- Entwicklungsgeschichte
- Farbfernsehen
- Allgemein
- Farbfernsehsysteme
- Übertragung
- Heutiges Fernsehen
Fernseh Geräte
Vorwort
Jeder kennt ihn, jeder hat ihn bei sich zu Hause, jeder verbringt Zeit mit ihm, manche mehr andere weniger. Die Rede ist von dem Fernseher. Auch bekannt als Flimmerkiste, Glotze oder Mattscheibe.
Als Fernseher bezeichnet man eigentlich ein Gerät zum Empfang und zur Wiedergabe von Fernsehsignalen. In diesem Referat möchte ich gerne zeigen, wie der Fernseher entstanden ist und wie er überhaupt funktioniert!
1. Entwicklungsgeschichte
1.1 Idee und erste Realisierung
Die Entwicklung des Fernsehens geht bis ins Jahr 1883 zurück. In diesem Jahr erfand Paul Nipkow die erste brauchbare Realisierung. Es handelte sich um ein elektrisches Teleskop, welches mit Hilfe einer rotierenden Scheibe (sogenannte Nipkow-Scheibe), die mit spiralförmig angeordneten Löchern versehen war, Bilder in Hell-Dunkel-Signale zerlegen bzw. wieder zusammensetzen konnte. Am 4. Januar 1884 meldete er diese zum Patent an. Nipkow gab damit erstmals eine realisierbare Form für eine funktionierende Fernsehbildübertragung an, die jedoch erst viele Jahre später umgesetzt werden konnte. Nach den Ideen von Paul Nipkows gelangen Anfang des 20. Jahrhunderts die ersten Fernsehbild¨bertragungen. Paul Nipkow wird deshalb als der Erfinder der ersten praktischen Realisationsmöglichkeit des Fernsehens bezeichnet.
Die Technik zur Bildzerlegung und -wiedergabe nach Nipkow war jedoch mechanisch und damit nicht besonders leistungsfähig. Die Leistungsfähigkeit dieser Einrichtung war verglichen mit den heutigen Standards gering, da Verstärker fehlten, die die bei der Übertragung entstehenden Verluste kompensierten und zudem die Bildzerlegung und -zusammensetzung mit mechanischen Teilen nur eine geringe Bildauflösung zuließ. Des Weiteren war die Betrachtung des übertragenen Bildes an der Teleskop-Röhre immer nur einer einzelnen Person möglich.
Vom Teleskop zum Bildschirm
1897 entwickelten Ferdinand Braun und Jonathan Zenneck die Kathodenstrahlröhre, auch Braunsche Röhre genannt. Mit Hilfe eines Elektronenstrahls und seiner Steuerung durch elektrostatische Ablenkplatten oder elektromagnetische Spulen ließen sich aufeinander folgende Bildpunkte auf einer mit Leuchtstoff beschichteten Glasscheibe projizieren. Die Braunsche fand ihre ersten Anwendungen aber in Messapparaturen (z.B. Oszilloskope). Durch Weiterentwicklungen wurde sie die Grundlage für die bis heute am weitesten verbreitete Methode, Bilder für das Fernsehen darzustellen.
1906 führte Max Dieckmann eine Braunsche Röhre für 20-zeilige Schattenbilder ein. Aber erst nach Einführung des Röhrenverstärkers konnte Dénes von Mihály 1919 mit Hilfe eines oszillographischen Bildzerlegers einfache Bilder über mehrere Kilometer übertragen.
In den 1920er Jahren ersetzte Lev Theremin die Löcher in der Nipkowscheibe durch Spiegelanordnungen und erreichte 1927 bereits Übertragungen bei Tageslicht und Bilder mit 100 Zeilen auf großflächigen Projektionen. Allerdings wurden seine Ergebnisse nicht publiziert, sondern vom sowjetischen Geheimdienst zur Personenüberwachung genutzt. (Der bekannte Weltrekord war damals 48 Zeilen.)
Es gab wenige Leute, die einen Fernseher besassen, dennoch gilt der 31. August 1928 als Startdatum des Fernsehens.
Anfang der 1930er-Jahre erkannte man auch in Deutschland, dass die mechanische Nipkowscheibe der Bildqualität begrenzende Faktor war; Ersatz fand man in der Kathodenstrahlröhre (Braunsche Röhre). In Deutschland präsentierte Manfred von Ardenne das System erstmals öffentlich auf der Deutschen Funkausstellung 1931 (Weltpremiere des elektronischen Fernsehens).
Die für das Fernsehen entscheidenden Weiterentwicklungen der Kathodenstrahlrhöre steuerte Philo Farnsworth bei, der 1923 den ersten brauchbaren elektronischen Bildabtaster, die Ikonoskop-Röhre erfand, welche ab 1934 in Serie hergestellt wurde, heute aber keine Verwendung mehr findet.
1929 erfand Sworykin die Kineskop-Röhre zur Bildwiedergabe. Tatsächlich hatte Philo Farnsworth schon 1927 unabhängig von Sworykin eine funktionierende Kathodenstrahlröhre und Kameraröhre entwickelt und im Labor mit beiden ein Bild übertragen, noch bevor Sworykin sein Bildröhrenpatent realisierte. Somit erfand Farnsworth das Vorbild aller Fernsehgeräte, die auf der Kathodenstrahlröhre basieren und ebnete so den Weg zum vollständig elektronischen Fernsehen.
1.2 Erste Funk-Ausstrahlungen
1929 begann der Rundfunksender Witzleben mit ersten regelmäßigen Testsendungen; kurz darauf setzte die DRP die erste deutsche Fernseh-Norm fest: Zerlegung des Bildes in 30 Zeilen (= 1200 Bildpunkte) bei 12,5 Bildwechseln pro Sekunde. Die Norm wurde der technischen Entwicklung angepasst:
| Jahr | Anzahl Zeilen | Bildwechsel in Hz |
|---|---|---|
| 1929 | 30 | 12,5 |
| 1931 | 48 | 25 |
| 1932 | 90 | 25 |
| 1934 | 180 | 25 |
| 1936 | 375 | 25 |
| 1937 | 441 | 25* |
Nach dem Krieg wurde bei der Wiederaufnahme des Sendebetriebs dann auf die bis heute verwendete 625-Zeilen-Norm mit 25 Bildwechseln pro Sekunde (Gerber-Norm) umgestellt. Die technischen Eckdaten für die Auflösung und das Seitenverhältnis sowie die Bildwechselfrequenz des Fernsehbildes blieben dann über mehr als ein halbes Jahrhundert unverändert.
1.3 Fernsehen in Deutschland
Ab dem 22. März 1935 wurde in Deutschland das erste regelmäßige Fernsehprogramm der Welt in hochauflösender Qualität ausgestrahlt (Fernsehsender Paul Nipkow, Berlin). Dieser Titel wird jedoch von der BBC streitig gemacht, da der Fernsehsender Paul Nipkow zunächst nur in 180 Zeilen sendete, die BBC hingegen seit 1936 mit 405 Zeilen (1937 führte Deutschland 441 Zeilen ein).
Schon seit 1929 gab es verschiedene regelmäßige Fernsehdienste, so auch von der BBC, allerdings nur in niedrigen Auflösungen zwischen 30 und 60 Zeilen. Ihren Höhepunkt erlebten die Sendungen im Dritten Reich, die nur wenige tausend Zuschauer in so genannten Fernsehstuben und Großbildstellen in Berlin und später Hamburg erreichten, mit den umfangreichen Übertragungen von den Olympischen Sommerspielen 1936. Hierfür wurde auch erstmals ein aus 15 Fahrzeugen bestehender mobiler Fernsehsender in Dienst gestellt. Für die Darstellung der Fernsehbilder in Leinwandgröße in den Großbildstellen wurde eine Projektionsröhre, genannt Eidophor, entwickelt. Das Funktionsprinzip dieses Projektors führte schließlich zur Entwicklung des Beamers.
1938 wurde dem damals schon weit verbreiteten Volksempfänger, einem sehr einfach konstruierten Radio, der "Volksfernseher", offizielle Bezeichnung "Einheitsfernseher", zur Seite gestellt (Deutscher Einheits-Fernseh-Empfänger E 1). Es war geplant, dass fünf Firmen diesen Fernseher in den folgenden Jahren in großer Stückzahl herstellen sollten. Dieses Gerät war hauptsächlich mit Stahlröhren bestückt und hatte einen fest eingestellten Empfangskanal. Das Gerät verfügte über eine sehr hochwertige Rechteckbildröhre für 441 Zeilen und Zeilensprungverfahren. Technisch gesehen war der E1 seiner Zeit weit voraus, da die Bildröhre sehr flach war. Es trat kaum eine Kissenverzerrung auf, somit ist diese Röhre mit Röhren aus den 1970er-Jahren durchaus vergleichbar.
In Großbritannien wurde bereits ein Jahr zuvor mit hochauflösendem Fernsehen, allerdings mit nur 405 Zeilen, jedoch ebenfalls im Zeilensprungverfahren, begonnen. Der Ausbruch des Zweiten Weltkriegs verhinderte jedoch eine Produktion in großen Stückzahlen.
Als europäische Norm wurden 625 Zeilen festgelegt. Diese Norm wurde von beiden deutschen Staaten übernommen. In den USA hatte man sich 1942 in einem Kompromiss auf 525 Zeilen bei 60 Halbbildern im Zeilensprungverfahren geeinigt, nachdem bereits verschiedene Sender mit Auflösungen von 441 bis 608 Zeilen in Betrieb waren. Frankreich entschied sich für eine eigene Norm mit 819 Zeilen, die zunächst auch von Belgien übernommen wurde. Schnell wechselte man jedoch auf 625 Zeilen. England entschied sich für einen anderen Tonträger.
In der Bundesrepublik Deutschland sollte erst am 25. Dezember 1952 der Fernsehbetrieb aus einem Hochbunker in Hamburg wieder aufgenommen werden. Bereits 1955 stellte Philips einen Fernseher vor, der alle europäischen Normen empfangen konnte. Der erste in der Bundesrepublik nach dem Krieg in Serie hergestellte Fernseher war der Telefunken FE8. Er kostete 1000 DM. Die Preise für Fernsehgeräte fielen im Laufe der Jahre, und 1957 wurden die ersten Geräte unter 1000 DM angeboten. Ein Statussymbol der 50er Jahre, aber nur für Wohlhabende erschwinglich, waren sogenannte Fernsehtruhen, die Fernseher, Radio, Plattenspieler und manchmal auch noch ein Tonbandgerät in einem meist truhenartigem Gehäuse vereinigten. Solche "Röhrenfriedhöfe" wurden bis in die späten 60er produziert.
In der DDR begann der offizielle Fernsehbetrieb wenige Tage vor dem westdeutschen Fernsehstart am 21. Dezember 1952 (Stalins Geburtstag). Der erste offiziell verkaufte Fernseher war der Sachsenwerk Rembrandt 852B (mit runder Bildröhre). Der Vorgänger Leningrad T2 war hauptsächlich für Reparationsleistungen an die Sowjetunion gedacht.
1.4 Entwicklung zum Leitmedium
Zu Beginn des Jahres 1951 gab es in den USA bereits 10.000.000 Fernsehzuschauer; in Großbritannien verfügten immerhin 600.000 und in Frankreich noch 4.000 Zuschauer über Fernsehempfänger. Das als Flimmerkasten bespöttelte Medium war noch keine Konkurrenz für den Hörfunk, zumal das Programm auf zwei Stunden pro Tag begrenzt war.
Die Anzahl der Fernsehteilnehmer nahm in den folgenden Jahren weltweit rapide zu: 1952 gab es in den USA bereits 15 Millionen Teilnehmer, in Großbritannien 1,2 Millionen, in Frankreich knapp 11.000, in der Bundesrepublik Deutschland rund 300. Für diese 300 Teilnehmer wurde das Programm des Deutschen Fernsehens am 25. Dezember 1952 eröffnet. Die DDR begann den regelmäßigen Fernsehbetrieb einige Tage vor der Bundesrepublik Deutschland: am 21. Dezember 1952, dies war der 73. Geburtstag Stalins, empfangsbereit waren etwa 60 Geräte, alle in Berlin. 1955 gab es 100.000, und 1957 war dann die erste Fernsehteilnehmer-Million im Bundesgebiet erreicht; in der Folgezeit entwickelte sich der Fernseher zum Prestigeobjekt. Der Durchbruch zum Massenmedium gelang dem Fernsehen in der Bundesrepublik Deutschland 1959: Täglich wurden 5.000 Geräte verkauft, Ende des Jahres gab es zwei Millionen, 1960 vier Millionen Teilnehmer. 1961 gab es schließlich in 26 Ländern der Welt weit über 100 Millionen Fernsehteilnehmer.
1.5 Wie funktioniert ein Fernseher?
Erst durch die Art und Weise wir wir Menschen mit unseren Augen sehen und wie unser Gehirn das Gesehene verarbeitet, ist das Fernsehen überhaupt möglich.
An einem Beispiel: Man kann ja die Bewegung eines Rennpferdes in unzählige kleine Abschnitte unterteilen. Man könnte beispielsweise jede tausendstel Sekunde ein Bild machen, das heißt 1000 Bilder in einer Sekunde und man würde dann jedes Detail der Bewegung erfassen. Für unser Auge ist ein solcher Aufwand jedoch gar nicht notwendig. Wenn mehr als 12 Bilder in einer Sekunde von der Bewegung des Rennpferdes gemacht werden und diese zwölf Bilder dann auch wieder in einer Sekunde abgespielt werden, erkennen wir dies als gleichmäßige Bewegung. Wenn es wniger als 12 Bilder wären, dann könnten wir jedes Bild einzeln erkennen. Es würde nicht der Eindruck einer fortlaufenden Bewegung entstehen, sondern die Bewegungen wären ruckartig. Daher ist eine der wichtigsten Vorausetzungen beim Fernsehen und natürlich auch bei Filmen im Kino, dass mehr als zwölf Bilder pro Sekunde aufgenommen und abgespielt werden. Es gibt aber auch noch die Gefahr des Flimmerns. Um dieses zu verhindern, müssen mehr als 25 Bilder pro Sekunde vorhanden sein. In unserem Fernseher werden sogar 50 Bilder pro Sekunde abgespielt, einfach um eine bessere Bildqualität zu erreichen.
Wenn also eine Sendung in einem Fernsehstudio aufgenommen wird, so macht die Kamera 50 Bilder pro Sekunde. Diese Bilder werden dann in so genannten Bildwandlerröhren in elektromagnetische Wellen umgewandelt. Dies geschieht, in dem das Bild auf ein Metall geleitet wird, dass sehr empfindlich auf Licht reagiert (wie zum Beispiel auch die Lichtschranke und die darin enthaltene Photozelle). Dadurch fließt ein schwacher elektrischer Strom in diesem Metall. Das Bild wird nun in einzelne Zeilen zerlegt (wie in einem Schulheft) und jede Bildzeile noch in einzelne Bildpunkte. Je heller das Licht eines Bildpunktes ist, das auf das Metall auftrifft, desto größer ist auch der in dem Metall fließende elektrische Strom. So läßt sich jedes Bild in einzelne elektromagnetische Bilddaten zerlegen.
Elektromagnetische Wellen haeben also einen elektrischen und einen magnetischen Anteil. Wir können aber z.B. bei einem Magneten die Kraft, die vom Magneten ausgeht, weder sehen noch hören. Auch die magnetische und die elektrische Kraft dieser Wellen ist sehr gering. Metallteile können aber diese Wellen empfangen. Deshalb gab es früher überall die Fernsehantennen. Dies war aber nicht ganz so praktisch, denn wenn sich ein hohes Haus oder ein Berg zwischen dem Sender und der Antenne befanden, war kein Empfang der elektromagnetischen Wellen mehr möglich. Denn diese sind nicht stark genug, um Berge oder ganze Häuser zu durchdringen. Deshalb werden heute die elektromagnetischen Signale an einen Satelliten gesendet und der sendet sie dann an die Satellitenschüsseln.
Die Bildröhre
Die Elektronen werden in der Kathode hergestellt, die dann als Elektronenstrahl durch die Bildröhre zum Leuchtschirm fließen. Die Ablenkplatten sind magnetisch und man kann dadurch den Verlauf des Elektronenstrahl beeinflussen, je nach dem welcher Magnet gerade aktiv ist. Mit Hilfe der Ablekplatten wird der Elektronenstrahl, Zeile für Zeile, über den Leuchtschirm bewegt.
Wie mit dem Bild, verhält es sich auch mit dem Ton ganz ähnlich. Wenn man zu Beispiel mit einem Stock auf eine Trommel schlägt, so bewegt sich das darüber gespannte Fell und das verursacht so einen Ton. Diese Bewegung kann wieder in elektrische Energie umgewandelt werden und als elektromagnetische Welle dann übertragen werden. In unserem Fernseher befinden sich meistens ein oder zwei Lautsprecher. Die ankommende Energie der elektromagnetischen Welle wird in diesen Lautsprechern auf eine Membran (eine Art dünne Haut) übertragen. Die Membran bewegt sich durch die elektrische Energie. Wenn man schon mal an einen Elektrodraht gekommen ist, dann weißt man, wie diese Bewegung entsteht. Denn durch den Stromschlag zucken sich die Muskeln zusammen, sie bewegen sich also. Nicht anders ist es mit der Membran. Diese Bewegung ruft einen Ton hervor und dieser ist abhängig davon, wie stark der elektrische Schlag war.
2. Farbfernseher
2.1 Farbfernseher allgemein
Am 25. August 1967 erfolgte die Einführung des Farbfernsehens in der Bundesrepublik Deutschland durch Außenminister Willy Brandt.Der erste in Deutschland für das PAL-System produzierte Fernseher war der Telefunken FE807 PAL Color.
Etwa seit 1968 gilt der Farbfilm als Norm.
(aus Wikipedia)
Zwischen 1900 und 1935 wurden verschiedene Farbsysteme vorgestellt. Dabei wurden zwei unterschiedliche Verfahren eingesetzt. Beim Kolorieren (rechtes Bild oben) wurden die Einzelbilder des Films in Kolorierateliers von Hand beziehungsweise mit Hilfe von Schablonen koloriert. Eine Gruppe von Koloristen schaffte etwa 128 Bilder pro Tag; die Filme bestanden aus bis zu 112.000 Einzelbildern. Der erste handkolorierte Film stammt aus dem Jahr 1895. Beim Viragieren (rechts Bild unten) wurden einzelne Szenen des Films nach dem Entwickeln in einen Farbbottich getaucht; dieses Verfahren war einfacher und billiger, es hinterließ auf jedem Film nur einen einzigen Farbton. über Jahre entstand eine Farb- und Viragesprache, bei der jede Farbe eine bestimmte dramaturgische Bedeutung besaß. ähnlich funktionierte das Tonen (Einfärben) von Filmsequenzen mittels verschiedener chemischer Substanzen.
Die ersten Experimente mit farbigen Fernsehbildern basieren ebenfalls auf der Aufteilung des Farbspektrums in Grundfarben; John Logie Baird verwendete bei seinen Experimenten in den späten 1920er Jahren eine Nipkowscheibe mit Spiralarmen für die Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B). Das Verfahren wurde 1930 von E. Andersen verbessert und 1935 von der Forschungsanstalt der Deutschen Reichspost (RPF) aufgegriffen.
Ab Juni 1951 wurde in New York von der CBS (Columbia Broadcasting System) das erste Farbfernsehprogramm der Welt ausgestrahlt, das ebenfalls auf dem bisequentiellen Verfahren beruhte; es wurde nach wenigen Monaten eingestellt. Das CBS-Verfahren wies verschiedene gravierende Nachteile auf, unter anderem war das System inkompatibel zum Schwarz-Weiß-Fernsehen, die Bildwechselfrequenz musste von 60 Hz auf 140 Hz erhöht werden, um Flickererscheinungen zu vermeiden; dies wiederum erforderte aufgrund der begrenzten Frequenzbandbreite eine Reduktion der Auflösung.
Neben vielerlei technischer Probleme war das Hauptproblem, Farbfernsehsendungen so zu übertragen, dass sie auch kompatibel zu den Schwarzweiß-Fernsehern waren. Das Problem der Kompatibilität zu Schwarz/Weiß-Fernsehern hatte man gelöst, indem die Farbsignale (Croma) und die Helligkeitssignale (Luma) getrennt übertragen werden. Der Schwarz/Weiß-Fernseher empfängt also die Helligkeitssignale, die dann das schwarz/weiße Bild ergeben, während im Farbfernseher dann die auf einem Seitenband gesendeten Cromasignale verarbeitet werden.
1954 begann der offizielle Sendebetrieb in Farbe.
Im März 1954 brachte RCA mit dem CT100 den ersten in Großserie produzierten Farbfernseher auf den Markt. Die Bildqualität war eher bescheiden und das Gerät war auch recht anfällig. Der Vorsprung der Nordamerikaner hatte aber auch seinen Preis. Die NTSC-Norm besitzt einige Schwächen, so dass es häufig zu Farbfehlern bei der Darstellung kommt. Daher wird die Abkürzung NTSC scherzhaft auch mit "Never The Same Color" übersetzt. Um diese Fehler auszugleichen, gab es an den ersten Farbfernsehern einen Drehknopf. Das PAL-Verfahren sowie das französische SECAM (SÉquentiel Couleur À Mémoire) hatten zum Ziel, diese Farbfehler, die hauptsächlich auf dem übertragungsweg durch Phasenfehler entstehen, auszugleichen. Das bedeutete erheblich höheren technischen Aufwand auf Sende- wie Empfängerseite. Deshalb bekam das PAL-System von den Amerikanern den Spitznamen "Pay Additional Luxury". Im Gegenzug bezeichnen heute noch PAL-Techniker das amerikanische NTSC scherzhaft als "Never Twice Same Color".
In der DDR begann das Farbfernsehen 1969, dem 20. Jahrestag der DDR. Als Verfahren wurde auch hier das französische SECAM gewählt. Der erste in der DDR produzierte Farbfernseher war der RFT Color 20/1. Im Gegensatz zu den allermeisten damaligen Farbfernsehern war er bereits volltransistoriert.
2.2. Farbfernsehsysteme
NTSC
Mit einem erheblichen Aufwand wurde von der eigens gegründeten National Television Systems Committee (NTSC), anschließend eine technisch leistungsfähigere Lösung entwickelt. Das Ergebnis, die NTSC-Norm, wurde am 23. Dezember 1953 für verbindlich erklärt. Sie ist gekennzeichnet durch drei Eigenschaften:
- Kompatibilität: Farbfernsehsendungen können mit Schwarz-Weiß-Empfängern ohne Schärfeverlust betrachtet werden.
- Rekompatibilität: Schwarz-Weiß-Fernsehsendungen können in Farbfernsehempfängern ebenso betrachtet werden wie mit Schwarz-Weiß-Empfängern.
- unveränderte Bandbreite: Die zusätzliche Farbinformation ist in das bisherige Schwarzweiß-Signal eingearbeitet und benötigt dadurch keinen zusätzlichen Platz auf dem Frequenzband.
Zu den entscheidenden Nachteilen von NTSC gehört das instabile Farbsignal, das auch während einer übertragung zu Farbverschiebungen, wie zum Beispiel von Blau nach Grün führen kann. Ursache ist die Verknüpfung der Phase des Farbhilfsträgers mit dem Farbton. Als Abhilfe verfügt jeder NTSC-Fernsehempfänger über einen sogenannten "Tint"-Regler (Tint für "Farbton"), mit dem die Farbwiedergabe angepasst werden kann.
Um 1955 tauchte der Gedanke auf, in ganz Europa ein einheitliches Farbfernsehsystem einzuführen. In einer vom CCIR einberufenen Konferenz wurde festgestellt, dass die unterschiedlichen Zeilennormen erhebliche Probleme bei der Standardisierung aufwerfen würden: In den USA wurde eine 525-Zeilen-Norm verwendet, in England 405 Zeilen, in Frankreich 819 und in den übrigen europäischen Ländern 625 Zeilen.
Beim Schwarz-Weiß-Fernsehen wurde nur ein Signal gesendet, ein Helligkeitssignal von weiß bis schwarz. Der Entwicklung des Farbfernsehens lag der Gedanke zugrunde, auch weiterhin nur ein einziges Signal zu senden. Im Studiobereich wird jedoch mit RGB-Signalen gearbeitet, die theoretisch auch gesendet werden könnten; dazu müsste jede der drei Farben auf eine eigene Welle aufmoduliert werden, was eine enorme Bandbreite erfordert und unwirtschaftlich ist. Die Farbfernsehsysteme NTSC, SECAM und PAL dienen also dazu, die drei RGB-Signale auf ein einziges zu übertragendes Signal zu reduzieren.
SECAM
In Frankreich wurde mit massiver Unterstützung durch die Regierung das SECAM-Farbfernsehsystem entwickelt (SECAM = Séquentiel (couleur) à mémoire). Aufgrund technischer Unzulänglichkeiten musste es mehrfach überarbeitet werden; es entstanden die Varianten SECAM 2, SECAM 3, SECAM 3a und schließlich SECAM 3b. Während der PAL-Erfinder Walter Bruch die Notwendigkeit zu ständigen Modifikationen als konzeptionelle Schwäche von SECAM ansah, äußerte sich der damalige WDR-Fernsehingenieur Franz Josef In der Smitten folgendermaßen: "Ich habe die Glanzleistungen der französischen Ingenieure bewundert, denen es immer wieder gelungen ist, das SECAM-System weiter zu verbessern [...]".
PAL
In Deutschland studierte der Telefunken-Ingenieur Walter Bruch die Farbfernsehsysteme NTSC und SECAM, um aus den Fehlern der Konkurrenzsysteme zu lernen. Basierend auf NTSC entwarf er das Farbfernsehsystem PAL (= Phase Alternating Line, "Phasenwechsel je Zeile"). Es unterschied sich vor allem durch eine integrierte Farbkompensation, die das Auftreten des entscheidenden Problems der NTSC-Norm, der Farbverzerrungen, verhinderte. In der Erprobungsphase von PAL konnten PAL-Signale noch nicht magnetisch aufgezeichnet werden; alle Fernsehsendungen aus dieser Zeit waren also Live-übertragungen. Spielfilme wurden mittels optischer Systeme projiziert und dann ebenfalls live von dieser Projektion übertragen.
Allgemeine Entwicklung
Die ersten Live-Farbfernsehsendungen wurden per Kabel ins Sendehaus übermittelt. Den ersten Farbübertragungswagen erhielt der WDR im Frühjahr 1967, weitere mobile Sendestudios besaßen damals nur der NDR und das ZDF. 1968 wurden in den USA erstmals Olympische Spiele (Mexiko) in Farbe übertragen. 1972 wurden erstmals Olympische Spiele (München) weltweit, über Satellit und in Farbe übertragen.
Das Fernsehbild wurde von einer Farbbildröhre von Manfred von Ardenne wiedergegeben: Drei mikroskopisch schmale Streifen eng nebeneinander liegender Leuchtstoffe in den drei Primärfarben waren so angeordnet, dass sie sich, mit einem Elektronenstrahl abgetastet, zu weißem Licht ergänzten; ein Verfahren zur getrennten Ansteuerung der drei Farben enthielt das Patent nicht.
Deutliche Verbesserungen der Bildschärfe und Farbwiedergabe konnten durch eine Schattenmaskenröhre mit Langlochschlitzen erzielt werden. Bei diesem Verfahren sind alle drei Elektronenkanonen nebeneinander (Inline), statt wie bisher in einem Dreieck (Delta-Röhren) in einem System vereinigt. Solche Röhren wurden in Deutschland ab 1972 angeboten.
Von besonderer Bedeutung für die Entwicklung des Fernsehens als Massenmedium waren internationale Großereignisse des Sports; dies hatte sich bereits mit den Olympischen Spielen 1936 in Berlin angedeutet und wurde mit den Spielen von Tokyo 1964 bestätigt. Seitdem gehören Satellitenübertragungen zur Berichterstattung von Olympischen Spielen; Die Olympischen Spiele 1968 in Mexiko setzten den Starttermin für Fernsehübertragungen in Farbe.
1971 wurden erste Ultraschall-Fernbedienungen vorgeführt. Nordmende präsentierte das drahtlose "Fernhören" über Infrarot-Kopfhörer. 1981 wurde der Stereoton beim Fernsehen eingeführt.
3. Übertragung
3.1 Satellitenfernseher
Das Zeitalter des Satellitenfernsehens begann am 12. August 1960. An diesem Tag wurde mit Echo 1 der erste passive Nachrichtensatellit in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht.
Der erste aktive Nachrichtensatellit Telstar wurde am 10. Juli 1962 in seine Umlaufbahn gebracht. Mit seiner Hilfe wurde zum ersten Mal Fernsehsendungen zwischen den USA und Frankreich übertragen.
Am 26. Juli 1963 wurde mit Syncom 2 erstmals ein Kommunikationssatellit in eine fast vollständige geostationäre Umlaufbahn gebracht. Dies ermöglichte es, von einem festen Punkt auf der Erde ununterbrochen Signale an einen Satelliten zu senden oder von diesem zu empfangen.
Die von einem geostationären Satelliten in etwa 35.000 km Höhe ausgestrahlten Sendungen bezeichnet man als Satellitenrundfunk; Für die Ausstrahlung ist ein Frequenzbereich um 12 GHz herum mit etwa 40 Fernsehkanälen (jeweils mit zwei Tonkanälen) vorgesehen. Zu den Eigenschaften der Satellitentechnik gehört das so genannte Overspill; damit bezeichnet man das überlappen der Gebiete, in denen die Beams (Richtstrahlen) empfangbar sind.
Die Zuteilung weltweiter Satellitenkanäle wurde im Februar 1972 auf einer Konferenz in Genf geregelt, bei der für die Bundesrepublik Deutschland fünf Fernsehkanäle reserviert wurden.
1987 begann mit dem Astra 1A die Erfolgsgeschichte des europäischen Direktempfangs Fernsehens per Satellit.
Die elektromagnetischen Signale gehen von der Satellitenschüssel in einer Leitung zum Fernseher und dort werden sie wieder in die Bilder umgewandelt. Dafür gibt es die Braun´sche Röhre. Diese macht genau das Umgekehrte wie die Bildwandlerröhre. Dabei sendet sie einen Elektronenstrahl auf den Bildschirm. Der Bildschirm ist von Innen mit Phosphor oder einer dem Phosphor ähnlichen Substanz beschichtet. Phosphor hat die Eigenschaft aufzuleuchten, wenn es mit Energie in Berührung kommt. Um ein Bild auf dem Bildschirm herzustellen, werden die einzelnen Bildpunkte und Bildzeilen dargestellt. Der Elektronenstrahl beleuchtet Zeile für Zeile, indem er darüber fährt, wie wir z.B. mit einem Kugelschreiber über ein Blatt Papier. Je nach dem wie stark der Elektronenstrahl ist, leuchtet auch das Phosphor unterschiedlich stark auf. Hat der Elektronenstrahl alle Zeilen auf einem Bildschirm erfasst, so ist das einzelne Bild fertig. Es müssen jedoch fünfzig Bilder pro Sekunde entstehen, damit wir eine ruckel- und flimmerfreie Bewegung erkennen können. Der Elektronenstrahl muss sich deshalb unheimlich schnell über den Bildschirm bewegen.
3.2 Kabelfernseher
Unter der Administration des Bundespostministers Christian Schwarz-Schilling wurde nicht die Satellitentechnik, sondern die flächendeckende Verkabelung aller Haushalte mit breitbandigen Koaxialkabelnetzen angestrebt.
Das ab 1983 von der Deutschen Bundespost verlegte Breitbandkommunikationskabelnetz ermöglichte unter Ausnutzung des Frequenzbereichs bis 300 MHz die gleichzeitige übertragung von maximal 29 Fernsehprogrammen und 24 Stereo-Hörfunkprogrammen. Der "verkabelte Rundfunk", das Kabelfernsehen, wurde zunächst in vier Pilotprojekten getestet, die als Modellversuche in Ludwigshafen, München, Dortmund und Berlin ausgeschrieben waren. Das Ludwigshafener Kabelpilotprojekt war auch gleichzeitig die Geburtsstunde des Privatfernsehens, das am 1. Januar 1984 mit PKS (heute Sat.1) seinen Sendebetrieb aufnahm.
4. Heutiges Fernsehen
4.2 Wiedergabe
Der neben dem Bildwiedergabesystem wichtigste Teil eines Fernsehers ist der Tuner, der die analogen bzw. digitalen Hochfrequenzsignale aus dem Kabelanschluss, der Antenne, vom Satellit in ein Videosignal umwandelt. Für den Anschluss von anderen Videosystemen (z. B. DVD-Player, DVB-T-Tuner, Satelliten-Receiver) steht an europäischen Geräten meist eine SCART-Buchse zur Verfügung.
Weltweit haben sich für das analoge Fernsehen diverse unterschiedliche Fernsehnormen mit verschiedenen Bildauflösungen etabliert, die mit Einzelbuchstaben von A bis N bezeichnet werden; Im deutschsprachigen Raum werden im Moment die Fernsehnormen B für VHF-Sender und G für UHF-Sender sowie der PAL-Standard für die Farbübertragung verwendet; zusammenfassend spricht man von PAL-B/G. Beim Digitalfernsehen sind diese Normunterschiede außer der Bildauflösung nicht mehr von Bedeutung.
Bei den sogenannten 100-Hz-Fernsehern wird das 1. Halbbild jedes Bildes gespeichert, und dann erst mit dem 2. Halbbild zusammen dargestellt; danach werden beide noch einmal wiederholt, während bereits das 1. Halbbild des nächsten Bildes empfangen wird. Im Endeffekt wird somit jedes Bild zweimal gezeigt, dadurch verschwindet das Bildflimmern subjektiv vollständig. Bei schnell bewegten Bildern ist jedoch eine recht aufwändige digitale Nachbearbeitung der Bilder im Gerät nötig (sogenanntes Deinterlacing), um Artefakte durch den so veränderten Zeitablauf der Bilddarstellung zu vermeiden; von günstigen 100-Hz-Geräten wird dies meist nicht geleistet.
4.3 Fernsehtypen
Folgende Bildschirm-Typen werden als Fernseher eingesetzt:
- Kathodenstrahlröhrenbildschirm (Röhren-Fernseher)
- Flüssigkristallbildschirm (LCD-Fernseher)
- Plasmabildschirm
- Rückprojektionsbildschirm
- Videoprojektor
- OLED-Fernseher
Bisher wurde unter dem Begriff Fernseher ein sogenannter Röhren-Fernseher verstanden, wobei sich der Begriff Röhre auf das Hauptbauteil, die Kathodenstrahl-Bildröhre bezieht. Diese wird auch oft als Braunsche Röhre bezeichnet (nach ihrem Erfinder Karl Ferdinand Braun) und besteht aus einem luftleeren, trichterförmigen Glasbehälter, in dem je nach der gewünschten Helligkeit eines Bildpunktes mehr oder weniger Elektronen von der Kathode an der Rückseite des Fernsehers mittels Hochspannung herausgelöst und zur weiter vorn liegenden Anode hin beschleunigt werden.
Bei Farbfernsehgeräten gibt es drei leicht gegeneinander versetzte Kathoden für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau; eine Maske in Form eines feinen Metallgitters knapp hinter der Mattscheibe sorgt in diesem Fall dafür, dass die Elektronen von jeder Kathode nur auf Fluoreszenzpunkte "ihrer" Farbe treffen können. Die übrigen Elektronen bleiben in der Maske hängen. Da die meisten Elektronen daher den Bildschirm nie erreichen, muss die Beschleunigungsspannung in einem Farbfernseher bei gleicher Bildhelligkeit viel höher sein als in einem Schwarz-Weiß-Gerät. Die fluoreszierende Schicht besteht in diesem Fall aus nebeneinanderliegenden kleinen Punkten oder Streifen der drei Grundfarben. Diese Elemente kann man leicht erkennen, wenn man den Bildschirm aus kurzer Distanz betrachtet.
4.4 Flachbildfernseher
Röhren-Fernseher werden heute zunehmend von Flachbild-Fernsehern abgelöst, die im Wesentlichen auf den Panel-Techniken LCD und Plasma basieren. Entsprechend spricht man von einem LCD-Fernseher oder Plasma-Fernseher.
Die folgende Nachteile der Flachbildschirme, gegenüber konventionellen Röhrenmonitoren gelten nach wie vor:
- So lässt sich bei ihnen kein dem gewohnten Fernsehbild vergleichbarer Schwarzwert darstellen, daher ist statt echtem Schwarz nur ein dunkles Grau möglich
- So ist der Farbraum (Anzahl der darstellbaren Farben) begrenzt, das Resultat ist Blässe des Bildes,
- So zeigen sich bei schnellen Bewegungen mitunter Nachzieheffekte oder Bewegungsartefakte(bei heutiger Plasmatechnik nicht mehr Wahrnehmbar),
- So verbrauchen Plasmafernseher sehr viel Strom ( bei älteren Geräten ), können flimmern und altern schneller als andere Fernseher,
- So ist bei LCD-Fernsehern eine meist leichte, bei Rückprojektions-Fernsehern eine meist starke Abhängigkeit des Bildeindrucks (Helligkeit, Kontrast, Farbe) vom Winkel des Betrachters zum Fernseher zu beobachten,
- So haben Flachbildschirme ein festes Pixel-Raster (Auflösung), so dass bei Darstellung von Bildern, die von diesem Raster abweichen, eine Umrechnung erfolgen muss, die meist zu zusätzlichen Artefakten und Einbußen der Bildqualität führt.
Vorteile gegenüber Röhren-Fernsehern sind:
- die geringe Bautiefe von wenigen Zentimetern (in Zukunft Millimetern), während bei Röhrengeräten mit großen Bilddiagonalen bis zu 60 cm üblich sind.
- die leichte Bauweise, die auch ein direktes Montieren an Wänden ermöglicht und der früheren Zukunftsvision "Fernseher, der wie ein Bild an die Wand gehängt werden kann" entspricht.
- Flachbild-Fernseher haben oftmals eine höhere darstellbare Bildauflösung und sind seit neuerem auch fähig, HDTV-Signale entgegenzunehmen, während dies bisher bei Röhren-Fernsehern nur auf einige der in der EU verfügbaren Modelle zutrifft.
ein HD kompatibler Samsung (Wikipedia)
Um HD ready-konform zu sein, sind mindestens 720 Bildzeilen nötig. HDTV ist die weltweit eingeführte Norm für hochauflösendes Fernsehen, das z. B. in Nordamerika und Ostasien schon recht verbreitet ist. HDTV-fähige Röhren-Fernseher gibt es in Deutschland derzeit (April 2004) von JVC und Samsung, über weitere zukünftige Modelle existieren Gerüchte. Mit Sharp und Loewe haben bereits die ersten Hersteller die Produktion von Röhrenfernsehern eingestellt. Andere, z. B. Panasonic, haben ihre Modellpalette im Produktbereich Röhren-Fernseher erheblich verkleinert. Andere Hersteller wie Samsung und Philips, entwickeln allerdings neuartige, flachere Bildröhren, um den größten Vorteil von Flachbildschirmen zumindest etwas zu relativieren.
4.5 IDTV
Der sogenannte Analoge "switch-off" erfordert eine Umstellung beim Fernsehgerät. Die überwiegende Zahl bestehender Fernsehgeräte und Videorekorder kann nicht direkt mit den digitalen Signalen umgehen, so dass sie ein Zusatzgerät benötigen (Set-Top-Box, STB), das die Daten empfängt, dekodiert und in ein für die ältere Elektronik verständliches analoges Signal umwandelt. Inzwischen erscheinen aber auch Fernseher mit fest eingebauter (IDTV) oder optionaler Empfangstechnik (Tuner) für DVB-C, -S, und -T am Markt. Derartige Geräte führen z. B. Artec, Humax, Loewe, Metz, Sharp, TechniSat, Thomson, X4-Tech.