Цветное телевидение — технология телевидения, позволяющая передавать движущееся изображение в натуральных цветах. Все аналоговые системы цветного телевидения (за исключением ранних экспериментов), предназначенные для наземного вещания, соответствовали принципу совместимости, то есть цветная телепередача могла быть принята и воспроизведена как чёрно-белыми, так и цветными телевизионными приёмниками.

При этом чёрно-белые приёмники использовали только сигнал яркости, ничем не отличающийся от обычного чёрно-белого видеосигнала. Информация о цвете передавалась при помощи дополнительного сигнала, используемого только цветными телевизорами. Такое решение позволило осуществлять цветное вещание на уже существовавший парк чёрно-белых телевизоров и продолжить их выпуск в качестве недорогой альтернативы цветным приёмникам.

Требуется покупка дополнительного оборудования (приставки-декодера), чтобы смотреть нынешние цифровые передачи на старом аналоговом телевизоре. В таких приставках отказ от обработки сигнала цветности уже не даёт удешевления.

История создания

Попытки передачи цветного изображения начались одновременно с появлением механического телевидения. Первыми начали работы в этом направлении Ян Щепаник, запатентовавший механическое разложение при помощи качающейся призмы в 1897 году, и армянин Ованес Адамян, работавший над двухцветной системой телевидения. В 1899 году Александр Полумордвинов запатентовал принцип последовательной передачи цвета при помощи механического сканирующего устройства. Однако действующих образцов ни одному из этих исследователей создать не удалось.

Первая в мире цветная телепередача состоялась 3 июля 1928 года в Глазго, и была осуществлена одним из основателей механического телевещания Джоном Бэрдом. При этом был использован принцип последовательной передачи трёх цветоделённых изображений основных цветов. Передача осуществлялась диском Нипкова с тремя спиральными группами отверстий, закрытых красным, зелёным и синим светофильтрами. На приёмном конце системы для синтеза изображения использовался такой же диск и три источника света основных цветов. 4 февраля 1938 года Бэрд продемонстрировал новую «театральную» систему, передав из своей студии в Хрустальном дворце изображение с разрешением в 120 строк на экран размером 3×4 метра в лондонском театре Доминион. Однако несовершенство механического телевидения не позволило сделать полученную систему массовой. Кроме того, она страдала теми же недостатками, что и система цветного кинематографа «Кинемаколор» с последовательными съёмкой и проекцией цветоделённых кадров: заметным мерцанием и цветной каймой быстродвижущихся предметов из-за низкой кадровой частоты. 

Гибридные системы Прорыв в развитии цветного телевидения произошёл после окончания Второй мировой войны. Радиоэлектронная промышленность США, лишившаяся оборонных заказов, занялась развитием гражданских технологий, в том числе телевизионных. При этом использовались новейшие достижения, до этого применявшиеся только в военных разработках. Кроме того, стали доступны не использовавшиеся ранее дециметровые радиодиапазоны, пригодные для широкополосного вещания. Нерешёнными оставались две главные проблемы электронного цветного телевидения: совместимость с существующими чёрно-белыми приёмниками и синтез цветного изображения при помощи электронно-лучевых трубок.

Для цветоделения проще всего было использовать три передающие трубки, каждая из которых формирует сигналы трёх основных цветов за светофильтрами. При этом информация о каждом цвете может передаваться одновременно по отдельным каналам. Проблема была в получении цветного изображения на стороне приёмника, поскольку кинескопы тех лет давали только монохромное изображение. Самым очевидным решением было использовать систему, аналогичную применяемой в телекамере: оптическое совмещение изображений трёх кинескопов с разным цветом свечения люминофора. Первая закрытая демонстрация подобной системы «Тринископ» была проведена компанией RCA 5 февраля 1940 года для членов Федерального агентства по связи США (FCC). При стоимости трёхтрубочного телевизора, втрое превышавшей обычный чёрно-белый приёмник, изображение получалось тёмным, а сигнал занимал слишком широкую полосу частот, поскольку каждое из цветоделённых изображений передавалось на отдельной несущей частоте. Существующие чёрно-белые телевизоры можно было приспособить для приёма любого из цветоделённых каналов такой системы, но передача полутонов при этом неизбежно искажалась.

Альтернативой одновременной раздельной передаче цветоделённых изображений была последовательная передача информации о цвете. Однако, полоса частот, требуемая при таком принципе, оставалась слишком широкой при сохранении приемлемой чёткости. Ширину канала, сопоставимую с чёрно-белым вещанием, удалось сохранить в системе, разработанной компанией RCA в 1949 году, и названной «Последовательной передачей цветных точек» (). Сигналы, соответствующие красному, зелёному и синему частичным изображениям, мультиплексировались с частотой 3,8 МГц в один общийВ дальнейшем, частота дискретизации была последовательно снижена до значений 3,6 и затем 3,58 МГц для её маскировки на экранах чёрно-белых телевизоров. В следующей системе, разработанной компанией RCA, частота поднесущей цветоразностных сигналов выбрана аналогичной по тем же соображениям. В приёмнике они разделялись электронным коммутатором и воспроизводились на трёхкинескопном мониторе. Один из таких телевизоров с диагональю экрана 25 сантиметров содержал 108 радиоламп и занимал 2 метра в высоту и длину. Мультиплексирование и его синхронизация оказались слишком сложны для того времени и система была признана непригодной, несмотря на хорошую совместимость с чёрно-белыми приёмниками. Через несколько лет некоторые её принципы легли в основу стандарта NTSC с раздельной передачей яркости и цветности. Два других решения заключались в последовательной передаче цветоделённых строк или кадров. Первый способ реализован в системе Джорджа Слипера «Sleeper Color System» американского консорциума «CTI» (), специально созданного в 1947 году для разработки цветного телевидения. При втором способе последовательно передаются цветоделённые полукадры при помощи вращающихся дисков со светофильтрами за объективом однотрубочной камеры и перед единственным чёрно-белым кинескопом приёмника. Этот принцип, запатентованный ещё Полумордвиновым, ранее был использован Бэйрдом в механической версии.

В электронном варианте подобная система впервые продемонстрирована публике компанией CBS 4 сентября 1940 года и названа «Системой с последовательной передачей цветных полей» (). Её главное достоинство заключалось в возможности построения приёмника на основе одного чёрно-белого кинескопа: цветные трубки с мозаичным люминофором всё ещё оставались лабораторной экзотикой. Даже несмотря на громоздкость диска со светофильтрами, габариты и стоимость таких приёмников не шли ни в какое сравнение с трёхкинескопными телевизорами RCA, занимавшими половину комнаты. Однако, покадровая передача цвета обладала существенным недостатком: совместимость с чёрно-белыми телевизорами, возможная для большинства других технологий, превращалась в неразрешимую проблему из-за неизбежного увеличения частоты кадровой развёртки. Во время слушаний FCC о цветном телевидении, начавшихся 26 сентября 1949 года, перед комиссией стоял выбор из трёх систем: RCA с высокочастотным мультиплексированием, CTI с построчной передачей цвета и CBS с покадровым цветоделением. В итоге, несмотря на полную несовместимость, система CBS была признана более пригодной, чем две другие, и 11 октября 1950 года формально одобрена в качестве национального стандарта США. 25 июня 1951 года в 16:35 по восточному времени пять телестанций сети CBS на восточном побережье начали регулярное цветное вещание.

Изображение с разложением на передавалось с частотой 144 цветных поля (48 полукадров) в секунду, и десять миллионов телевизоров, уже находившихся в эксплуатации и рассчитанных на чёрно-белый стандарт 525/60 1941 года, не показывали вообще никакого изображения CBS. Самодельные «конвертеры», позволявшие приспособить телевизор для приёма цветных программ, оказались слишком сложны для рядовых пользователей. Перспектива эскалации Корейской войны и многочисленные жалобы телезрителей вынудили Министерство обороны США запретить производство цветных приёмников с октября 1951 года «в целях экономии стратегического сырья». Решение было принято под давлением производителей чёрно-белых телевизоров и направлено на поддержку радиоэлектронной промышленности и рынка телеприёмников. Запрет был снят только в 1953 году и до этого момента производство любых цветных телевизоров для свободной продажи на территории США считалось незаконным. Позднее Конгресс США постановил, что все новые системы цветного телевидения должны быть совместимы с уже существующими. Последней передачей в стандарте CBS стала трансляция футбольного матча между командами Северной Каролины и Мэриленда 20 октября 1951 года.

В СССР на тот момент чёрно-белых телеприёмников были единицы, и проблема совместимости не стояла так остро, как в США. Поэтому в том же году под руководством Виктора Крейцера была начата разработка аналогичного стандарта с последовательной кадровой передачей цвета, а 7 ноября 1952 года Ленинградский телецентр провёл пробную трансляцию. 5 ноября 1953 года по такой же системе начала регулярное вещание опытная студия МОСЦТ из московского телецентра на Шаболовке. Среди американских специалистов, узнавших об этом, ходила шутка: «Русские воскресили американского покойника», хотя аналогичные системы одновременно тестировались в Великобритании и Франции. При стандарте разложения в 525 строк, за секунду передавались 150 цветоделённых полукадров, по 3 на каждое поле. Для приёма сигнала выпускались телевизоры «Радуга» с кинескопом диаметром 18 сантиметров, перед которым с частотой 1500 оборотов в минуту вращался диск с тремя парами светофильтров. Вращение синхронизировалось с диском передающей камеры за счёт общей с телецентром электросети переменного тока: за пределами Москвы синхронизация была затруднена. Телевизоры устанавливались в специально созданных ателье для публичного просмотра экспериментальных передач, транслировавшихся несколько раз в неделю. В конце концов система была признана бесперспективной и в Советском Союзе, а вещание прекращено 5 декабря 1955 года показом фильма «Аттестат зрелости». Позднее последовательная передача цветоделённых полей использовалась в некоторых замкнутых телесетях, в том числе в советской системе космической видеосвязи «Арктур».

В мае 1969 года во время полёта «Аполлона-10» астронавты Том Стаффорд, Джон Янг и Юджин Сернан впервые использовали в космосе и впервые вели цветную телетрансляцию из космоса.

Полностью электронные системы

Наиболее перспективным оказался путь, который предусматривал использование кинескопа с тремя электронными прожекторами и мозаичного люминофора с разным цветом свечения.