Введение

Технология передачи цветного телевидения (американский английский) или цветного телевидения (британский английский) — это технология передачи, включающая информацию о цвете для изображения, благодаря чему видеоизображение может отображаться в цвете на телевизоре. Она улучшает технологию монохромного или черно-белого телевидения, которая отображает изображение в оттенках серого (в градациях серого). Телевизионные станции и сети в большинстве стран мира перешли от черно-белого к цветному вещанию в период с 1960-х по 1980-е годы. Изобретение стандартов цветного телевидения стало важной частью истории и технологии телевидения. Передача цветных изображений с использованием механических сканеров была задумана еще в 1880-х годах. В 1928 году Джон Логи Бэрд продемонстрировал цветное телевидение с механическим сканированием, но его ограничения были очевидны уже тогда. Развитие электронного сканирования и отображения позволило создать практичную систему. Стандарты монохромной передачи были разработаны до Второй мировой войны, но развитие гражданской электроники было приостановлено на большую часть периода войны. В августе 1944 года Бэрд продемонстрировал первый в мире практичный полностью электронный цветной телевизионный дисплей. В Соединенных Штатах были разработаны конкурирующие стандарты цветного телевидения, что в итоге привело к созданию стандарта NTSC, который был совместим с предыдущей монохромной системой. Хотя стандарт NTSC был принят в 1953 году и вскоре появилась ограниченная программа вещания, цветные телевизоры в Северной Америке стали продаваться лучше черно-белых только в начале 1970-х годов. В Европе стандартизация цветного вещания на форматах PAL и SECAM произошла в 1960-х годах. Вещатели начали переходить от аналоговой цветной телевизионной технологии к цифровому телевидению с более высоким разрешением примерно в 2006 году; точная дата варьируется в зависимости от страны. Хотя переход завершен во многих странах, аналоговое телевидение по-прежнему используется в некоторых из них.

Разработка

Система обнаружения в человеческом глазу, расположенная в сетчатке, состоит главным образом из двух типов светочувствительных клеток: палочек, которые воспринимают свет, темноту и формы, и колбочек, которые отвечают за восприятие цвета. Типичная сетчатка содержит 120 миллионов палочек и от 4,5 до 6 миллионов колбочек, разделенных на три типа, каждый из которых имеет свой характерный спектр чувствительности к различным длинам волн видимого света. Это означает, что глаз обладает гораздо большим разрешением по яркости, или "люминисценции", чем по цвету. Однако, последующая обработка информации зрительным нервом и другими частями зрительной системы человека объединяет данные, полученные от палочек и колбочек, для воссоздания цветного изображения с кажущимся высоким разрешением. Пропускная способность глаза к остальной части зрительной системы ограничена и оценивается почти в 8 Мбит/с. Это проявляется различными способами, но наиболее важным для создания движущихся изображений является эффект, при котором серия неподвижных изображений, отображаемых с высокой скоростью, воспринимается как непрерывное плавное движение. Эта иллюзия начинает работать примерно при 16 кадрах в секунду, а в традиционных кинофильмах используется 24 кадра в секунду. Телевидение, использующее электроэнергию из сети, исторически синхронизировало свою частоту, чтобы избежать помех от переменного тока. В Северной Америке, некоторых странах Центральной и Южной Америки, на Тайване, в Корее, части Японии, на Филиппинах и в нескольких других странах эта частота составляла 60 видеополей в секунду, что соответствовало частоте электросети в 60 Гц, в то время как в большинстве других стран использовалось 50 полей в секунду, синхронизированных с частотой 50 Гц. Цветовая система NTSC изменила частоту с 60 полей в секунду (для черно-белого изображения) до 59,94 поля в секунду, чтобы упростить цветовую схему; телевизоры 1950-х годов достигли достаточной зрелости, чтобы несоответствие между частотой питания и частотой кадров больше не имело значения. Современные телевизоры могут поддерживать различные частоты кадров (50, 59,94 или 60, как с разложением по строкам, так и с прогрессивным сканированием), работая от источников питания с разными частотами (часто рабочий диапазон указывается как 48–62 Гц). В своей простейшей форме, цветное вещание может быть реализовано путем передачи трех монохромных изображений, каждое из которых соответствует одному из основных цветов: красному, зеленому и синему (RGB). При отображении вместе или в быстрой последовательности эти изображения смешиваются, создавая полноцветное изображение, воспринимаемое зрителем. Чтобы избежать мерцания изображения, частота обновления всех трех изображений должна быть выше критического порога и, как правило, соответствовать частоте обновления одного черно-белого изображения. Это потребовало бы передачи в три раза большего количества изображений за то же время, что значительно увеличило бы необходимую полосу пропускания радиоканала и, соответственно, требуемый радиоспектр. Первоначальные планы по цветному телевидению в США предусматривали переход от очень высоких частот (VHF) к ультравысоким частотам (UHF) для расширения доступного спектра. Одной из главных технических задач при внедрении цветного телевидения было стремление к экономии полосы пропускания. В Соединенных Штатах, после обширных исследований, Национальный комитет телевизионных систем одобрил полностью электронную систему, разработанную RCA, которая кодировала цветовую информацию отдельно от информации о яркости и значительно снижала разрешение цветовой информации для экономии полосы пропускания. Изображение яркости оставалось совместимым с существующими черно-белыми телевизорами, хотя и с несколько сниженным разрешением, в то время как телевизоры, способные воспроизводить цвет, могли декодировать дополнительную информацию из сигнала и создавать цветное изображение с ограниченным разрешением. Высокоразрешающее черно-белое и низкоразрешающее цветное изображения, объединяясь в глазу, создают иллюзию цветного изображения с высоким разрешением. Стандарт NTSC представляет собой значительное техническое достижение.

Ранние телепередачи

Эксперименты с факсимильными системами передачи изображений, использовавшими радиовещание для передачи изображений, относятся к XIX веку. Однако практичным телевидение стало лишь в XX веке благодаря прогрессу в электронике и светочувствительных детекторах. Ключевой проблемой была необходимость преобразования двухмерного изображения в одномерный радиосигнал; для этого требовалось сканирование изображения. Ранние системы обычно использовали устройство, известное как диск Нипкова – вращающийся диск с рядом отверстий, благодаря которому пятно сканировало изображение построчно. Фотодетектор, расположенный за диском, фиксировал яркость изображения в каждой точке, которая преобразовывалась в радиосигнал и транслировалась. На стороне приемника использовался аналогичный диск, но с источником света за ним вместо детектора. В 1920-х годах экспериментально применялось множество подобных механических телевизионных систем. Наиболее известной была система Джона Логи Бэрда, которая на протяжении нескольких лет использовалась для регулярного публичного вещания в Великобритании. Фактически, система Бэрда была продемонстрирована членам Королевского института в Лондоне в 1926 году, что обычно считается первой демонстрацией работоспособной телевизионной системы. Несмотря на эти ранние успехи, все механические телевизионные системы имели ряд серьезных недостатков. Механический привод затруднял обеспечение идеальной синхронизации передающего и принимающего дисков, а любые отклонения могли приводить к существенным искажениям изображения. Другой проблемой было то, что изображение сканировалось на небольшой, приблизительно прямоугольной области поверхности диска, поэтому для больших дисплеев с высоким разрешением требовались все более громоздкие диски и меньшие отверстия, создававшие все более тусклое изображение. Вращающиеся барабаны с небольшими зеркалами, установленными под прогрессивно увеличивающимися углами, оказались более практичными, чем диски Нипкова, для механического сканирования с высоким разрешением, позволяя получать изображения с 240 и более строк. Однако такие деликатные и высокоточные оптические компоненты не подходили для коммерческого использования в домашних приемниках. Ряд разработчиков понимали, что полностью электронная система сканирования будет превосходить механическую, и что сканирование можно реализовать в вакуумной лампе с помощью электростатических или магнитных средств. Превращение этой концепции в работоспособную систему потребовало многолетних разработок и нескольких независимых достижений. Ключевыми стали электронная система сканирования Фило Фарнсворта и иконоскоп Владимира Зворикина. Иконоскоп, основанный на ранних патентах Кальмана Тиханьи, превзошел систему Фарнсворта. С использованием этих систем BBC начала регулярные черно-белые телевизионные трансляции в 1936 году, но они были приостановлены с началом Второй мировой войны в 1939 году. За это время были проданы тысячи телевизоров. Приемники, разработанные для этой программы, особенно от Pye Ltd., сыграли важную роль в разработке радиолокационных систем. К 22 марта 1935 года с телестанции Пауля Нипкова в Берлине вещались 180-строчные черно-белые телевизионные программы. В 1936 году, под руководством министра просвещения и пропаганды Йозефа Геббельса, прямые трансляции с пятнадцати передвижных телестанций с Олимпийских игр в Берлине осуществлялись в специально оборудованные небольшие телевизионные залы (Fernsehstuben) в Берлине и Гамбурге. В 1941 году на первых заседаниях NTSC был разработан единый стандарт для американского вещания. Регулярные телевизионные трансляции в США начались в послевоенный период, и к 1950 году в Соединенных Штатах насчитывалось 6 миллионов телевизоров.

Цвет полностью механический

Основная идея использования трех монохромных изображений для получения цветного изображения была предметом экспериментов почти сразу же после создания первых черно-белых телевизоров. Одной из самых ранних опубликованных предложений по телевидению была система цветного телевидения, предложенная Морисом Ле Бланком в 1880 году, включающая первые упоминания в литературе о телевидении о сканировании строк и кадров, хотя он не предоставил никаких практических деталей. Польский изобретатель Ян Щепаник запатентовал систему цветного телевидения в 1897 году, используя фотоэлектрическую ячейку из селена в передатчике и электромагнит, управляющий колеблющимся зеркалом и подвижной призмой в приемнике. Однако его система не содержала средств анализа цветового спектра на передающей стороне и не могла бы работать так, как он описывал. Армянский изобретатель Ованес Адамян также экспериментировал с цветным телевидением еще в 1907 году. Он заявил о создании первого проекта цветного телевидения и запатентовал его в Германии 31 марта 1908 года (патент № 197183), затем в Великобритании 1 апреля 1908 года (патент № 7219), во Франции (патент № 390326) и в России в 1910 году (патент № 17912). Вскоре после практической демонстрации черно-белого телевидения, 3 июля 1928 года, Бэрд продемонстрировал первую в мире цветную передачу. В ней использовались сканирующие диски на передающем и принимающем концах с тремя спиралями отверстий, каждая спираль с фильтрами разных основных цветов, а также три источника света на принимающем конце, управляемые сигналом, с коммутатором для поочередного включения. Демонстрация была посвящена молодой девушке в шляпах разных цветов. Эта девушка, Ноэль Гордон, позже стала актрисой в телесериале "Перекресток". 4 февраля 1938 года Бэрд также осуществил первую в мире цветную трансляцию, отправив механически сканированное изображение с 120 строками из студии Бэрда в Кристалл-Паласе на экран проектора в лондонском театре Доминион. Механически сканируемое цветное телевидение также было продемонстрировано Bell Laboratories в июне 1929 года с использованием трех полных систем, состоящих из фотоэлектрических элементов, усилителей, газоразрядных ламп и цветных фильтров, а также ряда зеркал для наложения красного, зеленого и синего изображений в одно полноцветное изображение.

Гибридные системы

Как и в случае с черно-белым телевидением, электронные средства сканирования были бы предпочтительнее механических систем, подобных системе Бэрда. Очевидным решением на передающей стороне было бы использование трех обычных иконоскопов с цветными фильтрами перед ними для получения RGB-сигнала. Использование трех отдельных трубок, каждая из которых смотрела на одну и ту же сцену, привело бы к небольшим различиям в параллаксе между кадрами, поэтому на практике использовалась одна линза с системой зеркал или призм для разделения цветов для отдельных трубок. Каждая трубка захватывала полный кадр, и сигнал преобразовывался в радиосигнал, по сути, идентичным существующим черно-белым системам. Проблема этого подхода заключалась в отсутствии простого способа рекомбинировать изображения на приемной стороне. Если бы каждое изображение передавалось одновременно на разных частотах, изображения пришлось бы каким-то образом "накладывать" друг на друга на дисплее в реальном времени. Самый простой способ сделать это – инвертировать систему, используемую в камере: расположить три отдельных черно-белых дисплея за цветными фильтрами, а затем оптически объединить их изображения с помощью зеркал или призм на подходящий экран, например, матовое стекло. RCA построила такую систему, чтобы продемонстрировать первое электронно-сканированное цветное телевидение 5 февраля 1940 года, показав ее в частном порядке членам Федеральной комиссии по связи США на заводе RCA в Камдене, штат Нью-Джерси. Однако эта система страдала от двух проблем: стоимость была как минимум в три раза выше, чем у обычного черно-белого телевизора, а также изображения были очень тусклыми из-за относительно низкой яркости излучения трубок того времени. Однако системы проекции этого типа стали распространенными десятилетия спустя с улучшением технологий. Другим решением было бы использование одного экрана, но разбиение его на узор из близко расположенных цветных люминофоров вместо равномерного покрытия белым. Для этого потребовалось бы использовать три приемника, каждый из которых направлял свой выход на отдельный электронный луч, нацеленный на свой цветной люминофор. Однако это решение было непрактичным. Электронные лучи, используемые в монохромных телевизорах, имели ограниченное разрешение, и для сохранения разрешения существующих монохромных дисплеев лучи должны были бы фокусироваться на отдельных точках в три раза меньшего размера. Это было за пределами возможностей технологий того времени. Вместо этого было разработано несколько гибридных решений, сочетающих обычный монохромный дисплей с цветным диском или зеркалом. В этих системах три цветных изображения передавались одно за другим, либо в виде полных кадров в "последовательной цветовой системе с разверткой по полю", либо для каждой строки в "последовательной цветовой системе с разверткой по строке". В обоих случаях перед дисплеем вращался цветной фильтр, синхронизированный с передачей. Поскольку три отдельных изображения передавались последовательно, при использовании существующих стандартов радиосигнализации для монохромного изображения частота обновления была бы всего 20 полей или 10 кадров в секунду, что привело бы к заметному мерцанию. Чтобы избежать этого, эти системы значительно увеличивали частоту кадров, что делало сигнал несовместимым с существующими монохромными стандартами. Первым практическим примером такой системы снова стал Джон Логи Бэрд. В 1940 году он публично продемонстрировал цветное телевидение, сочетающее традиционный черно-белый дисплей с вращающимся цветным диском. Это устройство было очень громоздким, но позже было улучшено зеркалом, складывающим световой путь в полностью практичное устройство, напоминающее большую обычную консоль. Однако Бэрд не был доволен конструкцией и еще в 1944 году заявил британскому правительственному комитету, что полностью электронное устройство было бы лучше. В 1939 году венгерский инженер Петер Карл Гольдмарк представил электромеханическую систему, содержащую датчик иконоскопа, работая в CBS. Система последовательного цвета поля CBS была частично механической, с диском из красных, синих и зеленых фильтров, вращающимся внутри телевизионной камеры со скоростью 1200 об/мин, и аналогичным диском, вращающимся синхронно перед катодной трубкой внутри приемника. Система была впервые продемонстрирована Федеральной комиссии по связи (FCC) 29 августа 1940 года, а прессе – 4 сентября. CBS начала экспериментальные полевые испытания цветного вещания с использованием кинопленки еще 28 августа 1940 года, а с использованием живых камер – 12 ноября. NBC (принадлежащая RCA) провела свое первое полевое испытание цветного телевидения 20 февраля 1941 года. CBS начала ежедневные полевые испытания цветного вещания 1 июня 1941 года. Эти цветные системы были несовместимы с существующими черно-белыми телевизорами, и поскольку в то время цветные телевизоры не были доступны для публики, просмотр полевых испытаний был ограничен инженерами RCA и CBS, а также приглашенной прессой. Совет по военному производству приостановил производство телевизионного и радиооборудования для гражданского использования с 22 апреля 1942 года по 20 августа 1945 года, что ограничило любые возможности представить цветное телевидение широкой публике.

Полностью электронный

Еще в 1940 году Бэрд начал работу над полностью электронной системой, которую он назвал "Телехром". Ранние устройства "Телехром" использовали два электронных пушки, направленных на противоположные стороны фосфорного экрана. Фосфор был нанесен таким образом, что электроны из пушек попадали только на одну сторону рисунка или другую. Используя циановый и пурпурный фосфоры, можно было получить достаточно ограниченное цветное изображение. Демонстрация Бэрда 16 августа 1944 года стала первым примером практичной цветной телевизионной системы. Работа над "Телехромом" продолжалась, и были разработаны планы по созданию трехпушечной версии для получения полноценного цветного изображения. Однако преждевременная смерть Бэрда в 1946 году положила конец разработке системы "Телехром". Схожие концепции были распространены в 1940-х и 1950-х годах, различаясь главным образом способом комбинирования цветов, генерируемых тремя пушками. Трубка Гира была аналогична концепции Бэрда, но использовала небольшие пирамиды с фосфорами, нанесенными на их внешние грани, вместо трехмерного рисунка Бэрда на плоской поверхности. "Пенетрон" использовал три слоя фосфора, расположенных друг над другом, и увеличивал мощность луча для достижения верхних слоев при отрисовке соответствующих цветов. "Хроматрон" использовал набор фокусирующих проводов для выбора цветных фосфоров, расположенных вертикальными полосами на трубке.

Цвет FCC

В послевоенное время Федеральная комиссия по связи (FCC) была завалена запросами на создание новых телевизионных станций. Опасаясь перегрузки ограниченного числа доступных каналов, FCC в 1948 году ввела мораторий на выдачу новых лицензий, пока рассматривала проблему. Решение было найдено быстро: стремительное развитие радиоэлектроники во время войны открыло широкую полосу высоких частот для практического использования, и FCC выделила значительную часть этих новых UHF-диапазонов для телевизионного вещания. В то время цветное телевидение в США находилось в зачаточном состоянии, и FCC начала искать способы использования этой вновь доступной полосы пропускания для цветных передач. Поскольку существующие телевизоры не могли принимать сигналы с этих станций, разработчики могли выбрать несовместимую систему и позволить старым каналам VHF постепенно устареть. В 1948 году FCC призвала к техническим демонстрациям систем цветного телевидения и создала Объединенный технический консультативный комитет (JTAC) для их изучения. CBS продемонстрировала усовершенствованные версии своей первоначальной конструкции, теперь использующей один канал шириной 6 МГц (как и существующие черно-белые сигналы) со скоростью 144 поля в секунду и разрешением 405 строк. Color Television Inc. (CTI) продемонстрировала свою систему последовательного разложения по линиям, а Philco – систему последовательного разложения по точкам, основанную на технологии "Apple" с использованием лучевой индексной трубки. Из всех представленных систем, система CBS была наиболее разработана и выигрывала в сравнительных тестах каждый раз. Во время заседаний было широко известно в отрасли, что RCA разрабатывает систему последовательного разложения по точкам, совместимую с существующим черно-белым вещанием, но RCA отказалась демонстрировать ее во время первой серии встреч. Незадолго до того, как JTAC представил свои выводы, 25 августа 1949 года, RCA прервала молчание и представила свою систему. JTAC все же рекомендовал систему CBS, и после разрешения судебного иска, поданного RCA, цветное вещание с использованием системы CBS началось 25 июня 1951 года. К этому моменту рынок значительно изменился: когда вопрос о цветном телевидении впервые рассматривался в 1948 году, в США было менее миллиона телевизоров, но к 1951 году их число превысило 10 миллионов. Идея о том, что полоса VHF может "умереть", больше не была реалистичной. В ходе своей кампании по получению одобрения FCC, CBS провела первые публичные демонстрации цветного телевидения, ежедневно показывая час цветных программ с понедельника по субботу, начиная с 12 января 1950 года и в течение всего месяца, на станции WOIC в Вашингтоне, округ Колумбия, где программы можно было смотреть на восьми 16-дюймовых цветных приемниках в общественном здании. В связи с высоким общественным спросом трансляции были возобновлены 13–21 февраля с добавлением нескольких вечерних программ. CBS начала ограниченный график цветных трансляций с нью-йоркской станции WCBS TV с понедельника по субботу, начиная с 14 ноября 1950 года, предоставив в распоряжение зрителей десять цветных приемников. Все передачи осуществлялись с помощью единственной цветной камеры, которой владела CBS. Нью-йоркские трансляции были расширены с помощью коаксиального кабеля на станцию WCAU в Филадельфии, начиная с 13 декабря, и в Чикаго 10 января, что сделало их первыми сетевыми цветными трансляциями. После серии слушаний, начавшихся в сентябре 1949 года, FCC признала системы RCA и CTI несовершенными с технической точки зрения, с неточной цветопередачей и дорогостоящим оборудованием, и поэтому 11 октября 1950 года официально одобрила систему CBS в качестве стандарта цветного вещания в США. Неудачный иск RCA задержал первую коммерческую сетевую трансляцию в цвете до 25 июня 1951 года, когда музыкальный развлекательный спецвыпуск под названием "Premiere" был показан в сети пяти восточнобережных филиалов CBS. Просмотр был снова ограничен: программу нельзя было смотреть на черно-белых телевизорах, и, по оценкам Variety, в районе Нью-Йорка было доступно всего тридцать прототипов цветных приемников. Регулярные цветные трансляции начались в ту же неделю с дневных сериалов "The World Is Yours" и "Modern Homemakers". Хотя график цветного вещания CBS постепенно расширился до двенадцати часов в неделю (но никогда не включал прайм-тайм), а цветная сеть расширилась до одиннадцати филиалов, простираясь до Чикаго, ее коммерческий успех был обречен из-за нехватки цветных приемников, необходимых для просмотра программ, отказа производителей телевизоров от создания адаптеров для существующих черно-белых телевизоров и нежелания рекламодателей спонсировать трансляции, которые практически никто не видел. CBS приобрела производителя телевизоров в апреле, и в сентябре 1951 года началось производство единственной модели цветного телевизора CBS Columbia, первые экземпляры которой поступили в розничные магазины 28 сентября. Однако было слишком поздно. Было отгружено всего 200 телевизоров, и продано всего 100, когда CBS прекратила производство своей системы цветного телевидения 20 октября 1951 года, якобы по запросу Национального производственного управления на время Корейской войны, и выкупила все цветные телевизоры CBS, которые смогла, чтобы избежать судебных исков от разочарованных покупателей. Председатель RCA Дэвид Сарнофф позже заявил, что приказ NPA был результатом "искусственно созданной ситуации одной компанией для решения собственных сложных проблем", поскольку CBS потерпела неудачу в своем цветном проекте.

Совместимый цвет

В то время как FCC проводила свои заседания JTAC, велась разработка ряда систем, обеспечивающих истинно одновременную цветную трансляцию, так называемых "точечных последовательных цветовых систем". В отличие от гибридных систем, в точечных последовательных телевизорах использовался сигнал, очень похожий на существующие черно-белые передачи, при этом интенсивность каждой точки на экране передавалась последовательно. В 1938 году Жорж Валенси продемонстрировал схему кодирования, позволявшую кодировать цветные передачи так, чтобы их можно было принимать на существующих черно-белых телевизорах. В его системе выходные сигналы трех электронно-лучевых трубок объединялись для получения единого значения "яркости", которое было очень похоже на монохромный сигнал и могло транслироваться на существующих частотах VHF. Цветовая информация кодировалась в отдельном сигнале "хроматичности", состоящем из двух отдельных сигналов: исходного синего сигнала минус яркость (B'–Y') и красной яркости (R'–Y'). Эти сигналы могли затем транслироваться отдельно на разных частотах: монохромный телевизор принимал только сигнал яркости в полосе VHF, а цветные телевизоры – как сигнал яркости, так и сигнал хроматичности на двух разных частотах, применяя обратное преобразование для восстановления исходного RGB-сигнала. Недостатком этого подхода было значительное увеличение требуемой полосы пропускания, чего FCC стремилась избежать. RCA использовала концепцию Валенси в качестве основы для всех своих разработок, считая её единственным правильным решением проблемы вещания. Однако ранние модели RCA, использующие зеркала и другие проекционные системы, страдали от проблем с качеством изображения и цветопередачей и уступали гибридной системе CBS. Но решения этих проблем находились в разработке, и RCA, в частности, инвестировала огромные средства (позже оцененные в 100 миллионов долларов) в разработку работоспособной точечной последовательной трубки. RCA опередила трубка Гира, которая использовала три черно-белые трубки, направленные на разные грани цветных пирамид, для создания цветного изображения. К числу всех электронных систем относились Chromatron, Penetron и индексная трубка, разрабатываемые различными компаниями. Изучая все эти варианты, команды RCA быстро сосредоточились на системе с теневой маской. В июле 1938 года Вернер Флехсиг (1900–1981) запатентовал цветной телевизор с теневой маской в Германии, а в 1939 году продемонстрировал его на Международной радиовыставке в Берлине. Большинство современных цветных телевизоров на ЭЛТ основаны на этой технологии. Его решение проблемы фокусировки электронных пучков на крошечных цветных точках было основано на грубой силе: металлический лист с отверстиями позволял лучам достигать экрана только при правильном выравнивании над точками. Три отдельных пушки были направлены на отверстия под немного разными углами, и когда их лучи проходили через отверстия, углы заставляли их снова расходиться и попадать на отдельные точки на задней стороне экрана на небольшом расстоянии. Недостатком этого подхода было то, что маска отсекала подавляющее большинство энергии луча, позволяя ему достигать экрана только 15% времени, что требовало значительного увеличения мощности луча для получения приемлемой яркости изображения. Первой публичной сетевой демонстрацией программы с использованием системы "совместимого цвета" стал эпизод Кукла, Фрэн и Олли на NBC 10 октября 1949 года, который можно было увидеть в цвете только в FCC. Она не получила одобрения FCC. Несмотря на эти проблемы как в системах вещания, так и в системах отображения, RCA продолжала разработки и к 1950 году была готова к новой попытке утверждения стандартов.

Второй NTSC

Возможность создания совместимой системы цветного вещания была настолько привлекательной, что NTSC принял решение о переформировании и начал вторую серию совещаний в январе 1950 года. FCC, недавно выбрав систему CBS, резко воспротивился усилиям NTSC. Один из комиссаров FCC, Р. Ф. Джонс, зашел настолько далеко, что заявил, будто инженеры, выступающие в поддержку совместимой системы, «участвуют в заговоре против общественных интересов». В отличие от подхода FCC, при котором стандарт просто выбирался из предложенных вариантов, NTSC создал комитет, который должен был активно участвовать в разработке. Задолго до того, как цветное вещание CBS появилось в эфире, телевизионная индустрия США, представленная Национальным комитетом телевизионных систем, в 1950–1953 годах работала над созданием цветной системы, совместимой с существующими черно-белыми телевизорами и соответствующей стандартам качества FCC, при этом RCA занималась разработкой аппаратной части. RCA впервые публично продемонстрировала полевые испытания системы цветного вещания на основе последовательного сканирования точек на своей нью-йоркской станции WNBT в июле 1951 года. Когда CBS в марте 1953 года заявил перед Конгрессом об отказе от дальнейшей разработки собственной цветной системы, Национальное управление по производству сняло запрет на производство цветных телевизионных приемников, и NTSC получил возможность подать свою петицию на утверждение в FCC в июле 1953 года, которое было получено 17 декабря. Первой публичной сетевой демонстрацией программы, использующей систему NTSC «совместимого цвета», стал эпизод шоу Кукла, Фрэн и Олли на канале NBC 30 августа 1953 года, хотя цветное изображение было доступно только в штаб-квартире телесети. Первым сетевым телевещанием в цвете NTSC стала постановка оперы «Кармен» 31 октября 1953 года.

Канада

Цветные трансляции из Соединенных Штатов были доступны для канадских населенных пунктов, расположенных вблизи границы, с середины 1950-х годов. К моменту официального внедрения NTSC-цветного вещания в Канаде в 1966 году, менее одного процента канадских домохозяйств имело цветной телевизор. Франкоязычная служба CBC, Радио Канада, вещала цветные программы в своей телевизионной сети по 15 часов в неделю в 1968 году. Полноценное цветное вещание началось на CBC в 1974 году, а другие частные вещательные компании страны перешли на него к концу 1970-х годов.

Мексика

Гильермо Гонсалес Камарена самостоятельно изобрел и разработал полевую последовательную трехцветную дисковую систему в Мексике в конце 1930-х годов, на которую он подал заявку на патент в Мексике 19 августа 1940 года и в Соединенных Штатах в 1941 году. Гонсалес Камарена производил свою цветную телевизионную систему в своей лаборатории Gon Cam для мексиканского рынка и экспортировал ее в Колумбийский колледж Чикаго, который считал ее лучшей системой в мире. Голдмарк на самом деле подал заявку на патент на ту же полевую последовательную трехцветную систему в США 7 сентября 1940 года. Благодаря своей простоте, NASA использовало модифицированную версию системы в своей миссии "Вояджер" в 1979 году для получения фотографий и видео Юпитера.

Соединенные Штаты

Хотя все электронные цвета были внедрены в США в 1953 году, высокие цены и дефицит цветного вещания значительно замедлили его распространение на рынке. Первая национальная цветная трансляция (Парад роз 1954 года) состоялась 1 января 1954 года, но в течение следующих двенадцати лет большинство сетевых трансляций и почти все местные программы продолжали выходить в черно-белом формате. В 1956 году шоу Перри Комо на NBC стало первым телесериалом, в котором большинство эпизодов были представлены в цвете. Телевизионная постановка мюзикла Роджерса и Хаммерштейна «Золушка» была показана в прямом эфире в цвете 31 марта 1957 года. Это был их единственный мюзикл, написанный специально для телевидения, и собрал рекордную аудиторию в 107 миллионов зрителей за один вечер. Шоу CBS «The Big Record» с участием поп-вокалистки Пэтти Пейдж в 1957–1958 годах стало первым телевизионным шоу, транслировавшимся в цвете в течение всего сезона. Производственные затраты на эти шоу были выше, чем на большинство фильмов того времени, не только из-за звезд, участвовавших в мюзикле и часовом варьете, но и из-за чрезвычайно интенсивного освещения и электроники, необходимой для новых камер RCA TK 41 – первых практичных цветных телевизионных камер. Лишь в середине 1960-х годов цветные телевизоры начали продаваться в больших количествах, отчасти благодаря переходу на цветное вещание в 1965 году, когда было объявлено, что более половины всех сетевых программ в прайм-тайм будут транслироваться в цвете осенью. Первый полностью цветной сезон в прайм-тайм наступил всего через год. Пионерская цветная трансляция NBC Парад роз 1954 года сопровождалась публичными демонстрациями прототипов цветных приемников от производителей RCA, General Electric, Philco, Raytheon, Hallicrafters, Hoffman, Pacific Mercury и других, которые проводились по всей территории Соединенных Штатов. За два дня до этого компания Admiral продемонстрировала своим дистрибьюторам прототип первой цветной модели Admiral, предназначенной для продажи потребителям по стандарту NTSC, по цене 1175 долларов (1175,0 в 1954 году эквивалентно приблизительно <рассчитанной сумме> в последние годы). Неизвестно, когда начались фактические коммерческие продажи этого приемника. Производство было крайне ограниченным, и никаких объявлений о нем не было опубликовано в нью-йоркских газетах или в Вашингтоне, округ Колумбия. Цветная модель Admiral C1617A стала доступна в районе Чикаго 4 января 1954 года и появилась в различных магазинах по всей стране, в том числе в Мэриленде 6 января 1954 года, Сан-Франциско 14 января 1954 года, Индианаполисе 17 января 1954 года, Питтсбурге 25 января 1954 года и Окленде 26 января 1954 года, а также в других городах впоследствии. Цветная модель Westinghouse H840CK15 (1295 долларов, или 1295,0 в 1954 году эквивалентно приблизительно <рассчитанной сумме> в последние годы) стала доступна в районе Нью-Йорка 28 февраля 1954 года; в первый месяц было продано всего 30 комплектов. Более доступная цветная модель RCA (CT 100) поступила к дилерам в апреле 1954 года. Первым сетевым сериалом в прайм-тайм в цвете стал комедийный сериал NBC «Брак», который транслировался в прямом эфире летом 1954 года. Антологический сериал NBC «Форд Театр» стал первым сетевым сериалом, снятым в цвете, в октябре; однако из-за высокой стоимости первых пятнадцати цветных эпизодов компания Ford распорядилась снять два черно-белых эпизода на каждый цветной. Первым сериалом, полностью снятым в цвете, был ситком NBC «Норби», который длился 13 недель с января по апрель 1955 года и был заменен повторами цветных эпизодов «Форд Театра». Ранние цветные телепередачи можно было сохранить только с помощью черно-белого процесса кинескопа, представленного в 1947 году. Лишь в сентябре 1956 года NBC начала использовать цветную пленку для отсрочки и сохранения некоторых своих прямых цветных телепередач. В 1958 году компания Ampex представила цветной видеомагнитофон, который NBC использовала для записи «Вечер с Фредом Астером» – старейшей сохранившейся цветной сетевой видеокассеты. Эта система также использовалась для демонстрации цветного телевидения прессе. 22 мая 1958 года президент Дуайт Эйзенхауэр посетил студии WRC TV NBC в Вашингтоне и выступил с речью, восхваляя достоинства новой технологии. Его речь была записана в цвете, и копия этой видеокассеты была передана в Библиотеку Конгресса для потомков. Синдицированный фильм «The Cisco Kid» снимался в цвете с 1949 года в предвидении цветного вещания. В 1950-х годах несколько других синдицированных шоу снимали эпизоды в цвете, в том числе «The Lone Ranger», «My Friend Flicka» и «Adventures of Superman». Первые из них транслировались на некоторых станциях, оснащенных для цветного вещания, задолго до того, как NBC начала свои регулярные еженедельные цветные драмы в 1959 году, начиная с вестерна «Bonanza». Компания NBC была в авангарде цветного программирования, поскольку ее материнская компания RCA производила самую успешную линейку цветных телевизоров в 1950-х годах и в конце августа 1956 года объявила, что по сравнению с 1955–56 годами (когда только три из ее регулярно запланированных программ транслировались в цвете) в сезоне 1956–57 будет представлено 17 серий в цвете. К 1959 году RCA осталась единственным крупным производителем цветных телевизоров, поскольку конкуренты прекратили выпуск моделей, использующих электронно-лучевые трубки RCA, из-за низких продаж, работая над собственными улучшенными конструкциями трубок. CBS и ABC, не связанные с производителями телевизоров и не желающие продвигать продукцию своих конкурентов, гораздо медленнее переходили на цветное вещание. CBS транслировала цветные специальные выпуски и иногда показывала свои большие еженедельные варьете в цвете, но не предлагала регулярное цветное программирование до осени 1965 года. По крайней мере, одно шоу CBS, «The Lucy Show», снималось в цвете, начиная с 1963 года, но продолжало транслироваться в черно-белом формате до конца сезона 1964–65 годов. ABC отложила свои первые цветные программы до 1962 года, но изначально это были только трансляции мультфильмов «The Flintstones», «The Jetsons» и «Beany and Cecil». Сеть DuMont, хотя и имела материнскую компанию, производящую телевизоры, к 1954 году находилась в финансовом упадке и была распущена два года спустя. Единственной известной оригинальной цветной программой, транслировавшейся в сети DuMont, был футбольный матч между старшими классами из Нью-Джерси в 1957 году, через год после прекращения регулярных операций сети. Относительно небольшое количество сетевого цветного программирования в сочетании с высокой стоимостью цветных телевизоров означало, что в конце 1964 года только 3,1% телевизионных домохозяйств в США имели цветной телевизор. Однако к середине 1960-х годов вопрос цветного программирования превратился в рейтинговую войну. Исследование, проведенное American Research Bureau (ARB) в 1965 году, которое показало тенденцию к увеличению продаж цветных телевизоров, убедило NBC в том, что полный переход на цветное вещание принесет рейтинговое преимущество перед двумя ее конкурентами. В результате NBC стала катализатором быстрого расширения цветного вещания, объявив, что ее осенняя программа прайм-тайм 1965 года будет почти полностью в цвете. ABC и CBS последовали этому примеру, и более половины их объединенных программ прайм-тайм также перешли на цвет в этом сезоне, но они все еще неохотно транслировали все свои программы в цвете из-за производственных затрат. Общественные вещательные сети, такие как NET, не использовали цвет для большинства своих программ до 1968 года. Количество проданных в США цветных телевизоров не превысило количество черно-белых продаж до 1972 года, который также стал первым годом, когда более пятидесяти процентов телевизионных домохозяйств в США имели цветной телевизор. В этом же году прекратились объявления «в цвете» перед цветными телевизионными программами, поскольку продажи цветных телевизоров выросли, а цветное программирование стало нормой. Проявив дальновидность, Disney снял многие из своих ранних шоу в цвете, поэтому их можно было повторно показывать на NBC, и поскольку большинство полнометражных фильмов Disney также были сняты в цвете, их также можно было транслировать в этом формате. Чтобы подчеркнуть новую функцию, сериал был переименован в «Walt Disney’s Wonderful World of Color», премьера которого состоялась…

Европа

Первые два цветных телевизионных вещания в Европе были осуществлены в ходе ранних испытаний во Франции (SECAM) между 1963 и 1966 годами, затем официально запущены в октябре 1967 года и британской BBC2 с 1 июля 1967 года, а также западногерманскими каналами Das Erste и ZDF в августе, оба используя систему PAL. За ними в сентябре последовали Нидерланды (PAL). 1 октября 1968 года в Швейцарии была осуществлена первая плановая телевизионная программа в цвете. Дания, Норвегия, Швеция, Финляндия, Австрия, Восточная Германия, Чехословакия и Венгрия начали регулярное цветное вещание примерно в 1969–1970 годах. Национальная телекомпания Ирландии RTÉ начала использовать цвет в 1968 году для записанных программ; первая выездная трансляция, сделанная в цвете для RTÉ Television, состоялась, когда Ирландия принимала конкурс песни Евровидение в Дублине в 1971 году. Система PAL распространилась по большей части Западной Европы. В 1970-х и начале 1980-х годов другие европейские страны ввели цветное телевидение, используя систему PAL; примерами являются Бельгия (1971), Болгария (1971, но полномасштабное внедрение произошло в 1972 году), СФР Югославия (1971), Испания (1972, но полномасштабное внедрение произошло в 1977 году), Исландия (1973, но полномасштабное внедрение произошло в 1976 году), Португалия (1975, но полномасштабное внедрение произошло в 1980 году), Албания (1981), Турция (1981) и Румыния (1983, но полномасштабное внедрение произошло в 1985–1991 годах). В Италии велись дебаты о внедрении национальной системы цветного телевидения ISA, разработанной компанией Indesit, но эта идея была отклонена. В результате, после испытаний во время летних Олимпийских игр 1972 года, Италия стала одной из последних европейских стран, официально принявших систему PAL в сезоне 1976–1977 годов. Франция, Люксембург и большая часть Восточного блока вместе со своими заморскими территориями выбрали SECAM. SECAM был популярным выбором в странах с гористой местностью и странах с большой установленной базой старого монохромного оборудования, которое лучше справлялось с большей устойчивостью сигнала SECAM. Однако для многих стран решение было скорее политическим, чем техническим. Недостатком SECAM для производства является то, что, в отличие от PAL или NTSC, некоторые операции постпродакшна закодированных сигналов SECAM невозможны без значительного снижения качества. Например, простое затемнение до черного тривиально в NTSC и PAL: достаточно просто уменьшить уровень сигнала до нуля. Однако в SECAM сигналы цветовой разности, которые частотно модулированы, сначала необходимо декодировать, например, в RGB, затем применить затемнение до черного, и, наконец, полученный сигнал повторно закодировать в SECAM. Из-за этого большая часть редактирования видео SECAM фактически выполнялась с использованием оборудования PAL, а затем полученный сигнал преобразовывался в SECAM. Другим недостатком SECAM является то, что гребенчатая фильтрация, обеспечивающая лучшее разделение цветов, имеет ограниченное применение в приемниках SECAM. Однако это не было серьезным недостатком в первые дни использования SECAM, поскольку такие фильтры не были широко доступны в высококачественных телевизорах до 1990-х годов. Первые регулярные цветные трансляции в SECAM начались 1 октября 1967 года на Втором канале Франции (ORTF 2e chaîne). Во Франции и Великобритании цветные передачи осуществлялись на 625-линейных частотах UHF, в то время как VHF-диапазон использовался для черно-белого телевидения – 405 строк в Великобритании или 819 строк во Франции – до начала 1980-х годов. В других странах, которые уже осуществляли 625-линейное монохромное вещание на VHF и UHF, просто транслировали цветные программы на тех же каналах. Некоторые британские телевизионные программы, особенно созданные или для ITC Entertainment, снимались на цветную пленку до введения цветного телевидения в Великобритании с целью продажи американским телесетям. Первым британским сериалом, снятым в цвете, был драматический сериал «Приключения сэра Ланселота» (1956–1957), который первоначально снимался в черно-белом, но позже был снят в цвете для продажи сети NBC в Соединенных Штатах. Другие британские цветные телевизионные программы, снятые до введения цветного телевидения в Великобритании, включают Stingray (1964–1965), который, как утверждалось, был первым британским телешоу, снятым полностью в цвете, хотя это утверждение было оспорено Фрэнсисом Кодрилом, который заявил, что его сериал The Stoopendus Adventures of Hank был снят полностью в цвете несколько лет назад; Thunderbirds (1965–1966), The Baron (1966–1967), The Saint (с 1966 по 1969), The Avengers (с 1967 по 1969), Man in a Suitcase (1967–1968), The Prisoner (1967–1968) и Captain Scarlet and the Mysterons (1967–1968). Однако большинство британских сериалов, преимущественно снятых на видеопленку, таких как Doctor Who (1963–89; 2005–настоящее время), начали цветное производство позже, первые цветные эпизоды Doctor Who вышли в эфир в 1970 году (первые четыре, составляющие историю Spearhead from Space, были сняты на пленку из-за забастовки техников, после чего стала использоваться видеопленка). Хотя и незначительно, некоторые британские зрители до сих пор используют черно-белые телевизоры. Количество выданных лицензий на черно-белые телевизоры составило 212 000 в 2000 году и 6586 в 2019 году. Последней страной в Европе, внедрившей цветное телевидение, была Румыния в 1983 году.

Азия и Тихий океан

В Японии NHK и NTV представили цветное телевидение, используя вариант системы NTSC (называемый NTSC J) 10 сентября 1960 года, что сделало Японию первой страной в Азии, внедрившей цветное телевидение. Филиппины (1966) и Тайвань (1969) также приняли систему NTSC. Другие страны региона вместо этого использовали систему PAL, начиная с Австралии (1967, первоначально планировалось на 1972 год, но полномасштабное внедрение произошло в 1975–1978 годах), затем Таиланда (1967–1969; эта страна перешла с 525-строчной NTSC на 625-строчную PAL), Гонконга (1967–1970), Китайской Народной Республики (1970, но полномасштабное внедрение произошло в 1984 году), Новой Зеландии (1973), Северной Кореи (1974), Сингапура (1974), Индонезии (1974, но полномасштабное внедрение произошло в 1979–1982 годах), Пакистана (1976, но полномасштабное внедрение произошло в 1982 году), Казахстана (1977), Вьетнама (1977), Малайзии (1978, но полномасштабное внедрение произошло в 1980 году), Индии (1979, но полномасштабное внедрение произошло в 1982–1986 годах), Бирмы (1980) и Бангладеш (1980). Южная Корея не начала вещание цветного телевидения (с использованием NTSC) до 1980–1981 годов, хотя уже производила цветные телевизоры на экспорт. Последней страной в Азии и в мире, внедрившей цветное телевидение, была Камбоджа в 1986 году.

Ближний Восток

Почти все страны Ближнего Востока используют PAL. Первой страной на Ближнем Востоке, внедрившей цветное телевидение, был Ливан в 1967 году. Иордания, Ирак и Оман последовали за ним в начале 1970-х годов. Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Кувейт, Бахрейн и Катар присоединились к ним в середине 1970-х годов, но Израиль и Кипр продолжали вещание в черно-белом формате до начала 1980-х годов. Израильское телевидение даже подавляло цветные сигналы с помощью устройства под названием "мехикон".

Африка

Первая цветная телевизионная трансляция в Африке началась в 1973 году на танзанийском острове Занзибар с использованием системы PAL. В 1973 году маврикийская MBC также вещала конференцию OCAMM в цвете, используя систему SECAM. В то время в Южной Африке не было телевизионного вещания из-за противодействия режима апартеида, но в 1976 году оно наконец-то было запущено. Нигерия внедрила систему PAL для цветного вещания в 1974 году в штате Плато в центрально-северном регионе страны, в то время как такие страны, как Гана и Зимбабве, продолжали использовать черно-белое телевидение до 1984 года. Сиерра-леонская служба радиовещания (SLBS) начала телевизионное вещание в 1963 году в результате сотрудничества между SLBS и коммерческими организациями; зона покрытия была расширена на все районы в 1978 году, когда служба также была модернизирована до цветного вещания.

Южная Америка

В отличие от большинства других стран Америки, которые приняли стандарт NTSC, Бразилия начала вещание в цвете, используя PAL M, 19 февраля 1972 года. Эквадор стал первой южноамериканской страной, начавшей цветное вещание в стандарте NTSC 5 ноября 1974 года. В 1978 году Аргентина начала международное цветное вещание с использованием PAL B в связи с проведением Чемпионата мира по футболу. Однако внутреннее цветное вещание оставалось черно-белым до 1 мая 1980 года, когда началось регулярное вещание в стандарте PAL N – варианте PAL B, специально разработанном для Аргентины, Уругвая и Парагвая. Также в апреле 1978 года Чили официально приняла цветное телевидение по стандарту NTSC. Это привело к проведению экспериментальных трансляций во время фестиваля Винья-дель-Мар и широкому распространению цветных телевизоров во время Чемпионата мира по футболу 1978 года, за которым последовало благотворительное мероприятие Teletón в декабре того же года. Некоторые другие страны Южной Америки, включая Боливию, Парагвай, Перу и Уругвай [1981], не осуществляли круглосуточное цветное вещание до начала 1980-х годов. Кор Диллен, директор, а затем генеральный директор южноамериканского филиала Philips, был ответственен за внедрение цветного телевидения в Южной Америке.