Geschichte

1884 erfand P. Nipkow den ersten brauchbaren mechanischen Bildfeldzerleger, die Nipkow- Scheibe. Bereits 1906 benutzten M. Dieckmann und G. Glage die Braunsche Röhre zur Wiedergabe von 20-zeiligen Schwarzweißbildern. Die ersten Sendungen wurden 1928 in den USA ausgestrahlt. 1929 begann die British Broadcasting Corporation (BBC) mit regelmäßigen Übertragungen. Den ersten brauchbaren elektronischen Bildabtaster schuf 1923/24 W. K. Zworykin. In Berlin konstruierte M. von Ardenne einen Leuchtschirmabtaster und führte 1930 das erste vollelektronische Fernsehbild vor. Das Reichspostzentralamt in Berlin begann 1929 mit Versuchssendungen. Die ersten großen Übertragungen galten 1936 den Olympischen Spielen. 1952 konnte das öffentliche Fernsehen in der BR Deutschland aufgenommen werden (1955 in der DDR). Die Geschichte des Farb-Fernsehens beginnt mit einem 1902 an O. von Bronk erteilten Patent. Von 1956 an beschäftigte man sich in Europa mit dem Farb-Fernsehen, nachdem in Amerika 1954 die NTSC-Norm eingeführt worden war. Das Verfahren PAL wurde 1966/67 von den meisten westeuropäischen Ländern übernommen, während Frankreich und die Ostblockstaaten am SECAM-System festhielten. 1967 war der offizielle Beginn des Farb-Fernsehens in der BR Deutschland. 1989 nahm die Deutsche Bundespost erstmals einen Fernsehsatelliten in Betrieb, dessen Sendungen mit einer Spezialantenne direkt empfangen werden können.

Heute dient das Fernsehen auch als Display für ein Breitbandkommunikationsangebot. Mit speziellen Decodern können Schriftinformationen (Bildschirmtext über den Telefonanschluß, Videotext über die Fernsehantenne) empfangen werden; durch das Kabelfernsehen können mehr Programme vermittelt werden, als dies durch die zugeteilten Frequenzen der Sender möglich ist (terrestrischer Empfang); mit Videorecordern und Videokameras können Sendungen aufgezeichnet werden. Seit 1981 ist in Deutschland der Fernsehempfang mit stereophonem Ton möglich. Mit dem dabei angewendeten Zweitonverfahren können auch fremdsprachige Filme bzw. Sendungen auf dem einen Kanal in Originalfassung, auf dem anderen in synchronisierter Übersetzung empfangen werden.

1. Die Grundidee des Fernsehens

Schröter, ein Pionier der Fernsehtechnik, definierte das Fernsehen allgemein:

"Es ist die stetige, sichtbare Übertragung eines Blickfeldes durch elektrische Fernwirkung derart, daß alle Veränderungen des Blickfeldes -Bewegungen, Helligkeitswechsel- aus der Ferne mit dem Eindruck der Gleichzeitigkeit beobachtet werden können."

Bei der technischen Realisierung dieser allgemeinen Forderung macht man sich die "Unzulänglichkeiten" der Physiologie des menschlichen Sehens zunutze.

Jede Bildvorlage kann in eine feste Zahl von einzelnen Bildpunkten (Pixel) zerlegt werden. Die Gesamtheit aller dieser Bildpunkte bilden (analog zur Photografie oder Drucktechnik) ein Raster, welches in vertikaler Richtung aus Zeilen und in horizontaler Richtung aus den einzelnen Bildpunkten einer Zeile besteht. Dieser kontinuierliche Strom von Bildpunkten wird zeitlich nacheinander, d.h. sequentiell übertragen. Die Bildvorlage wird dabei von links nach rechts punktweise und von oben nach unten zeilenweise abgetastet und ebenso auf dem Fernsehschirm wieder dargestellt. Eine gleichzeitige, d.h. parallele Übertragung der Bildpunkte wäre technisch zu aufwendig.

1.1 Zeilenzahl

Die Anzahl der Zeilen bestimmt die Auflösung und damit die Schärfe des Bildes. Leider stößt die Forderung nach einer hohen Zeilenzahl schnell auf technische Schwierigkeiten, da der Aufwand für die Übertragung zu hoch wäre.

Die 625-Zeilen-Norm (Europa, Afrika, Australien, Teile Asiens usw.) und die 525-Zeilen-Norm (Nord- und Zentralamerika, Japan usw.) mit ihren jeweiligen Halbbildwechselfrequenzen von 50/60 Hz machen sich folgende Eigenschaften des menschlichen Auges zu Nutze:

Der empfohlene Betrachtungsabstand (Zuschauer zum Bildschirm) sollte etwa vierfache Bildschirmhöhe betragen. Das Auge verfügt über einen vertikalen Betrachtungswinkel von ca. 14° und löst eine Bildvorlage mit einem Winkel = ca. 1/40° auf, d.h. zwei verschiedene Punkte mit diesem Winkelabstand werden gerade noch als getrennte Punkte wahrgenommen Also gilt:

Anzahl der aktiven Zeilen = 14°/(1/40°) = 560 Zeilen

Die aktiven Zeilen sind die auf dem Monitor sichtbaren Zeilen. Die verbleibenden Zeilen werden für den Elektronenstrahlrücklauf benötigt.

1.2 Bildformat

Die heutigen Fernsehstandards verwenden alle ein einheitliches Bildformat:

Bildbreite = 4
__________

Bildhöhe = 3

Dieses Verhältnis wurde aus der Filmtechnik übernommen.

Heute weiß man, daß ein Bildformat von 16:9 dem menschlichen Sehen wesentlich mehr entspricht. Die zukünftigen Fernsehstandards PALplus und HDTV (High Definition TeleVision) tragen dieser Erkenntnis Rechnung. Bei einem Fernsehschirm entsprechender Größe, einer höheren Auflösung und damit möglichem näheren Betrachtungsabstand kann das Auge "im Bild wandern" und Ausschnitte der gesamten Bildvorlage selektieren. Das verlangt natürlich ein Umdenken in der Produktionstechnik und Bildinszenierung.

1.3 Bildpunktanzahl

In vertikaler Richtung gilt: Zeilenzahl = Anzahl der vertikalen Bildpunkte. Mit der Forderung, daß die Auflösung einer Bildvorlage horizontal wie vertikal gleich gut sein soll, ergibt sich die Anzahl der benötigten horizontalen Bildpunkte zur Übertragung einer SW-Bildvorlage:

Zeilenzahl x Bildformat = 625 x 4/3 = 833

Damit ergibt sich die Gesamtzahl der Bildpunkte für ein Vollbild:

625 x 833 = 520625

Da sich ein Farbbild aus den Farben Rot, Blau und Grün zusammensetzt, wird für die Darstellung einer farbigen Bildvorlage die dreifache Anzahl von Bildpunkten benötigt.

1.4 Bilder pro Sekunde

Aus der Filmtechnik ist bekannt, daß mindestens 16 Bilder pro Sekunde übertragen werden müssen, damit vom Betrachter ein kontinuierlicher Bewegungsablauf wahrgenommen werden kann und schnelle Bewegungen innerhalb des Bildes nicht abgehackt wirken. Die Filmtechnik verwendet 24 Vollbilder pro Sekunde, die Fernsehtechnik 25 (30 bei NTSC) Vollbilder pro Sekunde.

Obwohl diese Bildwiederholungsfrequenzen zur Darstellung eines gleichmäßigen Bewegungsablaufes genügen, haben sie eine unangenehme Begleiterscheinung: Das s.g. Helligkeitsflimmern.