來自：科學松鼠會 http://songshuhui.net/archives/49691
作者： Albert_JIAO
在網絡上各種視頻應有盡有的年代，相信很多電視控還是覺得電視畫面比優酷，土豆的小窗口更給力。整日守在電視前的你不知有沒有細心留意到，電視遙控器和說明書上都會有一項「電視制式」的選項，上面會有幾個看起來很專業的選項：PAL, NTSC, SECAM，當然大多數人可能永遠不會去碰這些陌生的選項。電視制式默認的選項是PAL，如果真的把電視制式改成了NTSC或者SECAM，電視畫面的顏色就會變得完全不靠譜甚至全部變成雪花點，聲音也會嗡嗡響。在n年前沒有網絡電視，每家只有一台電視機的時候，這項功能在「搶電視」的時刻可以派得上用場，偷偷把電視制式調成NTSC或者SECAM，然後告訴和你搶電視的人：電視台的信號不好/電視出了問題，你想看的頻道收不到了……那麼，這些電視制式NTSC，SECAM，PAL到底都是神馬玩意兒呢？
其實在這三列字母的誕生，各自領地的擴大，背後不僅有著科技上的創新，還有著幾十年前冷戰時期各個國家之間互相角逐，把彩色電視技術作為一個棋子來博弈的無盡故事。
電視的發明
先從電視的發明說起，愛迪生發明了白熾燈，貝爾發明了電話，莫爾斯發明了電報，馬可尼發明了無線電通信……那麼電視的發明人是誰呢？恐怕知道的人就不是很多了。有人說，電視不是哪一個人的發明創造，它是一大群位於不同歷史時期和國度的人們的共同結晶。
早在19世紀後期，就有人看到電話後突發靈感，提出了電視的概念：圖像為什麼不可以像聲音那樣通過一條線來傳遞到遠方呢？不過直到二十多年後的1925年，英國人貝爾德才真正讓電視屏幕上有了圖像，不過他發明的電視機和現代的電視機不太一樣，並不是完全以電子控制，而是採用由小型馬達驅動的旋壓碟盤，再配上一顆氖光燈來播放出影像。雖然這台「電視」畫面只有撲克牌那麼大，而且很模糊，在當時還是在英國乃至全世界引起了一場很大轟動。幾年後，美國一位年輕人斯福羅金對這項發明進行了改進，發明了電視中最重要的組件——攝像機顯像管，轉動的馬達不再需要，電視畫面的畫面也有了很大的提高，黑白電視機技術逐漸成熟起來。
說貝爾德是電視的發明人有道理，因為畢竟是他製造出了第一台能看得電視；說斯福羅金是電視的發明人也有道理，因為他造出的電視更像現在使用的電視機。當時美國法院還是最後把專利權判給了貝爾德。不過杯具的是，貝爾德手裡這張專利證書並沒給他帶來什麼財富，在三四十年代，美歐各國都經受著第二次世界大戰的陰霾和炮火，在「小命都不保，飯都吃不上」的年代，「吃著火鍋，唱著歌，看著電視」只是幻想了，電視的生產幾乎停止。二戰結束後，美國最先恢覆電視的研製和生產，可是那時，貝爾德手裡的專利證書已經過期了。
點、線、面
不管是黑白電視還是彩色電視，我們雖然在屏幕上可以看到動態連續的和真實世界沒什麼兩樣的畫面，可是實際上電視播放的畫面並不是連續的，而是很多張靜態的畫面快速閃過，眼睛形成錯覺，覺得它們是連續的。PAL和SECAM電視圖像每秒是25張圖片，NTSC電視圖像每秒是30張圖片。
對於電視屏幕上單張畫面，看起來是完整無缺的一張圖片，可是如果拿放大鏡一看，其實它是由很多條互相分開的平行線組成的，只是線與線之間的距離很小，眼睛再一次產生錯覺，分辨不出，覺得它們是連在一起的。PAL和SECAM的每張電視畫面從上到下一共有625條平行線，NTSC電視畫面有525條。
每一條線應該是真的吧？非也，你的眼睛再一次「被騙」了。每一條線又是由很多個點組成的，不過點和點之間靠得很近，看起來似乎連在一起，每一行的每一個點稱為一個像素。PAL和SECAM每條線有720個點，NSTC每條線有760個點。
這些點每一個點都有自己的顏色值，電視接收到的信號必須從左到右一個一個點的告訴電視屏幕上每一個點應該顯示的顏色值，以黑白電視為例，每個像素是白色，黑色，還是灰色，具體有多白，有多黑，有多灰，都要告知具體的數值。電視信號傳遞完一整條線的每一個像素的信息，接著再傳遞下一條線的信息，傳遞完整張畫面後，再傳遞每秒的30張或25張畫面中的下一張……這樣電視的視頻信號在很短的時間內要包括很多的信息，相比較而言，電視傳遞音頻信息就是小case了，每秒時間內電視的聲音不會有這麼多變數，只需要把音頻信息作為一個小零頭夾在視頻信息裡就可以了，不過在具體把音頻信息藏在視頻信息的什麼位置的細節上，三種制式也各不相同。
美國：拔得頭籌
在二戰中，希特勒指揮德國納粹分子首先以閃電速度攻下大半個歐洲，強大的法國陸軍沒抵抗多久便招架不住，全國淪陷了，英倫三島雖然沒有被攻陷，但是連番空襲和戰火也讓英國損失慘重，後來德國軍隊又讓蘇聯成了一片焦土，等到後來，戰爭形勢逆轉，盟軍反攻德國，德國自己的各大城市也都成了廢墟。打來打去，唯一一個沒有戰火波及本土、坐收漁翁之利的就是美國了，在別的的國家還在被無數無家可歸的難民弄的焦頭爛額的時候，美國工業界在1946年已經開始考慮研製比黑白電視更加有視覺衝擊的彩色電視了，彩色電視的的屏幕上每一個像素的信息比起黑白電視更加複雜，五顏六色的信息需要用紅、綠、藍三種原色光組合而成：
可是問題來了，如果傳遞彩色的電視信號給黑白電視機用戶，他們咋辦呢？就像電腦上的新軟件不兼容舊的操作系統一樣，黑白電視機播放不了彩色電視信號，當時只有少數富人花一大筆錢才買得到的電視機不就成了廢鐵？美國政府在1953年接受了「國家電視標準委員會」的建議，提出了一個可以解決這個問題的彩色電視技術標準NTSC （National Television System Committee）。
NTSC制式裡，每一個像素的顏色並不是由紅綠藍三種原色光組成，而是由Y、U、V三個信息組成，其中的Y是黑白信息，U和V在Y的基礎上再表示顏色，這樣接收到NTSC彩色電視信號之後，黑白電視機只接收Y部分，對於另外兩部分「不接待」，照樣可以顯示黑白畫面；彩色電視機就要「一個不能少」，三部分都接受才可以顯示出彩色畫面。
不過NSTC彩色電視信號推出一段時間之後，美國電視觀眾就發現它有個怪毛病：因為當時技術所限，剛剛說的電視信號裡的U，V部分經常會有誤差，電視畫面顏色常常變得不正常，有時候人的臉的顏色變成了生化危機裡的綠色，有時候人臉又像二兩酒進肚後的顏色，有的時候NTSC電視還讓畫面裡的人臉「淡妝濃抹總相宜」，無奈的電視觀眾們只好隔一段時間就要手動調一調電視的色調，可是調正常了之後，好景不長，隔一段時間顏色又會變不正常，於是NTSC得到了Never The Same Color外號。直到幾十年後，隨著技術的發展，「色不正」麻煩才逐漸消失。
調電視的色調是件不大不小的麻煩事，隨著電視頻道的增多，調頻道就更是一件麻煩事了。「懶人發明家」們也開始考慮起遙控器的問題了。這段時間美國一個名叫阿爾德勒的博士，在電視機櫃的４個角上各放上一枚光電池，使用時用一支聚光手電筒，照一下電視機不同方位的光電池，以達到上下選擇頻道或開關電視的目的，成了世界上首個也是最簡單的遙控器了。
雖然「顏色老是不正」的電視是美國觀眾的一個心結，可是能看得上電視還是彩色的已經很幸福了，當時世界上大部分國家民眾連黑白電視機也看不到，更不要說家裡只有手電筒這一樣家用電器的情況了。NTSC彩色電視作為一項傑出發明，也成了美國人向外國炫耀的資本。1959年美國的對手——蘇聯破天荒的在莫斯科舉行了一次美國產品展覽會，在會上美國副總統尼克松得意洋洋地向蘇聯官員介紹起了包括NTSC彩色電視在內各種家用科技產品，蘇聯當時已經發射了人造衛星，有了核武器，但是在民用科技領域確是捉襟見肘，美國的琳瑯滿目的家用電器正好刺痛了這一條神經，當介紹到美國的現代化廚房的時候，一向對人放肆無禮，狂暴無常的蘇聯元首赫魯曉夫終於忍不住了，和尼克松兩人對口大罵起來，兩人從廚房裡的鍋一路辯論到未來世界會走向資本主義還是社會主義。當然這場兩個超級霸主之間的「廚房辯論」的全過程也通過NTSC電視信號搬上了美國各個電視台的頭條新聞。
德國：錦上添花
在美國使用了NTSC電視制式以後，加拿大、日本、韓國、新加坡這些美國的政治經濟上的鐵桿盟友也都先後在國內採用了NTSC電視制式。不過歐洲各國卻一點也不看好NTSC電視信號，希望自己獨立開發出一套電視制式供歐洲各國共同使用。
在二戰中，戰敗的德國被瓜分成了東西兩部分，東面是民主德國，站在蘇聯一邊，西面是聯邦德國，站在西方一邊。儘管德意志帝國科技實力已經遠遠不能和戰前相比，但是「瘦死的駱駝比馬大」，聰明的聯邦德國工程師們還是在60年代對NTSC電視制式進行改進，可以避免「顏色不正」問題的PAL（Phase Alternating Line）電視制式。
PAL電視制式說起來也不複雜，因為德國人發現美國電視顏色不正的時候往往整幅畫面都偏綠，都偏藍或者都偏紅，同一張畫面上半部分偏綠，下半部分偏藍的情況很少出現。對於一幅畫面裡距離很近的上下相鄰兩條線，顏色出現偏差，朝一個方向偏的可能性幾乎是100%了。
比如屏幕上某一行的顏色本來應該是橙色，可是第一行的點都被扭曲成了橘黃色，第二行的點正常也會被扭曲成橘黃色，可是德國人讓偶數行的顏色值和奇數行的顏色值方向反過來，本來橘黃色就會顯示成比橙色更深的粉紅色，然後再把奇數行和偶數行的顏色中和作為最後的顯示顏色，粉紅色和橘黃色的光一平均，正確的顏色——橙色就可以被還原出來。當然這種方法可以避免色調出錯的做法付出的代價是讓原來的兩行合併成了一行，畫面清晰度會有所降低，得到了「Picture Always Lousy」的綽號。
PAL制式被大多數歐洲國家採用，其中也包括曾經的世界工廠——英國，英國在世界各地的大小殖民地和英聯邦國家，像澳大利亞、新西蘭、南非、香港也都跟著使用了PAL制式。
法國：特立獨行
1958年，曾經是二戰期間法國游擊隊領袖的戴高樂將軍就任法國總統，戴高樂不希望法國像西方陣營裡的其他歐洲國家那樣對美國俯首帖耳，唯命是從，希望法國作為一支獨立的力量在世界大國中佔據一席之地。幾年裡法國不顧很多國家的反對，試制了原子彈，大力擴充軍備，在1965年更進一步退出了北約組織，這些舉動也得到了很多有高傲傳統的法國國民的讚賞，被稱為「戴高樂主義」。在彩色電視技術上，法國人也不希望使用曾經讓他們做過四年亡國奴的德國人開發的成果，於是成為歐洲國家裡特立獨行，另闢蹊徑的異類。 戴高樂不僅把開發出自己民族一套獨特的彩電標準作為對國內彩電製造者經濟利益的保護，甚至視之為一項國家的榮譽。
法國人和德國人的研究幾乎在同一時間。法國人解決美國NTSC「顏色不正」的問題採用了另一個辦法，PAL是把相鄰兩條線的顏色信息平均，法國人幹脆把顏色信息的U和V部分分開，屏幕上每一行的圖像信號中只傳送U和V中的一個，這樣接收到的信息只有一半彩色信息，所以必須把相鄰兩行的彩色信息放在一起處理才能湊出完整的彩色，就像一把鎖要有兩把鑰匙同時存在才可以打開。SECAM可以減少U和V兩部分之間的互相干擾，降低出現偏色的情況，但是每一行接收到的信號裡只有一半顏色信息，和PAL一樣兩行合併成了一行，清晰度降低了。SECAM是法語Séquentiel couleur à mémoire的縮寫，意思是「存儲順序彩色」，因為上一行的顏色信息接收到了之後，不能直接用，要暫時儲存起來片刻，等下一行的顏色信息接收到了之後才可以一起用，所以有了「儲存」、「順序」。SECAM獲得的英語外號是「Something exceedingly Contrary to the American Method」。SECAM制式自然在法國國內最先普及，和英國一樣，法國的殖民地也遍佈各地，非洲、南美洲、大洋洲的附屬國們也用起了SECAM電視信號。
蘇聯：必然的選擇
在美國展覽會上深受美國先進產品刺激的蘇聯官方也下定決心要發展彩色電視，但是蘇方一定不會使用死對頭美國的電視信號標準，對於聯邦德國的PAL制式，蘇方也認為西德和美國是一丘之貉，堅決不會採用。而如果自己開發出一套新的電視制式又有很多難度，所以想來想去，蘇聯方引進了與正統的西方陣營保持距離，與自己外交關係有比較密切的法國的SECAM系統。這樣一弄不要緊，蘇聯的死黨們、華沙組織的成員：東德、阿爾巴尼亞、保加利亞、匈牙利、波蘭、羅馬尼亞這些東歐國家也都使用了SECAM標準，法國人可能未曾想到，自己開發的系統在歐洲「東邊日出西邊雨」，受到兩種截然不同的待遇。
有趣的是，德國的東邊的民主德國和西邊的聯邦德國使用的是SECAM和PAL兩套不同標準，在柏林城內，同一片天空下，柏林牆的兩面，居民的電視機裡都不能正常收看到對方電視台的節目。東德一邊的電視台上播出的節目更多的是「脫離了低級趣味」的革命題材內容，西德一邊的電視台播出的節目更多地被東德稱為「腐朽黃色的資本主義內容」，不過東德的居民還是爭相去買電視信號轉換器，把PAL信號轉換成SECAM信號來收看這些「低俗」的節目。
後來東歐發生劇變，各個國家改旗易幟之後，東西兩個德國破鏡重圓，東德自然放棄了SECAM電視制式，和西德共同使用PAL制式。其他東歐國家為了回歸西歐各國，也逐漸把自己的電視制式由SECAM變成了PAL制式，政權的顏色革命出乎意料地帶來了電視的顏色革命。這樣，在歐洲使用SECAM電視信號的國家幾乎只剩下法國和俄羅斯了。
最後，看一下中國是如何加入PAL電視陣營的。在60年代末70年代初，中國開始引進技術生產彩色電視，在三種制式面前選擇哪一種的考量中，除了PAL電視制式的技術優勢的原因外，NTSC是美國使用的電視格式，SECAM是蘇聯使用的電視格式，當時中國和傳說中的「美帝蘇修」的外交關係都陷入低谷：和美國還未建交，和蘇聯在邊境上發生了多起軍事衝突，兵戎相見。而中國與發明PAL電視制式的聯邦德國保持了很好的外交關係，這自然成了選擇PAL的重要原因。
不管怎麼說，NTSC，PAL和SECAM三種彩色電視信號大部分規則其實是相同的，只是一些細節和技術參數不同，無法簡單說誰優誰劣，八十年代後生產的電視機中也都可以同時兼容這三種信號。事實上，各國也多次討論過統一電視制式的問題，不過一直沒有達成協議，於是三國鼎立的局面就持續了近50年。在下面的這張世界地圖中，三種顏色分別代表了現在世界上使用這三種電視制式的國家，可以清楚看到PAL，NTSC，SECAM的「勢力範圍」：
在三國裡，「合久必分，分久必合」，魏、蜀、吳三家最後全部被晉統一。PAL，NTSC，SECAM三種電視制式最後的命運也是如此，近些年，家中使用機頂盒的數字電視用戶越來越多，各個國家都逐漸用數字電視信號代替了模擬電視信號，這三種針對於模擬電視信號劃分的制式也就會逐漸成為浮雲飄走，變成一段歷史。
0 意見
張貼留言