1953 tog National Television Systems Committee (NTSC) fram en amerikansk standard för videosignal som fortfarande används idag. Att förstå denna standard ger insikt om hur din videokamera spelar in och levererar en videosignal. NTSC-standarden har tjänat oss ganska väl under ett sekel fyllt av de snabbaste tekniska förändringarna i mänsklighetens historia, men med HDTV:s ankomst, är det i dess sista dagar?
Titta på den skärmen
Om du tittar noga på din tv-bild ser du att det inte är en kontinuerlig bild utan snarare en serie horisontella linjer. Fosfor – föreningar som avger ljus när de träffas av en elektronstråle – täcker framsidan av ditt bildrör. En elektronstråle spårar linjer över bildröret (525 av dem var 30:e sekund), lyser upp fosforerna och genererar en bild. De rörliga bilderna som du spelar in med din videokamera är faktiskt en serie stillbilder. När dessa stillbilder körs i tillräckligt hög hastighet, uppfattar ditt öga dem som en kontinuerlig rörlig bild. Men även 30 bilder per sekund är inte tillräckligt snabbt. Den resulterande bilden verkar fortfarande ha lite flimmer.
Ingenjörer löste detta problem genom att dela upp varje bildruta i två fält – ett med det udda antalet rader och det andra med det jämna antalet rader. Elektronstrålen spårar ut de udda numrerade linjerna, går sedan tillbaka till toppen och lägger de jämna linjerna emellan. Denna process kallas interlaced scanning. Nu visar systemet 60 fält per sekund, och tittaren kan inte längre se flimmer.
En närmare titt
Den svartvita delen av en bildruta, kallad luminansinformation, representeras i NTSC-signalen som en kontinuerligt varierande spänning. När en videokamera spelar in en videobild, registreras luminansinformationen en horisontell skanningslinje i taget. Ljusa områden i bilden motsvarar höga spänningar, medan mörkare områden motsvarar lägre spänningar.
Det finns 525 horisontella linjer i en enda bildruta men du kan inte se alla. De första 40 raderna, 20 från varje fält, är reserverade för icke-bildinformation. Ramen runt bildröret skär av några fler, vilket minskar antalet till 480. Detta är en allvarlig begränsning; resultatet är att den minsta vertikala detalj du kan lösa är avståndet mellan dessa horisontella linjer.
När strålen når höger sida av bilden stängs den av innan den hoppar tillbaka till vänster sida för en annan linje. Följaktligen kommer ett främmande spår inte att vara synligt. Det horisontella släckintervallet stänger av strålen. När strålen når botten av skärmen efter att ha visat varannan horisontell linje, stängs den av innan den går tillbaka till toppen av skärmen för att börja ett annat fält. Detta orsakas av det vertikala släckintervallet.
Signalen
Figur 1 visar en rad med videobildinformation som ses på en vågformsmonitor. Det fyrkantiga dalgången är synkpulsen. Din videomonitor eller TV-apparat använder detta för att lokalisera skanningslinjer korrekt, så att videon spelas upp på skärmen med rätt timing. Några av de andra funktionerna i signalen plockade upp färgglada etiketter från 1950-talet. Området före synkroniseringspulsen är den främre verandan och området efter den är den bakre verandan. När NTSC-ingenjörer lade till referensen för färgburst till den bakre verandan, lämnade den ett område som de kallade breezeway, mellan synkroniseringspulsen och färgbursten. Den faktiska luminansinformationen följer den bakre verandan.
Färgskuren är en referenssignal som består av åtta cykler av en sinusvåg. Den återställer färg- eller krominansinformationen kodad i en annan sinusvåg, som i sig kombineras med NTSC-signalen med hjälp av en process som kallas amplitudmodulering. Denna modulerade färgsignal.
En nackdel med NTSC-teknik är att när alla dessa signaler bärs på samma tråd, tenderar de att störa varandra. Y/C-kablar gör att S-VHS- och Hi8-formaten kan uppnå en ökning av bildkvaliteten genom att helt enkelt separera luminans- och krominanssignalerna, men NTSC-monitorns begränsade upplösning (480 linjer) är en annan nackdel. Slutligen förlitar sig NTSC-video på en analog signal som försämras med varje kopia som görs. Alltför ofta blir resultatet en frustrerande brist på detaljer (se sidofältet Generation Loss).
HDTV – slutet på NTSC?
Den nya HDTV-specifikationen erbjuder högupplöst bildbehandling som aldrig förr. Istället för bara 480 skanningslinjer har vissa HDTV-apparater upp till 1080 linjers vertikal upplösning. Precis som din dators bildskärm använder vissa former av HDTV progressiv skanning (se sidofältet Progressive Scan). Dessutom är HDTV digital, vilket betyder att den är mycket mer okänslig för brus. Så ska du slänga din samling av NTSC-utrustning? Inte än.
Den digitala världen kan existera en dag, men du kommer att rulla mycket analogt band innan NTSC-signalen försvinner.
Vissa har jämfört introduktionen av HDTV med ankomsten av färg-TV i början av 50-talet. Att sända tv i svartvitt började 1941. Tolv år senare introducerades färg-tv. Eftersom stationer hade sänt i svart och vitt (och butiker som marknadsförde svartvita tv-apparater) fanns det oro över inkuransen. Att göra alla svartvita tv-apparater föråldrade skulle ha gjort branschen impopulär, så det fanns ett behov av att låta både svartvita och färgapparater använda samma signal.
Svartvita tv-apparater gjordes verkligen inte föråldrade, många används fortfarande idag, nästan 50 år senare. Men den större tillfredsställelsen av att titta på TV i fyrfärg har lett miljontals konsumenter bort från sina "gammaldags" svartvita apparater. På samma sätt kommer den nya NTSC-TV:n du precis har köpt, eller den gamla du har haft, inte att vara föråldrad på länge, länge. När och om du köper en HDTV kommer en billig digitalbox att konvertera HDTV-signalen till NTSC för visning på din nuvarande TV.