Что такое телевизионный растр?
Телевизионный растр — это фундаментальная структура, лежащая в основе формирования изображения. По сути, это совокупность строк, из которых складывается целый телевизионный кадр. Процесс начинается с разложения картинки на строки при считывании с мишени передающей трубки (иконоскопа), а завершается синтезом этого же растра из строк на экране приемной трубки (кинескопа). Термин «растр» имеет латинские корни (rastrum — «грабли»), что хорошо отражает его визуальную суть — упорядоченную решетчатую структуру.
Форматы и применение за пределами ТВ
В классическом вещательном телевидении растр имеет форму прямоугольника с соотношением сторон 4:3, что соответствует формату кадра. При отсутствии сигнала на экране кинескопа растр виден как равномерно светящийся прямоугольник. Интересно, что понятие растра используется не только в телевидении. В оптике это решетка, управляющая световыми пучками, а в полиграфии — система непрозрачных элементов, ключевая для репродукционных процессов. Существует множество типов растров: регулярные, линейные, контактные, ромбические и другие, каждый из которых представляет собой точную структуру для формирования изображения.
Стереоскопия и вызовы аналоговой эры
В 1960-70-х годах растр, представлявший собой решетку из тонких цилиндрических линз, стал основой для стереоскопических открыток, позволявших видеть объемное изображение без специальных очков. Успех в полиграфии породил идею переноса технологии в телевидение. Казалось, достаточно наклеить растр на экран и транслировать стереопрограммы. Однако аналоговое телевидение с его допусками столкнулось с двумя неразрешимыми проблемами: дрожанием строк и нестабильностью стереопары. Даже минимальный сдвиг строки, незаметный глазу в обычной картинке, в паре с растром приводил к тому, что изображение попадало не в свою «ячейку», вызывая муть, расплывчатость и постоянное дрожание картинки.
Цифровая революция и современное применение
Решение пришло с цифровыми технологиями. Цифровое изображение состоит не из строк, а из матрицы пикселей, каждый из которых имеет фиксированный адрес, исключающий сдвиги. Воспроизведение на ЖК- или плазменных мониторах, где каждый пиксель управляется отдельным физическим элементом, окончательно решило проблему стабильности. Это позволило создать работающие растровые системы для стереопросмотра. На экран такого монитора устанавливается пластиковый растр в жесткой рамке. С помощью специальной программы его поворачивают до исчезновения муара, добиваясь четкой картинки. Теперь кадры стереофильма, состоящие из чередующихся вертикальных полос для правого и левого глаза, можно комфортно смотреть дома.
Сегодня растр находит применение даже в компьютерных играх для создания стереоэффекта, являясь более экономичной альтернативой шлемам виртуальной реальности.
Достоинства, недостатки и развитие технологии
Главное преимущество растровых систем — просмотр стереоизображения без очков. Наиболее распространены лентикулярные (линзовые) растры из вертикальных цилиндрических линз. Для создания цветных и многоракурсных изображений используют растры с наклонными линзами.
Основной недостаток — зависимость качества картинки от положения зрителя. При смещении от оптимальной точки обзора изображение может искажаться. Для борьбы с этим разработаны умные системы, которые отслеживают положение головы пользователя и соответствующим образом корректируют положение растра или изображения на дисплее, обеспечивая стабильный стереоэффект.