彩色电视

电视一出现，立刻成了广大人民所喜爱的东西。不过也常常听见人说：“电视好是好，可惜没有颜色”。使电视有颜色是十多年来世界各国学者，工程师辛苦研究的题目，直到最近六、七年，彩色电视的主要困难才逐一解决，彩色电视广播才试验成功。可以预言、彩色电视为广大观众服务，以至逐渐取代黑白电视的时候已经不远了。

怎样在显像管屏幕上得出彩色的图像？怎样把丰富多彩的景色变成电信号来传送？黑白电视里电信号的强弱代表图像亮度，彩色电视里怎样用电信号表示颜色？现在已经有的大批黑白电视机能收彩色电视吗？彩色电视机能收黑白电视吗？这是一系摆在电视学者、工程师面前的课题。经过了无数的辛勤劳动，他们从人眼怎样辨识颜色的研究中（视觉生理学）解决了经济又准确的用电信号代表颜色的问题。电真空技术的发展解决了彩色显像的问题；研究电信号传输理论——信息论的结果解决了传送信号的方法问题。研究的结果指出将来的彩色电视是和现有的黑白电视兼容的，也就是说，现在的黑白电视机可以收看彩色电视，但收出来是黑白图像，将来的彩色电视机也可以收看黑白电视广播，收出来也是黑白图像。这样，从黑白电视向彩色电视过渡的一个相当长时期里，二者兼容并行，彩色电视机可以收看现有的黑白广播，黑白电视机也可以收看新设的彩色电视广播。

怎样传彩色像？最初的，也是最简单的答案是这样的：在黑白电视摄像管前面放一个转盘，盘上装着红、绿、蓝三种颜色的滤色镜片，在黑白接收机的屏幕前也放着一个类似的转盘。两个转盘同步旋转，传送第一场时红色滤色镜同时出现在摄像管、显像管的前面，这时只有图像的红色成份透过了滤色镜进入摄像管，因此摄像管输出的电信号与图像中红色光的强度成正比，在接收端荧光屏上出现了一个亮度与原图像红色成份成比例的黑白图像，但是由于屏幕前这时出现了红色滤光镜，把黑白图像中除红以外其他颜色都滤掉了，所以观众看到的就是一幅红色图像，第二场时绿色滤光镜转到幕前来，传送的是图像的绿色成份。第三场传蓝色。迅速的依次传送红、绿、蓝三种图像，由于人眼的视觉惰性，三个图像就溶合成彩色图像了（见图1）。这种逐场顺序传色的办法叫作“场序制彩色电视”。

粗略看来，这仿佛是一种很简便的彩色电视系统，在研究彩色电视的初期，各国工程师们都为它的简单易制迷惑过，认为这就是解决问题的办法了。但是在试验广播之后，都先后放弃了它，因为这种系统具有严重的、根本性的缺点：首先，它和现有的黑白电视系统不能兼容。因为它播送的每个完整的画面（也叫一场）都要由红、绿、蓝三“场”合成，因此每一秒钟所有的画面数（场频）和每一个分成的扫描行数（行频）都比同等消晰度的黑白电视多三倍。我们知道传送电视信号的频带是与行频成正比的，因此也加宽了三倍。扫描频率既不一致，黑白电视机也就没法接收它了。若一定采用黑白电视的场频，那就等于把彩色电视的场频降低了三倍，会引起严重的图像闪烁现象。再加上每架接收机得有一套复杂的旋转滤色盘系统，使用上较麻烦，如果用大屏幕的电视机，旋转盘是又大又笨，极不方便。由于这种种原因，场序制的彩色电视在试播之后很快就被否定。

否定场序制，转而采取同时传送各颜色、与黑白电视可以兼容的“同时制彩色电视”，是彩色电视技术从低级进入高级阶段的质变。现在世界各国都公认这种与黑白兼容的同时制是一种先进的制度。本文中将着重的介绍同时制的一些基本原理。

所谓“同时制”是因为这种系统能同时传送红、绿、蓝三种颜色。同时制的原理可以用图2来说明。图中1，2，是两块特殊的反射镜叫作干涉分光镜，它利用光的干涉原理把某些波长的光透过，而把其他波长的光线反射出去。1是反射蓝光，透过红、绿光的；2是反射红光，透过蓝、绿光的；3，4是两片普遍反射镜。彩色的图像经过这一套分色系统，分成了三个大小相同的红、绿、蓝色图像，分别落在三个摄像管上。三个摄像管按同一规律扫描，得到图像的红、绿、蓝信号。接收端收到这三个信号之后，可以用三个显像管，管幕分利涂有发红光、绿光和蓝光的荧光粉，由红、绿蓝信号分别控制红管、绿管和蓝管，形成三个单色图像。这三个图像用透镜投到一个屏幕上，或用半透明反射镜反射出来，重合到一起就成彩色图像。

显然，用这种系统时出现了一个新问题，就是图像重合的问题。分光镜应该把图像分成几何尺寸完全一致的三个单色像，摄像管的扫描规律也应是三者完全一致，最后，三个单色显像管屏幕上所成的像也必须完全一致，投到一起才能重合，这就要求高度精确的光学系统，机械设备和电气线路。

怎样把收到的电信号变成彩色图像是解决彩色电视广播的关键问题。工面说的把三个单色光图像同时投射到一个屏幕上的办法虽然能解决问题，但是每架电视机中要有三套电压高、亮度大的投射用的显像管，和一套投射镜头或反射系统，这样做成的电视机当然也还是很贵，调整也很复杂，不适作推广之用。目前使用较广的是所谓“三枪网板式彩色显像管”（图三）。

这种彩色显像管里有三个静电聚焦的电子枪，对称地装在管轴周围，与管轴成一度左右的偏角。在屏幕前有一块网眼挡板，板上有几十万个小圆眼，由于三个电子枪和管轴成一倾角，三个电子注就恰在网板上会聚到一起，当我们把锯齿形的扫描电流送进偏转线圈时，三根电子注同时发生偏转，在网板上扫描。由于网板上有很多排列整齐的小孔，电子注在扫过小孔时就透过了网板射到板后的荧光屏上。荧光屏和黑白电视显像管的不同，是由许多红、蓝、绿色荧光粉小圆点拼成的，它们排列的位置恰使得每一电子枪只射击一种颜色的荧光粉小点，如图三所示。只要用代表红色图像的信色来控制只射击红色荧光粉的电子枪，就可以使所有红色荧光粉显出一个红色图像，余类推。这样形成的红、蓝、绿三个图像重叠在一起，就构成了彩色图像。

三枪式彩色显像管的原理很简单，但是做起来却很复杂，要做出一张均匀的网眼挡板，上面有几十万个细圆孔，要把三种荧光粉按严格规定的位置、形状铺在屏幕上都是需要复杂而精密的加工手续的。因此，这种显像管的价格目前还很贵。此外，网板挡去了大量的电子，电子注只在通过网眼时才能到达屏幕，这大大的降低了管子的效率，也是一个缺点。

为了降低显像管的造价，不少工程师正在研究其他类型的彩色显像管。其中一种已经试验成功的是把彩色荧光粉做成红、蓝、绿相间的垂直细条，用一根电子注来依次横扫它们。电子注在扫到红荧光粉时，强度由红色信号来控制，蓝绿类推。由于荧光粉条纹很细，在一定距离以外看去三个图像就溶成一幅彩色图像了。这种管子没有网板，荧光屏的结构也较简单，并且只有一个电子枪，所以制造起来比较容易。但是要使电子枪打上一种颜色的荧光粉时恰由该色的讯号来控制，就需要有一套复杂的电子追踪设备，所以总的说来，这种彩色电视机的显像管便宜了，线路却复杂了，价格并不能降低。如何既好又省的解决彩色显像问题，还有待于大家来努力。（待续）（许中明）