SME的博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/beckzl 他们的故事才是对科技最好的诠释,关注科技故事。微信公众号:SME

博文

电视能用机械结构实现吗?世界第一台电视正是! 精选

已有 14523 次阅读 2016-12-22 22:21 |系统分类:人物纪事| 发明, 机械, 电视

守得云开见月明

对于绝大多数人来说,电视的回忆可能是儿时一家老小观看正大综艺的温馨

也可能是父母外出时独自偷看电视剧的忐忑

甚至是接上小霸王与超级马里奥一起“学习”的甜蜜

一个有电视的客厅才是温馨家庭最核心的支柱


即使如今电视的功能被越来越多的设备所取代

很多人还是宁愿打开电视伴着喧闹安心玩着手机

电视对于现代人的重要性可能高于任何一样发明


有人统计过,在欧美国家人一辈子花在看电视上的时间加起来多达9年

今天人们对电视历史的认知可能只停留在大屁股的CRT电视机

却不知道世界第一台电视竟是机械式的,没有几个电子元件

1923年,一位天才决心实现前人不可能实现的构想

他险些丧命于2000V的高压,还被媒体嘲笑讥讽


一度穷困潦倒,用水盆、茶叶盒这些破铜烂铁实验

仅用光敏元件一个灯泡就实现了包含录制和播放的一套完整的电视系统

他所制造的机械扫描式电视放在电子设备普及的今天也绝对是大师之作

但他却藏在世界记忆的角落里

约翰·贝尔德童年的境遇不如其它大发明家来得好

虽说出生在一个牧师家庭,吃穿倒是不愁

但是贝尔德所生活的城市是英国的一个工业城市

工业革命后的英国比现在的北京有过之而无不及

贝尔德从小就在这种环境中疯狂“汲取精华”

落下了一身的病痛,孱弱不堪


贝尔德一家住在郊区的田野间

他从小就有一股无法抑制的探索欲望

可是当地的普通学校并没有开设过多的科学课程

贝尔德欲求不满,他时刻都想去发现全新的世界


一次偶然,贝尔德在学校接触到了相机

几乎是一瞬间,他的注意力就完全被这个神奇的盒子抓住了

他心里装着好奇心的气球被相机戳破了


他苦苦哀求父亲,终于艰难地得到了一台相机

自那以后,贝尔德不仅成为了名年轻的摄影师

也对那些奇妙的装置毫无招架之力


转眼十多年的学习生活结束了,也换来了一些回报

贝尔德好不容易考上了当时的皇家技术学院

终于圆了自己儿时从事工程机械的理想


可是大学没上多久就被一战的爆发打断了学业

辍学少年贝尔德也就再也没有回到过校园

和其他大人物动不动就一口气读到博士的气魄比起来,贝尔德的早年经历简直寒酸


一战爆发的第二年,贝尔德内心的爱国主义爆发了

他主动请愿,希望能加入英国军队为国效力

结果他因为身体素质差、体弱多病,连兵都当不成


幸好,贝尔德在工程上还有些天赋,最终加入了一家电力公司

辍学少年可算是找到了归宿,他也很珍惜这份工作

贝尔德


兢兢业业地从一战爆发工作到1923年,贝尔德的衰运再次降临

这些年他勤恳地工作,业余时间还搞搞实验

没想到又被病魔击倒了,患上了甲状腺功能减退

无法按照公司的要求继续工作,他被炒了鱿鱼

贝尔德搬到了英格兰南部的海岸居住,专心养病


贝尔德


养病期间,贝尔德其实并没有完全停下手里的活

实际上他从18岁就开始做各种各样的电力实验


曾经有一次,贝尔德想设计一个实验自制钻石

那时候他已经知道钻石的成分就是碳元素

他猜测不同碳单质形态之间应该可以通过某种形式互相转化


最简单的一种就是加热融化重新冷却

结果他天真的想用电加热石墨制作钻石

最终他的这个“新颖”的实验导致了当地的大停电



那时候,贝尔德又重新做起了异想天开的实验

1923年,他突发奇想:马可尼已经实现了无线电传输,那是不是也能传输图像呢?


虽然贝尔德在某些时候确实有些大智若愚

但这次贝尔德下定了决心,一定要实现图像传输!


可能是无线电的发明人马可尼


可是当时贝尔德已经是无业游民,没有资金、没有实验室、更没有什么过硬的知识

他就这样用一些废旧的零件开始了自己的实验


贝尔德的实验原料听起来可能会让众人发笑

自行车的前灯、剪刀、帽盒、装茶叶的箱子

后来他又找来了胶水、火漆、毛衣针还有几个线轴

靠这些破烂,贝尔德就想造出一台电视?开玩笑?



结果还真的给贝尔德搞出点成果

他用剪刀在帽盒盖子上开了一系列螺旋排布的孔

用毛衣针做轴,就做出了一个尼普科夫圆盘

一种在十九世纪就被提出的机械式扫描方法,但是由于技术条件限制,当时并没能制造出来


圆盘旋转起来,每个孔依次扫过物体,被摄区域就被每个孔分隔成数个条型

光线透过孔传到一个自制的硒板上,转变为电信号



信号通过无线电传输到灯泡,产生明暗变化的光线

再由一个与扫描盘同步旋转的放映盘将这些光信号按顺序归位重新输出

图像就按部就班的放映出来了,当旋转速度加快

条状像素间显示的间隔足够短,人眼看起来就是一个连贯不割裂的画面


不到一年时间,贝尔德用尼普科夫扫描原理制作的电视就已经可以显示出简单的十字图像

但是要显示复杂的图像就很困难了,因为精度不够

灯泡亮度变化范围也很窄,表现为灰阶等级低

显示出来的图像模糊,边界不清晰

贝尔德当然不会停下脚步,他不断尝试改进设计


那一次,贝尔德想让灯泡亮得更猛烈一些

他花了整副家当买来了一堆手电筒

把手电筒里的电池一个一个地串起来

一不留神就串了上百个,贝尔德拿起导线的一头

一阵焦香味从他的左手飘出,之后他能记起的就是在医院的时光了

那些电池产生的2000V的电压把贝尔德差点电死

贝尔德与他的第一台原型电视机


当时的报纸都争相报道这个大新闻

鉴于之前的那些失败发明,媒体自然是挖苦又讽刺

房东知道了贝尔德在他的房子里搞这些东西,马上让他卷铺盖走人

才刚刚看到点希望,贝尔德再次遭受身心上的打击

生活走到了尽头


贝尔德


沉沦了一段时间,机会来了,一家百货公司找上门

无偿提供实验所需的一切材料,而且每周支付25磅

只要贝尔德在百货商店门前展示他的新鲜玩意儿

合作维持了一段时间,但吃瓜群众们对这个能显示图形的简陋机器似乎没什么感觉

百货公司也感觉到自己看走了眼,终止了合同

生活又走到了尽头


贝尔德


其实在百货商店的展示已经吸引了记者们的关注

记者说你这个破图案不新奇,要是能传送一张脸

我们绝对头版头条报道你的大新闻

贝尔德心中一直暗暗记着这句话,他不愿意放弃


没办法,最后他还是极其不情愿地回老家要钱

两个堂兄弟给他寄来了500磅,作为入股资金

乘着这股春风,贝尔德也迎来了自己的第一个“助手”——帅哥比尔


英俊的比尔


他快马加鞭,大刀阔斧得改进了关键的光敏元件

使得电视所传送的信号精度大大提高


1925年10月2日,贝尔德的电视成功的传送了比尔的脸部图像

他欣喜若狂,飞奔下楼随便抓了一个上班族

拉到楼上给他展示电视里比尔英俊的面容

20岁的威廉·爱德华不知道,他成为了世界上第二个在电视里看见人脸的人


电视里的比尔


贝尔德的生活无数次走到了尽头,终于要翻身了

报纸的记者也没有食言,给贝尔德搞了个大新闻



贝尔德机械扫描式电视的实际画面


1926年,贝尔德已经将电视的帧率大大提高了

在英国的皇家学会上他也成功演示了这台电视

贝尔德名声大噪,但他没有骄傲,因为竞争对手很快就会齐头赶上


1927年,贝尔德进行了大量的传输实验

先是通过电话线从格拉斯哥将信号传输到伦敦

后来又实现了第一次跨大西洋的电视传输

英国广播公司BBC转播了第一次电视节目


同时,贝尔德还用滤光片将接受的图像分成三原色分别传输,造出了彩色电视

谁能想到,在一个彩色相片都没普及的年代,却已经出现了彩色电视


贝尔德的彩色电视


1934年,英国政府决定建立规范的电视服务

两年后BBC利用贝尔德的机械扫描电视与另一家的电子电视同时广播节目

但因为成像不如电子电视来得精致,贝尔德失败了


他转而继续潜心研发彩色电视系统

随即二战爆发,电视的普及的八字还没有一撇就停滞了


1944年,贝尔德的彩色电视系统已经成熟

战后,人们对电视的热情空前的高涨

贝尔德的彩色电视系统主导了电视广播的标准


1946年,贝尔德的彩色电视首播,世界为此震惊

而仅在6天后,贝尔德就因为中风离开了人世


他走了,但是他为电视普及的大潮贡献出了毕生的心血

虽然今天贝尔德发明的机械扫描式电视已经退出了历史的舞台

但电视因他而深入了民心,甚至改变世界


电视的存在可不仅仅是带来了一种娱乐的新方式

甚至影响的世界政治格局


从第一个登上电视的美国总统罗斯福

到曾经身为演员的里根击败卡特当选总统

再到1963年肯尼迪在直播镜头下当众被刺遇害



肯尼迪遇刺直播


今天的公众人物越来越离不开对荧幕形象包装

世界格局也不再是由那一小撮踏实肯干的人主导

越来越多的跳梁小丑通过荧幕蛊惑人心


电视的发明伟大吗?大概吧


文章首发于微信公众号:SME

欢迎关注



https://blog.sciencenet.cn/blog-2966991-1022639.html

上一篇:他是中国石油工业先驱,一心只为报国,却3次被冤入狱,全家惨死
下一篇:这个中国女人同时被“曼哈顿计划”和“诺贝尔奖”遗忘
收藏 IP: 119.130.248.*| 热度|

20 徐耀 罗会仟 张文军 刘博 晏成和 崔健 王志强 陆泽橼 鲍海飞 赵建民 李土荣 郑俊 林辉 吕喆 张骥 yangb919 table lrx aliala yunmu

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (9 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-6-30 22:01

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部