Kiekvieną vakarą milijonai žmonių atsisėda prie televizorių ir mato vaizdus iš viso pasaulio. Bet ar kada susimąstėte, kaip tas stebuklas iš tikrųjų veikia? Kaip elektros signalai virsta spalvotais vaizdais ant ekrano? Televizijos technologija per dešimtmečius kardinaliai keitėsi – nuo pirmųjų juodai baltų kineskopų iki šiuolaikinių OLED ekranų. Šiandien pažvelgsime į televizorių veikimo principus ir išsiaiškinsime, kas vyksta po tuo blizgančiu ekranu.
Kaip vaizdas keliauja į jūsų namus
Prieš kalbėdami apie patį televizorių, reikia suprasti, kaip vaizdas pasiekia jūsų namų ekraną. Televizijos studijoje kamera užfiksuoja vaizdą ir paverčia jį elektros signalais. Šie signalai koduojami į radijo bangas ir išsiunčiami per anteną arba kabelį.
Tradicinės antenos televizijos atveju signalai keliauja oru elektromagnetinių bangų pavidalu. Jūsų namų antena šias bangas „pagauna” ir perduoda televizoriui. Kabelinės televizijos atveju signalai keliauja kabeliais, o skaitmeninės televizijos – optiniais kabeliais arba interneto ryšiu.
Televizorius gauna šiuos signalus ir turi juos „iššifruoti” – paversti atgal į vaizdus ir garsus. Čia ir prasideda tikrasis televizoriaus darbo stebuklаs. Signalai yra sudėtingi – jie turi perduoti ne tik vaizdą, bet ir spalvas, garsą, sinchronizacijos informaciją.
Kineskopų era: kaip veikė pirmieji televizoriai
Pirmieji televizoriai naudojo kineskopus – stiklinius vamzdžius su specialiu ekranu. Šis principas buvo gana paprastas, bet kartu ir genialus. Kineskopo gale yra elektronų šautuvas, kuris išleidžia elektronų srautą. Šis srautas nukreipiamas magnetiniais laukais ir „šaudo” į ekrano priekinę dalį.
Ekranas padengtas specialia medžiaga – fosforu, kuris švyti, kai į jį pataiko elektronai. Elektronų spindulys labai greitai „braukia” per visą ekraną – iš kairės į dešinę, iš viršaus į apačią. Per sekundę jis spėja „nupiešti” 25 arba 30 pilnų vaizdų (kadrus).
Spalvotų kineskopų atveju buvo trys elektronų šautuvai – raudonam, žaliam ir mėlynam spalvoms. Ekranas turėjo tris skirtingų fosforų rūšis, kiekviena švietė sava spalva. Specialus tinklelis – šešėlinė kaukė – užtikrino, kad kiekvienas elektronų spindulys pataikytų tik į savo spalvos fosforą.
Kineskopai buvo patikimi ir davė gerą vaizdo kokybę, bet turėjo trūkumų: jie buvo dideli, sunkūs ir vartojo daug elektros energijos. Be to, kineskopas galėjo „perdegti” – fosforas laikui bėgant prarasdavo švietimo intensyvumą.
Skystųjų kristalų revoliucija
LCD (Liquid Crystal Display) technologija visiškai pakeitė televizorių pasaulį. Skystieji kristalai – tai medžiaga, kuri yra tarsi tarp skysčio ir kietojo kūno. Jie turi unikalų gebėjimą keisti šviesos poliarizaciją priklausomai nuo to, koks elektros laukas jiems taikomas.
LCD televizoriuje yra milijonai mažyčių ląstelių, užpildytų skystųjų kristalų. Kiekviena ląstelė turi savo elektrodą, kuris gali keisti kristalų orientaciją. Už kristalų yra šviesos šaltinis – paprastai LED lemputės. Priekyje – spalviniai filtrai, kurie leidžia praeiti tik raudoną, žalią arba mėlyną šviesą.
Kai reikia parodyti tamsų pikselį, kristalai orientuojami taip, kad jie blokuoja šviesą. Šviesiam pikseliui kristalai orientuojami priešingai – jie leidžia šviesai praeiti. Keičiant kristalų orientaciją galima reguliuoti šviesos kiekį ir taip gauti skirtingus ryškumo lygius.
LCD televizoriai turi daug privalumų: jie ploni, lengvi, vartoja mažiau energijos nei kineskopai. Tačiau jie turi ir trūkumų – kartais gali būti matomos „šešėlinės” linijos, o juodos spalvos ne visada atrodo tikrai juodos, nes šviesos šaltinis visada šviečia.
OLED technologija: kiekvienas pikselis – atskira lemputė
OLED (Organic Light-Emitting Diode) televizoriai veikia visiškai kitaip nei LCD. Čia kiekvienas pikselis yra tarsi mažytė lemputė, kuri gali švisti savaime. Nereikia jokio papildomo apšvietimo!
OLED pikseliai pagaminti iš organinių medžiagų, kurios švyti, kai pro jas praeina elektros srovė. Skirtingos medžiagos švyti skirtingomis spalvomis. Kai pikselis turi būti juodas, jis tiesiog išjungiamas – nesuvartoja elektros ir nedaro jokios šviesos.
Dėl to OLED televizoriai turi neįtikėtiną kontrastą – juodos spalvos yra tikrai juodos, o spalvos atrodo labai ryškios ir natūralios. Be to, šie televizoriai gali būti itin ploni – kai kurie tik kelių milimetrų storio.
Tačiau OLED technologija turi ir trūkumų. Organinės medžiagos laikui bėgant „sensta” – jų švietimo intensyvumas mažėja. Skirtingos spalvos sensta skirtingu greičiu, todėl ilgainiui gali atsirasti spalvų disbalansas. Be to, OLED televizoriai kol kas brangesni nei LCD.
Kaip televizorius formuoja vaizdą iš signalo
Nepriklausomai nuo ekrano technologijos, kiekvienas televizorius turi atlikti sudėtingą signalo apdorojimo darbą. Gautas signalas pirmiausia nukreipiamas į dekoderį, kuris „išskaido” jį į atskirų spalvų informaciją.
Analoginės televizijos atveju signalas buvo perduodamas kaip nuolatinė banga, kurios stiprumas atitiko vaizdo ryškumą. Skaitmeninės televizijos signalas yra sudarytas iš nulių ir vienetų – duomenų, kurie tiksliai aprašo kiekvieno pikselio spalvą ir ryškumą.
Televizoriaus procesorius šiuos duomenis apdoroja ir paverčia komandomis ekranui. LCD televizoriuje tai reiškia signalų siuntimą į kiekvienos kristalų ląstelės elektrodą. OLED televizoriuje – elektros srovės reguliavimą kiekvienam pikseliui.
Šiuolaikiniai televizoriai turi galingus procesorius, kurie gali atlikti papildomą vaizdo gerinimą: padidinti ryškumą, pagerinti spalvų perdavimą, sumažinti triukšmus. Kai kurie televizoriai net gali „išmintingai” spėti, kaip turėtų atrodyti vaizdas, ir automatiškai jį koreguoti.
Garso technologijos televizoriuje
Vaizdas – tik pusė televizoriaus darbo. Garsas taip pat turi būti atkurtas kokybiškai. Pirmieji televizoriai turėjo vieną mažą garsiakalbį, kuris dažnai skambėjo gana prastai.
Šiuolaikiniai televizoriai turi sudėtingas garso sistemas. Dauguma turi kelis garsiakalbius – žemų dažnių, vidutinių ir aukštų. Kai kurie televizoriai turi net specialius garsiakalbius, nukreiptus į viršų, kad sukurtų erdvinio garso efektą.
Garso signalo apdorojimas taip pat tapo sudėtingesnis. Televizoriai gali dekoduoti Dolby Digital, DTS ir kitus daugiakanalių garso formatus. Jie gali imituoti erdvinį garsą net naudodami įmontuotus garsiakalbius.
Tačiau fizikos dėsnių nepakeisi – mažame televizoriaus korpuse sunku sukurti tikrai gerą garsą. Todėl daugelis žmonių naudoja papildomas garso sistemas – soundbar’us arba namų kino sistemas.
Ateities technologijos ir praktiniai patarimai
Televizorių technologijos nuolat tobulėja. Jau dabar rinkoje atsiranda MicroLED televizorių, kurie sujungia LCD ir OLED privalumus. Ateityje galime tikėtis holografinių televizorių, kurie rodys trimačius vaizdus be specialių akinių.
Renkantis televizorių šiandien, verta atsižvelgti į kelis dalykus. Jei žiūrite daug filmų tamsoje, OLED bus geresnis pasirinkimas dėl puikaus kontrasto. Jei televizorius stovės šviesioje patalpoje, LCD su geru ryškumu gali būti praktiškesnis.
Ekrano dydis turėtų atitikti žiūrėjimo atstumą. Optimalus atstumas yra maždaug 1,5-2,5 karto didesnis nei ekrano įstrižainė. 55 colių televizoriui tai būtų apie 2-3 metrai.
Neužmirškite ir apie garso kokybę. Jei planuojate daug žiūrėti filmų ar klausyti muzikos, investicija į gerą garso sistemą atsipirks. Kartais geriau pirkti mažesnį televizorių, bet pridėti kokybišką soundbar’ą.
Televizorius šiandien – tai ne tik vaizdo gaviklis, bet ir išmanusis įrenginys, galintis prisijungti prie interneto, paleisti programėles, net valdyti kitus namų įrenginius. Nuo paprastų elektronų spindulių kineskope iki milijonų išmaniųjų pikselių – televizorių evoliucija rodo, kaip technologijos keičia mūsų kasdienybę. O kas žino, gal už dešimtmečio televizoriai projektuos vaizdus tiesiai į mūsų akis arba sukurs hologramas ore. Technologijų pasaulyje viskas įmanoma.