Битва стандартов: как разделить эфир цветного телевидения. Часть 3

Перед вами финальная часть материала о стандартах цветного телевидения. Здесь мы выясним, как телевидение смотрели в странах Восточного блока, и разберёмся, что делать, если сигнал нужно преобразовать, скажем, из SECAM в PAL. А главное — зачем вообще это нужно.

Цветной занавес

Существует ещё один любопытный миф: будто страны Восточного блока взяли SECAM, чтобы граждане не могли смотреть западное телевидение. Эта версия regularly всплывает то тут, то там, однако документы рассказывают иную историю — более прозаичную и в то же время более занимательную.

Возьмём ГДР: там всё задокументировано с немецкой дотошностью. Ещё в марте 1965 года радиотехнический центр восточногерманского телевидения, как сказано в бумагах, твёрдо и с эмпирическим обоснованием отдавал предпочтение PAL. Студии оснащали под PAL. Инженеры хотели PAL.

Затем, как вспоминал один из них, «буквально за одну ночь» пришло указание Политбюро: ГДР принимает SECAM IIIb. Президиум Совета министров вынес решение 22 декабря 1966 года, а Политбюро утвердило его 31 января 1967-го. В документах названы две причины: следование за Советским Союзом и «политико-дипломатическое повышение статуса» благодаря сотрудничеству с Францией. Слова об «идеологической обороне» там тоже встречаются, но это скорее обёртка, а не суть технической задачи.

А суть вот в чём. Несовместимость цветовых систем не мешает принимать чужой телесигнал, если совпадают число строк, частота полей, разнос звуковой несущей и способ модуляции. Такой сигнал просто отображается чёрно-белым, но со звуком. Французский стандарт с позитивной модуляцией и AM-звуком под это правило не подпадал — и это, кстати, важная деталь.

ГДР же выбрала SECAM в варианте B/G: тот же канал и тот же звук на 5,5 МГц, что и в западногерманском PAL B/G. В итоге западные передачи в Восточном Берлине принимались без всяких доработок — правда, без цвета. Автор исследования с иронией замечает, что из-за такой частичной взаимной совместимости «идеологическая борьба могла вестись лишь в ухудшенном чёрно-белом качестве».

Дальше в дело вступил рынок, пусть и восточный. Первый восточногерманский цветной телевизор Color 20 стоил 3700 марок и работал только с SECAM. Мастера-умельцы устанавливали в него PAL-декодер за 700 марок, нередко собранный из западных модулей, провезённых через границу.

С 1976 года заводы ГДР сами начали оснащать телевизоры двумя декодерами на чехословацких микросхемах Tesla, а к восьмидесятым «Хромат» и «Колормат» с двойным декодированием стали обычным делом. Выходит, государство продавало людям аппараты, на которых можно было смотреть ФРГ в цвете. Вот такой занавес — из фольги.

В остальных соседних странах цвет приходил ровно настолько быстро, насколько позволяли средства, и с теми же советскими кодерами. Венгрия провела первую цветную трансляцию 5 апреля 1969 года, на полгода раньше ГДР, а к регулярному вещанию перешла в 1971-м; импортных цветных телевизоров в стране на старте насчитывалось всего полторы сотни. Польша стартовала 22 июля 1971 года, и первой цветной программой стал моноспектакль по Чехову «О вреде табака». Болгария включила цвет 9 сентября 1972 года, показав праздничную манифестацию, Чехословакия — 9 мая 1973-го. Румыния оказалась единственной в блоке, кто в итоге выбрал PAL, причём уже в восьмидесятые, а Югославия, в блок не входившая, пользовалась PAL с самого начала.

Обратите внимание, чем страны открывали цветное вещание: парад, манифестация, юбилей республики, Чехов. В Британии это был теннис, в Австрии — новогодний концерт, в ФРГ — шоу с призами. Первая цветная передача хорошо показывает, ради чего государство вообще запускало цветное телевидение. Это не столько техника, сколько витрина — у каждого своя.

Теперь об Эстонии, где ситуация выглядела почти анекдотично. В 1971 году под Хельсинки установили мачту, и финское телевидение стало достигать северной Эстонии. Финны вещали в PAL B/G, а советские телевизоры были рассчитаны на SECAM D/K. Число строк одинаковое, поля тоже. Зато звук у финнов шёл на 5,5 МГц, а у нас на 6,5. Поэтому без доработки Хельсинки на советском телевизоре превращался в «немое чёрно-белое кино».

Народ решил проблему так, как решал любые проблемы. Появились «финские блоки»: PAL-декодер, второй звуковой тракт на 5,5 МГц, а нередко и конвертер каналов, поскольку финская сетка частот тоже отличалась от нашей. Такой блок стоил около 50 рублей при зарплате порядка 120. По свидетельству исследователей, в каждой колхозной мастерской нашёлся хотя бы один техник, умевший их собирать, — разумеется, за деньги. В 1985 году вечерние новости финского телевидения смотрели в Таллине 180 тысяч человек, а эстонского — 77 тысяч. А показ «Эммануэль» в финском эфире летом 1987 года эстонские социологи называют словом «землетрясение».

В ГДР была другая беда. Юго-восток страны, район Дрездена, из-за рельефа вообще не принимал западные передатчики — ни в цвете, ни в чёрно-белом. Восточные немцы называли эти места «долиной неведающих».

Итак, SECAM в Восточном блоке действительно выбрали по политическим мотивам. Но отрезать зрителей от Запада с помощью телевизионного стандарта никто не планировал. Скорее руководствовались девизом: «следовать за Москвой и дружить с Парижем». А несовместимость держалась на одном мегагерце звуковой несущей и на отсутствии декодера в серийном телевизоре. И то и другое лечилось паяльником и суммой в половину месячной зарплаты.

Студия в PAL, эфир в SECAM

Помните, как говорилось, что два сигнала SECAM нельзя смешивать? В студии сигналы смешивают постоянно: плавный переход между камерами, мягкая шторка, титры поверх изображения, логотип в углу, хромакей.

В SECAM можно жёстко переключаться между двумя синхронными источниками, но складывать их нельзя. Каждая подобная операция означает декодирование, обработку и повторное кодирование, а каждое кодирование немного портит сигнал. После трёх-четырёх перекодировок цветные границы расплываются так, что это заметно даже на обычном телевизоре.

Советские инженеры поняли это сразу, ещё на той самой передвижной станции 1967 года. Внутри машины сигнал передавался в компонентах, а единственный кодер SECAM стоял на выходе. По такому принципу строили и впоследствии. Во ВНИИТ инженер Довгер придумал прибор «секамоскоп» для точной настройки кодеров; у французов, по словам коллег, ничего подобного не было. Кодер SECAM вообще нуждается в сложных частотных коррекциях, а настройка его на глаз — это отдельное искусство.

Скрытый текст

Компоненты — это цветной сигнал «в разобранном виде», ещё до кодирования. Цветная камера тех лет физически выдаёт три отдельных сигнала с трёх передающих трубок — красный, зелёный и синий, каждый по своему кабелю. С помощью матрицы из них можно получить другой набор: яркость плюс две цветоразности, и это тоже компоненты. У обоих вариантов есть общее: поднесущей пока нет, цвет не собран в единый композитный сигнал, а передаётся тремя параллельными сигналами. С компонентами мы встретимся буквально через пару абзацев.

В восьмидесятые всё изменила видеозапись, и на ней стоит задержаться, потому что именно она незаметно похоронила саму «войну стандартов». Студийные магнитофоны первого поколения записывали композитный сигнал — тот, в котором яркость и цвет уже смешаны на поднесущей. Для NTSC это оборачивалось мучениями с фазой, для SECAM было вполне терпимо: частотная модуляция менее чувствительна к дрожанию ленты. Именно это де Франс демонстрировал ещё в 1962 году.

Отечественная студийная запись развивалась своим путём, и SECAM ей в этом помогал. Двухдюймовый «Кадр-1», аналог американского квадруплекса, разрабатывали с конца пятидесятых, а серийно выпускали с 1964 года в Новосибирске. Цветную запись опробовали на «Кадр-1Ц», серийный цветной «Кадр-3» появился в 1969-м, затем последовали «Кадр-3П» и «Кадр-3ПМ» для электронного монтажа. Все они записывали композитный SECAM, и устойчивость частотной модуляции к дрожанию ленты здесь оказалась решающей — особенно с учётом качества отечественной лентопротяжки.

Но в 1982 году Sony выпустила Betacam, где яркость и две цветоразности записывались на ленту раздельно, без какой-либо поднесущей. Это тот самый второй тип компонентной записи, о котором вы уже догадались.

Для PAL и NTSC использовались одна и та же кассета и один и тот же механизм, различалась лишь скорость ленты: в Betacam SP 1986 года большая 90-минутная NTSC-кассета в PAL вмещала 108 минут. В том же 1982 году появилась рекомендация CCIR 601 о цифровом представлении видео с единой для 525 и 625 строк частотой дискретизации 13,5 МГц. Это стало первым вопросом, по которому два телевизионных мира договорились более-менее мирно.

Что это означало на практике? К концу восьмидесятых камера, магнитофон и микшер в приличной студии работали в компонентах и знать не знали, какой цветной стандарт принят в стране. NTSC, PAL и SECAM из «системы телевидения» превратились в один-единственный кодер перед передатчиком. Вопрос «какой стандарт выбрать» в студии попросту перестал существовать. Он сохранился в эфире и в телевизорах. Причём не сразу и не везде: в те же годы появились цифровые композитные форматы D2 и D3, которые добросовестно записывали PAL вместе с поднесущей. Но направление уже было задано.

О бытовой записи — отдельно, потому что здесь SECAM сам себе подложил свинью. Бытовой видеомагнитофон не способен записать поднесущую 4,4 МГц с точной фазой: лента дрожит слишком сильно. Поэтому в VHS для PAL и NTSC цвет отфильтровывают и переносят вниз, на частоту около 630 кГц, под яркостный сигнал, а при воспроизведении возвращают обратно гетеродином, привязанным к синхроимпульсам, которые дрожат вместе с лентой, — благодаря этому дрожание вычитается. Такой приём называется colour-under.

Для PAL и NTSC схема одинакова. Для SECAM же французы разработали «родную» схему: частотно-модулированные поднесущие делятся на четыре, до примерно 1,1 МГц, а при воспроизведении умножаются обратно. На Ближнем Востоке, в Греции и у нас пошли другим путём и стали обрабатывать SECAM как PAL — гетеродинным переносом. Эта схема получила название MESECAM, Middle-East SECAM.

Кассета, записанная на MESECAM-магнитофоне, на французском аппарате воспроизводится чёрно-белой. И наоборот. Так внутри одного стандарта цветности возникли два несовместимых мира видеокассет. Если в девяностые кассета с советской передачей показывала цвет на одном видеомагнитофоне и не показывала на другом, теперь вы знаете причину.

Ещё одна примета той эпохи — сетка на пиджаках. Это перекрёстные искажения, cross-colour. Тонкая полоска или клетка на одежде создаёт в яркостном сигнале детали с частотой около поднесущей, и декодер принимает их за цвет. Отсюда радужное мерцание на твидовом пиджаке диктора и на черепичных крышах.

В NTSC и PAL с этим справляется гребенчатый фильтр, который разделяет яркость и цвет по «гребёнке» спектра, — вспомните Мерца и Грея. В SECAM дела обстоят хуже: гребенчатый фильтр там не работает вовсе, поскольку поднесущая не вплетена в гребёнку яркости, а частотный детектор превращает любую яркостную деталь около 4,3 МГц в случайный цвет. Остаётся режекторный фильтр, попросту вырезающий часть яркости. В американских телевизорах гребенчатые фильтры появились в семидесятые, в европейских PAL — позже, в восьмидесятые, ведь для PAL требуется двухстрочная гребёнка. Ведущих же тем временем просто просили не надевать пиджаки в мелкую клетку.

Скрытый текст

Как вы уже поняли, аналоговое цветное телевидение — это набор костылей и ограничений, с которыми телевизионщики и зрители прожили не одно десятилетие. Когда в следующий раз заметите костыль в каком-нибудь техническом решении, вспомните, сколько подобных подпорок удерживало самый обычный телевизор.

Бутылки в кадровом гасящем

У SECAM есть ещё одна особенность. Приёмнику необходимо знать, в какой строке пришла разность «красный минус яркость», а в какой — «синий», иначе он перепутает цвета. В PAL для этого служит «качающаяся» вспышка в начале каждой строки. В классическом SECAM опознавание устроили иначе: в кадровом гасящем интервале (отрезке времени, когда луч кинескопа выключен, чтобы вернуться в исходное положение), в строках с 7-й по 15-ю и с 320-й по 328-ю, передаются девять специальных сигналов, у которых частота поднесущей плавно отклоняется от состояния покоя и возвращается обратно. На осциллографе они напоминают лежащие на боку бутылки — так их и называют: «бутылки», bouteilles.

Бутылки отслужили двадцать лет, а затем их место в кадровом гасящем понадобилось кое-кому другому. В восьмидесятые туда хлынули телетекст и служебные данные, и французам потребовались свободные строки. Около 1983–84 года они перешли на строчное опознавание, примерно как в PAL: на задней площадке строчного гасящего импульса, сразу за синхроимпульсом, передаётся фрагмент немодулированной поднесущей на частоте покоя данной строки. В стандарте эта площадка существовала с самого начала, просто старые телевизоры не обращали на неё внимания. Платный канал Canal+, запущенный в 1984 году, сразу стал использовать только новое опознавание.

Итог: телевизоры, выпущенные до 1980 года, показывали этот канал чёрно-белым даже через декодер. Стандарт формально тот же, но старый телевизор цвет уже не видит. У нас, в СССР, а затем и в России, бутылки сохранялись до самого конца аналогового вещания, а наши декодеры понимали оба способа.

Отсюда же, кстати, берёт начало ещё одна вещь, которой пользовались все, — разъём SCART, во Франции известный как Péritel. Поскольку SECAM нельзя микшировать и неудобно перекодировать, французы решили, что между декодером, приставкой и телевизором сигнал должен идти в RGB, минуя кодирование. Одной из причин появления RGB-входа называют именно это, хотя официальный мотив — унификация разъёмов. Так возник массивный 21-контактный разъём с раздельными красным, зелёным и синим каналами, который французское правительство с 1980 года сделало обязательным для цветных телевизоров на своём рынке. Правда, видеомагнитофон всё равно отдавал в него композитный сигнал. Европа разъём приняла, и он дожил до эпохи HDMI. Уродливый, тугой, но рождённый в том числе из ограничений SECAM.

Сначала 625 в 525, потом обратно

Раз уж речь зашла об обмене программами, нужно упомянуть самую неблагодарную работу в телевидении — преобразование стандартов разложения. Перегнать PAL в SECAM, как мы выяснили, несложно. Но чтобы показать в Европе американский сериал, а в Америке — европейский футбол, придётся превратить 525 строк и 60 полей в 625 и 50. Или наоборот.

Первые преобразователи пятидесятых годов были оптическими, и это не шутка. Монитор одного стандарта ставили перед камерой другого, и камера просто снимала экран. Качество соответствующее, но работало. В шестидесятые появились электронные преобразователи на линиях задержки; в BBC они переводили 625 строк в прежние британские 405, и это были шкафы размером с добротный гардероб.

К 1967 году, к началу спутниковых обменов, BBC собрала электронный преобразователь со строчной памятью — пока ещё чёрно-белый, а к Олимпиаде 1968 года и цветной, с памятью на поле. В 1972 году британское независимое телевидение представило DICE — первый в мире полностью цифровой преобразователь 525 в 625 и обратно. Сейчас он хранится в лондонском Музее науки, и британцы считают его одним из главных своих вкладов в телевидение. Затем появлялись всё более умные машины с интерполяцией по строкам и полям, а в девяностые преобразователи научились отслеживать движение, и дёргание на панорамах почти исчезло.

Зачем я так подробно об этом? Потому что у истории есть побочный эффект. BBC в семидесятые стирала ленты со старыми программами — лента стоила дорого. Часть передач уцелела только в американских копиях, конвертированных в NTSC для продажи за океан.

В двухтысячные инженеры освоили обратное преобразование: из NTSC-копии математически восстанавливать исходные строки PAL, пользуясь тем, что преобразователь семидесятых работал по известному и очень простому алгоритму. Получается, война стандартов, разделив мир на 525 и 625, заодно случайно сохранила часть европейского телевидения. Правда, в чужом формате.

Кто кому платил

У войны стандартов, как у любой войны, была финансовая сторона.

Патенты на PAL принадлежали компании Telefunken Patentverwertungs GmbH. Роялти составляли примерно 0,3–0,5 процента от стоимости телевизора. С одного аппарата сумма невелика, но телевизоров выпускали десятки миллионов, а Telefunken считала, что под её патент подпадает любой декодер, использующий чередование фазы для исправления ошибки, с линией задержки или без неё.

Первым серийным PAL-телевизором стал Telefunken PALcolor 708T, и в отличие от американского CT-100, торговать им себе в убыток никто не собирался. Немецкая модель была иной: сначала лицензии всем производителям, потом картельная цена, затем медленное снижение по мере роста тиражей. Роялти при этом выглядели каплей в море — полпроцента от цены. Но полпроцента с каждого цветного телевизора в Европе за пятнадцать лет — сумма, на которую можно содержать лабораторию в Ганновере, да ещё и останется.

В PAL применяется линия задержки на строку, а это патент де Франса и его компании CFT. В ноябре 1967 года немецкие производители признали французские патентные права, в 1968 году CFT и Telefunken заключили соглашение о ненападении, а с января 1969 года с каждого западногерманского цветного телевизора около 2,5 марки шло в CFT и 5 марок — в Telefunken. Суммарная патентная нагр

 

Источник