تم بث أول إرسال تلفزيوني فيما بين عام 1928 وعام 1935 قام به (جون لوجي بيرد) باستخدام أجهزة الإرسال (المرسلات ) ذات الموجة المتوسطة والخاصة بهيئة الاذاعة البريطانية ..وكانت الصورة في ذلك النظام تتكون من ثلاثين خطا فقط مما كان يتعذر معه إعادة التفاصيل الدقيقة عند استقبال الصورة .. وقد عرف هذا النظام بالنظام ضعيف الوضوح . وقد تبين فيما بعد أن هناك حاجة لعدة مئات من الخطوط حتى تعطي للصورة وضوحا، يمكن مقارنته بالأفلام 16 مللي و35 مللي وقامت هيئة الإذاعة البريطانية في خريف عام 1936 باطلاق اول نظام عالي الوضوح للارسال التلفزيوني عرفه العالم . وذلك من قصر الكسندرا في شمال لندن وقد استخدم في هذا النظام عدد من الخطوط يبلغ 405 خطوط .. وظل هذا النظام معمولا به منذ ذلك الحين، واستمر معه خدمة الارسال التلفزيوني ، إلا أنه كانت هناك فترة توقف بين عامي 1939 – 1946 بسبب الحرب العالمية الثانية . وفي عام 1964 أدخلت هيئة الإذاعة البريطانية برنامجا تلفزيونيا ثانيا استخدمت فيه نظاما ذا 625 خطا ..ويعطي هذا النظام وضوحا أفضل من نظام 405 خطوط . ولقد اتفق هذا المقياس الجديد لعدد الخطوط مع النظم الاخرى المستخدمة في هيئات الإذاعات الأخرى ، مما سهل عملية التبادل الدولي للبرامج التلفزيونية .
ولقد بدأت اول خدمة منظمة من الارسال التلفزيوني الملون في الولايات المتحدة في يناير 1954 ثم تبعتها اليابان عام 1960 فبريطانيا وعدد من الدول الأوروبية في عام 1967 . وشهدت فترة النصف قرن تقريبا، منذ قيام بيرد بإرساله التلفزيوني الأبيض والأسود حدثت تطورات كثيرة في استخدام أجهزة التلفزيون، مثلما حدث ببريطانيا في اوائل 1975 حيث بلغ عدد اجهزة الاستقبال التلفزيوني حوالي 17.5 مليون جهاز (منها 7.5 اجهزة ملونة) كما انه اصبح متيسرا لحوالى 95%من عدد السكان مشاهدة إرسال التلفزيوني الملون .
أساسيات التلفزيون
تعتبر دراسة التلفزيون موضوعا شديد التعقيد وفيما يلى عدد من التبسيطات في وصف المبادئ الأساسية للتلفزيون . بينما الفحص الدقيق للصور المنشورة بالصحف أنها تتكون من عدد كبير من النقط مرتبة في شكل هندسي منتظم، وتكون هذه النقط صغيرة جدا في الأجزاء البيضاء من الصورة ، ولكنها اكبر حجما في الأجزاء الداكنة من تلك الصورة ، بل وقد تتلامس هذه النقط في الأجزاء الحالكة السواد . وتغطي الأحجام المتوسطة من النقط الظلال الرمادية المختلفة بين الأسود والأبيض . وعند النظر إلى الصورة من عند البعد العادي فإن الصورة تبدو وكأنها متصلة . لان النقط المكونة للصورة تبدو وكأنها متصلة ، لان النقط المكونة للصورة بالصغر بمكان ، بحيث لا يمكن رؤيتها . وهناك طريقة بديلة لإعادة تكوين الصورة الفوتوغرافية... وهي تعتمد على وجود النقط ذات الحجم الثابت ولكنها ذات درجات مختلفة من اللون الرمادي إلى الأبيض والأسود . ويستخدم أسلوب تقسيم الصورة إلى عناصر صغيرة جدا في التلفزيون ، حيث ترسل المعلومات عن درجة اللون الرمادي الخاصة بكل عنصر (أو درجة إضاءة كل عنصر) إلى نهاية الاستقبال ، حيث تستخدم لإعادة تكوين المنظر الأصلي .
أن أولى العمليات في الأرسال التلفزيوني ، هي تكوين صورة بصرية للمنظر المراد تلفزته (إرساله تلفزيونيا) ويتم تكوين ذلك عادة بواسطة عدسات الزووم بكاميرا التلفزيون .
ويتم تركيز الصورة بحيث تقع على الهدف الموجود بأنبوبة الكاميرا ويتكون الهدف من مادة ذات توصيلة صوتية او مادة ذات انبعاث الكتروني تحت تأثير الضوء . ويتولد على السطح الخلفي للهدف نموذج من الجهود الكهربية مطابق للمنظر صورة (جهود كهربية للمنظر) حيث يناسب مع مقدار الجهد عند كل نقطة . مع درجة إضاءة هذه النقطة في الصورة البصرية على السطح الأمامي للهدف .ويتم بعد ذلك مسح الهدف بواسطة شعاع الكتروني متولد في أنبوب الكاميرا ويتحرك الشعاع الالكتروني فوق السطح الخلفي للهدف بنفس الطريقة تماما التي تتحرك بها العين فوق الصحف المطبوعة أثناء القراءة . وهكذا فإن الشعاع الالكتروني يتحرك فوق الصورة (الموجودة على السطح الخلفي للهدف) من اليسار الى اليمين ، ثم يعود ثانية بسرعة الى اليسار ، ليمسح الخط التالي مباشرة للخط السابق . ويستمر الشعاع بهذه الطريقة ، حتى يتم الوصول الى اسفل الصورة ، وعندئذ يعود الشعاع بسرعة الى أعلى الصورة ، ليبدأ هذه العملية مرة ثانية .
وكلما كان عدد الخطوط المستخدمة عند مسح الهدف بالكامل مرة واحدة (كل مسحة كاملة للهدف ) اكبر، كلما زادت درجة وضوح النظام التلفزيوني . وقد استخدم بيرد في نظامه 30 خطا فقط ، لذلك كانت درجة الوضوح ضعيفة ، أما الآن فتستخدم معظم دول العالم نظاما ذا 625 خطا ، ودرجة الوضوح في هذا النظام جيدة جدا .
ويتم تنفيذ كل مسحة كاملة للهدف (في أوروبا) في زمن قدره من 25:1 من الثانية ولذلك يتم إرسال 25 صورة كاملة في كل ثانية وبالمقارنة بالافلام السينمائية نجد ان هذه الأفلام ترسل 24 صورة كل ثانية ..
وتستخدم الولايات المتحدة نظاما للإرسال التلفزيوني ، حيث تتكون الصورة من 250 خطا ، ويتم إرسال 30 صورة كل ثانية (وعمليا نجد ان كل صورة يتم مسحها مرتين في شرائط تبادلية، مثل الاجزاء الحمراء والبيضاء في العلم الأمريكي . ولذلك يعتبر معدل ال25 صورة كل ثانية مشتملا على 50 مسحة كاملة كل ثانية . وقد استخدم ذلك لتقليل الاهتزازات في الصورة ).
وأثناء عملية مسح الهدف يقوم الشعاع الاليكتروني بمعادلة الجهود التي تمثل تفاصيل الصورة البصرية ، ونتيجة لذلك تنتقل تلك الجهود إلى نهاية خارج أنبوب الكاميرا . وهكذا يتكون خرج أنبوبة الصورة ، من جهد متغير .يمثل درجة الإضاءة على طول خطوط .ويعرف هذا الجهد المتغير (بإشارة الصورة) لفترة وجيزة عند عودة . عند زمن عودة الشعاع إلى اليسار . كما يوقف أيضا لفترات أطول عند زمن عودة الشعاع إلى اعلى الصورة . ولكي نبين كيف يمكن أن تمثل مثل هذه الاشارة التفاصيل الموجودة بالصورة ، لنأخذ في الاعتبار صورة مبسطة جدا، عبارة عن خلية بيضاء منتظمة بها ثلاثة شرائط رأسية .. احداها اسود والآخر رمادي غامق والثالث رمادي فاتح . ولا تحتوي مثل هذه الصورة على أيه تفاصيل في الاتجاه الراسي . وتكون التفاصيل على طول خطوط المسح ( الخطوط الافقية ) متشابهة .
ويبدأ كل خط بفترة تمثل المستوى الأبيض ، وعند الوصول إلى الشريط الاول يتبع ذلك فترة تمثل المستوى الاسود يليها مستوى ابيض مرة ثانية ، ثم مستوى رمادي غامق عند الوصول إلى الشريط الثاني ، يليه مستوى ابيض مرة ثانية ثم مستوى رمادي فاتح عند الوصول الشريط الثالث ، يليه بعد ذلك أخيرا مستوى ابيض .وهكذا فإن اشارة الصورة لذلك المنظر البسيط عبارة عن شكل النبضات . وتكون الاشارة اكبر ما يمكن عند المناطق البيضاء ، واقل ما يمكن عند المناطق السوداء ... وفيما بين ذلك توجد الاشارة في مستويين يمثلان الرمادي الغامق و الرمادي الفاتح ، يقعان بين اقل قيمة واقصى قيمة .وعند نقل صورة التلفزيون العادية بتفاصيلها فإن اشارة الصورة تكون مختلفة لكل من خطوط المسح ، وأكثر من ذلك ، اذا كانت هناك حركة في الصورة ، فإن الشكل الموحي لاي خط يتغير مع الزمن .
لاعادة تكوين الصورة في جهاز الاستقبال (جهاز التلفزيون ) فإنه تستخدم لذلك انبوبة الصورة أو انبوبة اشعة المهبط وهذه تحتوي على شعاع الكتروني مركز على الشاشة . ويقوم هذا الشعاع بعملية مسح للشاشة بنفس طريقة مسح شعاع أنبوبة الكاميرا تماما، وتغطي شاشة أنبوبة الصورة بطبقة منتظمة من مادة تضيء (تبعث ضوء) عند اصطدام الشعاع الالكتروني بها . وإذا أمكن التحكم في كثافة (شدة ) الشعاع باستخدام إشارة الصورة التي حصلنا عليها من أنبوبة الكاميرا ، فإنه يمكن إعادة تكوين المنظر الأصلي على شاشة أنبوبة الصورة . ويتم استقبال الصورة الكاملة بمعدل 25 صورة كل ثانية . وبذلك يمكن إظهار الحركة الموجودة في المنظر الاصلي بكفاءة تامة كما في الافلام السينمائية . وللحصول على صورة جيدة على جهاز الاستقبال (جهاز التلفزيون) ، فإنه من الضروري والاساسي أن يتحرك الشعاع الالكتروني في انبوبة الصورة ، مع نفس خطوة الشعاع الالكتروني في انبوبة الكاميرا ، بمعنى انه يجب عند كل لحظة أن يكون الشعاع الالكتروني لانبوبة الصورة على نفس النقطة من نفس الخط مثل الشعاع الالكتروني لانبوبة الكاميرا .. ويتم تحقيق مثل هذه الدقة في حركة كل من الشعاعين باستخدام اشارات التزامن . ويتم ارسال اشارة تعرف باسم اشارة التزامي الخطى مرة كلما يصل الشعاع الالكتروني في انبوبة الكاميرا إلى الجانب الايمن من الصورة في نهاية كل خط مسح .
وتستخدم هذه الإشارة في جهاز الاستقبال لكي تعمل على انحراف الشعاع الالكتروني لأنبوبة الصورة إلى الجانب الأيسر من الشاشة وتوجد بالمثل إشارة تعرف باسم (إشارة تزامن الإطارات) أي (إشارة تزامن الصورة) ويتم إرسال هذه الإشارة كلما وصل الشعاع الالكتروني في أنبوبة الكاميرا إلى أسفل الصورة .وتستخدم هذه الإشارة في جهاز الاستقبال لكي تعمل على انحراف الشعاع الالكتروني لأنبوبة الصورة إلى أعلى الشاشة. ويتم إرسال إشارات التزامن ، مع إشارة الصورة إلى نهاية الاستقبال وذلك لتجنب الحاجة إلى إشارات التزامن بمفردها . وبهذه الطريقة تمثل إشارات التزامن ( المستوى فوق الأسود ) ومن ثم لا يمكن رؤية تأثيراتها على شاشة جهاز الاستقبال . ولما كانت إشارة تزامن الإطار ( الصورة ) تشغل زمنا يساوي الزمن الذي تشغله عدة خطوط فإن بعضها من ال 625 خطا لا يظهر على شاشة أنبوبة الصورة. ويجب أن يستمر تكوين وإرسال إشارات الخطين ..
واليوم ومع انتشار تقنية تلفزيون الدجيتال بدأت تختفي تقنية الماضي والتي من الضروري معرفتها والالمام بها كونها مهدت للوصول للتقنية الحديثة . تقنية الدجيتال وماحققته من وضوح وصفاء في الرؤية ونقاوة في الصوت الأمر الذي جعل تقنية الدجيتال تسحب البساط من تقنية الماضي وسوف نتناول في الأيام القادمة تقنية الدجيتال بصورة واسعة لمزيد من الفائدة .
ولقد بدأت اول خدمة منظمة من الارسال التلفزيوني الملون في الولايات المتحدة في يناير 1954 ثم تبعتها اليابان عام 1960 فبريطانيا وعدد من الدول الأوروبية في عام 1967 . وشهدت فترة النصف قرن تقريبا، منذ قيام بيرد بإرساله التلفزيوني الأبيض والأسود حدثت تطورات كثيرة في استخدام أجهزة التلفزيون، مثلما حدث ببريطانيا في اوائل 1975 حيث بلغ عدد اجهزة الاستقبال التلفزيوني حوالي 17.5 مليون جهاز (منها 7.5 اجهزة ملونة) كما انه اصبح متيسرا لحوالى 95%من عدد السكان مشاهدة إرسال التلفزيوني الملون .
أساسيات التلفزيون
تعتبر دراسة التلفزيون موضوعا شديد التعقيد وفيما يلى عدد من التبسيطات في وصف المبادئ الأساسية للتلفزيون . بينما الفحص الدقيق للصور المنشورة بالصحف أنها تتكون من عدد كبير من النقط مرتبة في شكل هندسي منتظم، وتكون هذه النقط صغيرة جدا في الأجزاء البيضاء من الصورة ، ولكنها اكبر حجما في الأجزاء الداكنة من تلك الصورة ، بل وقد تتلامس هذه النقط في الأجزاء الحالكة السواد . وتغطي الأحجام المتوسطة من النقط الظلال الرمادية المختلفة بين الأسود والأبيض . وعند النظر إلى الصورة من عند البعد العادي فإن الصورة تبدو وكأنها متصلة . لان النقط المكونة للصورة تبدو وكأنها متصلة ، لان النقط المكونة للصورة بالصغر بمكان ، بحيث لا يمكن رؤيتها . وهناك طريقة بديلة لإعادة تكوين الصورة الفوتوغرافية... وهي تعتمد على وجود النقط ذات الحجم الثابت ولكنها ذات درجات مختلفة من اللون الرمادي إلى الأبيض والأسود . ويستخدم أسلوب تقسيم الصورة إلى عناصر صغيرة جدا في التلفزيون ، حيث ترسل المعلومات عن درجة اللون الرمادي الخاصة بكل عنصر (أو درجة إضاءة كل عنصر) إلى نهاية الاستقبال ، حيث تستخدم لإعادة تكوين المنظر الأصلي .
أن أولى العمليات في الأرسال التلفزيوني ، هي تكوين صورة بصرية للمنظر المراد تلفزته (إرساله تلفزيونيا) ويتم تكوين ذلك عادة بواسطة عدسات الزووم بكاميرا التلفزيون .
ويتم تركيز الصورة بحيث تقع على الهدف الموجود بأنبوبة الكاميرا ويتكون الهدف من مادة ذات توصيلة صوتية او مادة ذات انبعاث الكتروني تحت تأثير الضوء . ويتولد على السطح الخلفي للهدف نموذج من الجهود الكهربية مطابق للمنظر صورة (جهود كهربية للمنظر) حيث يناسب مع مقدار الجهد عند كل نقطة . مع درجة إضاءة هذه النقطة في الصورة البصرية على السطح الأمامي للهدف .ويتم بعد ذلك مسح الهدف بواسطة شعاع الكتروني متولد في أنبوب الكاميرا ويتحرك الشعاع الالكتروني فوق السطح الخلفي للهدف بنفس الطريقة تماما التي تتحرك بها العين فوق الصحف المطبوعة أثناء القراءة . وهكذا فإن الشعاع الالكتروني يتحرك فوق الصورة (الموجودة على السطح الخلفي للهدف) من اليسار الى اليمين ، ثم يعود ثانية بسرعة الى اليسار ، ليمسح الخط التالي مباشرة للخط السابق . ويستمر الشعاع بهذه الطريقة ، حتى يتم الوصول الى اسفل الصورة ، وعندئذ يعود الشعاع بسرعة الى أعلى الصورة ، ليبدأ هذه العملية مرة ثانية .
وكلما كان عدد الخطوط المستخدمة عند مسح الهدف بالكامل مرة واحدة (كل مسحة كاملة للهدف ) اكبر، كلما زادت درجة وضوح النظام التلفزيوني . وقد استخدم بيرد في نظامه 30 خطا فقط ، لذلك كانت درجة الوضوح ضعيفة ، أما الآن فتستخدم معظم دول العالم نظاما ذا 625 خطا ، ودرجة الوضوح في هذا النظام جيدة جدا .
ويتم تنفيذ كل مسحة كاملة للهدف (في أوروبا) في زمن قدره من 25:1 من الثانية ولذلك يتم إرسال 25 صورة كاملة في كل ثانية وبالمقارنة بالافلام السينمائية نجد ان هذه الأفلام ترسل 24 صورة كل ثانية ..
وتستخدم الولايات المتحدة نظاما للإرسال التلفزيوني ، حيث تتكون الصورة من 250 خطا ، ويتم إرسال 30 صورة كل ثانية (وعمليا نجد ان كل صورة يتم مسحها مرتين في شرائط تبادلية، مثل الاجزاء الحمراء والبيضاء في العلم الأمريكي . ولذلك يعتبر معدل ال25 صورة كل ثانية مشتملا على 50 مسحة كاملة كل ثانية . وقد استخدم ذلك لتقليل الاهتزازات في الصورة ).
وأثناء عملية مسح الهدف يقوم الشعاع الاليكتروني بمعادلة الجهود التي تمثل تفاصيل الصورة البصرية ، ونتيجة لذلك تنتقل تلك الجهود إلى نهاية خارج أنبوب الكاميرا . وهكذا يتكون خرج أنبوبة الصورة ، من جهد متغير .يمثل درجة الإضاءة على طول خطوط .ويعرف هذا الجهد المتغير (بإشارة الصورة) لفترة وجيزة عند عودة . عند زمن عودة الشعاع إلى اليسار . كما يوقف أيضا لفترات أطول عند زمن عودة الشعاع إلى اعلى الصورة . ولكي نبين كيف يمكن أن تمثل مثل هذه الاشارة التفاصيل الموجودة بالصورة ، لنأخذ في الاعتبار صورة مبسطة جدا، عبارة عن خلية بيضاء منتظمة بها ثلاثة شرائط رأسية .. احداها اسود والآخر رمادي غامق والثالث رمادي فاتح . ولا تحتوي مثل هذه الصورة على أيه تفاصيل في الاتجاه الراسي . وتكون التفاصيل على طول خطوط المسح ( الخطوط الافقية ) متشابهة .
ويبدأ كل خط بفترة تمثل المستوى الأبيض ، وعند الوصول إلى الشريط الاول يتبع ذلك فترة تمثل المستوى الاسود يليها مستوى ابيض مرة ثانية ، ثم مستوى رمادي غامق عند الوصول إلى الشريط الثاني ، يليه مستوى ابيض مرة ثانية ثم مستوى رمادي فاتح عند الوصول الشريط الثالث ، يليه بعد ذلك أخيرا مستوى ابيض .وهكذا فإن اشارة الصورة لذلك المنظر البسيط عبارة عن شكل النبضات . وتكون الاشارة اكبر ما يمكن عند المناطق البيضاء ، واقل ما يمكن عند المناطق السوداء ... وفيما بين ذلك توجد الاشارة في مستويين يمثلان الرمادي الغامق و الرمادي الفاتح ، يقعان بين اقل قيمة واقصى قيمة .وعند نقل صورة التلفزيون العادية بتفاصيلها فإن اشارة الصورة تكون مختلفة لكل من خطوط المسح ، وأكثر من ذلك ، اذا كانت هناك حركة في الصورة ، فإن الشكل الموحي لاي خط يتغير مع الزمن .
لاعادة تكوين الصورة في جهاز الاستقبال (جهاز التلفزيون ) فإنه تستخدم لذلك انبوبة الصورة أو انبوبة اشعة المهبط وهذه تحتوي على شعاع الكتروني مركز على الشاشة . ويقوم هذا الشعاع بعملية مسح للشاشة بنفس طريقة مسح شعاع أنبوبة الكاميرا تماما، وتغطي شاشة أنبوبة الصورة بطبقة منتظمة من مادة تضيء (تبعث ضوء) عند اصطدام الشعاع الالكتروني بها . وإذا أمكن التحكم في كثافة (شدة ) الشعاع باستخدام إشارة الصورة التي حصلنا عليها من أنبوبة الكاميرا ، فإنه يمكن إعادة تكوين المنظر الأصلي على شاشة أنبوبة الصورة . ويتم استقبال الصورة الكاملة بمعدل 25 صورة كل ثانية . وبذلك يمكن إظهار الحركة الموجودة في المنظر الاصلي بكفاءة تامة كما في الافلام السينمائية . وللحصول على صورة جيدة على جهاز الاستقبال (جهاز التلفزيون) ، فإنه من الضروري والاساسي أن يتحرك الشعاع الالكتروني في انبوبة الصورة ، مع نفس خطوة الشعاع الالكتروني في انبوبة الكاميرا ، بمعنى انه يجب عند كل لحظة أن يكون الشعاع الالكتروني لانبوبة الصورة على نفس النقطة من نفس الخط مثل الشعاع الالكتروني لانبوبة الكاميرا .. ويتم تحقيق مثل هذه الدقة في حركة كل من الشعاعين باستخدام اشارات التزامن . ويتم ارسال اشارة تعرف باسم اشارة التزامي الخطى مرة كلما يصل الشعاع الالكتروني في انبوبة الكاميرا إلى الجانب الايمن من الصورة في نهاية كل خط مسح .
وتستخدم هذه الإشارة في جهاز الاستقبال لكي تعمل على انحراف الشعاع الالكتروني لأنبوبة الصورة إلى الجانب الأيسر من الشاشة وتوجد بالمثل إشارة تعرف باسم (إشارة تزامن الإطارات) أي (إشارة تزامن الصورة) ويتم إرسال هذه الإشارة كلما وصل الشعاع الالكتروني في أنبوبة الكاميرا إلى أسفل الصورة .وتستخدم هذه الإشارة في جهاز الاستقبال لكي تعمل على انحراف الشعاع الالكتروني لأنبوبة الصورة إلى أعلى الشاشة. ويتم إرسال إشارات التزامن ، مع إشارة الصورة إلى نهاية الاستقبال وذلك لتجنب الحاجة إلى إشارات التزامن بمفردها . وبهذه الطريقة تمثل إشارات التزامن ( المستوى فوق الأسود ) ومن ثم لا يمكن رؤية تأثيراتها على شاشة جهاز الاستقبال . ولما كانت إشارة تزامن الإطار ( الصورة ) تشغل زمنا يساوي الزمن الذي تشغله عدة خطوط فإن بعضها من ال 625 خطا لا يظهر على شاشة أنبوبة الصورة. ويجب أن يستمر تكوين وإرسال إشارات الخطين ..
واليوم ومع انتشار تقنية تلفزيون الدجيتال بدأت تختفي تقنية الماضي والتي من الضروري معرفتها والالمام بها كونها مهدت للوصول للتقنية الحديثة . تقنية الدجيتال وماحققته من وضوح وصفاء في الرؤية ونقاوة في الصوت الأمر الذي جعل تقنية الدجيتال تسحب البساط من تقنية الماضي وسوف نتناول في الأيام القادمة تقنية الدجيتال بصورة واسعة لمزيد من الفائدة .
