Учебное пособие для студентов и технических работников вузов

Скачать 2.58 Mb.

Название	Учебное пособие для студентов и технических работников вузов
страница	1/19
Тип	Учебное пособие

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебное пособие

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Московский государственный университет леса

___________________________________________________________________________________________________________

В.К. Деркаченко

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ

СРЕДСТВА для ОБУЧЕНИЯ

и ПРЕЗЕНТАЦИЙ

Учебное пособие

для студентов и технических работников вузов

Издательство Московского государственного университета леса
Москва – 2012
ББК 74.58

УДК 621.397

6Л2
Деркаченко В.К. Современные технические средства для обучения и презентаций:

Учебное пособие для студентов и технических работников вузов. – М.: МГУЛ, 2012. – 146 с.

Учебное пособие предназначено для преподавателей, студентов и технических работников высших и средних учебных заведений, независимо от основного профиля обучения в них. Оно будет полезным руководством для сотрудников других организаций, связанных с процессом обучения персонала, проведением презентационных мероприятий и использованием технических средств для рекламы собственной продукции.

Пособие содержит систематизированный обзор и основные характеристики современных технических средств обучения, которые могут быть применены в учебном процессе. Приведены основные понятия в области кино- и видеопроизводства, даны практические рекомендации по самостоятельному проведению съёмки с использованием любительской и полупрофессиональной съёмочной аппаратуры.

Правильное и своевременное применение разнообразных технических средств в процессе обучения, презентаций, рекламы продукции и услуг позволяет повысить эффективность восприятия новой информации контингентом обучаемых людей, а также потенциальными покупателями продукции.

Учебное пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000 г, предназначено для преподавателей и студентов всех направлений и специальностей, для менеджеров и рекламодателей.

Одобрено и рекомендовано к изданию в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом университета.

Рецензенты: доцент, кандидат биологических наук В.А. Липаткин,

доцент, кандидат технических наук Н.М. Наретя

Информационно-технический отдел МГУ Леса
Автор – Виктор Константинович Деркаченко, начальник отдела

© В.К. Деркаченко, 2012

© Московский государственный университет леса, 2012
Оглавление

Введение............................................................................................................6

Глава 1. Технические средства в учебном процессе……………................7

Глава 2. Мультимедийные системы…………….......……………..............10

Глава 3. Видеотехника……………………………………....….........……..12

3.1. Основные этапы развития видеотехники и телевидения….......15

3.2. Форматы видеозаписи…………………………………..….........20

3.3. Носители мультимедийной информации………….........….......24

3.4. Видеокамеры (камкордеры)………………...........………...........33

3.5. Цифровые фотокамеры…………………………......……............44

3.6. Видеомагнитофоны и плееры…………………..……….....….…47

3.7. Оборудование для видеомонтажа…………..……………...........53

3.8. Видеомониторы и проекторы…………………………..….........58

3.9. Электронные доски и сенсорные экраны………………………68

3.10. Матричные табло и видеостены …………...………………….70

3.11. Портативная электроника ………………...…….……...…..….72

Глава 4. Телевидение…………………………………………….………....77

4.1. Принципы построения систем учебного ТВ….…………..........78

4.2. Цифровое телевидение………………………………......………80

4.3. Компрессия цифрового видео…………………………………...82

4.4. Интерактивное телевидение ……………...……………....…….85

4.5. Экология телевидения………………………………………......89

Глава 5. Световая проекционная техника………………….……………..92

5.1. Приборы статичной световой проекции………..………...........93

5.2. Кинопроекционные аппараты…………………………......…....94

5.3. Электронный кинематограф…………………….........................97

Глава 6. Аудиотехника..…………………………………………………....101

Глава 7. Специализированные тренажёры.……………………………….106

Глава 8. Организация видеоконференций (вебинаров)….............……....107

Глава 9. Архивы аудиовизуальной информации………………...……….110

Глава 10. Создание учебных фильмов…………….....…………………….114

10.1. Классификация фильмов.............................................................114

10.2. Подготовка сценария фильма.....................................................115

10.3. Оперативная (репортажная) съёмка...........................................118

10.4. Основы видеосъёмки.................................................................121

10.5. Звук в фильме.............................................................................127

10.6. Монтаж фильма..........................................................................129

10.7. Практические занятия................................................................129

Глава 11. Мультимедийные модульные кабинеты……………………….130

Глава 12. Вспомогательное оборудование и специальная мебель………130
Библиографический список………………..…...……………………….....131

Приложения

Приложение 1. Классификация дефектов и способов оценки техничес-

кой базы теле-, видеоцентров….........................................112

Приложение 2. Техническое обслуживание AV техники……………..…

Приложение 3. Таблица стандартов видеодисплеев………………………

Приложение 4. Хартия телерадиовещателей………...……………….......114

Об авторе книги……………………………………………………………..

Введение

Технические средства обучения в сфере образования уже давно не считаются дорогостоящими излишествами, а стали повседневной реальностью для подавляющего большинства учебных заведений страны. Комплексы технических средств, предлагаемых для использования в процессе обучения, год от года становятся всё сложнее и многообразнее. От умения преподавателей эффективно использовать эти средства в своей работе существенно зависит конечный результат усвоения слушателями новой для них информации.

Настоящее пособие рассчитано на широкий круг пользователей, связанных с процессом обучения учащихся школ, студентов средних и высших учебных заведений, повышением квалификации персонала фирм и предприятий, с организацией презентаций, выставок и рекламой собственной продукции. Проведена определённая систематизация технических средств, которые могут быть использованы в учебном процессе, с учётом существенного технического прогресса происшедшего за последние два десятилетия.

Во всех цивилизованных странах мира существенно растёт спрос на новые цифровые технологии во всех сферах жизни и деятельности человека: в науке и производстве, в технике транспорта и связи, в средствах массовой информации, в процессе обучения, рекламной деятельности, в сфере быта и др.

Пособие ориентирует специалистов преимущественно на новые технические средства, которые используются в процессе обучения, находятся на стадии внедрения или ожидаются к внедрению в ближайшие годы (ориентировочно на период 2010-2020 годов). К таким средствам в частности отнесены: цифровая видеотехника, цифровое и интерактивное телевидение, новейшая светопроекционная техника и другое. При составлении пособия автор стремился дать практические рекомендации в вопросах приобретения новой техники и целенаправленного её использования.

Наличие основных понятий и рекомендаций в области кино-, видеопроизводства позволяет студентам и преподавателям более правильно и целенаправленно проводить самостоятельную съёмку небольших учебных и хроникально-документальных фильмов в рамках своего заведения в соответствии с потребностями учебного плана и реализуемой воспитательной работой.

Пособие сопровождается терминологическим словарём, содержащим наиболее употребительные термины, которые могут встречаться пользователям в сопутствующей технической литературе и в процессе использования технических средств обучения. В словарь включена расшифровка часто применяемых аббревиатур с целью сокращения количество обращений читателя к специальной литературе, в том числе содержащей термины и аббревиатуры на английском языке.

Автор надеется, что данное пособие окажется полезным для всех лиц, которые воспользуются данной книгой в процессе своей практической деятельности. Электронные версии учебного пособия и терминологического словаря размещены на сайте университета infotech@mgul.ac.ru

По мере поступления новой информации электронные версии учебного пособия и терминологического словаря могут подвергаться уточнению, дополнению и корректировке.
В. Деркаченко

Глава 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

В результате стремительного роста научно-технического прогресса каждые десять лет в мире происходит удвоение объёма научных знаний. Данный фактор вызывает существенное увеличение количества информации, используемой в сфере обучения, и её усложнение. Возникает объективная необходимость совершенствования учебного процесса и повышения его эффективности. Важная роль в решении этой проблемы отводится средствам обучения. Средства обучения играют в педагогической деятельности такую же роль, как орудия труда в любом производственном процессе. От уровня их развития и рациональной организации применения в значительной мере зависят эффективность и достигаемый результат обучения.

В практику учебного процесса прочно вошли технические средства обучения (ТСО). Они представляют собой комплекс светотехнических и звуковых учебных пособий и аппаратуры, служащий для активизации процесса обучения. В литературе комплекс ТСО часто называют аудиовизуальными средствами (пособиями). Аудиовизуальные средства обучения обеспечивают образное восприятие изучаемого материала и его наглядную конкретизацию в форме наиболее доступной для восприятия и запоминания.

Наглядность, создаваемая с помощью ТСО, выступает как одна из сторон целостного процесса познания. Виды наглядности, её формы и функции на различных ступенях овладения системными знаниями различны. Это достигается благодаря разнообразию технических средств обучения и возможности их совместного применения в различных сочетаниях. Они позволяют интенсифицировать процесс обучения, рационально использовать учебное время и эффективно реализовать индивидуальность подхода в данном процессе.

Технические средства обучения в педагогической деятельности выполняют следующие задачи:

– разнообразят формы обучения, расширяют количество и доступность различных источников информации, обеспечивают удобство её получения;

– рационализируют и ускоряют процессы познания изучаемых дисциплин; помогают эффективно усваивать иностранные языки;

– способствуют овладению современным экономическим мышлением и навыками управленческой деятельности;

– поднимают общекультурный уровень обучаемых людей, способствуют их эстетическому воспитанию;

– помогают в утверждении правильных мировоззренческих и поведенческих качеств личности в сфере взаимного человеческого общения, овладению основами воспитательной работы в коллективе;

– облегчают усвоение методологических подходов к познавательной и профессиональной практической деятельности, более полно освещают основные черты творческой работы, пути поиска эффективных решений возникающих проблем;

– повышают готовность людей разных возрастных категорий к самообразованию;

– позволяют уменьшить противоречие между возрастающим потоком информации и ограниченным временем на её изучение.

Технические средства обучения могут быть условно подразделены на следующие виды:

– светотехнические – телепередачи, учебные кино- и видеофильмы, диапозитивы и диафильмы;

– звукотехнические – учебные компакт-диски, магнитофонные записи, грампластинки, радиопередачи, лингафонное оборудование;

– средства программированного обучения – обучающие программы, обучающие машины и др.

Начало нового тысячелетия характеризуется бурным развитием микроэлектроники, средств и систем цифровой вычислительной техники. На базе цифровой вычислительной техники происходит и намечается дальнейшая интеграция многих технических средств промышленного и бытового назначения, которые в прежние времена существовали как совершенно независимые, автономные. Такая тенденция наблюдается также и в системе технических средств обучения.

Усиление внимания педагогов к применению технических средств обучения не требует от них устранения из процесса обучения традиционных наглядных пособий, натуральных объектов, коллекций, моделей, макетов и экспериментов. Все эти средства должны использоваться комплексно. Выбор необходимого средства осуществляется преподавателем в соответствии с поставленной педагогической задачей и наличием необходимой базы технических и иных средств обучения. При этом учитываются познавательные ресурсы обучаемых людей, их возраст, наличие практического опыта по изучаемой тематике. Главное внимание в выборе средств и их рационального сочетания должно быть направлено на поиск путей активизации познавательной деятельности обучаемых.

При использовании аудиовизуальных средств преподаватель должен:

– находить наиболее рациональное применение, как отдельных видов технических средств обучения, так и их комплексного сочетания;

– соблюдать строгое логическое построение, последовательность и предельную ясность в демонстрации рассматриваемых предметов, явлений и процессов;

– обращать внимание обучаемых на самые важные, существенные признаки предметов, явлений или процессов при их всестороннем изучении;

– выделять главное в содержании информации; по возможности исключать из визуального и звукового ряда посторонние предметы и звуки, не относящиеся к изучаемому процессу и отвлекающие внимание обучаемых людей от сосредоточенного рассмотрения основного в данной теме;

– соотносить длительность показа и разъяснения отдельных фрагментов учебного материала с их сложностью и значимостью в изучаемой теме, а также с психологическими особенностями восприятия нового материала аудиторией при первоначальной его демонстрации;

– не допускать перегрузки занятий экранно-звуковыми средствами;

– приучать учащихся к самостоятельной работе с применением новейших технических средств обучения, умению извлекать с их помощью нужный учебный материал, осмысливать и перерабатывать его;

– опережать контингент своих слушателей в части освоения новой техники и современных средств обучения, настойчиво внедрять полученные знания в практику своей работы и в педагогическую деятельность преподавательского состава учебного заведения;

– быть образцом высокой культуры для всех окружающих, систематически пополнять и развивать знания и навыки учащихся в области этики и эстетики; стремиться к воссозданию образа высококультурного российского интеллигента.

Реальная действительность нашего времени показывает, что наличие диплома о полученном образовании во многих случаях совершенно не соответствует культурному уровню выпускников учебных заведений, вступающих в самостоятельную жизнь.
Преподаватель должен помнить, что сами по себе технические средства обучения не подменяют его, как педагога, в процессе воспитания и наделения знаниями учащихся, а лишь оказывают вспомогательную, хотя и очень существенную, роль.

Следует отметить, что, несмотря на стремительное развитие новейших технических средств обучения, в учебном процессе высшей и средней школы продолжает сохраняться и активно использоваться большое количество морально устаревших технических средств и приёмов обучения. Причинами такого недостатка, безусловно, является слабое финансовое обеспечение учебных заведений, а также неумение и отсутствие опыта преподавательского состава в применении современных технических средств обучения. Устная речь, доска с мелом и традиционные учебники являются для многих преподавателей едва ли не единственными используемыми средствами обучения.

Глава 2. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ СИСТЕМЫ

Под термином «мультимедиа» (multimedia) понимают комплексное представление информации в текстовом, видео-, аудио-, графическом, мультипликационном и других видах. Многофункциональные системы и технические средства, способные представить мультимедийный материал в полном объеме, относятся к категории мультимедийных систем (средств).

Наиболее приспособлены к обработке, хранению и воспроизведению мультимедийных материалов персональные компьютеры (ПК). Применяемая в ПК технология обработки цифровой информации позволяет выводить на экран монитора слайды, анимацию и видеоклипы, производить совместное отображение текстов и изображений (с перемещениями, изменением яркости и цветности) при одновременном сопровождении фрагментов речью и музыкой. Сочетание видео- и звуковых эффектов обеспечивает одновременное воздействие на два важнейших органа чувств человека – зрение и слух, что существенно повышает информативность учебного процесса и эффективность его восприятия.

Всё возрастающая роль ПК в процессе обучения определяется следующими факторами:

– многообразием и гибкостью обучающих программ;

– возможностью использования в программах обучения обобщенного опыта преподавателей и учёных высшей квалификации, в том числе из зарубежных стран;

– возможностью доступа через Интернет (сетевую ассоциацию) к интеллектуальным ресурсам глобальной компьютерной сети интегрального обслуживания (Web-сети);

– наличием многообразных устройств, обеспечивающих ввод в ПК мультимедийной информации, – клавиатура, дисковод, сканер, микрофон, видеовход, модем и др.;

– возможностью вывода обработанной в ПК мультимедийной информации на разнообразные периферийные устройства – монитор, принтер, плоттер, модем, динамик, видеопроектор, дисковые и ленточные накопители информации и др.;

– интерактивностью обучения, отличающейся тем, что в диалоге с компьютером пользователю отводится активная роль.

Применению компьютеров в качестве технического средства обучения придается всё возрастающее значение. Основы компьютерной грамотности и общие принципы практического использования ПК заложены в базовом курсе компьютерной технологии и информатики, входящем в программу среднего образования молодого поколения.

Преподавательские коллективы учебных заведений должны быть готовыми к тому, что, по мере наращивания в стране ПК индивидуального пользования, аудиторная система занятий в учебных заведениях будет постепенно сокращаться. Вместе с тем, усилится контакт преподавателей с контингентом обучаемых людей посредством взаимного общения в компьютерных сетях с активным применением в них программ индивидуального обучения. Преподавателю чаще придется вступать в диалог с учащимися, находясь за компьютером в роли специалиста-консультанта (тьютера) по вопросам, которые трудны в усвоении или в недостаточной степени охвачены учебной программой. Контроль усвоения предмета также будет проводиться преимущественно посредством самообучающих программ и по компьютерной сети. Подобный способ обучения приобрел название дистанционного обучения.

Дистанционное обучение (e-learning) – это особая форма обучения на основе новых информационных технологий и систем мультимедиа. Современные средства телекоммуникаций и электронных изданий позволяют преодолеть недостатки традиционных форм обучения, сохраняя все их достоинства. В дальнейшем роль и место дистанционного обучения в учебном процессе будут год от года неизменно возрастать. В Америке дистанционное образование охватывает ежегодно свыше 1 млн. студентов.

В перспективе следует ожидать расширения возрастных рамок контингента обучаемых. Программы мультимедийного обучения будут обслуживать более широкий по уровням подготовки круг учащихся. Это потребует от разработчиков программ составления для них более сложной структуры, способной адаптироваться ко всему контингенту обучаемых.

Разработку мультимедийных программ широкого применения по базовым предметам обучения осуществляют чаще всего авторские коллективы, состоящие из нескольких десятков человек разносторонних профессий. К их числу относятся: сценаристы, режиссёры, художники-аниматоры, актёры, музыканты, операторы, программисты, научные консультанты, продюсеры и другие специалисты. Вполне очевидно, что разработка подобных программ невозможна без серьезной финансовой поддержки.

В условиях учебных заведений со специализированными курсами обучения часто возникает необходимость разработки собственных мультимедийных программ. При этом подразумевают, что подлежащие разработке обучающие программы по специальным дисциплинам будут содержать материал, в котором описываются необходимые для усвоения знания, умения и навыки, а также способы их формирования. Наличие современной компьютерной базы позволяет организовать самостоятельное производство таких программ в масштабе отдельного учебного заведения.

Основную идею и исходный материал для учебной мультимедийной программы разрабатывают специалисты кафедры, для которой готовится данная программа. В исходный материал включают: основной алгоритм изучения темы, необходимый текстовый материал, наброски графиков и диаграмм. Дополнительно прилагают книги и документы, из которых будет производиться сканирование отдельных выдержек, рисунков, графиков, диаграмм, схем и др. Формируют подборку фотографий и слайдов; при этом желательно, чтобы фотографии были выполнены с помощью цифровой фотокамеры. При необходимости исходный материал дополняют гербариями, мелкими натурными предметами и т. п.

Для иллюстрации отдельных разделов программы, требующих показа событий или действия механизмов в динамике, применяют вставки видеофрагментов. Съёмку проводят в реальных условиях с помощью видеокамеры. Целесообразно применять видеокамеры с цифровым форматом записи изображения, поскольку аналоговые видеокамеры формата VHS имеют малую разрешающую способность. При просмотре программы на экране монитора ПК или на экране телевизора данный недостаток мало заметен. Однако, при использовании в мультимедийной системе проекторов большой кратности увеличения, видеоизображение, записанное в формате VHS, будет казаться размытым по сравнению с другими изображениями мультимедийной программы.

Комплексное формирование материалов мультимедийной программы осуществляют программисты компьютерного центра учебного заведения. Окончательная отладка учебной программы проводится в присутствии и при участии сотрудников кафедры, ответственной за разработку данной учебной мультимедийной программы. В ходе учебного процесса, по мере накопления опыта применения программы, а также по мере поступления новых аудиовизуальных, текстовых и графических материалов, мультимедийную программу необходимо регулярно дорабатывать и совершенствовать.

К подборке исходных материалов, формированию структурной схемы и отладке отдельных элементов мультимедийной программы целесообразно привлекать наиболее эрудированных, знающих компьютерную технику сотрудников и студентов учебного заведения.

Глава 3. ВИДЕОТЕХНИКА

В современном учебном заведении масштабное применение видеотехники имеет существенное значение для учебного процесса. Ярко выраженный принцип наглядности заметно облегчает и ускоряет изучение сложных природных, биологических и технических явлений и процессов.

Слово видео происходит от латинского video – вижу, смотрю. В сложных словах оно указывает на связь данных слов с видимым изображением – видеомагнитофон, видеотелефон и др. Слова с «видео» получили широкое распространение с развитием телевидения – видеосигнал, видеоусилитель, видеомагнитофон и др.
К средствам видеотехники относятся:

– устройства формирования видеосигналов из видимого изображения (видеокамеры, телесканеры, телевизионные микроскопы, цифровые фотоаппараты);

– устройства записи и воспроизведения видеосигналов, выполненные с использованием магнитных лент, магнитных и лазерных дисков, – видеомагнитофоны, видеоплееры, дисковые видеопроигрыватели;

– устройства преобразования и обработки видеосигналов, необходимые для достижения определённых эффектов – видеомикшеры, генераторы спецэффектов, транскодеры, знакогенераторы и др.;

– устройства демонстрации видеоизображений (видеомониторы, видеопроекторы, видеостены).

С помощью средств видеотехники возможно формирование и воспроизведение мультимедийного материала в полном объёме.

К достоинствам видеотехники, определяющим необходимость её применения в современном учебном процессе, необходимо отнести следующие:

– экономия до 10% учебного времени за счет использования экранного видеоряда по изучаемому предмету;

– возможность органического соединения изучаемой теории с практикой и введения обучаемых людей в атмосферу предстоящей профессиональной деятельности;

– существенное увеличение массовости аудитории за счёт размножения и рассылки отснятых видеоматериалов потребителям, а также демонстрации видеофильмов по телевизионной сети;

– возможность подготовки демонстрационных материалов задолго до проведения учебных занятий и отработки их с применением методов, недоступных в обычной аудитории. Например: съёмка в самых разнообразных природных условиях – под водой, в космосе; съёмка замедленных процессов, длящихся несколько часов или суток; съёмка быстротечных процессов, недоступных человеческому глазу в обычных условиях; съёмка процессов, протекающих в агрессивной среде, при сильном облучении и др.;

– возможность применения макросъемки для демонстрации крупным планом мелких объектов наблюдения – элементов микросхем, деталей механизмов, структур срезов древесины, строения цветка, разнообразных насекомых и т. д.;

– формирование комбинированных изображений – изменение масштаба изображения, совмещение нескольких изображений в поле кадра, выделение цветом информативных участков, перевод позитивного изображения в негатив и наоборот и др.;

– обеспечение, при необходимости, видеозаписи учебных или иных программ, транслируемых по центральному или местному телевидению;

– возможность самостоятельного монтажа учебных видеофильмов в соответствии с потребностями программы обучения, в том числе с использованием видеоматериалов, отснятых в разное время и на различных объектах профессиональными операторами, а также студентами и преподавателями, имеющими в своем распоряжении бытовую видеотехнику;

– обеспечение оперативной съёмки и демонстрации отснятого материала в целях проведения психологического тренинга, разбора ситуаций деловых игр и т. д.;

– наличие возможности индивидуального и группового многократного просмотра отдельных фрагментов учебных видеофильмов и отснятого видеоматериала для лучшего их усвоения;

– возможность приостановки демонстрируемого материала в любой момент (режим стоп-кадра) для проведения необходимых разъяснений;

– существенное повышение наглядно-познавательной стороны учебного процесса и сокращение сроков обучения посредством совместного применение видео-, аудио- и компьютерной техники (система мультимедийного обучения);

– возможность заочного ознакомления обучаемых с экспозицией специализированных выставок, с новейшими достижениями науки и техники, с аппаратами и процессами, отснятыми на производстве, динамикой технологических и производственных процессов;

– наличие возможности для преподавателя заказать видеозапись проводимого занятия, чтобы затем просмотреть его как бы «со стороны», проанализировав при этом недостатки и удачные приемы в занятии;

– подготовка презентационных видеофильмов;

– оперативная съёмка важнейших фрагментов научно-технических семинаров и конференций, выступлений ведущих отечественных и зарубежных учёных, позволяющая более детально планировать направления дальнейших научных исследований и решать актуальные проблемы обучения;

– систематизированное накопление видеозаписей (видеофильмов) с целью формирования видеотеки, доступной для широкого круга пользователей, а также для пополнения музейных фондов, в том числе записями, связанными с историческими и другими общественно значимыми событиями.

Таким образом, видеотехника при своевременном и правильном её использовании является существенным фактором на всех этапах современного процесса обучения.

3.1. Основные этапы развития видеотехники и телевидения

Основы теории атмосферного электричества были разработаны в России Михаилом Ломоносовым и Георгом Рихманом (1753 г.). Первые проекты фототелеграфа, позволяющие передавать по проводам на расстояние неподвижные изображения, появились в 40-х годах Х1Х века (А.Бэн, Ф.Бэкуэлл и др.). В 1888-1890 годах русский физик Александр Столетов установил основные закономерности внешнего фотоэффекта – преобразования светового потока в электрические сигналы.

Существенным толчком к развитию электрической беспроводной связи стали изобретения русского физика Александра Попова (1895 г.), создавшего первый в мире радиопередатчик, и итальянского инженера Гульельмо Маркони (1897 г.), впервые применившего антенну для передатчика и открывшего новые пути практического использования радиосвязи. К сожалению, А.Попов свое изобретение не запатентовал. В 1902 году Г. Маркони провёл первую радиопередачу радиосигнала через Атлантику. Помимо передачи телеграфных сигналов в последующем стали применяться системы передачи по радио речи и музыки.

Первые проекты систем механического телевидения по передаче на расстояние подвижных изображений появились в конце Х1Х века (Ж. Кэрри, К. Сенлека, П.Нипков и др.). В системах механического ТВ для формирования видеоизображения применялся электромотор, вращающий диск Нипкова со специальными отверстиями в нём. Телепередатчик из-за этого получался громоздким и шумным. В России первая заявка по передаче цветного изображения на расстояние была подана в 1899 году выпускником Петербургского электротехнического института Александром Полумордвиновым. Изобретение базировалось на теории трехкомпонентного цветовосприятия с последовательной передачей сигналов изображения. Между передатчиком и приемником предусматривалось наличие проводной связи.

В 1900 году впервые в обиход был введен термин «телевидение». Его ввел в своем докладе штабс-капитан русской армии К. Перский: «Современное состояние вопроса об электровидении на расстоянии (телевизирование)». Доклад сделан в Париже на Всемирном конгрессе электротехников.

Бурное развитие систем радиосвязи, и телевидения в частности, оказалось возможным благодаря достижениям радиотехники в области средств усиления слабых сигналов. После изобретения Ли де Форесом в 1906 году радиолампы-триода возникла и стала стремительно развиваться новая промышленная отрасль – радиоэлектроника.

В 1907 году профессор-физик Петербургского технологического института Борис Розинг подал заявку «Способ электрической передачи изображений на расстояния». В 1911 году им была создана приемная электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), преобразующая электрические сигналы в световой поток. На заседании Русского технического общества он продемонстрировал передачу телевизионных изображений геометрических фигур и приём их с воспроизведением на экране ЭЛТ. Таким образом, Борис Розинг стал основоположником электронного телевидения. В советские годы замечательный изобретатель погиб в 1933 году в архангельской ссылке. Работы Розинга продолжил его талантливый ученик Владимир Зворыкин, родом из г. Мурома. Кроме доработки кинескопа – основного узла современного телевизора, – ему принадлежит разработка иконоскопа – главного узла телевизионной электронной камеры (1931 г.). В 1917 году Зворыкин уехал в США, где продолжил свои работы в области телевизионных систем с другим талантливым выходцем из России Давидом Сарновым. Поэт Булат Окуджава посвятил этому такие строки: «Как хорошо, что Зворыкин уехал, и телевиденье там изобрел! Если бы он из страны не уехал, он бы, как все, на Голгофу взошёл». Давид Сарнов в 1919 году становится одним из организаторов и руководителей всемирно известной Американской радиокорпорации (RCA). С помощью RCA в нашей стране были построены лучшие советские радиозаводы.

В начале 30-х годов ХХ века несколько учёных-изобретателей разработали опытные установки электромеханического телевидения: Бонч-Бруевич и Шмаков (Россия), Дженкинс (США), Белен (Франция) и другие. В 1927 году англичанин Джон Бэрд продемонстрировал систему оптико-механической развёртки изображения с числом строк 30 и частотой 12,5 кадров в секунду. Официальная дата начала отечественного ТВ-вещания в таком же стандарте на волне 379 м – 1 октября 1931 года. Однако передачи были кратковременны, приёмных устройств большая часть населения не имела, да и размер принимаемого изображения был величиной всего лишь с почтовую марку (3×4 см), вследствие чего телевидение не получило массового распространения.

Последующее совершенствование телевидения было направлено на повышение размера и качества изображения путём увеличения количества строк разложения в кадре: в 1931 году – телевизионная система на 60 строк, в 1935 году – на 180 строк. В 1938 году началось регулярное телевизионное вещание Ленинградского телецентра на 240 строк на основе отечественного оборудования. В этом же году начинает функционировать Московский телецентр (МТЦ) со «зворыкинским» оборудованием из США с электронной разверткой изображения на 343 строки.

Телевизионные передачи в Москве транслировались с Шуховской башни на Шаболовке (1938г). Башня была построена в 1919-1922 гг. под руководством В.Г.Шухова для размещения антенн московской радиостанции. По проекту её высота предполагалась равной 350 м, то есть превышающей высоту Эйфелевой башни в Париже. Однако фактическая высота башни составила только 148 м, что было обусловлено необходимостью экономии металла в трудные для страны годы гражданской войны. Радиус зоны приёма из телецентра на Шаболовке достигал 80 км. Процессу активного развития телевидения в Советском Союзе существенно помешала вторая мировая война.

Основные недостатки механического телевидения были устранены в 40-х годах с развитием и внедрением системы электронного телевидения. В конце 1938 телецентр им. Пауля Нипкова в Берлине начал вещание в формате 441 строки. В 1941 году в США был принят телевизионный стандарт с развёрткой на 525 строк. В 1944 году в Советском Союзе впервые в мире была предложена система телевидения на 625 строк с 25 кадрами в секунду (разработчики Ю. Казначеев, С. Катаев, С. Новаковский). Эта система была утверждена во многих странах мира как основной стандарт телевещания.

Регулярные передачи Московского телецентра на Шаболовке возобновились в мае 1945 года, а с новым отечественным стандартом они стали вестись с ноября 1948 года. С этого времени телевидение в нашей стране начинает получать все более широкое распространение. В 1949 году начат выпуск массового народного телевизора КВН-49 с экраном 10,5×14 см (конструкторы Кенигсон, Варшавский, Николаевский). В 1949 году появляются первые передвижные телевизионные станции (ПТС), что внесло принципиальные изменения в организацию внестудийных телерепортажей. В 1951 году создается Центральная студия телевидения с несколькими тематическими редакциями. В 1957 году образован Госкомитет по радиовещанию и телевидению. До 60-х годов телевидение в стране оставалось чёрно-белым.

В 1967 году в Останкино завершилось строительство московского телецентра с более чем 20 студиями и 533-метровой телевизионной башней (проект Н.В. Никитина), ставшей украшением столицы и нашей национальной гордостью. Телецентр положил начало передачам цветного телевидения. Зона уверенного приёма расширилась до 120 км. После пожара, происшедшего на телебашне 27 августа 2000 года, началась ее реконструкция, в ходе которой высота башни достигла отметки 540 метров. Крупнейшая телевизионная башня Си-Эн Тауэр, построенная в 1976 году в канадском городе Торонто, имеет высоту 553 метра. Телебашня в г. Гуанчжоу (КНР), построенная в 2009г имеет высоту 610 м. Такой же высоты будет в 2010г телевизионная башня, возводимая в японской столице Токио. Однако рекорд пока принадлежит телевышке KVLY-TV, расположенной в штате Северная Дакота (США), её высота составляет 628 метров.

Кроме специальных телевизионных башен антенны для телевидения могут быть размещены на крышах высотных зданий (небоскрёбов), обеспечивая в своём регионе расширенную зону приёма. Знаменитый Нью-Йоркский небоскрёб Эмпайр-стейт-билдинг (1931г) при наличии 102 этажей вместе с телевизионной башней достигает высоты 448 м. Чуть большая высота у двойной высотной башни «Петронас-тауэрс» (1998г) в Куала-Лумпур (Малайзия) – 452 м. Здание «Тайбэй-101» (Тайвань), построенное в 2004г, достигает высоты 571 м. Заложенная в Москве (2007г) пирамидальная башня «Россия» на 120 этажей могла бы достичь к 2012 году высоты 612 м. Но её строительство приостановлено из-за финансового кризиса. Проект делового центра в г. Дубаи (Кувейт) предусматривает наличие 250 этажей при высоте здания 1001 м. В г. Сянган (Китай) проектируется строительство здания «Бионик-тауэр», которое будет иметь 300 этажей и высоту 1228 м. Проект небоскрёба «Иллинойс-тауэр» (США) предусматривает 528 этажей при высоте здания свыше 1500 метров. Королевская башня, которую планируется воздвигнуть в саудовском городе Джидда, должна быть высотой с милю (1600 м), а японская компания Taisei спроектировала самый высокий 800-этажный небоскрёб высотой 4000 метров, по форме напоминающий пирамиду.

Пробное телевизионное вещание через космос посредством ИСЗ на эллиптических орбитах началось в августе 1960 года, в ноябре 1967 года организована регулярная передача программы центрального телевидения «Орбита» для большинства регионов страны (около 20 станций), а с 1975 года – ретрансляция стала осуществляться посредством экваториального геостационарного ИСЗ «Радуга». Космические ретрансляторы позволяют осуществлять передачи нескольких программ центрального телевидения круглосуточно и доводить их практически до всех самых удалённых уголков страны. По мере выработки ретрансляторами своего ресурса на околоземную орбиту выводятся новые, более совершенные аппараты спутниковой связи. В настоящее время в системе спутниковой связи России используется гражданская орбитальная группировка спутников на базе космических аппаратов “Экран”, “Горизонт”, “Экспресс”, “Ямал”, “Бонум”. Космическое направление телевизионной техники активно развивает Научно-исследовательский институт телевидения (НИИТ), разработавший уникальные комплексы бортовой аппаратуры «Енисей», «Кречет», «Арктур», «Метеор» и др. Кроме собственных спутников для трансляции телевидения на территории России используются экваториальные спутники других стран: “Astra”, “Eutelsat”, “Hot Bird”, “Sirius”.

Следует отметить, что с технической точки зрения в мире не удалось установить единого стандарта на способ передачи цветовой информации. К настоящему времени для телевизионного вещания стандартизованы три системы формирования сигнала цветности:

– система NTSC, разработанная в США (1953 г.) и принятая в Канаде, Японии и в большинстве латиноамериканских стран;

– система PAL, разработанная в ФРГ (1963 г.) и принятая большинством европейских стран, а также в Китае, Индии, Бразилии и др.;

– система SECAM, разработанная во Франции (1954 г.) и принятая в доработанном виде в странах Восточной Европы, России и в окружающих её странах в 1967 году.

Наличие разных стандартов на системы цветного телевидения затрудняет обмен телевизионными программами и требует специальных декодирующих устройств для перехода от одной системы цветности к другой. Эта необходимость на современном этапе учитывается при разработке подавляющего числа всех новых моделей бытовой электронной техники.

Видеотехника сначала развивалась параллельно и в тесной взаимосвязи с теорией и практикой телевидения, а затем обрела право на самостоятельное существование. В первой половине ХХ века разработка систем телевизионного вещания основывалась на принципе прямой трансляции передач без предварительной записи видеоизображения. В 50-х годах наступает эра электронного телевидения, которое быстро завоевывает позиции одного из ведущих средств массовой информации. Одновременно выявилась насущная потребность в предварительной записи видеосигнала, поскольку использование метода прямой трансляции телепередач создавало в телевидении множество неудобств.

В 1954 году американская корпорация RCA (Radio Corporation of America) продемонстрировала первое устройство продольной магнитной записи изображения на ленту, движущуюся с огромной скоростью – 9,15 м/с. Это был громоздкий аппарат, вес которого превышал 500 кг. Однако фактически рождением видеотехники следует считать 1956 год. Фирма AMPEX (США) осуществила запись изображения на магнитной ленте с помощью вращающихся магнитных головок методом поперечно-строчной записи. Этот метод позволил существенно снизить продольную скорость движения ленты в магнитофоне. Основателем знаменитой фирмы AMPEX стал выходец из России Александр Матвеевич Понятов (АМР-латинские инициалы, экс-обозначение превосходства). Все же первые зарубежные и отечественные видеомагнитофоны были очень громоздки и далеки от совершенства. Лента хранилась в больших дисках и требовала определенных навыков заправки её в аппаратуру. Ширина магнитной ленты составляла 2 дюйма (свыше 5 см), а продольная скорость протяжки ленты – около 40 см/c.

Советские варианты видеомагнитофонов «Электрон-1» (1959 г.) с магнитной лентой шириной 7 см и «Кадр-1» (1961 г.) для телевизионных студий оказались недостаточно удачными. В 60-х годах на телестудиях страны появились разработки магнитофонов для записи цветных изображений «Кадр-3» (стационарный) и «Кадр-10» (малогабаритный). Они применялись почти два десятилетия.

Важным этапом в развитии магнитной видеозаписи стало появление в 1965 году первых кассетных видеомагнитофонов с наклонно-строчной записью для профессиональных студий. Существенный прорыв в области видеозаписи произвела японская фирма JVC, разработавшая в 1975 году унифицированную кассету и видеомагнитофон для наклонно-строчной записи сигналов изображения. Первый такой магнитофон был публично продемонстрирован 7 сентября 1976 года. Ширина используемой ленты снизилась до 0,5 дюйма, а продольная скорость перемещения ленты до 2,34 см/с. Резко уменьшился вес видеомагнитофона, что позволило применять его не только в условиях специализированных теле- и видеостудий, но и в домашних условиях (формат VHS – Video Home System). Фирма предложила свое изобретение бесплатно сразу многим производителям, что обеспечило массовое производство широкое внедрение системы VHS во всем мире.

Дальнейший технический прогресс был направлен на существенное улучшение параметров записываемого видеосигнала, снижение габаритов аппаратуры и создание целой гаммы видеопродукции различного назначения. Сфера применения видеотехники от студийного использования на телевидении распространилась до уровня промышленного и бытового применения: наблюдение за производственными процессами, домашнее видео, медицина, обучение, охранные системы, сфера обслуживания и др.

В начале нового века происходит стремительный прогресс в области микроэлектроники и компьютерных технологий. Наиболее революционным этапом этого прогресса является переход видеотехники, телевидения, электронного кино и фототехники к унификации способов формирования изображений и звука на базе цифровых микропроцессоров. Переворот в области телевидения и связанных с ним систем формирования и обработки изображений и звука затрагивает все составные части мультимедийных средств и систем.

Цифровые технологии быстро распространились на сферу телевизионного вещания. Видный отечественный учёный М.И. Кривошеев в течение многих десятилетий возглавлял международную исследовательскую комиссию МСЭ-Р в области телевидения. Он выступил инициатором и автором разработки стандартов многопрограммного цифрового ТВ вещания и телевидения высокой четкости. Теоретические предпосылки получили быстрое практическое воплощение. Опытное цифровое вещание в США и Западной Европе началось с 1998 года, а с 2000 года и в нашей стране. В 2009 году США полностью перешли на наземное, кабельное и спутниковое цифровое телевизионное вещание. Согласно директиве Европейского союза аналоговое вещание в странах-членах ЕС будет отключено в 2012 году. Указанный процесс затронет также и системы сотовой связи. Указанный путь неизбежен и для России, хотя с некоторым отставанием по времени. Согласно концепции Федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009-2015 годы» задача полного перехода нашей страны в на цифровое телевидение высокой чёткости и организацию каналов цифрового радиовещания будет завершена в 2015 году. Прорабатывается возможность телевизионного показа Олимпиады 2014 года в Сочи с использованием каналов сверхвысокой чёткости, а также применения демонстрационной системы объёмного телевидения.
Дальнейшее изложение материала затрагивает вопросы, связанные с основными понятиями, технической базой и основами эксплуатации видеотехники.