ГЛАВА 2

Прежде чем говорить о передаче цветных изображений, следует уточнить различные характеристики цвета как физического явления и его восприятие. Именно этому и посвящена настоящая беседа, в которой рассматриваются следующие вопросы:

Определение цветного телевидения. Границы видимого света. Спектральный анализ белого света. Хроматическая аберрация. Разрешающая способность. Средний глаз и дальтонизм. Анатомия и физиология глаза.

ВЗГЛЯД НА ГЛАЗ

Что есть что?

Любознайкин. — Рад тебя видеть Незнайкин. Но понему у тебя недовольный вид?

Незнайкин. — Я взбешен! Можно ли до такой степени злоупотреблять человеческой доверчивочтью?! Это возмутительно!

Л. — Успокойся, дорогой друг. Объясни же причину своего негодования.

Н. — Все очень просто. Мои соседи, очаровательная молодая чета, пригласили меня к себе посмотреть цветное телевидение. Как они мне сказали, за небольшую цену они приобрели чудесное приспособление, которое превратило их чернобелый телевизор в приемник для цветных изображений.

Л. — Это представляется мне совершенно невозможным. Что же ты у них увидел?

Н. — Просто-напросто установленный перед экраном окрашенный фильтр. Нижняя четверть фильтра зелено-желтая, верхняя четверть голубая, а середина — оранжевая; цвета постепенно переходят один в другой. Пока передают пейзажи — это еще приемлемо: растения получаются зелеными, а небо — голубым. Но когда на экране крупным планом появилось лицо диктора, эффект был просто ужасен.

Л. — Само собой разумеется, что это не имеет ничего общего с настоящим цветным телевидением. Изобретательные фабриканты раскрашенных фильтров ловко сыграли на словах. Поэтому необходимо четко договориться о точном смысле терминов, которыми нам предстоит пользоваться.

Н. — Мне кажется, что выражения «черно-белый телевизор» и «цветной телевизор» сами по себе достаточно понятны и не требуют дополнительных определений.

Л. — Ты ошибаешься, мой друг. Можно ли говорить о «черно-белом», когда имеешь дело с целой гаммой промежуточных серых тонов? А знаешь ли ты, что флюоресцирующий слой экрана у некоторых кинескопов дает изображение синеватого оттенка, а у других — цвета сепии? Поэтому, на мой взгляд, правильнее говорить о монохроматическом телевидении, так как мы видим одноцветные изображения (от греческого "монос" - один и «хрома» — цвет).

Н. — Я думаю, что при таком подходе настоящее цветное телевидение, где изображение появляется в разных цветах, следовало бы назвать полихроматическим (от греческого «полус» — много).

Физическое явление и его восприятие

Л. — И ты прав. Теперь, когда мы точно определили смысл выражений, мы будем одинаково пользоваться терминами «черно-белый» или «монохроматический» и «цветной» или «полихроматический». Более важно установить различия между объективным цветом и субъективным цветом.

Н. — Что ты подразумеваешь под этими выражениями?

Л. — Много путаницы происходило в науке из-за того, что не устанавливали четкого различия между физическим явлением и его восприятием.

Н. — Это из области философии? Конкретный пример помог бы мне лучше схватить твою мысль.

Л. — Я возьму этот пример из наиболее знакомой тебе области — из акустики. Какие характеристики различаешь ты в попадающем в твои уши звуке?

Н. — Прежде всего высоту, так как звук может быть низким, средним и высоким. Затем тембр, на одной и той же высоте флейта и скрипка издают разные звуки. И, наконец, громкость или, если ты предпочитаешь, «силу», которая может идти от едва слышимого пианиссимо до разрывающего барабанные перепонки фортиссимо.

Л. — Очень хорошо. Ты описал свое восприятие звука, но чему оно соответствует с точки зрения физики?

Н. — Высота зависит от частоты продольных колебаний молекул воздуха. Тембр зависит от гармоник, сопровождающих основную частоту. Громкость звука является функцией амплитуды колебаний,

Л. — Отлично, дорогой друг! Ты точно установил различия между физическим явлением и его восприятием, которое относится к сфере физиологии. А теперь мы постараемся провести такие же различия в области света...

Н. — ...и все станет светящимся! И я этого очень хочу, так как все относящееся к цвету представляется мне абсолютно темным... Поверь мне, я это говорю не ради игры слов.

Л. — Так начнем же с самого начала. Что же такое свет?

Едва одна октава...

Н. — Неужели ты думаешь, что я совсем забыл физику. Свет, так же как и радиоволны, является частью широкого спектра электромагнитных колебаний (рис. 3). Он отличается от других излучений лишь длиной своих волн. Впрочем, я читал, что удалось почти классическими методами генерировать радиоволны такие же короткие, как инфракрасные лучи, этот невидимый свет, который располагается рядом с наиболее длинными световыми эолнами. А по другую сторону видимого спектра располагаются тоже невидимые ультрафиолетовые лучи. А если идти дальше в сторону более коротких волн, то мы попадаем в область рентгеновских лучей, а затем в область гамма-лучей и дойдем до космических лучей.

Л. — Ты говоришь как по книге! Можешь ли ты уточнить длины световых волн и сказать, какое место они занимают в спектре электромагнитных колебаний?

Н. — У меня плохая память на цифры. Но я помню, что по частоте световые волны занимают лишь одну октаву; это означает, что частота волнй фиолетового цвета вдвое больше частоты волны красного цвета.

Л. — Правильно. Видимый свет располагается на участке спектра от 790 до 385 Тец. Я позволю себе напомнить тебе, что терагерц (Тец) равен 1 000 600 000 000 гц. По длине же волн спектр видимого света соответствует волнам от 380 до 780 нм. Ты, очевидно, знаешь, что нанометр или миллимикрон (ммкм) соответствует а, кстати говоря, правильнее было бы сказать «миллимикрометр». А ты также знаешь, что сейчас практически не пользуются единицей длины «ангстремом» (А), которая равна 0,1 нм.

Рис. 3. В обширном спектре (внизу) электромагнитных волн видимый свет занимает лишь узкую полоску, которая в значительно увеличенном виде показана вверху.

Н. — Границы волн, которые ты даешь для видимого света, определяются как раз нашими органами зрения. И возможно, что в другом мире, населенном существами с иной, чем у нас, анатомией и физиологией, воспринимаемые органами зрения электромагнитные волны расположены в другой части спектра частот. Представь себе одно из таких существ, высаживающихся у нас из летающего блюдца и... ослепленное волнами радиопередатчика.

Л. — Я вижу, что ты читаешь много научно-фантастических книг. Я совершенно не намерен осуждать тебя за это, так как сегодняшняя фантастика завтра часто становится реальностью. Разумеется, можно сказать, что свет и цвет существуют лишь в той мере, в какой мы их воспринимаем. Некоторые философы утверждают, что мир существует лишь в нашем сознании. Но это уводит нас от нашей темы, а мы должны сейчас заняться изучением света. Свет, который доходит к нам от солнца...