Как многие из вас знают, в аналоговом телевидении сложились три главные системы цветного телевидения: NTSC, PAL и SECAM
Почему цветных стандартов три, а не один? Чем они отличаются, если решают одну задачу? Зачем Советскому Союзу понадобилась французская система, когда своя уже работала в эфире? Правда ли, что SECAM нужен был против «Голоса Америки»? И куда всё это делось, когда пришла цифра? Ответы ниже. И эта история интереснее, чем может показаться на первый взгляд.
Двадцать миллионов причин ничего не ломать
Начнём с небольшой технической вводной. По большому счёту различия между PAL, NTSC и SECAM — это разные форматы сигнала цветности, который подмешивают в существующий чёрно-белый ТВ сигнал.
Зачем так? Почему бы не передавать… ну, например, три цветных картинки RGB и накладывать одну на другую? Технически можно. Но цветное телевидение во всех странах всегда было намертво привязано к чёрно-белому. При попытке нарушить эту связку такой стандарт ждал провал, в чём мы убедимся ниже.
Например, к концу 1950 года в США стояло около десяти миллионов чёрно-белых телевизоров, а к середине пятидесятых счёт пошёл на десятки миллионов. Каждый из них был куплен за деньги, сопоставимые с месячной зарплатой, и каждый принимал сигнал определённой формы в определённой полосе частот.
Очевидно, что никто не будет покупать второй телевизор ради цветной картинки и при этом выкидывать первый. Во всяком случае в 50-е годы не стали бы.
Из этого и родилось главное слово всей истории: совместимость. Цветной сигнал должен быть устроен так, чтобы старый чёрно-белый приёмник показывал его как обычную чёрно-белую картинку. И желательно даже не догадывался, что там что-то есть.
Задача непростая. Нужно добавить в сигнал информацию о цвете, но при этом не расширять канал и не мешать тем, у кого остался чёрно-белый ТВ. Канал в Америке был 6 МГц, в Европе 7 или 8. Ни одного лишнего килогерца.
Решение нашли в два хода. Первый ход придумал Альда Бедфорд из RCA (Radio Corporation of America, один из крупнейших производителей электроники в США) в конце сороковых, и называется он «смешанные верхние частоты», mixed highs. Глаз человека различает мелкие детали по яркости, но не по цвету. Если посмотреть на тонкую красную нитку на зелёном фоне с двух метров, вы увидите нитку. Но не скажете уверенно, какого она цвета. Значит, мелкие детали можно передавать одним общим сигналом яркости, а цвет размазать крупными мазками.
Отсюда вытекает схема, которая одинакова во всех трёх стандартах. Из красного, зелёного и синего собирается сигнал яркости Y. Это и есть та самая чёрно-белая картинка, которую видит старый телевизор.
А цвет описывается двумя цветоразностными сигналами: «красный минус яркость» и «синий минус яркость». Зелёный отдельно не передаётся, он вычисляется в приёмнике из трёх известных. Два сигнала вместо трёх, и каждому хватает полосы в три-четыре раза уже, чем яркости, а одному из двух в NTSC и вовсе полмегагерца.
Второй ход хитрее. Куда эти два узких сигнала засунуть? Ещё в 1934 году Пьер Мерц и Фрэнк Грей из Bell Labs показали, что спектр телевизионного сигнала не сплошной. Он собран из гребёнки: энергия сидит вокруг гармоник строчной частоты, а между ними дырки. Картинка ведь строка за строкой очень похожа сама на себя, и спектр это отражает.
В эти дырки и вставили цвет. Берётся вспомогательная несущая, поднесущая, с частотой примерно 3,6 МГц в Америке и 4,4 МГц в Европе. Частоту подбирают так, чтобы она попала ровно между зубьями яркостной гребёнки. Тогда цветовая информация ляжет в промежутки между яркостной и почти не будет с ней конфликтовать. Это называется частотным перемежением. В NTSC и PAL это основа основ. SECAM, забегая вперёд, пошёл своим путём: там поднесущие стоят на целых гармониках строчной частоты, а сетку прячут переворотом фазы поднесущей от строки к строке и от кадра к кадру.
Что на такой сигнал скажет чёрно-белый телевизор? Он увидит на экране мелкую сетку от поднесущей. Но в NTSC частоту выбрали так, что фаза этой сетки от строки к строке и от кадра к кадру переворачивается, и глаз её усредняет в ровный серый.
На практике старые приёмники показывали цветной сигнал почти без потерь. Владельцы ничего не заметили. Фокус удался.
И вот тут мы подходим к тому, в чём же разница между тремя стандартами. В способе передачи сигнала цветности. Американцы взяли квадратурную амплитудную модуляцию: две цветоразности одновременно модулируют по амплитуде две копии поднесущей, сдвинутые на четверть периода. В сумме получается один сигнал, у которого фаза относительно опорной означает оттенок, а амплитуда — насыщенность.
Французы взяли частотную модуляцию, как в УКВ-радио. Немцы взяли американский способ и добавили к нему одну хитрость. Обо всём этом дальше, по очереди.
Так что, повторю, идея у всех общая. Яркость плюс две цветоразности: цвет спрятан внутри полосы яркости. Разница между NTSC, PAL и SECAM начинается в способе навесить две цветоразности на одну поднесущую. И, что важнее, какие искажения мы встретим на пути от студии до телевышки и от вышки до телевизора. Собственно, характер этих искажений во многом определил выбор того или иного стандарта разными странами.
Колесо Голдмарка
Первая война стандартов цветного ТВ была локальной, в США. Её победитель тихо умер через год, после победы. Это удивительная история, и европейцы потом изучали её очень внимательно, сделав правильные выводы.
В сороковых у CBS работал инженер Питер Голдмарк. Его система была проста, где-то на грани между гениальностью и глупостью. Перед экраном чёрно-белого кинескопа крутится диск с тремя цветными фильтрами, красным, зелёным и синим. Камера снимает через такой же диск. Диск с шестью секторами, по два на каждый цвет, делает 1440 оборотов в минуту — это 144 цветных поля в секунду, каждое поле в своём цвете, и глаз складывает всё в цветное изображение. Никакой электроники для цвета, только моторчик.
Цена простоты оказалась чудовищной. Чтобы уложить 144 поля в секунду в стандартный 6-мегагерцовый канал, число строк урезали с 525 до 405. Хуже другое: этот сигнал был полностью несовместим с обычными телевизорами. Владелец чёрно-белого приёмника видел на экране мешанину. Те самые десять с лишним миллионов телевизоров превращались в тумбочки.
Тем не менее в октябре 1950 года FCC, американский регулятор связи, утвердила систему CBS как национальный стандарт. RCA, у которой в лаборатории уже была полностью электронная совместимая система, подала в суд. Дошло до Верховного суда, и в мае 1951 года он оставил решение регулятора в силе. С июня 1951 года CBS начала коммерческие цветные передачи.
Смотреть их было некому. Приёмников для системы CBS выпустили около двух сотен, продали примерно сотню по 499 долларов. Дальше в дело вмешалась Корейская война: в конце 1951 года агентство по военному производству запретило выпуск цветных телевизоров как непрофильную трату стратегических материалов.
Урок из этой истории европейцы вынесли простой. Стандарт, который не совместим с ч/б не жилец, даже если его утвердил регулятор и поддержал Верховный суд.
Комитет, который победил
В январе 1950 года заново собрали Национальный комитет по телевизионным системам, NTSC. Тот самый, который в 1941 году утвердил чёрно-белые 525 строк. Тон в нём задавала RCA, но своё вложили и Hazeltine, и Philco, и другие. Через три с половиной года, 17 декабря 1953 года, утвердили результат как национальный стандарт.
Кто изобрёл NTSC, который стандарт, а не комитет? Правильный ответ: никто в отдельности. Элмер Энгстром из RCA был идеологом полностью электронного подхода и обещал регулятору трёхлучевой кинескоп. Гарольд Лоу довёл до реализации теневую маску для этого кинескопа. Бедфорд дал принцип смешанных верхних частот.
Бернард Лафлин из Hazeltine придумал, что две цветоразности можно передавать с разной полосой: одну, в оранжево-голубых тонах, где глаз воспринимает цвет лучше, а вторую, пурпурно-зелёную, совсем узкую. Отсюда знаменитые оси I и Q. Джордж Браун защищал всё это перед комитетом.
Выделю одну деталь, потому что она хорошо показывает образ мыслей людей 1953 года. Инженер RCA Гарри Кин придумал схему, которую в фирменных бумагах назвали Kolor Killer, «убийца цвета». Когда в эфире чёрно-белая передача, а таких тогда было девяносто девять из ста, цветной декодер не должен пытаться раскрашивать шум в цветные пятна.
Схема ждёт опорную вспышку и, не найдя её, отключает цветовой канал совсем. Так цветной телевизор большую часть суток работал чёрно-белым. Кто бы в 1953 году поверил, что через двадцать лет девяносто девять передач будут идти в цвете, и эта схема станет не нужна.
Матёрые телевизионщики помнят наизусть число цветовой поднесущей NTCS: 3 579 545 Гц. Почему такое неровное?
Потому что её выбрали как 455/2 от строчной частоты, чтобы она легла ровно в дырки яркостного спектра. Изначально RCA хотела 3,583125 МГц, но тогда получилась бы накладка со звуком. Звуковая несущая в американском канале стоит на 4,5 МГц выше несущей изображения, и разность между звуком и цветом, около 0,92 МГц, давала на экране видимые биения.
Выход нашли элегантный. Раз нельзя двигать звук и нельзя двигать поднесущую относительно строк, подвинем сами строки. Строчную частоту сдвинули на 0,1 процента, с 15 750 до 15 734 Гц, чтобы звук стоял ровно на 286-й гармонике строчной, цвет на 227,5-й, и тогда биение между ними, 58,5 строчных, тоже попадало в дырки яркостного спектра. Из-за этого 30 кадров в секунду превратились в 29,97.
Ни один чёрно-белый приёмник сдвига в одну десятую процента не заметил. Зато монтажёры по всему миру до сих пор мучаются с таймкодом, где за час набегает 108 «лишних» номеров кадров, и их пропускают по два в начале каждой минуты, кроме каждой десятой. Кадры при этом никуда не деваются, только нумерация. Это отдельная боль, называется drop-frame, и корни её вот здесь, в 1953 году.
Как продавался цвет? Плохо. Нет, начало было обнадёживающее. Первую трансляцию от побережья до побережья дали 1 января 1954 года: парад роз из Пасадены пошёл по сети NBC на два десятка станций. Цветных телевизоров в стране было около двухсот, все предсерийные, они стояли в магазинах и студиях. В Милуоки перед магазином выстроилась очередь из пяти тысяч человек, пускали группами на пять минут.
Первый массовый цветной телевизор RCA CT-100 пошёл в производство в марте 1954 года по цене 1000 долларов. Westinghouse успел выставить свой аппарат на месяц раньше, за 1295 долларов, но продал считаные десятки. Чёрно-белый 21-дюймовый стоил тогда около 300, а медианный доход семьи был около 4200 долларов в год. То есть цветной телевизор стоил почти как три месячных семейных дохода — при 15-дюймовом экране и 36 лампах внутри. Consumer Reports честно советовал покупать его только «закоренелому и состоятельному экспериментатору». К августу цену сбросили до 495, RCA торговала в убыток.
Дальше цифры были такие. К 1958 году в США было 350 тысяч цветных телевизоров, к 1962-му миллион. В 1965-м цветным был примерно каждый двадцатый телевизор в доме, десятипроцентный рубеж взяли только в 1966-м. Перелом случился, когда NBC объявила, что сезон 1965/66 идёт почти целиком в цвете.
Причина проста: NBC принадлежала RCA, а RCA продавала телевизоры. Только в 1972 году, через восемнадцать лет после старта, цветных домов стало больше половины. Запомним этот темп. Европейцы в шестидесятые смотрели на американские графики и делали выводы.
Три пушки и дырявая маска
Почему цветной телевизор стоил как три месячных семейных дохода? Из-за кинескопа. И раз уж мы говорим про стандарты, про него стоит рассказать отдельно, потому что кинескоп был общим врагом всех трёх систем и общей статьёй расходов всех стран.
Чёрно-белый кинескоп — это одна электронная пушка и одноцветный люминофор. Цветной, по схеме RCA, — это три пушки (красная, зелёная и синяя) и экран, покрытый мозаикой из сотен тысяч крошечных точек люминофоров трёх цветов. Чтобы красная пушка попадала только в красные точки, между пушками и экраном ставят теневую маску: стальной лист с сотнями тысяч отверстий. Три луча проходят через одно и то же отверстие под разными углами и попадают каждый в свою точку. Принцип описал ещё в 1938 году немец Вернер Флехзиг из Telefunken, а в рабочий прототип его превратил Гарольд Лоу из RCA в 1949–50 годах.
Красиво на бумаге и очень много оговорок в работе. Через маску проходит примерно пятая часть электронов, остальные греют сталь, поэтому цветной кинескоп при той же яркости требует в несколько раз больше энергии. Три луча надо свести в одну точку по всему экрану, и на первых телевизорах регулировок сведения было больше десятка.
Маска намагничивается от любого магнита поблизости, и на экране расплываются цветные пятна. Кинескоп 15GP22 в первом RCA CT-100 имел экран 15 дюймов и видимую картинку 11,5 дюйма шириной. Именно он, а не электроника, делал телевизор тысячедолларовым.
У нас та же беда повторилась через пятнадцать лет. Первый серийный советский цветной кинескоп 59ЛК3Ц был дельта-масочным, то есть с тремя пушками, расположенными треугольником, самой капризной по сведению схемой. Проблему намагничивания решили петлёй размагничивания, которая при каждом включении телевизора коротко бьёт по маске переменным полем.
Тот щелчок и лёгкий гул при включении старого «Рубина» — это она. В ГДР, куда советские кинескопы поставляли для первых телевизоров Color 20, по воспоминаниям тамошних инженеров, поначалу работал один из семи. А в 1981 году Хонеккер купил у Toshiba лицензию на современные кинескопы, потому что своих ГДР так и не осилила.
Здесь будет ещё один сюжетный поворот, который мне кажется самым интересным во всей франко-японско-американской истории. Компания CFT, которая владела патентами SECAM, параллельно разрабатывала собственный кинескоп с одной пушкой и апертурной решёткой из вертикальных проволочек вместо маски с дырками. В 1968 году, по данным историка Фиккерса, CFT продала свои патенты на этот кинескоп Sony.
Sony как раз доводила Trinitron, у которого тоже одна пушка и решётка, и французские патенты стали частью его технологии. Кто у кого что взял, историки спорят до сих пор. Но заработали на Trinitron японцы больше, чем французы на всём SECAM вместе взятом. А свою программу кинескопов Франция закрыла в 1971 году и ушла в совместное предприятие с RCA. Патенты на цвет остались во Франции, кинескопы уехали в Японию.
К чему это всё в разговоре о кинескопах? К тому, что спор о кодировании цвета вели страны, которые использовали одинаково неудачную технологию. И PAL, и SECAM, и NTSC показывали свои картинки на одном и том же американском изобретении с дырявой маской. Но без реализации хотя бы таким способом разговор о цветном телевидении вообще теряет смысл. Ибо идея идеей, а смотреть на чём-то надо. Дальше мы увидим, что французы, продавая SECAM в Москву, предлагали в нагрузку именно документацию на трубки. В качестве того бонуса, который заставит всю систему реально работать.
Never Twice the Same Color
Пока американцы медленно раскупали телевизоры, зрители узнали про NTSC очень неприятную вещь. Цвет в нём плывёт.
Дело в самой идее квадратурной модуляции. Цветовой тон, оттенок, в NTSC закодирован фазой поднесущей относительно опорной вспышки, которую передают в начале каждой строки. Насыщенность закодирована амплитудой. Красиво и компактно. Но фаза, в отличие от частоты, штука хрупкая. Любой сдвиг фазы на пути от студии до кинескопа сдвигает оттенок.
А сдвигов на пути полно. Ламповый передатчик и усилители дают дифференциальную фазу: фаза зависит от уровня яркости. Радиорелейная линия и коаксиальный кабель длиной в сотни километров дают неравномерность задержки по частоте. Видеомагнитофон, у которого лента идёт чуть-чуть неравномерно, дрожит по времени. Для поднесущей это всё одно и то же: фаза нестабильна и съезжает.
Студийная аппаратура держит один градус, передатчик по нормам три–пять, магистраль до десяти. А ошибку в пять градусов зритель уже видит на самом чувствительном для глаза месте: на лицах. Лица становятся то желтоватыми, то розовыми.
Именно поэтому на американских телевизорах появилась ручка Tint, она же Hue. Зритель сам крутил фазу, пока лицо диктора не становилось похожим на лицо из кожи человека, а не марсианина. На PAL- и SECAM-телевизорах такой ручки нет и не было. Инженеры расшифровали аббревиатуру NTSC как Never Twice the Same Color, «никогда дважды один и тот же цвет». Обидно, зато по делу.
Справедливости ради, американцы болезнь потом почти вылечили: транзисторные тракты, жёсткие нормы на дифференциальную фазу и с середины семидесятых опорный сигнал VIR в кадровом гасящем, по которому телевизор сам себя подстраивал. Но выбор в Европе делали в 1965 году, когда всего этого ещё не было.
Здесь в нашей истории впервые появляется европеец. В 1953 году в Америку ездил Вальтер Брух из Telefunken. Он потом вспоминал, как в студии никак не удавалось добиться, чтобы рыжие волосы актрисы на приёмнике выглядели так же, как на студийном мониторе. И как ему стало понятно, что «в таком виде для нас в Германии это вводить нельзя». Запомним и Бруха, и рыжие волосы. Мы к ним вернёмся через десять лет.
Была и вторая проблема. Видеозапись. Компания Ampex показал первый видеомагнитофон в 1956 году, и с чёрно-белым сигналом он справлялся. Цвет на ленту писали уже с 1958 года, но оттенок плавал: механика, при всей точности, дрожала на доли микросекунды, для фазы поднесущей это катастрофа. Нормальные цветные студийные магнитофоны с корректором временных искажений появились только к 1964 году.
Вот с этим багажом Европа и подошла к вопросу «а какой цвет выбрать нам». Американская система работала, была совместимой, была первой. Но у неё был известный, задокументированный, ежедневно видимый недостаток. И два человека, француз и немец, в разное время придумали, как его лечить. Причём по-разному.
Француз с памятью
Анри де Франс к моменту нашей истории был уже был матёрым инженером. Родился в 1911 году, телевидением увлёкся в восемнадцать, в 1931-м основал в Гавре собственную телевизионную компанию. В годы оккупации де Франс экспериментировал с системами высокой чёткости и в конечном итоге пришёл к 819-строчной системе. Ту самую, которую Франция в 1948 году приняла как национальный стандарт вопреки всей Европе с её 625 строками. Так что опыт лоббирования своих оригинальных решений у него был. И государство этот опыт помнило.
Про 819 строк стоит сказать пару слов, потому что это репетиция всей дальнейшей истории. В ноябре 1948 года госсекретарь по информации Франсуа Миттеран, да, тот самый, подписал решение о французском стандарте разложения на 819 строк. Картинка получалась заметно чётче европейских 625, но канал занимал 14 МГц вместо 7–8, а телевизоры стоили на четверть дороже. За Францией пошли только Бельгия с Люксембургом, да и те со своим вариантом канала, и Монако.
Первый французский канал вещал в 819 строках до 1983 года. Цветной SECAM во Франции запускали уже на 625 строках, на втором канале. То есть к 1967 году Франция сама себе устроила два несовместимых ТВ-стандарта внутри одной страны. Опыт, как мы увидим, не помешал ей предлагать Европе консолидацию и унификацию.
Идею цветной системы де Франс запатентовал в 1956 году. Называлась она SECAM, «Séquentiel Couleur À Mémoire», последовательный цвет с памятью. В названии зашито два решения, и оба стараются решить недочёты NTSC.
Первое решение: частотная модуляция вместо квадратурной. Цветоразностный сигнал меняет не фазу и амплитуду поднесущей, а её частоту. Как в УКВ-радио.
Для частотной модуляции не так критично, что по дороге происходит с амплитудой и фазой, лишь бы частоту можно было считать. Дифференциальная фаза, гроза NTSC, для SECAM просто не существует. Нет ошибок оттенка из тракта, нет ручки Tint, нет опорного генератора в телевизоре, который надо подстраивать по вспышке.
Совсем без ошибок оттенка, правда, не обошлось: SECAM получает их не из тракта, а из телевизора. Уплыл ноль дискриминатора, и лица зеленеют. Только крутит это не зритель, а мастер в ателье. Плюс у частотной модуляции свои артефакты: цветной «пожар» на резких границах и цветной шум на мелкой фактуре.
Второе решение: последовательность. Две цветоразности по частотной модуляции одновременно не передашь, поднесущая-то одна. Де Франс передаёт их по очереди: в одной строке «красный минус яркость», в следующей «синий минус яркость». А чтобы в каждой строке иметь обе, телевизор запоминает предыдущую строку и пользуется ею ещё раз. Вот эта память и есть «à mémoire». Строка длится 64 микросекунды, столько и надо помнить.
Чем помнить в 1956 году? Электронной памяти на строку видео в 1956 году не существовало ни на лампах, ни на транзисторах. Де Франс применил ультразвуковую линию задержки: сигнал превращается в ультразвук, пробегает через кусок стекла или проволоки и превращается обратно, опоздав ровно на строку. Потом эта стекляшка окажется в каждом европейском цветном телевизоре, включая немецкие. Из-за неё Германия будет платить Франции отчисления. Но не будем забегать вперёд.
Чем SECAM за это заплатил? Вертикальное разрешение по цвету упало вдвое, потому что каждая цветоразность передаётся через строку. Для глаза это почти незаметно, мы помним про мелкие детали. Хуже другое: два сигнала SECAM нельзя сложить.
Сложение двух частотно-модулированных сигналов не даёт частотно-модулированного сигнала со средним цветом, оно даёт кашу. Значит, наплыв, мягкая шторка, наложение титров на цветной фон, хромакей — всё, где два сигнала складываются, а не переключаются, требует сначала декодировать SECAM в компоненты, смешать, а потом закодировать заново. Запомните этот абзац. Он объясняет, почему во многих аппаратных была аппаратура PAL.
Зато SECAM оказался очень удобен для того, что NTSC давалось с трудом. Для передачи по длинным трактам и для видеозаписи. В июне 1962 года на встрече экспертов в Бад-Кройцнахе де Франс показал видеозапись SECAM на 625 строк в приличном цвете, а запись NTSC на том же показе воспроизводилась чёрно-белой. Западногерманская делегация после этого, как пишут историки, заняла «благожелательный нейтралитет». В тот день SECAM из французской причуды превратился в возможную европейскую альтернативу американцам.
Почему частотной модуляции всё равно? Представьте, что вы передаёте число не высотой столбика, а количеством щелчков в секунду. Столбик по дороге можно случайно подрезать или растянуть, и число исказится. А щелчки можно ослабить, зашумить, сдвинуть по времени, но их количество в секунду от этого не меняется. Пока приёмник может их сосчитать, число доходит правильно.
Так работает УКВ-радио в грозу, и так работает цвет в SECAM. Но, щелчки занимают в эфире больше места. Поэтому поднесущая SECAM присутствует даже на чёрно-белых участках картинки, и мелкая сетка на них видна сильнее, чем в PAL. Французы боролись с этим предыскажением: в кодере амплитуду поднесущей уменьшают около центральной частоты 4,29 МГц и увеличивают на краях девиации, а в приёмнике стоит обратный фильтр, похожий на колокол, — отсюда его имя «cloche». Помогло, но не до конца.
Дальше де Франс сделал абсолютно верный шаг. Стал показывать. Когда оно работает не на бумаге, а здесь, в студии и это видно, эффект совсем другой. Март 1958 года, демонстрация в лаборатории в Париже и трансляция операции на открытом сердце из лионской больницы. Апрель 1960-го, первая цветная линия Париж–Лондон.
Декабрь 1961-го, опытный передатчик SECAM на Эйфелевой башне. Система при этом менялась: SECAM I, II, III и, наконец, IIIb, на котором всё и остановилось. К 1965 году это была работающая, испытанная, задокументированная система, за спиной которой стояла компания CFT, а за ней концерн CSF и французское государство.
Приёмник для NTSC, но не NTSC
Вальтер Брух за свою жизнь успел очень многое. Родился в 1908 году в Пфальце, начинал слесарем на обувной фабрике, потом техникум, потом Берлин. Там он крутился вокруг Манфреда фон Арденне и Денеша Михая, двух пионеров телевидения. В 1936 году на берлинской Олимпиаде он работал оператором на «олимпийской пушке», огромной телекамере Telefunken. Пушку сконструировал Эмиль Мехау, Брух её обслуживал. Это, кстати, важная деталь: Брух всю жизнь был человеком, который доводит чужие идеи до работы в поле.
В 1941–42 годах на полигоне Пенемюнде Брух построил замкнутую телевизионную систему на испытательном стенде номер семь, чтобы за пусками ракет А-4, будущих «Фау-2», можно было наблюдать из бункера. Это считается первым промышленным телевидением в мире. А в 1945–46 годах тот же Брух в Берлине работал уже на советскую администрацию: помогал формулировать стандарт на 625 строк, тот самый, на котором потом будут жить и PAL, и SECAM, и переделывал телекинопроектор «под Москву».
В октябре 1946 года он едва не уехал в СССР вместе с тысячами немецких специалистов по линии «Осоавиахима». Не уехал. Иначе PAL мог бы называться как-нибудь по-русски.
К пятидесятым Брух заведовал лабораторией приёмной техники Telefunken в Ганновере. И он видел NTSC своими глазами, вспомним рыжие волосы. Идея, по его собственным словам, пришла вечером в опере, куда он ходил с женой. Потом была «бессонная ночь, рассерженная жена» и складывание векторов на пальцах.
Идея такая. Раз ошибка фазы сдвигает оттенок в одну сторону, давайте в каждой второй строке передавать одну из цветоразностей с перевёрнутой фазой. Тогда та же ошибка тракта сдвинет оттенок в этой строке в противоположную сторону. Если сложить две соседние строки, ошибки взаимно уничтожатся.
Оттенок останется верным, пострадает только насыщенность, и то чуть-чуть. Phase Alternating Line, строка с чередующейся фазой. PAL.
Чем складывать две строки? Линией задержки на строку. Той самой стекляшкой де Франса, только подпиленной: в PAL она не ровно 64 микросекунды, а 63,943, чтобы соседние строки сложились ещё и по фазе поднесущей. Брух этого не скрывал и в своих статьях прямо писал, что использует «в общем-то известную линию задержки, теперь в виде стеклянного тела вместо кабеля, особым образом». Так в одном телевизоре встретились американская квадратурная модуляция и французская память.
Для любителей точных цифр. Поднесущая PAL стоит не на нечётной гармонике половины строчной частоты, как в NTSC, а со сдвигом на четверть строки, 283,75 строчных частот, и к этому прибавлено ещё 25 герц. Четверть вместо половины нужна потому, что переворот фазы через строку сам по себе сдвигает спектр цветности на полстроки, и без поправки половина цвета, та самая переворачиваемая, легла бы обратно на зубья яркости.
А лишние 25 герц заставляют остаточную сетку ползти по экрану по диагонали, чтобы глаз не цеплялся за неподвижный узор. Побочный эффект четвертьстрочного сдвига: полный цикл фазы поднесущей относительно кадра в PAL повторяется только через восемь полей, а не через четыре, как в NTSC. Монтажёры, которые резали PAL на ленте, эту восьмипольную последовательность поминали недобрым словом, потому что склейка не в том месте давала скачок цвета.
Дальше начинается патентная история, тянущая на неплохой роман. Первую заявку Брух подал в июле 1961 года. Мюнхенское патентное ведомство её отклонило, сославшись на немецкий патент американца Бернарда Лафлина, того самого из Hazeltine.
Лафлин ещё в 1951 году предлагал комитету NTSC переворачивать фазу, только не по строкам, а по полям, и комитет это отверг: на ярких кинескопах мерцали синие кромки. Брух переделал заявку, и 31 декабря 1962 года, в последний день года, Telefunken подала патент DE 1 252 731. Название патента стоит процитировать: «Цветной телевизионный приёмник для системы NTSC с верной цветопередачей».
То есть по документам PAL, гордость немецкой инженерии, — это приёмник для NTSC. Сам Брух свой сборник статей назвал «PAL, вариант системы цветного телевидения NTSC». Никакой скромности, только точность. 3 января 1963 года в Ганновере систему показали экспертам Европейского вещательного союза.
Здесь стоит отдать должное Лафлину. Его схему, «чередование цветовой фазы», в ноябре 1951 года испытывали вместе с RCA для комитета NTSC. Фазу переворачивали не от строки к строке, а от поля к полю, тридцать раз в секунду. И на ярких кинескопах это не работало: синие кромки на границах цветов, как записано в протоколах, «вспыхивали раздражающим образом», а полосы помех мерцали с половинной частотой полей.
Комитет схему отверг. Брух через десять лет взял тот же принцип, но применил его к строкам, где глаз ничего не успевает заметить, и добавил память. Разница оказалась в одном слове: строка вместо поля. Патентное ведомство, как видим, эту разницу не сразу оценило.
Название, говорят, придумали накануне показа. А в 1971 году в телешоу Бруха спросили, почему не назвать систему его именем. Он ответил вопросом: «Ну и что бы вы подумали, если бы я назвал её Bruch-System?» Bruch по-немецки — «поломка». Немецкий инженерный юмор, он такой, да.
У PAL есть младший брат, о котором редко пишут. «Простой PAL», PAL-S, без линии задержки. В нём складывать строки поручали не стекляшке, а глазу зрителя: соседние строки с противоположными ошибками стоят рядом на экране, глаз усредняет. Дёшево, потому что стекляшка и лицензия Telefunken стоили денег.
Но при большой ошибке фазы на экране появляются горизонтальные полосы чередующегося оттенка. Их назвали «ганноверскими жалюзи», Hanover bars, по месту, где находилась лаборатория Telefunken. Дешёвые телевизоры с так называемым simple PAL (или PAL-S) выпускали в Европе (а японцы пошли ещё дальше, но об этом в следующих частях). Настоящий PAL, с задержкой, называется delay-line PAL (или PAL-D), и это то, к чему мы все привыкли.
Теперь у Европы было две собственных системы. Обе лечили фазовую болезнь NTSC. Обе использовали одну и ту же стекляшку. Обе снижали вертикальное разрешение по цвету вдвое. И обе принадлежали не тем странам, которые друг друга любили. Помним, что Вторая мировая отгремела совсем недавно.
Во второй части статьи мы посмотрим, как мучительно Европа пыталась договориться, как внезапный союз СССР и Франции нарушил эти планы, и узнаем чуть больше про различия стандартов.
© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»
Автор: TichyProtocol
