Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 371

Э. Тафро сконструировал несколько антенн, основывающихся на проволочной рамке прямоугольной формы. Соотношение сторон в рамочной антенне равнялось 1 : 3. Подобные рамочные антенны обладают преимуществом в небольшой подвесной высоте, которая выполняется при вертикальном расположении короткой стороны. Для большего эффекта антенну дополняют активной рамкой или рамочными директорами.

Четырехэлементная рамочная антенна с указанным соотношением сторон была построена и поставлена на определенной высоте – 40 м. В ходе экспериментальных работ антенну сравнили с трехэлементной полноразмерной антенной. В 90 случаях из 100 антенна с четырьмя элементами показывала лучшие результаты, чем полноразмерная антенна.

Телевизионный растр – это совокупность строк изображения, которая составляет телевизионный кадр.

При считывании с мишени передающей телевизионной трубки, т. е. иконоскопа, передаваемое изображение раскладывается на совокупность строк, которая и представляет собой телевизионный растр. При синтезе на экране приемной телевизионной трубки, т. е. кинескопа, телевизионный растр является совокупностью строк воспроизводимого изображения. «Растр» происходит от латинского слова rastrum – «грабли». Телевизионный растр, используемый в вещательном телевидении, имеет форму прямоугольника. Формат растра равен формату кадра, т. е. соотношению 4 : 3 ширины к высоте. Если на экране кинескопа отсутствует видеосигнал, то растр воспринимается как прямоугольник, в котором равномерно распределен свет. Кроме телевидения, растр применяется в оптике, полиграфии. В оптике растр представляет собой решетку для преобразования светового пучка, направленного в определенную сторону. В полиграфии растр является оптическим устройством, системой непрозрачных элементов, которое используется в репродукционных процессах. Растры, как точные структуры изображения, бывают регулярными, схоластическими, линейными, контактными, двухлинейными, корешковыми и ромбическими.

В 1960—1970-х гг. растр широко применялся в стереоскопических открытках. Он выглядел как решетка, состоящая из длинных и тонких цилиндрических линз. Он позволял просматривать цветные стереоскопические снимки без специальных очков и других приспособлений. Полиграфия довела подобную технологию до совершенства, после чего возникла идея использовать растр и в телевидении. Первоначально выполнение задачи казалось легким: стоит только наклеить растр на телевизионный экран и транслировать передачи со стереоскопическим изображением, но все оказалось не так просто. Телевизор представляет собой аналоговое устройство с определенными допусками. Для операции с телевизионным растром необходимо задействовать допуск на точность положения горизонтальных строк изображения. При небольшом сдвиге на полмиллиметра двух строк относительно друг друга разницы в изображении человеческий глаз не отметит. Если наклеить на экран телевизора растр с шагом в полмиллиметра, то передаваемое стереоизображение может сдвинуться и попасть не в назначенную стереопару, а в соседнюю. Дрожание строк, полученное после подобной передачи изображения, будет происходить постоянно, и вместо четкой картинки на экране будет расплывчатое и мутное изображение. Кроме эффекта дрожания строк, перемещение изображения на экране электронно-лучевой трубки привело бы к постоянной смене мест половин стереопары, что также является причиной неустойчивости стереоизображения. Обычное аналоговое телевидение не способно решить две основные проблемы растрового телевидения – дрожания строк и изменение параметров стереопары. Точность положения строк достигается цифровым видеоизображением, благодаря тому что цифровая картинка состоит из матрицы пикселей, а не из строк. У каждого элемента изображения матрицы имеется свой собственный адрес, который не позволяет пикселям сдвигаться. Цифровое изображение воспроизводится не на электронно-лучевой трубке, а на дискретном или жидкокристаллическом мониторе. В подобном мониторе каждый пиксель матрицы ощущает на себе воздействие отдельного физического элемента, который не дает сдвига ни вправо, ни влево. Чтобы сделать фильм со стереоскопическим изображением, необходима некоторая доработка монитора, точнее, перед экраном монитора следует установить пластиковый растр. Чтобы вертикальные полосы располагались параллельно столбцам матрицы, которая входит в состав монитора, необходимо растр заключить в жесткую рамку. Растр устанавливается и крепится перед экраном монитора и запускается простая программа, которая поможет установить все полосы вертикально. Растр поворачивается вращательными движениями до тех пор, пока с экрана не исчезнет муар и картинка получится ясная и четкая. Благодаря такому домашнему изготовлению телевизионного растра можно просматривать стереоскопический фильм. Кадры фильма состоят из вертикальных полосок правого и левого кадра стереопары, которые располагаются последовательно.

В последнее время растр начинают использовать при оснащении компьютерных игр. Стереоскопическое изображение создается специальным шлемом виртуальной реальности, который можно заменить растром, причем последний по своей стоимости гораздо экономичнее шлема.

Основным достоинством растровых систем является отсутствие очков при просмотре стереоизображения. Самыми распространенными считаются лентикулярные, или линзовые растры, которые состоят из цилиндрических вертикальных линз. Для того чтобы стереоизображение не окрасилось только в один цвет, а также для эффекта многоракурсных изображений используются наклонные линзовые растры.

Недостатком растровых систем является момент, при котором качество изображения изменяется. Это происходит при смещении взгляда зрителя от определенного оптимального положения. Чтобы устранить подобный эффект, созданы устройства, отслеживающие положение головы пользователя и после этого сдвигающие в необходимом направлении растр или стереодисплей.

Растровые оптические системы – оптические системы, включающие в свою конструкцию растр, преобразующий структуру направленного пучка светового луча; располагается внутри фотоаппарата вблизи фотослоя, световой поток проходит через растр и преобразуется в отдельные световые пучки, имеющие разную интенсивность, соответствующую яркости оригинала.

Растр – это маленькие оптические элементы – решетки, линзы, призмы, отверстия. Они находятся на одной поверхности и представляют собой цельное оптическое устройство. Каждый из этих элементов создает только одно формируемое изображение. Растровые оптические системы различаются по способу укладки на общей поверхности и по ее форме. Форма может быть в виде конуса, цилиндра, сферы, плоскости или нескольких плоскостей. Параметры элементов также различны. Оптические растровые системы бывают регулярные или нерегулярные. Регулярные бывают линейными, радиальными, кольцевыми, сотовыми, рядовыми. У линейных систем элементы располагаются линиями параллельно. У радиальных систем элементы идут от одного центра. У кольцевых систем элементы имеют вид концентрических зон. У сотовых и рядовых систем элементы имеют шахматный порядок. Период следования элементов на плоскости, как правило, постоянный. Растровые оптические системы обладают фокусирующим, множащим, анализирующим, интегрирующим свойствами. Фокусировка – это способность растра собирать в точку свет, идущий от точечного источника. Множащая способность – это многократное повторение одних изображений. Анализирование – это раскладывание изображения на элементарные изображения. Интегрирование – это воспроизведение из элементарных изображений целого изображения. Разнообразные оптические системы получаются при комбинировании разных типов растров и экранов, так как тип растровой оптической системы зависит от свойств экрана, находящегося в фокальной плоскости растра. Например, диффузно отражающий экран в сочетании с растром дает прямое и обратное прохождение лучей. Двукратное преобразование изображения – анализирующее и интегрирующее – дает нормальное воспроизведение изображения. Растровые оптические системы применяются для цветной фотографии, высокоскоростной киносъемки, для воспроизведения стереоскопического изображения без стереоскопа при помощи линзово-растровой пленки, для стереопроекции при помощи растрового экрана, для стереоскопического телевидения, для беспараллаксного размножения оптических изображений, для восстановления объемного изображения. И также растровые оптические системы, кроме фотокиноприменения, используются в полиграфии, текстильной промышленности и измерительной технике.

Растровый экран – это экран, создающий направление отражения света, на который при дневном освещении проецируются кинофильмы и диапозитивы, для стереопроекции. Устройство экрана различается в зависимости от типа изображения. Экран, имеющий растровую структуру, дает плоское изображение. Чтобы получить стереоскопическое изображение, растр находится на небольшом расстоянии от отражающей поверхности экрана. При этом левым и правым глазом наблюдатель видит разные изображения. Экран с радиальным линзовым растром имеет большую светосилу и используется в стереокино.