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Les débuts de la télévision
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Historique de la télévision

Il y avait déjà des émissions de télévision avant la seconde guerre mondiale. Le choix entre le système à balayage mécanique (disque de Nipkow) et un système tout électronique (iconoscope et tube cathodique) était déjà décidé en faveur du système électronique avant la seconde guerre mondiale.
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Les premiers essais télévisés ont eu lieu avant la seconde guerre mondiale. Il y avait à l'origine plusieurs systèmes en compétition: le système mécanique avec un disque de Nipkow a finalement été remplacé par un système tout-électronique.


Disque de Nipkow


"Televisor" 1928


Televisor kit à réaliser
(cliquez sur l'image pour une coupure de presse)

Disque de Nipkov

Le système mécanique avec disque de Nipkow était relativement facile à réaliser, mais n'avait qu'une résolution très limitée et un écran minuscule. L'appareil se composait d'un disque rotatif avec des trous. Le disque rotatif ne laissait passer la lumière que d'un seul point de l'image. L'appareil de captation utilisait une cellule photo-électrique, le téléviseur un tube néon dont on modulait l'intensité lumineuse.

Le disque du récepteur était synchronisé avec celui de l'émetteur. La résolution était limitée à une centaine de lignes au maximum. Plus on poussait la résolution, et moins la caméra était sensible, puisqu'il fallait des trous plus petits, qui laissaient passer moins de lumière. La lumière de la lampe néon devenait également plus ténue. En pratique, la résolution était de 30 à 60 lignes.

La résolution était si faible que le signal vidéo pouvait être envoyé par ligne téléphonique. Il existe même des enregistrements magnétiques de ces "programmes télévisés".

Le système de réception était fort simple et pouvait fonctionner à partir du signal sonore d'une radio. Il suffisait d'un poste de radio avec sortie pour haut parleur externe. Certains jours, la BBC transmettait non pas un programme sonore, mais un programme visuel, utilisant les même émetteurs et les même fréquences.

Le "televisor" se composait d'un tube néon dont on la luminosité était modulée par le signal sonore de la radio. Le moteur tournait à 750 tours/minute (12.5 images/seconde) et n'était que semi-synchronisé: il fallait régler la vitesse du moteur sur celle de l'émetteur en modifiant la valeur d'une résistance, et une fois la synchronisation atteinte, un petit électro-aimant commandé par le même signal de la radio stabilisait la vitesse de rotation (principe du moteur à réluctance).


Kit Baird

Le kit de Baird est extrèmement simple, on aurait dit un gadget. Il se compose d'un disque rotatif (dont seul la partie externe était utilisée), d'une résistance pour varier la vitesse de rotation du moteur (à gauche) et d'un système de vision à droite. Sur l'axe du moteur il y a une roue dentée et deux électro-aimants alimentés par le signal vidéo. Ce système rudimentaire permet de synchroniser la rotation du disque avec le contenu de l'image une fois que la vitesse de rotation (réglée manuellement) est presque correcte.

Le tube néon avait une dimension d'un pouce sur deux (2.5 sur 5 cm environ), mais les kits pouvaient être équipés d'une sorte d'optique produisant une image un peu plus grande (mais encore moins lumineuse). On a fait des recherches avec des tubes néon contenant du mercure: ces tubes produisent une lumière plus blanche et plus lumineuse, mais la linéarité est encore moins bonne: les tons gris sont difficiles à réaliser.



1931, représentation d'un studio de télévision


Principe de la télévision (système mécanique de Baird)

Flying spot scanner

Les premiers studios de télévision doivent avoir un éclairage très puissant, de l'ordre de 40kW, ce qui nécessite un circuit de circulation d'air dans le studio pour évacuer la chaleur.

Au lieu d'utiliser une caméra avec un disque de Nipkow (qui rend la caméra très peu sensible, parce que plus de 99% du signal lumineux est perdu), on a fait des essais avec un projecteur qui envoie un fin rayon de lumière sur le sujet. La lumière réfléchie (et modulée) est captée par une ou plusieurs batteries de cellules photo électriques. Il s'agit d'une méthode de prise de vues à spot mobile avant l'apparition de tubes de prise de vues valables.

Le système fonctionne un peu à l'inverse d'une caméra moderne: c'est le projectioniste qui cadre l'image en dirigeant le rayon lumineux sur la personne. Ce système ne fonctionne bien qu'en lumière très diffuse (intérieur) et ne peut même pas être utilisée pour une captation d'une pièce de théatre.

Le personnage est pratiquement dans le noir et reçoit sur son visage un fort rayon de lumière (lumière à arc). L'acteur doit être maquillé de façon grotesque, parce que les cellules photo-électriques ne sont sensibles qu'à une partie du rayonnement lumineux. Voir la gravure: représentation d'un studio de télévision".


Le système du flying spot scanner n'a été utilisé que pour des tests avant la seconde guerre mondiale. Ce système ne pourra pas être utilisé à l'extérieur.

Intermediate film system

La seule solution (pour les captations à l'extérieur mais également en studio) est d'utiliser un film argentique qui est développé, fixé et sèché. Le film passe ensuite par un disque de Nipkow qui sélectionne un petit point lumineux qui éclaire la cellule photo électrique.

On bénéficie ici de la sensibilité plus élevée du film, sensibilité qui peut encore être augmentée en augmentant le temps de pose à 1/10 de seconde, car le disque de Nipkov n'autorise qu'un faible nombre d'images par seconde..

Voyez la gravure d'un livre pour enfants des années 1930 qui montre comment une caméra de télévision fonctionne. Comme le nombre d'image spar seconde est assez bas avec un disque de Nipkow, le film défile également à une plus basse vitesse (le disque de Nipkov sera rapidement remplacé par un système flying spot, voir plus bas).

Un système similaire est également utilisé pour les vues en extérieur. Ici aussi il n'est pas possible de balayer la scène avec un fort rayon de lumière: on enregistre donc l'image sur film, on développe directement et l'image est lue par un scanner et une cellule photo-électrique (voir intermediate film system). Le différé est de moins d'une minute.

Mais le système mécanique a plusieurs inconvénients qui limitent la résolution maximale qu'on peut atteindre: la taille du point lumineux ne peut pas être trop réduite, et le système mécanique ne permet pas une bonne synchronisation des récepteurs: la vitesse de rotation du disque n'est pas très stable et le disque ne produit pas de tops de synchronisations qui peuvent être utilisés dans les récepteurs.

Nous passons maintenant aux années 1950. On parle (déjà...) de télévision à grand écran, alors que les écrans de l'époque sont ronds et ne font que 10 pouces. Les ingénieurs n'avaient pas encore l'expérience des grands tubes de télévision.

Intermediate film system au cinéma

Pour obtenir une image plus grande, il y a deux systèmes possibles: le tube cathodique boosté aux électrons (il travaille sur une tension plus élevée pour produire une image plus claire) qui envoie l'image via une optique sur un écran demi-mat (l'image est regardée en tranparence). Le résultat n'est pas fameux, l'écran absorbe une grande partie de la lumière. On peut également envoyer l'image sur un écran perlé (comme au cinéma), c'est une solution un peu meilleure, l'écran perlé ayant un bon rendement optique.

Mais la taille de l'écran qu'on peut ainsi obtenir est limitée, en tout cas bien trop peu pour une vraie salle de cinéma. Le tube de télévision produit trop peu de lumière. La solution passe ici aussi par le film argentique. Le tube de télévision expose le film, qui est directement développé, et en une minute exactement le film peut être projeté. Mais le système n'est pas développé, le signal vidéo ayant une résolution bien trop faible pour donner une image acceptable sur un écran de cinéma.

Pour les actualités, le public préfère une image mieux détaillée, même s'il doit attendre quelques jours. Les journaux télévisés n'ont pas d'image en direct à l'époque, cela n'a donc aucun sens de regarder les actualités télévisées au cinéma, alors que les actualités filmées donnent une meilleure image.

Mais le principe de signal électronique projeté comme au cinéma n'est pas délaissé pour autant: l'eidophore permet de projeter des images de télévision ou des images générées par les premiers ordinateurs de l'époque.


Tube de télévision comme générateur de spot

Flying spot generator

On avait déjà des écrans de télévision (c'était à l'origine des tubes d'oscilloscopes), et on s'est rendu compte qu'on pouvait les utiliser comme générateur de spot lumineux.

On utilise un scanner qui se compose d'un écran de télévision à courte persistance dont le spot éclaire le film via une optique. Le fin pinceau lumineux lit le film ligne par ligne. Le signal est ensuite récolté par une cellule photo électrique. Le système est décrit sur la page du générateur de mire (voir lien "monoscope" plus bas).

Les même signaux de synchronisation qui commandent le tube à l'enregistrement peuvent servir pour commander les différents téléviseurs qui reçoivent le signal. Le problème de la synchronisation défaillante est ainsi résolu.

Comme on n'utilise plus de disque de Nipkov (qui bloque plus de 99% de la lumière) le rendement lumineux de l'ensemble est fortement amélioré. C'est le principe du flying spot scanner qui sera encore utilisé plus tard pour générer des mires (monoscope), la construction étant moins chère qu'une vraie caméra de télévision.

C'est ainsi qu'il nous reste des enregistrements (argentiques) des jeux olympiques de Berlin en 1936: la pellicule qui ne devait servir en théorie qu'une seule fois a été préservée (pour une rediffusion ultérieure, probablement). Plus tard des appareils sont apparus qui réutilisaient continellement la même pellicule qui était nettoyée, qui recevait une nouvelle couche sensible, qui était exposée, développée, scannée, et réutilisée. Et tout cà en moins d'une minute!

On avait donc déjà des écrans de télévision, mais il serait faux de dire qu'un n'avait pas de caméra de télévision: on avait même deux systèmes électroniques: l'image dissector (extrèmement peu sensible) et l'iconoscope, mais ce dernier ne pouvait pas être utilisé chez nous parce que protégé par des brevets. De plus, au lieu de passer à un système électronique, John Baird, le têtu anglais, a tenté de pousser son système mécanique jusqu'à la fin, jusqu'au moment où tout le monde se rendait compte qu'il s'agissait d'une impasse.

Finalement on a fait le choix d'un système électronique avec tube de prise de vues (iconoscope) et tube cathodique.

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