Из воспоминаний профессора Павла Васильевича Шмакова

Фрагмент книги "Мозаика одной жизни из воспоминаний профессора Павла Васильевича Шмакова".

подробнее

Семинар по объемному телевидению

Первый рабочий семинар по объемному ТВ состоялся 29 февраля 2008 года в Санкт–Петербурге.

подробнее

главная arrow история
История кафедры

Кафедра телевидения была организована в сентябре 1937г. До 1941г. она носила название "Кафедра телевидения и фототелеграфии", а после войны — "Кафедра телевидения". С 1993г. кафедра носит название "Кафедра телевидения и видеотехники". Инициатором, организатором и бессменным руководителем кафедры до января 1982г. был профессор Павел Васильевич Шмаков.

С первых же лет своего существования кафедра зажила полнокровной жизнью. Помимо учебной работы коллектив кафедры приступил к исследовательским работам, вовлекая в нее студентов, а также к подготовке научных кадров через аспирантуру и путем повышения квалификации своих преподавателей. В это же время была создана и основная методическая документация, как-то учебные программы читаемых курсов и тематика дипломного проектирования. Первая утвержденная Министерством высшего образования программа курса "Основы телевидения и фототелеграфии", разработанная кафедрой в 1939г., была рекомендована для радиофакультетов вузов страны.

После войны, после возвращения из эвакуации института, кафедра начала функционировать в 1945г. В октябре 1945г. было принято решение Правительства СССР о подготовке в период 1946 - 1950 г. большого числа специалистов по телевизионной технике. В связи с этим, характер подготовки кадров на кафедре резко изменился в лучшую сторону. Обучение было продлено на целый семестр. Помимо общего курса, программа которого была пересмотрена в начале 1948г. и утверждена Министерством высшего образования, читались дополнительные курсы по телевизионной специальности. Были поставлены новые лабораторные работы. Коллектив кафедры активно занимался написанием учебников и учебных пособий.

За послевоенные годы кафедра выпустила 5 изданий учебника "Телевидение" изд. "Радио и связь" и одно издание учебника на английском языке. Учебные программы по курсу "Телевидение" для вузов разрабатывались на нашей кафедре. В настоящее время в издательстве "Радио и связь" переиздается вышедший в 2004 году учебник "Телевидение", написанный коллективом кафедры. Практически все курсы, читаемые на кафедре, обеспечены технической литературой (учебными пособиями, методическими указаниями, практикумами и др.), написанной коллективом преподавателей кафедры.

Быстрое развитие телевизионной техники привело к необходимости создания и чтения новых курсов и открытия новой специализации. Кафедрой разработаны учебные программы по новым направлениям видеотехники. Больших материальных затрат потребовало открытие новой лаборатории по видеотехнике. Коллектив кафедры при активной помощи ректората и декана в тяжелых материальных условиях приложили большие усилия и создали лабораторию по видеотехнике с 8 новыми работами.

Научно-исследовательская работа на кафедре телевидения ЛЭИС проводилась всегда практически одновременно с основной, учебной работой, причем с первых лет существования кафедры. В конце 30-х годов ХХ века она охватывала ряд весьма актуальных тогда тем: разработка электровакуумных датчиков сигнала изображения, создание систем передачи изображения по каналу связи (разработка видеотелефонной связи Дворца советов в Москве), а также ряд других важных направлений.

Основная, учебная роль кафедры, всегда была неразрывно связана с состоянием отечественной техники и технологии, а также с актуальными задачами общества.  В предвоенные и военные годы нужды страны диктовали характер деятельности практически всем научным коллективам. Так, например, в 1940 году вакуумная лаборатория кафедры телевидения переключилась на изготовление фотоэлементов и других приборов по заказам оборонных организаций, на разработку различных светоизлучающих составов и газосветных ламп, создавались специальные флюоресцирующие краски для обозначения обочин тротуаров, а также фонарных и трамвайных столбов. Были разработаны газосветные лампы низкого напряжения для сигнального освещения в виде цифр трамвайных номеров. Разрабатывалось также предложенное П.В. Шмаковым специальное оптико-механическое следящее устройство.

Первые месяцы 1941 года прошли в демонстрациях этих устройств различным представителям соответствующих организаций, после чего были поставлены новые задачи.

С начала войны кафедра полностью перешла в своей деятельности на оборонную тематику. Выполняемые работы были направлены на удовлетворение нужд находящегося в блокаде Ленинграда. Например, совместно с кафедрой акустики был разработан прибор для обнаружения людей, засыпанных обвалами домов, разрабатывались также и другие аналогичные устройства.

Коллектив кафедры брался за решение сложных по тем временам, но остро необходимых стране задач, абсолютно не разделяя их при этом по научной привлекательности или качеству финансирования. Трудное время требовало самоотверженного труда, и именно это определяло обстановку в коллективе.

После окончания Великой Отечественной войны научная работа на кафедре возобновилась в 1945 году. Она получила особый размах, когда в 1946 году по указанию Министерства связи СССР была организована научно-исследовательская лаборатория телевидения. Коллективом кафедры была восстановлена созданная ранее контрольно-измерительная установка (КИТУ), уцелевшая при блокаде Ленинграда, и передана на Ленинградский телецентр. Собственно, на базе именно этой установки и было открыто телевизионное вещание в нашем городе, причем в Ленинграде это произошло практически впервые в послевоенной Европе (1946–1947).

Дальнейшая научно-исследовательская работа кафедры была направлена, в основном, на разработку телевизионных систем. Наступило мирное время, и задачи трудных военных лет уступили место нормальному развитию науки и телевизионной техники.

К этому времени уже высказывались, в частности, П.В. Шмаковым, идеи передачи и воспроизведения объемного изображения. Никто не сомневался –  если человеческое зрение воспринимает объемное изображение, то и телевизионная система должна такое изображение передать и воспроизвести.

Идея, собственно, была проста, и заключалась в попытке смоделировать процесс наблюдения картины реального мира обоими глазами зрителя, поставив вместо них две телевизионные камеры. При этом каждому глазу наблюдателя, находящегося на приемной стороне, должно предъявляться «своё» изображение, полученное от соответствующей камеры. Это нехитрое техническое решение было многократно проверено и оптически, и с помощью телевидения, и уже в 1950 году была закончена разработка оригинальной черно-белой стереоскопической телевизионной системы.

Такие системы, безусловно, были необходимы в самых разных областях интенсивно развивающегося народного хозяйства, причем конкретные требования к этим устройствам всегда определялись задачами, возникающими при практическом использовании техники для реальных нужд. Сразу же появились интересные результаты исследований, проводимых попутно с созданием таких систем, например, оказалось, что при наблюдении стереоизображения, качество такого изображения субъективно определяется качеством лучшего из обоих изображений стереопары, передаваемых в приемное устройство. Кроме того, имеются любопытные особенности восприятия помех на таком изображении: как выяснилось, они проявляются слабее, чем на обычном изображении, и сильно не мешают зрителю «локализовать» в пространстве тот или иной наблюдаемый пространственный образ.

Макет такой стереоскопической телевизионной установки, после того как с ним поработали аспиранты кафедры и провели некоторые необходимые исследования, был отправлен в Новосибирский электротехнический институт связи (СибГУТИ).

Традиционный для советской эпохи плановый характер развития науки был выражен приказом № 293 от 27 апреля 1956 года министра связи СССР «О расширении научно-исследовательской лаборатории телевидения». Её задачи были определены так: исследование и разработка новых проблем телевидения. Руководителем ее был назначен Николай Сергеевич Веревкин, а П.В. Шмаков осуществлял научное руководство. Разнообразный характер задач, встававших практически во всех отраслях науки и техники в послевоенном Советском Союзе, требовал поиска принципиально новых решений, а также широкомасштабного развития техники и технологии. С другой стороны, постоянная забота, как это было принято говорить, партии и правительства о предполагаемых оборонных задачах и достижении превосходства над гипотетическим врагом требовали разработки таких технических решений, реализация которых была бы возможна только силами советской промышленности. Это обстоятельство в советские годы сильно стимулировало развитие отечественной телевизионной техники, и привело, как мы видим, к значительным успехам, позволившим сравнить состояние этой отрасли с передовыми странами. В научно-исследовательской лаборатории кафедры телевидения, в частности, были разработаны принципы электронной системы фототелеграфирования, и создана аппаратура для совместимой системы цветного телевидения, что имело весьма значительные последствия.

К этому времени ряд задач, над решением которых работал коллектив кафедры, позволил достичь определенного численного и материального развития лаборатории, увеличения состава сотрудников, а также выделить внутри коллектива три самостоятельных направления работы, определивших деятельность возникших подразделений лаборатории:

группа «цветного телевидения» под руководством доцента Бориса Георгиевича Жебеля,

группа телевизионных преобразователей или так называемая «вакуумная лаборатория» под руководством доцента Валентина Владимировича Однолько,

группа «внедрения телевизионных методов в народное хозяйство» под руководством доцента Александра Гавриловича Кондратьева.

Старшее поколение хорошо помнит, что телевидение само по себе, в самом широком смысле слова, в те непростые годы являлось чудом техники. И, конечно, словосочетание «цветное телевидение» не оставляло спокойным ни одного технически грамотного человека, побуждая массу технических идей, предложений, и традиционных для тех лет попыток сделать что-то раньше, чем заморские соседи. Вспомним, в США цветное телевидение в его современном виде появилось только в 1953 году!

И вот уже в конце 1951 года кафедра телевидения выступила на межведомственном совещании, созванном по инициативе Радиосовета Академии наук СССР, с обоснованием достоинств так называемой одновременной системы цветного телевидения. Этот момент практически инициировал интенсивную научную дискуссию по выбору для нашей страны наиболее подходящей системы цветного телевизионного вещания. Эта дискуссия, принимая подчас острый характер, длилась до 1956 года, в результате чего была принята точка зрения нашей кафедры, которую поддержало тогда Министерство связи СССР.

Таким образом, в ЛЭИС – так к этому времени назывался наш университет – была разработана так называемая одновременная система цветного телевидения с квадратурной модуляцией цветовой поднесущей 4,43 МГц. Такая система была похожа на американскую систему NTSC и по своим характеристикам отвечала существовавшим тогда задачам и техническим требованиям. Первое цветное изображение по этой системе было получено в СССР, в ЛЭИС, в марте 1955 года, т.е. раньше, чем во многих европейских странах.

В 1959 году на наш институт, т.е. практически на кафедру телевидения была возложена непростая задача организации опытных передач цветного телевидения в Ленинграде, для чего была разработана специальная аппаратура и создан экспериментальный телецентр на базе помещений и лабораторий кафедры. Была, в частности, создана студия с передающей камерой «бегущего луча», телекинопроектор, аппаратная, а также установлен телевизионный радиопередатчик типа ТРСА-100, который обслуживался специалистами ленинградского телевизионного завода им. Козицкого.

Сейчас уже мало кто помнит о том, что в течение двух лет (1960–1961) этот телецентр, совместно с Ленинградской студией телевидения, проводил регулярные еженедельные передачи цветного телевидения на 8 частотном телевизионном канале. Передачи были прекращены, когда Ленинградский радиотелевизионный центр начал проводить открытое вещание с использованием промышленной аппаратуры. Для просмотра таких передач использовались отечественные цветные телевизоры «Радуга» производства телевизионного завода им. Козицкого. Замечательное качество системы цветного телевидения – совместимость – отлично иллюстрировалось возможностью принимать безупречное черно-белое изображение на обычные черно-белые телевизоры.

За лаконичными пунктами научных отчетов тех лет кроются остросюжетные события, научные споры, конфликты и трудовые подвиги. Знание истории развития отечественного телевидения необходимо не только с исторической точки зрения, это развитие породило множество полезных изобретений и изобилует остроумнейшими техническими находками. Взять хотя бы получение цветного изображения и превращение его в сигнал. Как уже говорилось, для этого использовалась так называемая камера «бегущего луча». Принцип действия ее заключался в том, что эта камера создавала в студии, в полной темноте, тонкий луч света, как от лазерной указки. Этот луч, выходя из объектива камеры, «сканировал» объект съемки с телевизионной скоростью в пределах рабочего угла объектива. Поскольку этот луч являлся единственным источником света в студии, то этот свет, отражаясь от объекта передачи и попав в фотоэлементы, расположенные рядом с объективом, создавал собственно сигнал изображения. Нетрудно догадаться, что, если этот луч белый, а фотоэлементы снабжены цветными светофильтрами, то такая камера способна передавать цветное изображение. И еще одна остроумная находка: поскольку все происходило в кромешной темноте, а участникам передачи и работникам студии надо было как-то ориентироваться в пространстве, то освещение студии осуществлялось импульсной лампой-вспышкой, которая включалась с частотой 50 Гц только в момент обратного хода луча в передающей камере, т.е. когда камера практически не передавала изображения. Эти импульсные светильники также были разработаны впервые в лаборатории телевидения вуза.

Однако цветное телевидение позволило не только видеть в цвете артистов в студии и отдельные предметы, появилась возможность демонстрировать по телевидению цветные кинофильмы. С этой целью на кафедре был разработан оригинальный цветной телекинопроектор для непрерывной передачи полнометражных цветных фильмов, причем он работал тоже по методу «бегущего луча». Этот телекинопроектор демонстрировался на ВДНХ в Москве, а его разработчики были удостоены золотых медалей. Первая модель телекинопроектора была передана Ташкентскому телецентру. Позже был создан так называемый «двухпостовой» телекинопроектор, который был передан промышленности.

Однако кафедра не ограничивалась только задачей цветного телевизионного вещания. Система цветного телевидения подвергалась тщательному изучению, исследовались колориметрические особенности передачи цветных изображений, изучались искажения, вносимые квадратурной модуляцией и синхронным детектированием, исследовались вопросы транскодирования и совместимости различных европейских стандартов. Проводилась работа по вопросам метрики в цветном телевидении, выработке норм и допусков на различные сигналы, были разработаны вспомогательные измерительные приборы. В частности, для устранения дифференциально-фазовых и дифференциально-амплитудных искажений телевизионного сигнала, возникающих при передаче его по кабельным и радиорелейным линиям связи, был разработан специальный корректор, обеспечивающий эффективное уменьшение указанных искажений.

Цветное телевидение породило массу новых задач, в частности, связанных с воспроизведением изображений. Как советские, так и американские трехлучевые масочные кинескопы были редкостью и были дороги, поэтому на кафедре создавался специальный однолучевой кинескоп со штриховым экраном. Результаты разработки и созданный макет были переданы в промышленность. Целый ряд интересных и полезных исследований, использовавших цветное телевидение как цель или как средство, нашли применение в самых разных областях деятельности. Например, созданная на кафедре телевизионная установка для так называемого петрографического анализа горных пород нашла применение в геологии и была позже использована в Геологическом институте Сибирского отделения Академии наук СССР. Была также создана телевизионная установка для цветовых измерений в пламени.

Однако наиболее интересным применением идей, возникавшим с тех пор на кафедре применительно к развитию телевизионной техники, следует считать, пожалуй, область стереоскопического телевидения, или, как сейчас часто называют эту область, объемного телевидения. Сейчас появился термин «3D-телевидение» или «3D-системы отображения визуальной информации», где под «3D» подразумевается область воспроизведения объемного или трехмерного изображения, т.е. позволяющего зрителю ощущать «третью координату» (глубину передаваемой сцены).

Эта область телевидения всегда была привлекательной для нашей кафедры, она постоянно развивалась силами наших ученых, аспирантов и студентов. При этом изначально это происходило по инициативе П.В. Шмакова. В 1950 году было получено первое стереотелевизионное изображение, а в 1952 году была создана первая промышленная стереотелевизионная установка. Уже в 1958 году по заказу Министерства связи СССР на кафедре была начата разработка системы стереоскопической цветной вещательной системы телевидения. В 1962 году стереоцветная установка, созданная на кафедре, демонстрировалась в Москве на ВДНХ, а в 1964 году – на выставке в Генуе (Италия).

Последующие работы в области стереоцветного телевидения, проводимые на кафедре, были направлены на решение различных практических задач. Так, например, были разработаны системы стереоскопического телевидения для стыковки космических аппаратов, различные системы тренажеров, способных имитировать реальную трехмерную обстановку для тренировки пилотов, а также ряд других полезных изделий.

Однако наиболее интересные результаты в области создания систем стереоскопического телевидения были получены в 70-е годы, когда на кафедре по заказу Министерства связи интенсивно проводились различные научно-исследовательские разработки, направленные на создание экспериментальной вещательной стереоцветной телевизионной системы, которая была бы способна «удивить» зрителя принципиально новым качеством изображения. Эти идеи значительно стимулировались сообщениями в печати, повествующими об аналогичных экспериментах в развитых странах, о создании различных стереоскопических кинотеатров, а также устройств стереоскопического отображения информации. Все это казалось очень привлекательным для вещания, и порождало многочисленные попытки применить известные принципы получения стереоцветного изображения в вещательном телевидении.

Одна из первых опытных стереоскопических телевизионных передач была проведена на Ленинградском телецентре в 1975 году, когда группа аспирантов и сотрудников кафедры под руководством Константина Тимофеевича Колина использовала для получения стереоизображения достаточно простой так называемый анаглифический метод: для разделения изображений стереопары на стадии воспроизведения использовались очки с цветными стеклами. При этом изображения от двух передающих черно-белых камер кодировались стандартным для системы SECAM способом, но с таким условием, что на экране телевизора изображения от обеих камер воспроизводились одновременно и с различной окраской. В результате этого, левый и правый глаза зрителя, прикрытые очками с разноцветными стеклами, могли воспринимать только «свои», предназначенные для каждого глаза изображения.

По этому способу был проведен ряд экспериментальных стереоскопических телевизионных передач, но вновь мысль разработчиков продолжала искать новые решения. В конце 70-х годов возникла революционная идея – использовать для передачи стереоскопического изображения передающую камеру с одним объективом. Идея пришла из фотографии, была многократно испытана на оптических макетах, после чего возникло предложение создать «однообъективную стереоцветную телевизионную камеру» – название, изначально бросающееся в глаза парадоксальностью сочетания цели и главного признака. Работа начиналась под руководством Владимира Ермилевича Джаконии и Бориса Георгиевича Жебеля, коллектив участников этой довольно интересной работы постоянно рос, и благодаря энтузиазму участвовавших в этой работе аспирантов Владимира Дуклау и Юрия Полянского эксперименты вышли за рамки кафедры и начали проводиться на Ленинградском радиотелевизионном центре. Естественно, они завершились экспериментальной телевизионной стереоскопической цветной передачей, которая вышла в эфир по вещательному каналу ленинградского телевидения. Передача имела огромный успех у ленинградских телезрителей.

Работа по подготовке таких передач требовала использования профессиональной техники, а также высокой квалификации персонала для регулировки, настройки и ремонта используемой аппаратуры.

Это было особенно важно, учитывая уникальность задачи: получения стереоскопического изображения с помощью стандартной телевизионной техники. В этот момент коллектив кафедры обогатился новым членом – Еленой Алексеевной Дубининой, проработавшей многие годы во Всесоюзном НИИ телевидения в Ленинграде и занимавшейся разработкой студийных и передающих камер для телецентров страны (т.е. непосредственно для телевизионного вещания). Естественно, ее знания и опыт помогли адаптировать созданную на кафедре аппаратуру к новым задачам и использовать для создания экспериментальных стереотелевизионных программ.

Работы по созданию и совершенствованию системы экспериментального стереоцветного телевидения проводились под руководством Владимира Ермилевича Джаконии и Сергея Эдуардовича Коганера. Энтузиазм и глубокие знания доцента Владимира Владимировича Дуклау, а также его умение найти контакт с руководством и работниками Ленинградского радиотелевизионного центра позволили коллективу кафедры и в течение ряда последующих лет продолжать эксперименты со стереоскопическим телевизионным вещанием. Удалось даже организовать и провести опытные передачи со стереоцветным изображением на телецентре Сухуми. Более того, опытная стереоскопическая телевизионная программа, созданная работниками нашей кафедры, была также показана в Москве.

В течение последних десятилетий на кафедре традиционно продолжаются работы по стереотелевидению, тепловидению (госбюджетное финансирование Министерства связи), проводя минимальные материально-технические затраты. Одна хоздоговорная работа проводилась по цветовым измерениям с совместной американо-российской организацией. При кафедре раньше существовали два филиала: в Научно-исследовательском институте телевидения (НИИТ) и на предприятии "Электрон". Кафедра является выпускающей: в среднем в год кафедра готовит 50 - 70 инженеров по телевизионной специальности.

В настоящее время на кафедре изучаются практически все дисциплины, связанные с работой с изображениями. Студенты занимаются видеотехникой, передачей изображений, различными вариантами применения этой области знаний.

Под руководством преподавателей кафедры студенты изучают технологии видеопроизводства, а также различные виды работы с изображениями (Фото 1).

Фото 1.

 

На кафедре была создана лаборатория цветного телевидения, оснащенная по понятиям того времени современной телевизионной аппаратурой, чему мог бы позавидовать любой действующий телецентр страны тех лет. К слову сказать, эта лаборатория действует до сих пор и, благодаря чрезвычайной наглядности всех технических процессов, свойственной аппаратуре того времени, успешно используется в учебном процессе (Фото 2).

Фото 2.

 

 Преподаватели знают — в учебном процессе трудно переоценить возможность всё увидеть и «потрогать» своими руками.  Прикоснуться к настоящей телевизионной камере и почувствовать себя участником создания реального видеофрагмента телевизионной программы может каждый студент, проходящий занятия в этой лаборатории или в расположенной рядом учебной телевизионной студии (Фото 3).

Фото 4.

 

 В настоящее время на кафедре создана новая компьютерная лаборатория для изучения основ работы с изображениями (Фото 5).

Фото 5.

 

 В настоящее время телевидение развивается настолько быстро, что даже сам термин перестает вмещать все виды применения этого чудесного процесса: передачи изображений на расстояние.

Своё 70-летие два года тому назад кафедра встречала в такой период, когда важно было не только решать конкретные технические задачи, но и правильно ориентироваться в безбрежном океане информации, помня при этом о главном предназначении учебного заведения.

Любая школа сильна, прежде всего, своими традициями, своим умением адаптировать студентов к потребностям быстро меняющегося мира. Кафедра телевидения и видеотехники университета уверенно смотрит в будущее и продолжает готовить специалистов с учетом требований современного общества.