TV-OUT, часть 1. Стандарты / Видеокарты

NTSC

Это первый формат цветного телевидения который получил широкое распространение. Полностью стандарт был сформулирован 17 Декабря 1953 года в Соединённых Штатах Америки Федеральной Коммуникационной Комиссией (FCC), и регулярные трансляции в этом формате начались 23 Января 1954 года. За разработку NTSC мы должны быть благодарны National Television System Committee (NTSC), аббревиатура которой и дала название стандарту, в который входили крупнейшие, на то время, электронные компании, такие как RCA, General Electric, и многие другие. Одной из задач, которая ставилась при разработке NTSC. являлась совместимость с существовавшим на то время форматом чёрно белого вещания. Это и определило разрешение в 525 строк с частотой 30 кадров, или 60 полей в секунду. Из за особенностей большинства телевизионных приёмников, на самом деле, обычно, видится всего 480 строк.

Основой формата является яркостный, Y сигнал, который формируется из RGB цветов по следующей формуле:

Y (luma) = 0.299R + 0.587G + 0.114B

Как вы уже поняли, именно этот сигнал воспринимается старыми чёрно-белыми приёмниками (совместимость с которыми была одним из обязательных условий при разработке формата), и именно он формирует изображение. Для передачи цвета в NTSC используются I (зелёно-фиолетовый) и Q (оранжево-цианитовый) сигналы, которые формируются так:

I = 0.737U - 0.268V

Q = 0.478U+0.413V

Сделано это для того, чтобы уменьшить ширину канала, необходимого для передачи цветовой информации, даже по сравнению с YUV сигналом. Оборотной стороной этого является то, что из за некоторых особенностей формирования сигнала при использовании NTSC формата, при обратном декодировании не удаётся полностью разделить сигнал на составляющие, цветовые сигналы смешиваются с яркостным. Это приводит к тому, что в зависимости от яркости участка изображения, оно несколько меняет свой цветовой тон. В настоящее время NTSC используется практически во всех странах Северной и Южной Америк, а так же в Японии, Южной Кореи и на Тайване.

PAL

Сложно, если вообще возможно, назвать день, когда этот стандарт сформировался окончательно. С 1953 по 1967 год в Европе параллельно развивались несколько чёрно-белых телевизионных стандартов, которые работали в 625 строках с частотой 25 кадров, или 50 полей в секунду. Как и в случае с NTSC, особенности большинства телевизионных приёмников приводят к тому, что реально мы видим всего 576 строк. Вещание c использованием Phase Alternation Line (так расшифровывается PAL) формата началось в 1967 году в Германии и Великобритании, причём несмотря на одинаковое название, системы несколько различались. Так осталось и поныне, только вариантов PAL систем стало ещё больше. Для решения проблем с разделением сигнала на составляющие, через строку меняется знак амплитуды сигнала U. Поэтому, колебания яркостного сигнала влияют только на небольшое изменение цветовой насыщенности. Эта методика, по сути, вдвое снижает вертикальное разрешение. Впрочем, это несколько компенсируется большим количеством строк, по сравнению с NTSC. PAL система используется в большинстве стран Западной Европы, Африки, Азии, в Австралии и Новой Зеландии.

SECAM

Sequential Couleur Avec Memoire (SECAM), или Секвенсный Цветной с Памятью формат был разработан во Франции, и регулярное вещание с его использованием началось в том 1967 году, в Франции и СССР. Так же как и PAL, SECAM работает в 625 строках с частотой 25 кадров, или 50 полей в секунду. И так же как и в PAL, из за особенностей большинства телевизионных приёмников, реально видно всего 576 строк. Но, в SECAM другой метод кодирования цвета. Цветовая информация передаётся поочерёдно, одна линия R-Y, и следующая B-Y. В декодере данные восстанавливаются путём простого повторения строк. Как и в случае с PAL, это вдвое снижает вертикальную чёткость. Зато SECAM позволяет полностью отделить цветовые сигналы от яркостного, что позволяет добиться более правильной цветопередачи. Используется SECAM в Франции, Монако и Люксембурге, в странах бывшего CCCP, Восточной Европе, в некоторых арабских странах, и некоторых странах Африки. В общем, в основном в тех странах, где влияние CCCР было особенно сильно. В настоящее время многие из этих стран либо рассматривают возможность перехода в PAL систему, либо уже перешли в неё. Причём, причина этого вовсе не политические игры, а в том, что гораздо проще найти обученный персонал и аппаратуру для работы в PAL системе, что обусловлено широчайшей распространённостью этого стандарта.

Конечно, на самом деле всё гораздо сложнее, ведь есть ещё и звук, есть возможность передавать множество телевизионных программ одновременно, и многое другое. Да и видов и вариаций телевизионных стандартов гораздо больше. Но это выходит за рамки этой статьи, поэтому не буду забивать голову читателя излишними подробностями. Но, как видно даже из столь скудного описания, наибольшие проблемы всегда вызывало именно кодирование цвета. Действительно, если яркостный сигнал (Y) везде кодируется практически одинаково, и формируется по уже знакомой вам формуле (Y (luma) = 0.299R + 0.587G + 0.114B), то цветоразностные сигналы кодируются по разному. Это обуславливает то, что даже при использовании аппаратуры не поддерживающей тот или иной стандарт, обычно удаётся увидеть хотя бы чёрно-белую картинку. Впрочем, вряд ли читателям придётся серьёзно страдать из за этой проблемы, каким бы способом они не выводили видео с компьютера, у них почти гарантировано будет возможность выбрать как минимум из двух форматов, PAL или NTSC. То же самое касается и телевизоров, на которые подаётся сигнал, если в телевизоре есть вход, куда можно подать сигнал, то почти наверняка он поддерживает хотя бы один из этих двух стандартов. Клинические случаи, вроде старых советских телевизоров, 15-20 лет от роду можно не рассматривать, всё равно на них нет фишек нормального формата, к которым можно подключиться. А про то, какие фишки всё-таки бывают, и как к ним подключаться (особенно когда фишка на компьютере совсем на такая, как на телевизоре), мы поговорим в следующий раз.