Девять цветов радуги

Штейнгауз Александр Израилевич

И, конечно, таким способом никто и никогда не передает изображений. Медлительные глаз, рука и мозг человека непригодны для этих целей. Зато фотоэлемент как нельзя лучше подходит для преобразования изображений в электрические сигналы. Он безошибочно и практически мгновенно преобразует различные степени почернения в соответствующий по величине ток.

Что же касается принципа кодирования и передачи, он останется тем же самым, только вместо условных знаков будут передаваться электрические сигналы, величина которых пропорциональна яркости каждого из квадратиков. Чем квадратик светлее, тем больше ток, тем больше сигнал. Кроме этих сигналов, разумеется, будут

передаваться сигналы, отмечающие начало сообщения и начало каждой из строк его.

Возьмем фотоэлемент и будем равномерно передвигать его слева направо вдоль строк нашего изображения. Когда он будет находиться над белым квадратом, ток будет наибольшим; над черным квадратом фотоэлемент совсем не будет проводить тока. На приемном конце должен быть другой прибор, автоматически преобразующий электрические сигналы в пропорциональный по яркости свет. В качестве такого прибора можно использовать газосветную лампу, в частности лампу, наполненную неоном. Неоновая лампа горит тем ярче, чем больший ток протекает через нее. Следовательно, она будет гореть наиболее ярко, когда фотоэлемент находится над белым квадратом, и совсем погаснет, когда он будет над черным.

С помощью специальных устройств можно сделать так, что фотоэлемент на передающей стороне и лампа на приемной стороне будут перемещаться строго одинаково и в соответствии с принятым порядком передачи данных: слева направо по строке и в порядке следования строк. Тогда, подложив под фотоэлемент изображение, а под неоновую лампу— лист фотобумаги, мы получим на нем по-разному засвеченные участки. Все вместе они составят изображение. Изображение будет тем более четким, чем мельче были квадратики, на которые мы разбили его, или, иначе говоря, чем больше количество квадратиков, на которые разбивается одно и то же изображение, тем четче изображение. Понятно также, что, чем больше квадратиков, тем большее время понадобится и на их передачу, если не принять специальных мер.

Таков принцип. Но практически фототелеграф действует иначе.

Передаваемое изображение накладывается на барабан, который медленно и строго равномерно вращается во время передачи изображения. С помощью линз изображение фокусируется на фотоэлемент. Он остается неподвижным, а вместо него по строкам изображения с равномерной и строго определенной скоростью перемещается тоненький, как иголка, и очень яркий луч света. Упав на поверхность изображения, он отразится от него в фотоэлемент. Отраженный свет будет интенсивным, если точка, на которую в данный момент падает луч, светлая, и будет слабым, если точка темная. В соответствии с изменением количества отраженного света будет изменяться и ток через фотоэлемент, по мере того как луч будет обегать всю поверхность изображения. Ток усиливается с помощью электронного усилителя и посылается по проводу на приемный пункт.

Луч света движется строго в соответствии с установленным нами порядком— вдоль изображения, слева направо. Когда он доходит до края изображения, он очень быстро (почти мгновенно) возвращается к началу пути, и в это время посылается сигнал начала новой строки. Возвратившись к началу пути, луч не пойдет вновь по старой строке. За время прохождения лучом предыдущей строки и его возвращения к исходному положению барабан с наложенным на него изображением успеет повернуться точно на ширину одной строки, равную высоте сечения светового луча, и луч света пойдет по новой строке.

На приемной стороне тоже имеется барабан. Как и на передающей стороне, он находится в полной темноте. Вращается он строго одинаково с первым барабаном.

На приемном барабане помещают лист фотобумаги и направляют на него сфокусированный тончайший луч света от неоновой лампы. Движение этого луча также точнейшим образом согласовано с движением луча на передающей стороне. Разница же заключается в том, что луч света на передающей стороне имеет строго неизменную яркость, а на приемной — яркость луча меняется в соответствии с поданными на неоновую лампу сигналами.

Оба луча света очень тоненькие, так что одновременно засвечиваются очень маленькие участки изображения. Именно поэтому удается выделять, передавать и воспроизводить даже очень мелкие участки изображений.

Вот каким образом работает фототелеграф — замечательное устройство, объединившее в себе достижения электроники, фотографии, техники источников света, оптики, точной механики и, конечно, связи.

Необходимо обратить особое внимание на одно необыкновенно важное свойство фототелеграфа, отличающее его от всех известных до сих пор устройств, в том числе и глаза.

В глазу четкое изображение, полученное в центральной ямке, раскладывалось на отдельные элементы («квадратики») с помощью 40–50 тысяч колбочек и передавалось в мозг одновременно по такому же количеству «проводов» — нервных волокон. Общая же картина, воспринимаемая глазом, передается по миллиону таких волокон, соединенных со 137 миллионами палочек и колбочек. В фотографии имеет место нечто сходное — изображение запечатлевается одновременно на огромном количестве зерен фотоэмульсии.

В фототелеграфе дело обстоит совсем иначе. В нем есть всего лишь одна «колбочка» — фотоэлемент и один провод (обратным проводом является земля). Но тем не менее изображение передается, и очень неплохое. О его качестве может судить всякий, кто получил фототелеграмму.

Передача изображения с помощью одного фотоэлемента и по одному проводу оказалась возможной только благодаря примененному нами методу кодирования или преобразования изображения в сигналы. В соответствии с этим методом все изображение разбивалось на отдельные строки, а строки — на отдельные мелкие точки различной яркости: элементы изображения. Все элементы изображения передавались в строгом порядке, в строгой последовательности. При таком методе поверхность изображения как бы преобразовывалась в новое качество — во время. Это очень важное преобразование. Именно оно позволило осуществить передачу изображения по одному проводу и сравнительно несложным путем.

Электронный глаз

Преобразование, о котором мы только что говорили, довольно давно известно ученым. Оно применяется не только в фототелеграфии, но и в самом совершенном виде современной связи — в телевидении. Создать его без помощи такого преобразования было бы немыслимо. И столь же немыслимым оказалось бы изобретение «зеницы» телевидения — передающих телевизионных трубок, самых совершенных электровакуумных приборов, основанных на фотоэффекте.

В фототелеграфе плоскость изображения обегал тоненький, как игла, луч света. При телевизионной передаче тоже иногда применяется подобный метод. Здесь он носит название «развертка бегущим лучом». Правда, в отличие от фототелеграфа, в телевидении бегущий луч не отражается от поверхности изображения, а чаще всего работает на просвет. Ясно, что при этом можно передавать изображения, нанесенные на прозрачную основу: кинофильмы, диапозитивы, рисунки на стекле, в частности различные неподвижные вставки, которые часто показывают по телевидению во время перерывов.