт PAL «боннских реваншистов». А потом уж и страны Варшавского договора «добровольно» приняли SECAM. Кстати, изначально в основе создания своей системы во Франции лежала сходная идея.
Впрочем, не будем далее вдаваться в подробности. Нас прежде всего интересует история магнитной и оптической записи телевизионных сигналов. Но об этой истории, о современных проблемах видеозаписи — в следующих публикациях.
Музыка на костях
Обзор о граммофонных пластинках будет неполным, если не упомянуть о «музыке на костях». Так в нашей стране называли музыку, которую наносили электрорекордером на… старые рентгеновские снимки. Именно на таких носителях слушателям в России попадали первые записи Элвиса Пресли, джазовые записи конца сороковых — начала пятидесятых годов. «На костях» заиграл трубач Диззи Гиллеспи, «на костях» звучали оркестры Бенни Гудмена, Дюка Эллингтона, Гленна Миллера. На «кости» перевели трофейную «Серенаду солнечной долины». А забыли о «костях» лишь с массовым появлением магнитофонов.