En historia av tv: TV-uppfinnare, digital sändning, HD och 4K

Vi tittar på TV-historien, från dess uppfinning till digitala sändningar, HD och 4K

Är det lite mycket att säga att TV ändrade världen? Nej, det är det verkligen inte. När allt kommer omkring kan vi titta på nyhetsrapporter från var som helst på jorden lever dessa dagar, vi kan se en man landa på månen och vi kan se presidenter som mördas. TV har otvivelaktigt förändrat världen.

Och i dessa dagar av Netflix-streaming 4K-video och OLED-tv som är tunna som papper verkar det vara värt att ta en titt på den resa som TV har varit på, hur det har förbättrats genom åren och vad som kan vara nästa för mediet.

Vem uppfann TV är något av en mycket omtvistad sak. Fråga en amerikansk, och de kommer att nämna Edison, fråga en Brit och vi kanske säger John Logie Baird. Sanningen är att många människor hade insats i vad som äntligen blev ett globalt fenomen.

Självstart

Det första tv-relaterade patentet beviljades 1884 till en 23-årig student som heter Paul Gottlieb Nipkow i Tyskland. Nipkow uppfann något som kallades en "image rasterizer" men han kunde aldrig bygga en fungerande. Hans system användes i de flesta elektro-mekaniska tv-system som testades innan alla elektriska versioner utvecklades.

Saker började värmas upp 1925 då den 25 mars demonstrerade John Logie Baird tv-bilder av silhuetter som rör sig i Selfridges. I maj gjorde AT & T-labs i USA ett liknande test med halvtonssilhouetter och senare senare i juni, liknade Charles Francis Jenkins, men den här gången skickade signalen fem mil från en radiosändare.

Dessa händelser är i sig inte mycket att göra med den slutliga uppfinningen av television. De var inte tv-bilder som vi förstår dem idag, de var råa och hade väldigt liten detalj. I januari 1926 lyckades Biard emellertid få en TV-bild som fungerade vid 12,5 bilder per sekund. I slutet av den månaden presenterade han sina fynd till medlemmarna av The Royal Institution. Resultatet genererades fortfarande genom en delvis mekanisk process och upplösningen var någonstans runt 30 linjer.

Baird fortsatte att sända signaler från avlägsna platser och hans system valdes slutligen som en av två som skulle vara standarden för TV i Storbritannien. Det var komplicerat och krävde att fotografier sköts på film och skannades sedan. I slutändan skulle BBC sluta använda Marconi-EMI-systemet som hade en upplösning på 405 linjer.

Över i Amerika var Philo Farnsworth upptagen med att perfekta sitt elektriska system med hjälp av något som kallades en bildseglare, vilket är en tidig version av kameratuben som skulle hamna i upptagning av levande video fram till 1990-talet. Faktum är att Farnsworth i april 1933 ansökte om att patentera en produkt som i grunden var en katodstrålkamera.

Förenade kungariket var en viktig plats för TV, tack vare BBC och det var hem för den första regelbundna tv-sändningen i världen. EMI-teamet fortsatte att göra förbättringar av tekniker uppfunnit av andra också, och 1937 utförde en utsänd sändning av Armistice Day.

Färg-TV

I svartvitt TV hade USA och Storbritannien mest liknande system. USA hade en högre bildhastighet, även då vid 30fps, medan Storbritannien använde 25fps. Detta var ett direkt resultat av nätfrekvenserna, och skulle ha varit svårt att komma runt med tidens teknik.

När färg-TV började ändras saker. USA lyckades skapa ett smart system som tillåter att färginformation skickas separat till den svarta och vita signalen, men skulle tillåta färg-TV med rimlig lätthet. Självklart skulle nya uppsättningar vara nödvändiga för att se signalerna, men eftersom färgpartiet av signalen var ytterligare skulle det inte förhindra att svarta och vita uppsättningar hanterar den svarta och vita delen av signalen.

Nackdelen med detta var att deras system, känt som NTSC efter den nationella TV-systemkommittén som utvecklade den, var att färgen skulle sänkas i kvalitet för att passa in i det tillåtna utrymmet. USA hade 6MHz tillgängligt för varje kanal, och när Storbritannien fick PAL senare skulle det ha en mer rymlig 8MHz bandbredd i vilken färgsignaler skulle kunna placeras.

Som ett sändningssystem var NTSC smart, men det hade stora problem med färgens kvalitet. Det var märkbart att det var möjligt för atmosfäriska förhållanden att påverka hur bilden såg ut, vilket gav det skämtacronym, Never The Same Color. PAL kom däremot senare och fixade många av dessa problem. Det hade också fördelen av att erbjuda 625 linjer, över NTSC: s 525.

PAL och NTSC ersattes senare av digitala överföringsstandarder. Amerikanerna gick till ATSC medan i Storbritannien valde vi DVB-T.

Förbättringar i bildkvalitet

Under tiden för analog TV var det många förändringar som gradvis förbättrade kvaliteten på TV-bilderna. Den första var ankomsten av utsända videokameror. Innan dessa kom fram, skulle något som skottades utanför en studio vanligtvis spelas in på film, sedan konverteras före sändning. Se liknande som Monty Python för exempel på hur olika segment på platsen ser ut som de som skjutits i en studio.

Slutligen reducerades rörkamerorna i storlek och strömförbrukning och kunde tas ut i fältet. Detta hade en enorm inverkan i konsekvens och det spedade upp saker som TV-nyheter enormt.

Rörkameror hade några egna problem, peka dem på ett starkt ljus och du skulle se spår som kommer från det som skulle fortsätta i flera sekunder när ljuskällan hade gått. Det var möjligt att bränna ett kamerorör permanent om du pekade på det med ett starkt ljus för länge. Rör är också enorma, tunga och behöver mycket kraft att driva.

Så småningom skulle CCD ankomma på scenen och ändra allt. Flyttningen till kameror som använde dessa små chips istället för massiva rör betydde att kamerans storlek minskade avsevärt. Det var också den punkten på vilken TV-sändningarna började se bättre ut än någonsin tidigare och samtidigt som det inte fanns någon upplösningsökning eller ett annat stort steg, fortsatte TV-kvaliteten att öka tills digitalkameror kom på scenen och ändrade allt igen.

Digital TV

Med digital kom en ny era, och det är fortfarande slående precis hur mycket saker har förändrats sedan analogen var pensionerad. För det första har digitalt minskat kostnaderna för TV-produktion avsevärt. Dessa dagar är inhemsk videoutrustning lika kompetent som professionell utrustning. Du kan få 1080p videokameror som är tillräckligt bra för att användas för tv-produktion, och det kostar bara några tusen pund.

Men för de flesta människor var den största fördelen med digital det nya valet i kanaler. Detta var möjligt eftersom där analoga tv-signaler inte kan sammanfogas i ett block av frekvenser och måste vara väl separerade från varandra kan digitala signaler multiplexeras. När du faktor i minskningen av data som behövs för att överföra komprimerade digitala signaler betyder det att du kan ha flera kanaler i det utrymme som en gång konsumeras med en enda analog kanal.

Och naturligtvis kommer flytten till digital också med några kvalitetsförbättringar. Till exempel kan korrekt widescreen och en mycket skarpare bild med mycket bättre färgreproduktion än PAL erbjuda. Digital TV var en bra uppgradering, även om den saknade HD när den lanserades.

Naturligtvis är ingenting perfekt, och för att spara pengar har vissa programföretag förskjutit MPEG- och DVB-T-systemen för långt. Resultatet är Freeview-kanaler som har för mycket kompression applicerat på dem, och när scenerna rör sig snabbt kan du få obehagliga "macroblocks" och bildkvaliteten försämras till någonting som du kan se på en 360p YouTube-video.

På tv-villkor var den digitala revolutionen viktig eftersom den ökade valet av kanaler och låter oss flytta fram teknik med den eventuella flytten till HD, men även saker som högkvalitativa widescreen-sändningar, som var något av ett stopp mellan slutet av analog och början av HD.

I Storbritannien hände flytten till digital ganska snabbt. Den 1 oktober 1998 lanserade Sky sin nya Sky Digital-plattform och levererade ett helt nytt utbud av kanaler till hemmen hos en kompatibel disk och mottagare. Den 15 november samma år började DVB-T-sändningar även i luften. En betal-tv-tjänst som heter OnDigital lanseras tillsammans med sändningar från BBC, ITV, Channel 4 och 5.

HD-TV

Det tog lång tid för Storbritannien att få HD. Medan vi lanserade våra digitala tv-tjänster, var amerikanerna redan igång med sina HD-system. På grund av bristande bandbredd och antalet befintliga tjänster tog det till 2010 för HD att starta på Freeview i Storbritannien och sedan med ett mycket blygsamt antal kanaler. Initialt hade BBC bara BBC HD men senare kom det samman med en simulcast av BBC One i high definition. I 2013 stängde BBC BBC HD och ersatte den med BBC Two HD. Sky har förstås varit en pionjär i HD från början. Sport har drivit detta, tillsammans med filmer och det finns nu 60 HD-kanaler på Sky-plattformen.

Så frustrerande som att det skulle ha så lång väntan på att HD skulle komma fram i Storbritannien gav det oss tid att perfekta tjänsten. Till exempel använder Freeview HD MPEG-4 och DVB-T2 för att överföra video. Dessa är mycket effektivare än det amerikanska systemet ATSC och MPEG-2, så vi kan hysa mer HD-kanaler över luften och blanda dem med de äldre MPEG-2-standarddefinitionerna. Som en guide tillåter ett 6MHz US-TV-frekvensblock ca 20Mbit / s data, medan det i DVB-T2 är möjligt att få 40Mbit / s i våra 8MHz-kanaler.

Det är intressant att notera att två nya system är i verk också, 1024-QAM skulle öka bandbredd på en multiplex till 50 Mbit / s och 2048-QAM skulle tillåta ytterligare 25 procent ökning över det. Det är osäkert om dessa system kommer att göra det till Freeview, eftersom de skulle behöva en ny dekoderhårdvara, men det är troligt att det då kommer att fattas ett beslut om 4K på Freeview, det kommer att vara möjligt att använda dem för att öka rymden ytterligare. Detta kombinerat med den nya h.265 videokomprimeringen som används för 4K-leverans, kan göra ultra high definition en möjlighet över luften.

4K och framtiden

Även om, som nämnts ovan, någon form av sändning 4K-tjänst kan vara teoretiskt möjligt, är sanningens sanning att det förmodligen inte kommer att vara värt det. När vi kommer till en punkt där det är ett lönsamt alternativ är det troligt att de flesta bostäder kommer att ha internetanslutningar tillräckligt snabbt för att leverera 4K antingen i realtid eller via en nedladdning.

Broadcast TV har alltid haft och kommer alltid att ha ett stort problem - det är väldigt dyrt. Det är också förmodligen inte det bästa användandet av vårt begränsade radiofrekvensspektrum, när vi istället kan använda det utrymme för att tillhandahålla rikstäckande ultra-snabb internetåtkomst över 4G eller en dag 5G.

TV är i oförskämd hälsa nu, kvaliteten på både bilderna och programmeringen är högre än vad de någonsin varit, men det sätt vi får på TV är skrämmande. Live-sändningar passar egentligen bara nyheter och sport idag. Människor vill inte bli tillsagda när man ska titta på Thrones spel, de vill bara se det innan någon idiot på Twitter förstör slutet av episod två för dem.

Liksom med musik- och filmindustrin har tv-företagen motsatt sig en förändring i sin affärsmodell. Tjänsten för TV-planering har trots allt funnits länge, och det är uppenbart att de som lever, gör det inte vill ge upp. Men vad Netflix och till och med olagliga nedladdningar undervisar underhållningsindustrin är att folk bryr sig inte om kanaler eller tider, de vill bara ha sin TV när de vill titta på den.

Så kanske i 20 år kommer TV-sändningen att gå och alla våra 8K super-ultra-HD kommer att levereras via våra mobiltelefoner. Bara tiden kommer att berätta, men vi kan känna saker som ändras för TV, och snabbare än någonsin tidigare.