电视技术

**電視**（英語：Television，簡稱：**TV**）這詞語代表三種不同的涵義，如：連續動態的影像和聲音轉換為電子訊號，並通過各種管道傳輸電子訊號後，再將電子訊號還原為影像和聲音的技術，即電視技術；指接收這種電子訊號的設備，即可以接收並還原電子訊號為連續動態的影像和聲音的裝置，即電視機；一種社會文化現象，特指人群之間、人群與人之間使用電視作為傳播載體進行訊息交流、訊息傳播，即所謂的廣播過程，諸如電視節目的製作、電視訊號的傳輸、接收，以及觀眾對於電視節目內容的評判和反饋等的各個方面。製作電視播出內容的設施稱為電視台。

電視被世人公認為是 20 世紀的重要發明之一，至今仍是十分普遍的訊息傳播工具。隨著科技的進步，電視也在逐漸演化，例如智慧電視與網路電視的面世。

## 歷史

電視不是哪一個人的發明創造，而是一大群位於不同歷史時期和國度的人們的共同結晶。早在十九世紀時，人們就開始討論和探索將影像轉變成電子訊號的方法。1900 年，「television」一詞就已經出現。

### 機械式電視

電視亦可理解為電子機械式電視（electromechanical television）。我們知道，電視畫面的運動是利用了人類視覺的錯覺，即可以將一些快速出現的靜態的畫面「合成」運動的、連續的畫面。如何快速地還原這些靜態畫面，從而使人能夠產生錯覺，就會有兩種方式。其中一種就是機械式的還原方式亦就是尼普科夫盤。俄裔德國科學家保羅・高特列本・尼普科夫早在 1884 年就提出並申請了世界上第一個機械式電視系統的專利，當時他只有 23 歲，還在德國讀大學。經過研究他發現，如果把影像分成單個像點，就極有可能把人或景物的影像傳送到遠方。不久，一台叫作「電視望遠鏡」的儀器問世了。這是一種光電機械掃描圓盤，它看上去笨頭笨腦的，但極富獨創性。1884 年 11 月 6 日，尼普科夫把他的這項發明申報給柏林皇家專利局。在他的專利申請書的第一頁這樣寫道：「這裡所述的儀器能使處於 A 地的物體，在任何一個 B 地被看到。」一年後，專利被批准了。這個專利中的尼普科夫盤據認為也是世界上第一個電視影像光柵。但是，尼普科夫本人從來也沒有做出一個模型來證明他的設計。直到 1907 年，放大管（amplifier tube）技術的進步才證明他的這個系統的可行性。

1897 年，德國物理學家卡爾・布勞恩發明了一種帶螢光螢幕的陰極射線管。當電子束撞擊時，螢幕上會顯示亮光。當時布勞恩的助手曾提出用映像管做電視的顯示器，固執的布勞恩卻認為這是不可能的。

康斯坦丁・波斯基（Constantin Perskyi）在向 1900 年巴黎世博會提交的一篇論文中造出了 _television_ 一詞。波斯基的論文評估了機電技術的在當時的狀況，並提到了尼普科夫等人的貢獻。

1906 年，德國物理學家卡爾・布勞恩的兩位助手用這種陰極射線管製造了一台畫面接收機，進行影像重現。但他們的這種裝置重現的是靜止畫面，應該算是傳真系統而不是電視系統。

1907 年至 1910 年，波瑞斯・羅星（Boris Rosing）和他的學生弗拉基米爾・佐利金驗證了在發射機中用快速轉動的鏡面掃描裝置和在接收機中使用陰極射線管的電視系統。波瑞斯・羅星在 1917 年的「十月革命」中離開了人們的視線。而佐利金之後去了美國無線電公司（英語簡稱：RCA）　工作。他在那裡建立了純粹的電子式電視系統。不過，他的這個系統最終被認為是侵犯了費羅・泰勒・法恩斯沃斯（Philo Taylor Farnsworth）的專利}。

### 電子式電視

1911 年，工程師艾倫・坎貝爾・斯文頓（Alan Archibald Campbell-Swinton）在倫敦發表演講，同時在時代雜誌中也被報導，描述了如何在發送端和接收端同時使用陰極射線管。在 1920 年代末，當機械式電視還在普遍使用的時候，發明家費羅・法恩斯沃斯和弗拉基米爾・佐利金分別已經在研究全電子式傳輸管的工作中。

俄裔美國科學家弗拉基米爾・佐利金，開闢了電子式電視的時代，他早在 1912 年，就開始研究電子式攝影技術。1919 年，弗拉基米爾・佐利金（英語：Vladimir Kosmich Zworykin）移民美國，後在威斯汀豪森電氣公司工作。

1923 年，蘇格蘭發明家約翰・洛吉・貝爾德的一個朋友告訴他：「既然馬可尼能夠遠距離發射和接收無線電波，那麼發射影像也應該是可能的。」這使他受到很大啟發。貝爾德決心要完成用電子訊號傳送影像。他變賣了僅有的一些財產，並收集大量資料，把所有時間都投入到研製電視上，完成了電視機的設計工作。貝爾德成功用電子訊號在螢幕上顯示影像}。

俄裔美國科學家弗拉基米爾・佐利金同時也在實驗陰極射線管來產生和顯示影像。1923 年在西屋電氣公司工作期間，他研製了電子攝像管。但是在 1925 年的展示過程中，影像模糊不清，對比度很低，解析度差，而且影像是靜止的。這種映像管沒有走過實驗階段，但是美國無線電公司（獲取了西屋電氣公司專利權）相信法恩斯沃斯 1927 年影像分割器（Image Dissector）的專利條件過於寬泛，會排擠其他形式的電子成像技術。所以，RCA 在獲取了 1923 年弗拉基米爾・佐利金的專利應用之後，對法恩斯沃斯提出了「專利牴觸」訴訟。美國專利辦公室的檢察官否決了 1935 年的決議，裁定法恩斯沃斯的發明優先於弗拉基米爾・佐利金（Vladimir Zworykin)。在 1939 年十月，RCA 再次敗訴，但是他們還是希望能更進一步的生產商用電視機設備，RCA 同意支付法恩斯沃斯一百萬美元（在 2006 年等同於一千三百八十萬美元）之外，在之後的 10 年期間內，使用法恩斯沃斯的專利，需要支付額外授權費用。1929 年弗拉基米爾・佐利金又推出一個經過改進的模型，結果仍然不理想。RCA 最終投資了 5 千萬美元，1931 年弗拉基米爾・佐利金終於製造出了攝影機攝像管。同年，進行一個完整的光電攝映像管系統的實地試驗。在這次實驗中，一個由 240 條掃描線組成的影像傳送給 4 英里以外的一台電視機（使用鏡子把 9 英寸顯像管的圖像反射到電視機前），成功使電視攝影與映像方式電子化。

第一個半機械式類比電視系統在 1925 年 10 月 2 日被蘇格蘭人約翰・洛吉・貝爾德在倫敦的一次實驗中「掃描」出木偶的影像看作是電視誕生的標誌，他被稱做「電視之父」。後來，他的這個系統被英國廣播公司所採用。後來在 1937 年，英國廣播公司終止使用這種技術。因為在那時電子式電視系統更受歡迎。

決定性的解決方案 — 電視基本原理基於在整個掃描周期內持續釋放的電子流堆積和次要電子的儲存原理上 — 由匈牙利發明家卡爾曼・蒂哈尼首次發現於 1926 年，1928 年完善了該技術。

在 1927 年 12 月 7 日，費羅・法恩斯沃斯（Philo Farnsworth）在他的聖弗朗西斯科格林大街 202 號的實驗室里，首次使用影像分割器（Image Dissector）攝影管傳送了第一個影像：一條簡單的直線。1928 年，法恩斯沃斯研製一套完整的系統給媒體進行演示，由電視傳送一個動畫影片。1929 年，這個系統進一步被優化，去掉電動發電機，現在他的電視系統沒有任何運動部件。同年，法恩斯沃斯使用他的電視系統傳送首個直播人類影像：一個 3.5 英寸他妻子 Pem 閉眼的動態影像（也許當時光線太亮的原因）。

1928 年，「第五屆德國廣播博覽會」在柏林開幕。博覽會中電視第一次作為公開產品展出。有線的機械電視傳播訊號的距離和範圍非常有限，影像也相當粗糙，無法顯示精細的畫面。因為只有幾分之一的光線能透過尼普科夫盤的孔洞，為得到理想的光線，就必須增大孔洞，但畫面將十分粗糙。要提高影像的解析度，必須增加孔洞數目，但是，孔洞變小，能透過來的光線便會減少，影像便會模糊不清。機械式電視的這一缺陷導致這種技術被淘汰。

1929 年，英國廣播公司允許貝爾德公司開展公共電視廣播業務，1937 年，英國廣播公司停用這種技術。30 年代以後，貝爾德又轉向了彩色電視的研究。經過不斷地改進設備提高技術，貝爾德研製的電視效果越來越好，引起了極大的轟動。後來成立了「貝爾德電視發展公司」。隨著技術和設備的不斷改進，貝爾德電視的傳送距離有了較大的改進。

1933 年俄裔美國科學家弗拉基米爾・佐利金又研製成功可供電視映像用的攝像管和映像管。完成了使電視放映與顯像完全電子化的過程，至此，現代電視系統基本成型。今天電視攝影機和電視接收的成像原理與器具，就是根據他的發明改進而來。

1934 年 8 月 25 日法恩斯沃斯在賓夕法尼亞州費城的富蘭克林學會首次給全世界演示一套完整的全電子式電視系統。其他發明家之前只是展示了類似系統的部分功能，或者演示使用靜態影像或者動態影片的電子系統。但是法恩斯沃斯是第一個把電子掃描式電視攝影機和電子掃描式電視接收機整合在一起，提供直播、動態、黑白圖像的系統。不幸的是，他的攝影機需要很強的照明光線，所以他的工作被迫中斷。

在英國，艾薩克・舒伯特（Isaac Shoenberg）使用弗拉基米爾・佐利金的想法開發了自己的馬可尼 - 電磁干擾（Marconi-EMI）電子攝像管，這個設計構成了為 BBC 製造的攝影機的核心部件。使用這種攝像管，在 1936 年 11 月 2 日，一條 405 線的服務被架設在亞歷山德拉宮的攝影棚內，由安裝在維多利亞大廈頂上特殊製造的桅杆形天線進行廣播。它暫時替隔壁的貝爾德機械式電視系統進行播出，但是它更可靠，也具備最佳解析度。而桅杆形的天線一直沿用至今。這台完全用電子式電視系統播放的節目，給人們留下了深刻的印象。同年德國柏林舉行的奧林匹克運動會的報導，共使用了 3 台攝影機拍攝比賽情況。佐利金發明的全電子式攝像機，但這台機器體積龐大，它的一個 1.6 米焦距的鏡頭就重 45 公斤，長 2.2 米，被戲稱為電視大炮。這 4 台攝影機的影像訊號通過電纜傳送到帝國郵政中心，圖像訊號在那裡經過混合後，通過電視塔被發射出去。柏林奧運會期間，每天用電視播出長達 8 小時的比賽實況，共有 16 萬多人通過電視觀看了奧運會。

1939 年，英國大約有 2 萬個家庭擁有電視機，美國無線電公司的電視也在紐約世博覽會上首次露面，開始第一次固定的電視節目演播。二戰的爆發使得剛發展起來的電視的發展停滯了 10 年。戰爭結束後，電視工業又蓬勃發展起來，電視也迅速流行起來。1946 年，英國廣播公司恢復了固定電視節目，美國政府也解除了禁止製造新電視的禁令；電視工業便飛速發展起來。在美國，從 1949 年到 1951 年，不僅電視節目已在全國普遍播出，電視機的數目從 1 百萬台升至 1 千多萬台，成立了許多家電視台。幽默劇、輕歌舞、卡通片、娛樂節目和好萊塢電影常在電視中播出。

### 錄影和彩色電視

1941 年彩色電視首次成功廣播，1954 年美國首度正式廣播，在七十年代起開始取代黑白電視。

德國科學家卡羅魯斯也為電視研製做出成就。1942 年，卡羅魯斯小組（包括兩名科學家，一名機械師和一名木工），造出一台設備。這台設備用兩個直徑為 1 米的尼普科夫盤作為發射和接收訊號的兩端，每個圓盤上有 48 個 1.5 毫米的小孔，能夠掃描 48 行，用一個同步馬達把兩個圓盤連接起來，每秒鐘同步轉動 10 幅畫面，圖像投射到另一台接收機上。他們稱這台機器為大電視。這台大電視的效果比貝爾德的電視要清晰許多。但從未進行過公開展示，因而他們的發明鮮為人知。

1954 年，日本馬自達研究所（日語：マツダ研究所，Mazda Research Laboratory）澤崎憲一（日語：澤崎憲一／さわさき けんいち _Sawazaki Kenichi_）博士發明螺旋掃描式磁頭，隨後用於磁帶式錄放影機

1956 年，金斯伯格和安德遜設計的 Modoll VRllo 錄放影機的問世，使電視技術前進了一大步。因最初製作電視節目一般採用兩種方式。一種是用電視膠片把節目拍攝下來，沖洗，再通過電子掃描播出。採用這種方法的一個最大的缺陷，是無法進行電視節目的實況轉播。另外一種是用攝影機直接把訊號傳播出去。這雖然滿足了那些希望目睹現場情景的觀眾的需要，但是它不能重放。錄影機的出現改變了這種狀況。

1956 年，美國 Ampex 公司推出 VRX-1000 商用錄放影機，被電視行業採用，採用四磁頭錄影系統，以 90 度間隔安裝四個旋轉磁頭，每個磁頭各讀取寫入四分之一的圖像電訊號在 2 英吋寬的磁帶，磁帶儲存來自四個磁頭匯聚電訊號，存在因磁頭不同產生視頻圖像失真且接縫明顯的缺點。後來採用澤崎健一研發的螺旋掃描式磁頭，可以用一個磁頭在磁帶磁軌上無縫記錄影像。

1959 年，日本東芝採用螺旋掃描式磁頭技術加上美國 Ampex 四磁頭錄影系統專利，推出商用磁帶錄放影機，此時電視行業商用錄放影機已統一技術規格，錄影帶可以互換播放。

1972 年，日本索尼公司推出 U-Matic 錄影帶系統規格錄放影機，採用 3／4 英寸盒式磁帶，根本上改變電視節目的製作方法，是世界上第一個專業彩色錄影放映系統使用的盒式磁帶。。

## 現代

現在，電視正在進行著一場革命。

* 電視技術的現狀：當前電視技術的一個最明顯的特徵就是數位化，首先是節目製作數位化，1990 年代末期，英國廣播公司率先在全球建立起了「哥倫布」系統。這個系統使得 BBC 的電視節目儲存、編輯、播出全面實現數位化，即非磁帶化，從而極大地提高了 BBC 的工作效率，節省了製作成本。另外，現在的電視機構正在逐漸淘汰傳統的類比攝影機和錄影帶，取而代之的是數位攝影機和各種新興的記錄載體，這個變革大大改善了影像品質。其次，傳輸技術也多元化起來，除了傳統的無線電波微波傳輸外，現在還有有線電視、衛星電視等傳輸方式。這些新興的傳輸方式有效地減輕了訊號在傳輸過程中必然會產生的衰減現象，保證了較好的接收品質。最後是接收技術的數位化變革，影音品質提高和人機互動是數位化廣泛推廣帶來的兩個最大的好處。
* 電視機的現狀：在本世紀的電視機體積比起上世紀來小很多，儘管螢幕大小與體積成正比，而 34 英寸是這種技術所能夠達到的最大極限，這顯然與人們的需求背道而馳。於是，本世紀更多的顯示器技術湧現出來，例如背投影電視、液晶電視、電漿電視、LED 電視等，伴隨著電視製作和傳輸技術數位化，接收裝置數位化也成為了必然，數位電視顯示效果更好，功能也更多，甚至已經可以實現初步的人機互動。電視機的另一個趨勢是智慧化趨勢，即與其他電器的結合，特別是與電腦的結合，這將使得電視更加「聰明」具有更多的功能，從而突破電視的傳統含義（參見「前景」）。
* 電視傳媒，發展飛速，讓人應接不暇，更加迷惑，電視傳媒的兩極化嚴重。諸如 BBC、CNN 等幾家電視機構握有強大的話語權（參見「全球傳播」），專業化程度加強，面對的受眾面更加狹窄。
* 電視新聞中，直播這一廣播技術被頻繁使用，其旨在更加真實地還原新聞事件本身，經典案例：CNN 的波斯灣戰爭報導。

## 前景

* 電視節目製作的前進方向有兩個；一個是更加的真實化。即更加真實地還原事件本身。例如，CNN 在新聞事件中大量的直播運用就是其中的一種體現。另一個是更加的戲劇化，例如，與 CNN 相對的福克斯娛樂集團 NEWS 在其節目中就用大量戲劇化的語言來「渲染」美國對伊拉克的戰爭。當然，上述的這兩個方向只是兩種不同的節目製作方向，是歷來有之，只是近來特徵更為突出。而此外的現象還有，節目窄播化、頻道專業化等。
* 同時，在技術越來越先進的今天，電視作為一種工具正在更多地被國家所使用，現在國家實力已不僅僅限於經濟、軍事等這些傳統「硬」實力的範疇，文化等軟實力同樣也要被考慮，因而電視被認為是提升一個國家軟實力的很好工具，目前這種趨勢正在愈演愈烈。
* 電視是一種技術，也是一種文化，其文化層面當面臨著其他新興媒體，如私人的錄影設備或網際網路上的串流媒體和影碟等的挑戰時，影響力必然會像以前的電影、戲劇一樣有所下降。但是電視作為一種技術將會有很大的發展，電視這種技術在未來將更加廣泛地與其他技術結合，從而充分地方便人們的生活，例如最近電視技術和行動通訊技術的結合就使得手機電視的提供率先在挪威成為可能，而另一方面電視台同樣加入其他媒體的發行競爭。而英國廣播公司在幾年前將電視技術和網路結合在一起，將其核心網站 BBCi （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）變成了一個巨大的影像資料庫，使其在互動能力上走在了世界媒體的前列。

## 詞源

1934 年，孫明經在南京中央大學理學院作為楊簡初的助手，研製出中國第一套可攝像、傳輸、接受並播放的電視原理樣機。楊簡初將「電視」確定為 television 在中文的對應名稱。

1939 年，孫明經正式把「電視」列為金陵大學「電影工程」課的第十三部，「電視」正式成為中國大學課程。

## 電視技術

### 節目製作

電視節目製作就是對聲音、圖像素材及有關文字資料進行形式和內容上的加工處理以最終形成電視節目的過程。

### 電視訊號傳輸種類

按訊號類型分類：

* 類比電視
* 數位電視
* 無線電視
* 有線電視
* 衛星電視
* 手機電視
* 網路電視

### 電視機種類

**按還原色彩分類：**

* 黑白電視機
* 彩色電視機

**按觀看角度分類：**

* 直視式電視機
* 投影式電視機

**按成像原理分類：**

* 陰極射線管顯示器（CRT）
* 液晶顯示器（LCD）
* 電漿顯示器（PDP）
* 數字光處理顯示器（DLP）
* 發光二極體顯示器（OLED）

**按顯示畫面的寬高比例：**

* 4:3
* 16:9
* 16:10
* 21:9

「註：還有一種不太科學的方式，分為大螢幕，小螢幕和微顯方式。在微顯中的器材包括頭盔式顯示器中的微型超高解析度 LCD，也包括巨大的 DLP 投影牆中的 DLP 顯示晶片。」

## 電視節目

### 世界電視發展現狀

眾所周知，電視技術的提高和電視節目的製作是需要很大投入的。因此，一個國家電視行業發達和電視製作水平高低一般來說是和這個國家經濟水平成正比的。目前最早擁有電視的國家為美國，最後一個引進電視的國家則是位於非洲的波札那。

#### 亞洲及太平洋地區的電視現狀

##### 遠東地區及太平洋地區

* 中國大陸：中華人民共和國電視廣播
* 香港：香港電視廣播
* 澳門：澳門電視廣播
* 臺灣：臺灣電視史
* 日本：日本電視廣播
* 南韓：

##### 中東及近東地區

#### 歐洲的電視現狀

#### 非洲的電視現狀

#### 美洲的電視現狀

##### 美國

##### 加拿大

##### 墨西哥及加勒比地區

墨西哥商業電視台特萊維薩（TELEVISA）在中國取得較大的進展。除建立辦公室、銷售節目外，與湖南衛視進行 FORMAT 交易，共同製作了《醜女無敵》一劇，於 2008 年 9 月 28 日在湖南衛視首播，第一季收視高居中國電視榜首。。

##### 南美洲

## 參看

* 電視台列表
* 遙控器
* 隨選視訊
* DirecTV

## 外部連結

* 電視機的發展史 - 泉州綜合實踐活動資源網

## 參考文獻