Vidieť na diaľku

Fotografia je priamočiara technológia. Objektívom prechádza svetlo tvoriace dvojrozmerný obraz, ktorý zachytí dvojrozmerný svetlocitlivý film, prípadne v modernej ére dvojrozmerný digitálny snímač. Dostatočne veľa rýchlo sa striedajúcich fotografií za sebou vytvorí video. Prenos takéhoto videa na diaľku je omnoho komplikovanejšia úloha.

Starý model televízora v retro zariadenej obývačke
Foto Pexels/Tima Miroshnichenko

V analógovej ére fotografie a videa zažívalo toto odvetvie veľký rozmach. V 20. rokoch 20. storočia sa popularite tešili filmové produkcie a návšteva kina bola dôležitou spoločenskou udalosťou. Kópie filmových pásov úspešných filmov putovali z mesta do mesta. Zároveň mal takmer každý doma rádio, kde sa vysielali rôzne žánre programov.
Samozrejme, že sa objavila otázka, akým spôsobom by mohol každý doma sledovať filmy. Najzásadnejším problémom prenosu videa na diaľku je zmena dvojrozmerného obrazu na jednorozmerný elektrický signál a jeho následná opätovná rekonštrukcia na obraz na strane príjemcu.

Synchronizované kyvadlá

Prvé riešenie využilo princípy faxu. Škótsky vynálezca Alexander Bain (1810 – 1877) už v roku 1843 vytvoril nadčasový prístroj na prenos signálu. Vysielač aj prijímač obsahovali zosynchronizované kyvadlá. K vysielaču bola pripevnená kovová platňa, na ktorej bola napísaná správa nevodivým atramentom. Z kyvadla trčala úzka kovová tyč. Jej koniec sa pri pohybe kyvadla pohyboval vpravo-vľavo po kovovej platni, ktorá sa zároveň pomaly posúvala zhora nadol. V momentoch, keď sa kovová tyč dotýkala kovovej platne priamo, sa indukoval elektrický prúd a prenášal sa k prijímaču. Keď sa tyč dotýkala nevodivého atramentu, neprenieslo sa nič.
Na strane prijímača bol špeciálny papier pokrytý chemikáliou, ktorá stmavla, keď sa na ňu aplikoval elektrický prúd. Papier mal rovnaké rozmery a umiestnenie ako kovová platňa na vysielači. Zreplikovala sa tak posielaná správa. A. Bain takto prenášal statické čiernobiele obrázky. Proces bol pomalý a ľahko sa narušil pri nesprávnej synchronizácii kyvadiel. Aj napriek tomu sa Bain považuje za otca televízie, ktorá prišla až takmer o storočie neskôr.

Zosynchronizované kyvadlá obsahujúce vysielač a prijímač
Kyvadlo odosielajúce obrázok písmena Q

Nipkowov kotúč

Proces prechádzania po obraze postupne v horizontálnych líniách, tzv. skenovanie, sa stalo základom prenosu videosignálu. Keď však chceme prenášať video, a nie statické fotografie, rýchlosti skenovania a zobrazovania musia byť podstatne väčšie. Nemecký inžinier Paul Nipkow (1860 – 1940) si v roku 1884 patentoval zariadenie s názvom Nipkowov kotúč. Je to pevný kotúč s postupnými dierkami v tvare špirály, ktorý sa rýchlo otáča. Za kotúčom je umiestnený svetlocitlivý snímač, ktorý tak postupne dostáva informácie o intenzite svetla z toho-ktorého miesta na kotúči, čo je princíp podobný skenovaniu správy A. Baina.
Táto intenzita sa zaznamená a elektrickým signálom prenesie na stranu prijímateľa. Tam rovnaký kotúč otáčkami synchronizovaný s kotúčom odosielateľa vytvorí obraz blikaním svetla v danej intenzite cez kotúč. Obraz bol veľmi limitovaný s malým počtom riadkov a iba ťažko rozpoznateľný. Aj tak sa však niekoľko rokov experimentálne vysielal vo Veľkej Británii a v Amerike. Vedci mali za úlohu proces zdokonaliť a vylepšiť kvalitu. No presvedčili sa o tom, že to nie je možné a v roku 1939 mechanickú televíziu nahradila plne elektrická.

Kotúč s postupnými dierkami v tvare špirály
Nipkowov kotúč – pri otáčaní čierne dierky prechádzali cez vyznačenú oblasť a skenovali obraz
Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 4/2025. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Text a ilustrácie Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave