Truyền hình
Lịch sử > Truyền hình màu

Ý tưởng cơ bản của việc sử dụng ba hình ảnh đơn sắc để tạo ra một hình ảnh màu sắc đã được thử nghiệm gần như ngay khi TV đen-trắng lần đầu tiên được tạo ra. Trong số các đề xuất được công bố sớm nhất cho truyền hình là đề xuất của Maurice Le Blanc vào năm 1880 cho một hệ thống màu sắc, bao gồm cả những lần đề cập đầu tiên trong các tài liệu truyền hình về số dòng quét khung hình, mặc dù ông không đưa ra chi tiết thực tế. Nhà phát minh Ba Lan Jan Szczepanik được cấp bằng sáng chế cho một hệ thống truyền hình màu trong năm 1897, bằng cách sử dụng một tế bào quang điện selen ở máy phát và một nam châm điện điều khiển một tấm gương dao động và một lăng kính di chuyển tại máy thu. Nhưng hệ thống của ông không chứa phương tiện phân tích quang phổ của màu sắc ở máy thu, và do vậy không thể làm việc như cách ông mô tả. Nhà phát minh Hovannes Adamian, cũng thử nghiệm với truyền hình màu vào đầu năm 1907. Ông đã thử nghiệm truyền hình màu đầu tiên, và đã được cấp bằng sáng chế tại Đức ngày 31 tháng 3 năm 1908, bằng sáng chế № 197.183, sau đó ở Anh, vào ngày 1 tháng 4 năm 1908, bằng sáng chế № 7219, ở Pháp (bằng sáng chế № 390.326) và ở Nga vào năm 1910 (bằng sáng chế № 17.912).
Nhà phát minh người Scotland John Logie Baird đã trình bày hệ thống truyền hình màu đầu tiên trên thế giới vào ngày 3 tháng 7 năm 1928, sử dụng đĩa quét ở máy phát và nhận được hình ảnh với ba vòng xoắn của khẩu độ, mỗi xoắn ốc với các bộ lọc cho một màu cơ bản khác nhau; và ba nguồn ánh sáng tại máy thu, với một bộ chuyển mạch để thay đổi màu minh họa. Baird cũng đã phát sóng truyền hình màu đầu tiên ngày 4 tháng 2 năm 1938: ông gửi một hình ảnh 120 dòng quét từ Crystal Palace Studio Baird tới một màn chiếu tại nhà hát Dominion ở Luân Đôn.
Tivi màu quét cơ học cũng đã được Bell Laboratories trình diễn vào tháng 6/1929 sử dụng ba hệ thốngtế bào quang điện hoàn chỉnh, bộ khuếch đại, ống glow, và các bộ lọc màu sắc, với một loạt các gương để chồng lên những hình ảnh màu đỏ, xanh lá cây, và màu xanh vào một hình ảnh đầy đủ màu sắc.
John Logie Baird một lần nữa đi tiên phong với hệ thống hybrid đầu tiên. Năm 1940, ông công khai thể hiện một hình màu kết hợp một màn hình màu đen và trắng truyền thống với một đĩa màu luân phiên. Thiết bị này tạo ra màu có độ nét khá sâu, nhưng sau đó đã được cải thiện hơn nữa với một tấm gương gập đường dẫn ánh sáng thành một thiết bị hoàn toàn thực tế giống như một màn hình điều khiển lớn thông thường. Tuy nhiên, Baird đã không hài lòng với thiết kế này, và ngay từ năm 1944 ông báo cáo cho một ủy ban của chính phủ Anh rằng sẽ có một thiết bị hoàn toàn điện tử tốt hơn nữa.
Năm 1939, kỹ sư người Hungary Peter Carl Goldmark giới thiệu một hệ thống cơ điện tại CBS, trong đó có một bộ cảm biến Iconoscope. Hệ thống màu CBS tuần tự là một phần cơ học, với một đĩa gồm các bộ lọc màu đỏ, xanh dương và xanh da trời quay tròn bên trong máy quay truyền hình với tốc độ 1.200 vòng/phút, và một đĩa quay tương tự ở phía trước đồng bộ với ống tia âm cực bên trong máy thu. Hệ thống này lần đầu tiên trình diễn trước Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) vào ngày 29 tháng 8 năm 1940, và được phổ cập trên báo chí vào ngày 4 tháng 9.
CBS đã bắt đầu thử nghiệm sử dụng truyền hình màu ngay từ 28 tháng 8 năm 1940, và thử nghiệm truyền hình màu trực tiếp vào tháng 12. NBC (thuộc sở hữu của RCA) thực hiện kiểm tra truyền hình màu đầu tiên vào 20 tháng 2 năm 1941. CBS đã bắt đầu thực nghiệm truyền hình màu hàng ngày từ 1 tháng 6 năm 1941, mặc dù các hệ thống màu không tương thích với các máy thu hình đen trắng lúc đó. Vì không có máy thu hình màu bán cho công chúng tại thời điểm trên, nên các thực nghiệm truyền hình màu chỉ dành cho cho các kỹ sư RCA và CBS và mời báo chí quan sát. Production War Board tạm dừng việc sản xuất các thiết bị phát thanh truyền hình và cho mục đích dân sự từ ngày 22 tháng 4 năm 1942 đến 20 tháng 8 năm 1945, hạn chế bất kỳ hoạt động sản xuất tivi màu cho công chúng nói chung.
Ngay từ năm 1940, Baird đã bắt đầu làm việc trên một hệ thống hoàn toàn điện tử mà ông gọi là "Telechrome". Telechrome ban đầu sử dụng hai súng electron nhằm vào hai bên của một tấm phosphor. Các tấm phosphor được phân bố sao cho các electron từ các khẩu súng chỉ bắn vào một bên của khuôn mẫu. Bằng cách sử dụng phosphor màu lục, lam và đỏ, có thể thu được một hình ảnh màu tuy còn hạn chế. Ông cũng đã trình diễn một hệ thống sử dụng các tín hiệu đơn sắc để tạo ra một hình ảnh 3D (gọi là "lập thể" vào thời điểm đó). Một buổi trình diễn vào 16 tháng 8 năm 1944 là ví dụ đầu tiên của một hệ thống truyền hình màu thực tế. Nghiên cứu Telechrome được tiếp tục và kế hoạch giới thiệu một phiên bản dùng ba-súng cho một hình ảnh đầy đủ màu sắc đã được thực hiện. Tuy nhiên, cái chết không đúng lúc của Baird vào năm 1946 đã kết thúc phát triển của hệ thống Telechrome này.
Khái niệm tương tự đã được phổ biến thông qua các thập niên 1940 và thập niên 50, sự khác biệt chủ yếu trong cách tái kết hợp các màu sắc được tạo ra bởi ba khẩu súng. Các ống Geer tương tự như khái niệm của Baird, nhưng sử dụng kim tự tháp nhỏ với các chất lân quang đọng lại trên mặt bên ngoài của tháp, thay vì khuôn mẫu 3D như của Baird thì Geer dựa trên một bề mặt phẳng. Các Penetron sử dụng ba lớp phosphor trên mỗi đỉnh và tăng sức mạnh của các chùm tia để chạm tới các tầng trên khi vẽ những màu sắc. Các Chromatron sử dụng một tập hợp các dây tập trung để chọn các phosphor màu được sắp xếp trong các đường sọc dọc trên ống.
Một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất của việc phát sóng truyền hình màu là mong muốn tiết kiệm băng thông: truyền hình màu cần băng thông gấp ba lần so với tiêu chuẩn đen trắng hiện có, và không sử dụng một lượng quá mức băng tần vô tuyến. Tại Hoa Kỳ, sau khi nghiên cứu, Ủy ban Hệ thống truyền hình quốc gia đã thông qua hệ thống màu sắc tương thích tất cả các thiết bị điện tử, do RCA phát triển, trong đó mã hóa các thông tin màu sắc riêng biệt khỏi các thông tin về độ sáng và làm giảm độ phân giải của các thông tin màu để tiết kiệm băng thông. Những hình ảnh độ sáng vẫn tương thích với các máy thu hình đen trắng với độ phân giải giảm nhẹ hiện có, trong khi TV màu có thể giải mã các thông tin thêm trong các tín hiệu và tạo ra một màn hình màu với độ phân giải giới hạn. Màn hình độ phân giải cao nhưng chỉ có màu đen-trắng và một hình ảnh độ phân giải thấp nhưng có màu sắc kết hợp trong não để tạo ra một độ hình ảnh phân giải cao dường như có màu sắc. Tiêu chuẩn NTSC đại diện cho một thành tựu kỹ thuật lớn.
Mặc dù tất cả các màu sắc điện tử đã được giới thiệu ở Mỹ vào năm 1953, do giá cao và sự khan hiếm của các thiết bị lập trình màu sắc nên thị trường khó chấp nhận nó. Việc phát sóng truyền hình màu đầu tiên tại Mỹ (1954 Tournament of Roses Parade) diễn ra vào ngày 1 tháng 1 năm 1954, nhưng trong thời gian mười năm sau hầu hết chương trình phát sóng quốc gia và gần như tất cả các chương trình địa phương, vẫn dùng trắng đen. Cho đến giữa những năm 1960, TV màu bắt đầu bán được với số lượng lớn, một phần do sự chuyển đổi màu sắc trong năm 1965, với thông báo rằng hơn một nửa của các chương trình giờ vàng sẽ được truyền hình màu trong mùa thu năm đó. Toàn bộ giờ vàng được truyền hình màu chỉ một năm sau đó.
TV màu đầu tiên hoặc dùng chân đứng hoặc các phiên bản để trên bàn khá cồng kềnh và nặng nề, vì vậy trong thực tế chúng vẫn để tại một nơi cố định. Việc giới thiệu TV Porta-Color GE tương đối nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ vào mùa xuân năm 1966 đã làm cho việc xem truyền hình màu trở nên linh hoạt và thuận tiện hơn. Năm 1972, tại Mỹ doanh thu của TV màu cuối cùng đã vượt qua doanh thu TV đen trắng. Cũng trong năm 1972, chương trình đen trắng cuối cùng phát ban ngày đã được chuyển sang phát màu, dẫn đến kết quả là toàn bộ chương trình tại nướ Mỹ đều phát màu.
Truyền hình màu ở châu Âu đã không được chuẩn hóa định dạng PAL cho đến những năm 1960, và chương trình phát sóng màu chỉ xuất hiện từ năm 1967. Đến thời điểm đó, nhiều vấn đề kỹ thuật trong các TV màu đời đầu đã được giải quyết, và sự phát triển của TV màu ở châu Âu là khá nhanh chóng.
Vào giữa những năm 1970, các trạm phát sóng đen trắng chỉ còn một vài trạm dùng tần số UHF cao tại các thị trường nhỏ, và một số ít các đài chuyển tiếp phát lại với công suất thấp trong các thị trường nhỏ hơn như các điểm nghỉ mát. Vào năm 1979, những trạm phát cuối cùng trên cũng đã chuyển sang truyền hình màu và tới những năm đầu thập niên 1980 truyền hình đen trắng chuyển qua thị trường dùng TV năng lượng thấp, TV xách tay nhỏ, hoặc sử dụng như màn hình video trong các thiết bị tiêu dùng với chi phí thấp hơn. Đến cuối năm 1980, ngay cả các thị trường này cũng đã chuyển sang sử dụng TV màu.