75 лет электронному телевидению в России и первому отечественному электронному телевизору ТК-1

Н. Н. Вилкова

В этом году отечественное телевидение отмечает 75 лет со дня выпуска первого телевизора с электронно-лучевой трубкой ТК-1 заводом им. Козицкого (г. Ленинград). Несмотря на небольшой объем выпуска телевизоров ТК-1 (2000 шт. ), его значение как первого промышленного электронного телевизионного приемника в СССР чрезвычайно велико. На экспозиции ЗАО «МНИТИ» выставки NA TEXPO-2013 (19—21 ноября 2013) продемонстрирован действующий макет этого знаменитого телевизора (рис. 1).

Создание в 1950 году Московского научно-исследовательского телевизионного института было связано с повышением качества, унификацией и стандартизацией отечественных телевизоров.

Рис. 1. Первый советский электронный телевизор ТК-1 (1938 г.)

На производство первого миллиона советских телевизоров отечественным заводам-изготовителям в 50-е годы понадобилось восемь лет, на выпуск второго миллиона в 60-е — полтора года, а в 80-е годы миллион телевизоров выпускался за пять-шесть недель. Всего в СССР за период до 1991 г., по разным оценкам, было изготовлено 140—160 миллионов телевизоров.

Благодаря разработке и внедрению в серийное производство унифицированных моделей цветных телевизоров, к концу 80-х годов телевизионная отрасль СССР стала флагманом отечественной радиоэлектроники. Годовой выпуск телевизоров достиг 10, 7 млн, и по этому показателю СССР занимал четвёртое место в мире. Это позволило на отечественной элементной базе полностью обеспечить потребности населения в современных цветных телевизорах.

В настоящее время в телевидении происходит новый виток развития, связанный с переходом на цифровые форматы вещания, к телевидению высокой (1920x1080) и ультравысокой (7680x4320) четкости.

ЗАО «МНИТИ» является членом международной ассоциации «Будущее телевидение» (FOB TV), представители института участвуют в разработке международных «дорожных карт» развития технологий цифрового телевидения до 2025 года. Эта возможность позволяет заблаговременно готовить соответствующие рекомендации для российских специалистов. Возможность прогнозирования развития телевидения в условиях глобализации экономики и унификации международных стандартов имеет большое теоретическое и практическое значение.

Наряду с научными исследованиями, с целью создания опережающего научно-технического задела, МНИТИ проводит ряд НИОКР по перспективным направлениям развития телевизионных технологий, в том числе в области цифрового трехмерного ЗD-телевидения, телевидения высокой и ультравысокой четкости 4К, интерактивного и Смарт телевидения.

Рост парка телевизоров в СССР

Сегодня прогресс в развитии приемной телевизионной техники, и, в частности, появление Смарт телевидения может изменить основы традиционной концепции телевизионного вещания уже в ближайшее время. Это обусловлено тем, что параметры современных и перспективных телевизоров начинают превосходить возможности вещательных компаний в части обеспечения качества изображения. Технологии Смарт ТВ и стремительное развитие облачных технологий позволяют сформировать личное информационное пространство и получать практически неограниченные объемы персонифицированной информации. Прием аналоговых и цифровых телевизионных программ по каналам эфирного и кабельного телевидения становится всего лишь одним из способов получения информации, причем все менее значимым.

По единодушному мнению экспертов, ведущей тенденцией развития телевидения на ближайшие годы также является переход к телевидению ультравысокой четкости UHDTV (4K) и внедрение нового поколения высокоэффективных кодеков HEVC (H. 265), которые позволяют в 1, 5 раза повысить эффективность использования радиочастотного спектра. Это, в свою очередь, создает предпосылки для внедрения в третьем и последующих мультиплексах эфирного цифрового вещания систем стереоскопического ЗD-телевидения.

На выставке NATEXPO-2013 демонстрировались новейшие достижения института и его партнеров в следующих направлениях телевизионной техники:

• технология вещания программ для региональных телекомпаний;
• трансляция программ совместимой системы 2D/3D стереоскопического цифрового телевидения DVB-T2;
• российские технологии ультравысокой чёткости и новые поколения кодеков HEVC (H. 265).

Знакомство с результатами этих работ широкого круга российских специалистов, в том числе представителей вещательных компаний и провайдеров информационных услуг, будет способствовать дальнейшему прогрессу российского телевидения.

Технология вещания программ региональных телекомпаний

С переходом российского эфирного телевидения на цифровой формат вещания актуальной становится проблема сохранения региональных телекомпаний, которые не войдут в состав третьего цифрового мультиплекса. Региональные каналы стеснены в ресурсах, производят сравнительно мало контента, поэтому в сегменте эфирного телевидения им будет сложно конкурировать с крупными телеканалами, особенно после перехода на цифровое ТВ. Одним из путей решения проблемы является переход на новые технологические платформы, в том числе на работу в кабельных сетях и вещание в сети Интернет.

Инвестиции на организацию трансляции телевизионных программ в сети Интернет будут, как минимум, на порядок ниже затрат на эфирное и спутниковое вещание и поэтому вполне посильны для бюджета даже средним и малым региональным компаниям.

Результаты исследований специалистов ЗАО «МНИТИ» показали, что наряду с IPTV перспективной платформой для организации трансляции в Интернет программ региональных телевизионных компаний является платформа Смарт ТВ.

На смену многолетнему пассивному приёму пакетов ТВ программ у зрителей появляются возможности активного участия в этом процессе, включая самостоятельный персональный выбор видеоматериалов и формирование программ с личными предпочтениями. Следует отметить, что наряду с обилием доступных ТВ программ, увеличивается круг провайдеров информационных услуг, дополняющих вещателей — это различные компании, создающие в Интернет для своих многомиллионных покупателей и клиентов привлекательные видеопорталы. Расширяется круг любителей, готовых передавать свой контент как для индивидуального, так и для массового распространителя. Складывающаяся обстановка существенно повлияет на стратегию ТВ вещания и, в первую очередь, в части дальнейших усилий по повышению привлекательности контента ТВ программ.

Кроме того, пользователи в реальном времени могут просматривать новостные сайты, общаться в социальных сетях, осуществлять видеозвонки по технологии Skype, а также пользоваться другими информационными сервисами (рис. 2).

Рис. 2. Схема технологии вещания программ региональными компаниями

Появление Смарт телевизоров является закономерным этапом в эволюции телевизоров на плоских панелях (жидкокристаллических LCD и плазменных PDP), в которых для повышения качества изображения применяются все более мощные цифровые процессоры и все более эффективные алгоритмы цифровой обработки сигналов изображения и звука. С переходом на технологии изготовления цифровых процессоров 65 нм и менее их вычислительная мощность возрастает настолько, что они теперь поддерживают декодирование телевизионных сигналов не только аналоговых и цифровых, но и мультимедийных и компьютерных стандартов кодирования, включая популярные AVI, MKV, MOV, DivX, xvid, WM9 и др. Поэтому Смарт телевизор без привлечения дополнительных внешних устройств может быть использован не только как медиа плеер, но и для навигации по бескрайним просторам Интернета.

Согласно результатам маркетингового анализа тенденций развития широколосного доступа (ШПД) в России, проведенного экспертами компании J'son & Partners Consulting, число абонентов проводного ШПД к 2016 году составит 37, 5 млн и 1, 57 млн абонентов в частном и корпоративном сегментах соответственно. Таким образом, за четыре года (с 2013 по 2016) проникновение услуг вырастет с 48% до 68% в частном сегменте и с 66% до 74% в корпоративном.

Стремительно растет парк телевизоров в мире с поддержкой технологии Smart TV (рис. 3).

Рис. 3. Прогноз роста количества телевизоров в мире с возможностью подключения к сети Интернет

Эта технология испытывает стремительный взлет популярности, и поэтому сегодня более половины выпускаемых телевизоров поддерживают ее по умолчанию. В следующем году вообще подавляющая часть продаваемых цифровых телевизоров, а также Blu Ray Disc проигрывателей будет изготовлена в варианте Смарт ТВ. А это значит, что проблема наличия у населения абонентского парка Смарт ТВ с учетом все более короткого «времени жизни» современной телевизионной аппаратуры и ее интенсивной смены будет решена буквально за несколько лет.

В России к массовому выпуску Смарт телевизоров с 2011 года приступили все ведущие заводы-изготовители, расположенные на территории РФ: ООО «Самсунг Электроникс Рус Калуга», ООО «ЛГ Электроникс Рус компани» (г. Дорохово), ООО «Ти-Пи-Ви Си-Ай-Эс» (Ленинградская обл. ), выпускающие свыше 85% телевизоров, продаваемых на российском рынке под торговыми марками Samsung, LG, Sony, Philips, Sharp. Начиная с 2014 года, по прогнозам экспертов, практически все из 8—10 млн. шт. продаваемых в России телевизоров будут выполнены по технологии Smart TV. Таким образом, приемный парк телевизоров у населения России в ближайшие несколько лет будет качественно обновлен за счет нового поколения цифровых Смарт телевизоров, предоставляющих телезрителям новые интерактивные сервисы.

ЗАО «МНИТИ» по контракту с Минпромторгом России в рамках ФЦП «Развитие электронно-компонентной базы на 2008—2015 годы» разработана технология создания информационных порталов на платформе Смарт ТВ.

В рамах этого проекта для максимального удобства зрителей ЗАО «МНИТИ» предлагает не только изготовить соответствующий сервер, но и разработать пользовательский интерфейс для Смарт телевизоров, выполненный на основе так называемых «виджетов» — специальных программ, вызов которых на экран телевизора с помощью пиктограмм активирует одну из функций Интернет-сервисов (рис. 4).

Рис. 4. Виджет для Смрат теливизоров Samsung

Виджетом может быть логотип региональной телекомпании. При этом просмотр телепрограммы возможен с полным функционалом «виртуального видеомагнитофона», включая функции «пауза», «перемотка вперед/ назад», а также ускоренное воспроизведение в обе стороны. Более того, помимо организации вещания в режиме реального времени, технология Smart TV позволяет телекомпаниям организовать архив телепередач, доступных зрителям.

Трансляция программ совместимой системы 2d/3d стереоскопического цифрового телевидения dvb-t2

ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации в 2009— 2015 годах» предусматривает внедрение в третьем и последующих мультиплексах эфирного цифрового телевещания, новых видов телевизионного вещания, включая телевидение высокой чёткости. С переходом к телевидению высокой четкости обеспечивается трансляция телепрограмм в ЗD-формате, что позволит значительно повысить привлекательность эфирного цифрового телевидения, особенно при трансляции спортивных соревнований, кинофильмов и т. д. Разработка технологии стереоскопического ЗD-цифрового телевидения является одним из ведущих направлений исследований FOBTV по созданию третьего поколения цифрового телевидения.

ЗАО «МНИТИ» совместно с ЗАО «Элекард девайсез» и ОАО «Триаксес Вижн» (г. Томск) разработана концепция построения российской системы эфирного цифрового стереоскопического телевидения 2D/3D DVB-T2, совместимая с имеющимися у населения аналого-цифровыми и цифровыми телевизорами DVB-T2. Обеспечение возможности просмотра программ ЗD-телевидения на обычных телевизорах в виде плоского изображения обеспечивается представлением стереоскопического телевизионного сигнала двумя компонентами: сигналом изображения и дополнительным сигналом глубины, передаваемых в составе общего цифрового потока (рис. 5).

Рис. 5. Схема тракта приема-передачи совместимой системы цифрового телевидения 2D/3D DVB-T2

Преимущества предлагаемой системы стереоскопического цифрового телевизионного вещания 2D/3D DVB-T2 телевидения заключаются в следующем:

• совместимость — предлагаемый формат передачи данных 2D + Depth позволит воспроизводить программы 3D как на обычных телевизорах (в варианте 2D), так и на очковых и на безочковых 3D телевизорах;
• универсальность — использование технологии DVB-T2 позволит передавать в составе одного мульти- плекса как программы со стандартным, так и со стереоскопическим изображением;
• реализуемость — практически все необходимое для реализации вещательное и приемное оборудование может быть разработано российскими компаниями.

Рис. 6. Демонстрационный стенд приема и отображения сигналов совместимой системы цифрового телевидения 2D/3D DVB-T2

На экспозиции ЗАО «МНИТИ» NA TEXPO-2013 продемонстрирована экспериментальная трансляция программ совместимой системы 2D/3D DVB-T2 цифрового телевидения с приемом этих программ на обычные (2D) и 3D телевизоры (рис. 6):

• прием 2D на аналоговый цветной телевизор с помощью цифровой приставки DVB-T2 и на LCD цифровой телевизор DVB-T2;
• прием 3D при помощи цифровой приставки 2D/3D DVB-T2 со встроенным декодером 2D/3D с отображением на очковых и безочковых 3D телевизорах (телевизор LCD 50').

Российские технологии ультравысокой четкости и новое поколение кодеков hevc (h. 265)

Результаты исследований экспертов DVB Forum и FOBTV показали, что следующий этап эволюции телевизоров и телевизионного вещания будет связан с переходом от HDTV к телевидению ультравысокой четкости UHDTV (4К), появлением высокоэффективных алгоритмов сжатия видеоизображения Н. 265 и широким внедрением безочкового 3D телевидения.

Внедрение формата 4К с удвоенным числом элементов изображения по вертикали и горизонтали (2160x3840 пикселей) по сравнению с HDTV (1080x1920) стало возможным благодаря впечатляющему прогрессу дисплейных технологий. К производству телевизоров 4К с размером экрана от 55 до 85 дюймов приступили все ведущие производители телевизоров, в том числе входящие в Ассоциацию АРПАТ ООО «Самсунг Электроникс Рус Калуга» и ООО «Ти-Пи-Ви Си-Ай-Эс».

Рост парка телевизоров 4К у населения создаст объективные предпосылки к переходу от вещания в формате телевидения высокой четкости HDTV к телевидению ультравысокой четкости UHDTV. До недавнего времени организация такого вещания с огромным объемом данных, необходимых для передачи видеосигнала 4К по каналам спутникового DVB-S/S2, кабельного DVB-C/C2 и, тем более, эфирного DVB-T/T2 цифрового телевидения, казалась принципиально невозможной. Однако ситуация может радикально измениться с принятием нового стандарта сжатия Н. 265 HEVC, имеющего большую эффективность по сравнению с широко используемым сейчас MPEG- 4 AVC/H. 264. С его помощью можно обеспечить передачу нескольких программ 4К в одном частотном канале цифрового телевидения второго поколения DVB-S2, DVB-C2 и DVB-T2.

К серийному производству UHDTV телевизоров приступили российские производители — члены Ассоциации разработчиков и производителей аппаратуры телерадиовещания. Так, на заводе ООО «Самсунг Электроникс Рус (Калуга)» выпускается три модели кодеков с поддержкой UHDTV (Samsung UE55F9000AT, Samsung UE65F9000A T и HD Samsung LED UE85S9A T) с размером экрана 55" — 85" (рис. 7). В следующем году подобные телевизоры начнет производить и компания ООО «Ти-Пи-Ви Си- Ай-Эс (Ленинградская обл.)

Рис. 7. Телевизор UHDTV Samsung UE55F9000AT, серийно выпускаемый в Калуге на заводе ООО «Самсунг Электроникс Рус (Калуга)»

Рис. 8. Демонстрационный стенд передачи телевидения с использованием отечественного кодека H.265

Российскими инженерами из компании ЗАО «Элекард Девайсез» (г. Томск) в феврале 2013 года был разработан действующий образец кодера HEVC (Н. 265), создание которого наряду с телевизорами U H D T V открывает дорогу к новым технологиям цифрового телевидения (рис. 8).

На основе созданного в России научно-технического задела, на стенде ЗАО «МНИТИ» на НАТ-2013 демонстрировались достижения российских компаний — участников Ассоциации АРПАТ в разработке и освоении этих технологий:

• 4К UHTV LCD телевизор с размером экрана 65 дюймов компании ООО «Ти-Пи-Ви Си-Ай-Эс»;
• Кодер и декодер HEVC (Н. 265), разработанный ЗАО «Элекард Девайсез» (г. Томск).

Выводы

Российская телевизионная отрасль обладает высоким научно-техническим и производственным потенциалами. Созданный российскими компаниями опережающий научно-технический и производственный заделы позволяют им проводить научные разработки и изготавливать конкурентоспособную аппаратуру цифрового телевидения на самом современном уровне.

Необходимо отметить, что если цифровые передатчики DVB-T2 и другое оборудование широко используется при построении сетей цифрового вещания в России, то научный потенциал промышленности в ходе реализации ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009— 2015 годы» оказывается практически невостребованным.

Экспозиция ЗАО «МНИТИ» на выставке NA TEXPO-2013 наглядно свидетельствует, что разработанные институтом и его партнерами новые телевизионные технологии открывают принципиально новые возможности для российских вещательных компаний. Поэтому хочется выразить надежду, что выставка NATEXPO-2013 стала мощным импульсом к широкому взаимовыгодному сотрудничеству российской промышленности и вещателей в интересах развития цифрового телевидения в России.

Литература

1. Зубарев Ю. Б. Цифровое телевизионное вещание в России // Вестник Российской академии наук. — 2008. — Т. 78 — No 3. — С. 216—222.

2. Кукк К. И. Телевидение высокой четкости и развитие спутниковой связи // Труды НИИР. 2009. — No 6 — С. 122—127.

3. Быструшкин К. Н. Российская совместимая система трехмерного цифрового телевидения 2D/3D-T // Системы и средства связи телевидения и радиовещания. — 2011. —No 1—2. — С. 42—45.

Об авторе: генеральный директор ЗАО «МНИТИ», д. э. н., профессор
Помещена в музей с разрешения редакции 24 марта 2014