Rastersekwentieel kleursysteem

De eerste tests met kleur gebeuren reeds tijdens de tweede wereldoorlog in de Verenigde Staten. Zoals er bij de zwart-wit televisie twee systemen in voege waren (één mechanisch en één electronisch) zijn er bij kleur ook twee concurrerende systemen: een mechanisch systeem met een kleurenwiel en een electronisch systeem met kleurmasker beeldbuis.

Vanaf de eerste experimenten met televisie heeft men een gekleurde Nipkov schijf gebruikt, maar de resultaten waren zo bedroevend dat men de experimenten met kleur stopgezet heeft.

Kleurtelevisienormen

Rastersekwentieel kleursysteem, in feite een aangepast zwart-wit televisietoestel met een roterend kleurfilter.

Televisiecamera volgens het field sequential system

CBS reklamefolder

CBS was een radio- en televisiemaatschappij (een beetje te vergelijken met VTM) die snel kleurentelevisie wou na de tweede wereldoorlog. Reklameboodschappen in kleur waren immers veel interessanter dan in zwart-wit, in een tijd dat de kranten nog in zwart-wit gedrukt werden.

Om snel op de markt te kunnen komen gebruikte het systeem een kleurenwiel en een normale zwart-wit beeldbuis. Er werd een kleurenwiel gebruikt zowel bij de opname als bij de weergave (televisie). Er werd achtereenvolgens een groen, blauw en rood beeld doorgestuurd. Het systeem was echter niet compatibel met de huidige televisienorm: de bestaande zwart-wit televisies konden de kleuruitzendingen niet weergeven en de kleurentoestellen moesten omschakelen van één werkingsmodus naar een andere.

Bij dit systeem wordt ieder raster met één kleur gekodeerd. Om beeldflikkeringen tegen te gaan die sterk zichtbaar waren bij het weergeven van een gesatureerd beeld moest de beeldfrekwentie verhoogd worden. De rasterfrekwentie wordt opgevoerd van 60 naar 144Hz en de lijnfrekwentie van 15.750Hz naar 29.160Hz. Dit maakt het systeem niet compatibel met zwart-wit televisie.

Door deze hogere scanfrekwentie te gebruiken is ook de benodigde bandbreedte hoger. Maar om als norm aanvaard te kunnen worden moet de bandbreedte beperkt worden tot 6MHz, de kanalen waren toen al ingedeeld. Het is niet zoals in Frankrijk waar de regering eenzijdig de bandbreedte verhoogd heeft voor de 819-lijnen uitzendingen. Omdat we een hogere scanfrekwentie nodig hebben zonder verhoging van de bandbreedte moet men de resolutie verlagen. Men gaat dus over van 525 lijnen naar 405 lijnen en de horizontale resolutie wordt gehalveerd.

De televisie zelf is een zwart-wit toestel met enkele wijzigingen zoals een omschakelbare tijdbasis (zoals de europese multinorm televisietoestellen) en een stuurschakeling voor de kleurenwielmotor. Op de schijf is er een magneet bevestigd die een puls veroorzaakt in een vast opgestelde magneetspoel. Dit signaal wordt vergeleken met de rasterpulsen en de motorsnelheid wordt indien nodig gecorrigeerd. De schijf draait aan 1440 omwentelingen per minuut.

De synchronisatie moet niet precies gebeuren. De schijfpositie op de afbeelding komt overeen met de spotpositie (gele punt). Als de spot lijnen tekent en het raster verder schrijft, dan draait de schijf mee zodat de spot gecentreerd blijft op het blauwe gedeelte. De juiste kleur wordt weergegeven zelfs als er een verschuiving van 20° is in de ene of andere richting.

Er wordt geen kleurinformatie zelf meegestuurd. De ontvanger weet dus niet welke kleur weergegeven wordt op dit ogenblik. De televisie kan zich dus op de verkeerde kleur synchroniseren. Het toestel is daarom uitgerust met een extra knop om één stap te verspringen. In het ergste geval moet er tweemaal op de knop gedrkt worden.

De synchronisatieschakeling vergelijkt de magnetische pulsen met de rastersynchronisatie en regelt een radiobuis. Deze buis stuurt een verzadigbare induktantie (SAT. REACT. op de schakeling). Deze spoel reageert als een regelbare weerstand die met een kleine gelijkstroom gestuurd wordt.

De kleurenwiel is in feite dubbel uitgevoerd en bestaat uit twee schijven waarvan de helft doorzichtig is en de andere helft de drie kleurenfilters heeft. Als er een kleurenuitzending weergegeven wordt, dan zijn de schijven in rotatie met een verschuiving van 180° zodat er tweemaal de drie kleuren voor de beeldbuis passeren per omwenteling. De twee schijven worden in deze positie vastgezet van zodra ze beginnen te draaien.

Om een zwart-wit beeld weer te geven krijgt de motor een omgekeerde spanning, waardoor de draaing afgeremd wordt. Een klem blokeert de schijven zodat ze niet in de andere richting kunnen draaien. De twee schijven worden zodanig gepositioneerd dat beide transparante delen voor de beeldbuis zitten. De overgang naar kleur vraagt ongeveer 20 seconde, (volgens de reklame) en terugkeren naar zwart-wit 8 seconden.

Het voordeel van het CBS kleursekwentieel systeem is dat er geen complexe schakelingen en onderdelen nodig zijn. In theorie kan men een monochroom chassis gebruiken waarbij er een kleurdeel bijgevoegd wordt. Het hoog- en middenfrekwent gedeelte, alsook het audiogedeelte moet niet aangepast worden (zelfde bandbreedte). Enkel de afbuiging moet aangepast worden.

Toen verschillende systemen getest werden, kwam het CBS systeem als beste uit de bus, zowel voor kleurprogramma's als zwart-wit programma's. De schaduwmasker beeldbuis was toen nog niet op punt.

Maar de roterende schijf moet groter zijn dan het scherm en maakt het systeem weinig praktisch. Men gebruikt een beeldbuis van 10 inch waarvan het beeld vergroot wordt tot 12 inch door middel van een lens.

Het CBS systeem werd in 1950 aangenomen als officieel systeem voor kleuruitzendingen, maar werd slecht enkele jaren gebruikt. In 1951 worden de kleuruitzendingen verboden, ogenschijnlijk wegens de Koreaanse oorlog, maar in feite om ervoor te zorgen dat de commissie geen gezichtsverlies zou lijden. In 1953 wordt het concurrerend systeem van RCA aangenomen.

Prototype van een kleurencamera volgens het field sequential systeem

De camera gebruikt twee optieken, één voor de operator (cyan straal) die het beeld ziet dat opgenomen zal worden en een (aangegeven door de magenta straal) gaat naar de opnamebuis.

De straal voor de opnamebuis wordt door een spiegel afgebogen, de spîegel staat in het midden van een kleurencylinder. Het licht gaat verder naar de opnamebuis (grote metalen cylinder links in beeld) maar moet eerst door de draaiende kleurenfilter passeren. De motor om de kleurencylinder aan te drijven staat boven in beeld.

Men ziet de CBS indicatie: dat is de firma die het systeem probeerde te lanceren. Het voordeel van dit systeen was zijn eenvoud: de norm kon direct toegepast worden zonder grote wijzigingen aan de camera's en televisies.

Het systeem is bijzonder eenvoudig in vergelijking met het systeem dat later gebruikt zal worden (NTSC). Het NTSC systeem gebruikte 3 monochrome opnamebuizen die precies ingesteld moesten worden. De camera's konden enkel in de studio gebruikt worden, en voor reportages op een buitenlokatie was men aangewezen op 16mm film als men een kleurenopname wenste.

Concurrerend systeem van RCA

Het systeem van RCA dat aangenomen wordt gebruikt een beeldbuis met drie kanonnen waarvan de stralen de de corresponderende fosfors raken. Het principe werd al vastgelegd in 1940 maarkon toen niet toegepast worden. De beeldbuis met schaduwmasker heeft extra schakelingen nodig om een correct beeld te geven (kleurzuiverheid, convergentie,...) De kleurinformatie moet uit het composiet videosignaal gehaald worden. Je mag gerust stellen dat een kleurentelevisie het dubbel aan buizen heeft ten opzichte van een zwart wit televisie.

Een ander nadeel was dat de kleurenbeeldbuizen groter en zwaarder waren dan de zwart-wit beeldbuizen. De heldergheid was ook minder omdat de schaduwmasker een groot deel van de electronen tegenhield. Terwijl een zwart-wit televisie bekeken kon worden in een gewone kamer, moest de kamer verduisterd worden bij een kleurentelevisie. De zwart-wit beeldbuizen waren toen al redelijk vlak, maar om een correcte kleurconvergentie te bekomen moest men terugkeren naar beeldbuizen met een bolle front.

Het kleur-sekwentieel systeem was gemakkelijker te realiseren omdat er gewerkt met een zwart-wit beeldbuis. er waren geen complexe afregelprocedures nodig die opnieuw doorlopen moesten worden als het toestel verplaatst werd. De beelden in kleur van de maanlanding (Apollo missies in de jaren 1970) werden opgenomen met een kleursekwentieel systeem met kleurenwiel, het enig systeem dat stevig genoeg was op op de maan gebruikt te worden. Het verbruik lag ook beduidend lager dan bij een systeem met drie opnamebuizen. De beelden werden omgezet in NTSC op de aarde.

Andere kleursequentiële systemen

Bij de maanlanding (Apollo-missies in de jaren 1970) was de enige mogelijkheid om kleurenbeelden te kunnen uitzenden een raster-sequentieel systeem, dit was het enig systeem dat stevig en betrouwbaar genoeg was. Op aarde werd het beeld raster per raster opgeslagen op drumgeheugen om dan lijn per lijn uitgelezen te worden volgens de NTSC-norm.
Een gelijkaardig sekwentieel systeem werd ook in Frankrijk gebruikt (SECAM), maar de kleur wordt hier lijn per lijn verstuurd (en niet per raster). De kleur die doorgestuurd wordt wordt in het toestel in een delay line van 64µs opgeslagen om gebruikt te worden bij de volgende lijn, als de andere kleur doorgestuurd wordt. Het betreft hier een compleet electronisch systeem die niets te maken heeft met het CBS systeem.
Later zal het kleursekwentieel systeem opnieuw gebruikt worden bij DLP projectoren waavan de "electroniszche spiegel" enkel een monochroom beeld kan genereren. Om toch kleurinformatie mogelijk te maken wordt er een kleurenwiel gebruikt. Het beeld wordt in een geheugen opgeslagen zodat de weergave (met een hoge rasterfrekwentie) niet afhangt van de gebruikte televisienorm. Er is dan ook geen flikker te zien, hoewel het beeld opgebouwd is uit drie opeenvolgende kleuren.

Publicités - Reklame