Cхеми стереотелевізійних систем

Вибір схеми стереотелевізійної системи визначається способом передачі відеосигналів стереопари.

Один з можливих варіантів побудови стереотелевізійної системи з послідовною передачею відеосигналів стереопари представлений на Рис. 4.

У даній системі електронний комутатор по черзі з періодом полів комутує відеосигнали від двох камер на вхід проміжного відеопідсилювача.

1 –передавальні камери; 2 –електронний комутатор; 3 –проміжний відеопідсилювач; 4 –кінцевий відеопідсилювач; 5 –кінескоп; 6 –пристрої, що розгортають; 7 –синхрогенератор; 8 –пристрій живлення; 9 –окуляри еклипсного типу, що складаються з двох обтюраційних осередків (наприклад, з рідким кристалом).

Рис. 4 –Структурна схема одноканальної стереотелевізійної системи

По коаксіальному кабелю відеосигнали послідовно надходять у прийомний відтворюючий пристрій, що містить тільки один кінескоп, на екрані якого по черзі відтворюються окремі кадри (поля) стереопари. Щоб око не бачило мерехтінь при спостереженні стереозображення,

частота зміни кадрів (полів) повинна бути в 2 рази вище в порівнянні з кадровою частотою в звичайній віщальній системі телебачення. Пристрої , що розгортають передавальних камер і відтворюючого пристрою, електронний комутатор і обтюраційні окуляри синхронізуються загальним синхрогенератором, що може знаходитися на прийомному кінці системи. Розглянута система є замкнутої і може використовуватися в різних прикладних цілях.

Достоїнством подібної одноканальний стереотелевізійної системи є відносна простота конструкції. Недоліком же є подвоєна ширина смуги пропускання (близько 12 МГц) відеотракту в порівнянні з віщальним телебаченням.

Двухканальна стереотелевізійна система (Рис. 5) на передавальному кінці може містити як дві передавальні камери, так і одну спеціальну двухтрубкову стереоскопічну камеру, що складається з двох об’єктивів /, двох передавальних трубок із системами, що фокусуючи-відклоняють 2, пристроїв, що розгортають З, двох попередніх відеопідсилювачів 4. Відеосигнали двох ракурсів об’єкта спостереження, посилені двома попередніми відеопідсилювачами, надходять на два проміжних відеопідсилювачі 5, далі по двох коаксіальних кабелях подаються на два входи прийомного стереотелевізійного пристрою. У прийомному пристрої є два кінцевих відеопідсилювачі 6, два чорно-білих, кінескопа із системами, що відхиляють 7, поляроїдні плівки 8 із взаємоперпендикулярними площинами поляризації, напівпрозоре дзеркало 9, на якому суміщують два телевізійних зображення стереопари. Крім того, до складу прийомного пристрою входять син­хрогенератор 11 і пристрій живлення 12.

Рис. 5 –Структурна схема двоканальної стереотелевізійної системи

Синхрогенератор забезпечує синхронну роботу пристроїв передавальної камери, що розгортають, і прийомного стереопристрою. До подібної стереотелевізійної системі додасться набір поляроїдних окулярів. Слід зазначити, що відтворюючий пристрій у даній системі може бути виконаний і на одному кольоровому масочному кінескопі при анагліфічної селекції, і на двох проекційних кінескопах з використанням просвітного растрового стереоекрану.

Одночасний спосіб передачі відеосигналів стереопари знайшов застосування як у різних прикладних стереотелевізійних системах, у яких, як правило, відеосигнали передаються по коаксіальному кабелі, так і у віщальних стереотелевізійних. У даному випадку відеосигнали стереопари присутні в кабелі зв’язку одночасно, тому з’являється принципова можливість здійснювати їхнє ущільнення для одночасної передачі в одному стандартному віщальному телевізійному каналі зв’язку.

У деяких спеціальних випадках, наприклад при здійсненні стереопередач із затемнених приміщень, що передає частина стереотелевізійних систем як з послідовним, так і з одночасним способами передачі відеосигналів стереопари може бути побудована за принципом « променя, що біжить» [3].

Передавальна стереокамера « променя, що біжить» з послідовним у часі способом формування відеосигналів стереопари (Рис. 6) складається з двох проекційних об’єктивів 1, двох проекційних кінескопів із системами, що відхиляють, 2, пристроїв, що розгортають 3, електронного комутатора 4. двох фотоблоків 5, кожний з який містить по три фотоелектронні множники, прикритих кольоровими світлофільтрами.

У стереокамері електронний комутатор 4 по черзі з подвоєною частотою кадрів, рівної 100 Гц при порядковому розгорненні, подає прямокутні імпульси, що запускають, на керуючі електроди проекційних кінескопів 2. Коли на керуючий електрод кінескопа впливає імпульс напруги, по його екрані переміщається добре сфальцьований електронний промінь, що викликає яскраву пляму на люмінофорі кінескопа. Відхилення електронного променя в горизонтальному і вертикальному напрямках здійснюється за допомогою пристроїв, що розгортають З, з’єднаних із системами кінескопів, що відхиляють. Зображення світного плями, створюваного електронним променем, проектується на поверхню об’єкта за допомогою проекційного об’єктива 1. Відбитий поверхнею об’єкта світловий промінь сприймається фотоелектронними множниками 5. Струм на виході кожного фотоелектронного множника пропорційний кількості відбитого світла різними крапками поверхні об’єкта розглядання. При розгорненні світла пляма послідовно оббігає усю поверхню об’єкта і на виході фотоелектронного множника створюється відеосигнал переданого зображення об’єкта.

Рис. 6 –Структурна схема передавальної стереокамери „променя, що біжить”послідовного типу

Для кращого прийому світлового потоку, відбитого поверхнею об’єкта, варто використовувати два фотоблоки 5, розташованих із двох різних сторін об’єкта. Якщо кожен фотоблок буде складатися з трьох фотоелектронних множників, прикритих відповідно червоним R, зеленим G і синім В кольоровими світлофільтрами, то на виходах фотоблоків одночасно будуть присутні три кольороподільні відеосигнали U, U, U, що відповідають кольороподільним зображенням об’єкта. Отже, така стереокамера дозволить відтворювати кольорові стереозображення об’єкта.

Коли світиться екран лівого проекційного кінескопа, на виходах фотоблоків у цей інтервал часу будуть присутні відеосигнали лівого зображення стереопари, і навпаки. Базис стереоскопічного розглядання в у подібної стереокамери визначається відстанню між оптичними осями проекційних об’єктивів.

При наявності прозорих поляроїдних світлофільтрів стереокамера « променя, що біжить» може бути використана для одночасного одержання відеосигналів стереопари (Рис. 7). У стереокамері в цьому випадку екрани проекційних кінескопів 2 (лівого і правого) прикриваються поляроїд ними плівками П1, П2 з ортогональними площинами поляризації. Такими ж поляроїдами потрібно прикрити і два фотоблоки 4, при цьому один фотоблок формує відеосигнали тільки одного зображення стереопари. Обидва проекційних кінескопа працюють одночасно. Розгорнення електронних променів здійснюється пристроями, що розгортають 3(1 – об’єктиви).

Без кольорових світлофільтрів стереокамера « променя, що біжить» буде формувати відеосигнали чорно-білого зображення.

Стереотелевізійні камери « променя, що біжить» можуть застосовуватися й у студійних віщальних передачах, проведених телецентром.

Рис. 7 –Структурна схема передавальної стереокамери „променя, що біжить” з одночасним способом формування відеосигналів стереопари

У цьому випадку студія повинна бути затемненою. Однак припустиме короткочасне висвітлення студії, що повинне здійснюватися імпульсними джерелами світла, що включаються на час зворотного ходу електронних променів по кадру з частотою 50 Гц, щоб око людини не спостерігало меготіння світла.

До достоїнств стереокамер « променя, що біжить» варто віднести високе відношення сигнал/шум на їхньому виході і високу чіткість одержуваних з їхньою допомогою стереотелевізійних зображень.

Недоліком стереокамер « променя, що біжить» є необхідність повного затемнення приміщення, з якого ведеться стереопередача, на час прямих ходів кадрового розгорнення. З цієї причини подібні стереокамери зовсім не придатні для роботи поза спеціальними затемненими приміщеннями.

Висновок

В даний час дуже важко передбачити усі можливі напрямки подальшого розвитку й удосконалення техніки стереотелебачення навіть у найближчому майбутньому. Однак наступні перспективи подальшого удосконалення стереотелевізійних систем вже очевидні:

– розробка принципово нових пристроїв просторового поділу зображень, що дозволяють без яких-небудь наочних пристосувань і з будь-якої точки перед стереоекраном спостерігати як звичайне стереокольорове, так і багаторакурсне телевізійні зображення;

– розробка цілком сумісної з експлуатованою в даний час системою кольорового телебачення віщальної стереокольорової телевізійної системи;

– подальша розробка способів усунення надмірності інформації в багаторакурсних телевізійних системах, що дозволить знизити вимоги до каналу зв’язку, призначеній для передачі відеосигналів багато ракурсного зображення. Дуже важливим є спрощення конструкції прийомного багаторакурсиого телевізійного пристрою, поліпшення якості багаторакурсних телевізійних зображень до такого ступеня, щоб враження від їхнього сприйняття цілком збігалося з безпосереднім спостереженням фізичних об’єктів;

– підвищення точності різних вимірів, здійснюваних стереотелевізійними системами як візуального, так і автоматичного типів.

Практична реалізація перерахованих вище удосконалень дозволить ще в більшому ступені розширити сферу застосування віщальних і прикладних стереотелевізійних систем.

Література

1. Валюс Н. А. Стереоскопия. — М.; Изд-во АН СССР, 1969. – 379 с.

2. Телевидение (общий курс). Под ред. П. В. Шмакова. М.:Связь, 1970. —540 с.

3. Шмаков П. В., Колин К. Т., Джакония В. Е. Стереотелевидение. — М.:Связь, 1968.— 207 с.

4. Белостоцкий Е. М. Глубинное зрение при движении головой.— В кн.:Проблеми физиологической оптики.—М.: 1953, т. 8, с. 341—345.

5. Мамчев Г. В. О разрешающей способности стереотелевизионных систем.—Техника кино и телевидения, 1976, № 3, с. 56—59.

6. Мамчев Г. В. Определение глубинной разрешающей способности стереотелевизионной системи. — Изв. вузов. Приборостроение, 1975, т. 18,№ 10, с. 101—106.