تلفزيون جون لوجي بيرد: تلفزيون ميكانيكي مبكر

كان لدى المخترع الاسكتلندي جون لوجي بيرد الكثير من الأفكار البارعة، والتي لم تنجح جميعها في الانتشار. كانت رؤيته الصوتية بمثابة محاولة مبكرة لتسجيل الفيديو، مع الاحتفاظ بالإشارات في تسجيلات الفونوغراف. استخدم نظام noctovision الخاص به ضوء الأشعة تحت الحمراء لرؤية الأشياء في الظلام، وهو ما يزعم بعض الخبراء أنه كان بمثابة مقدمة للرادار.

لكن بيرد حصل على مكانته في التاريخ مع التلفزيون. في 26 يناير 1926، اجتمع أعضاء مختارون من المعهد الملكي في مختبر بيرد في حي سوهو بلندن لمشاهدة بث صورة صغيرة ولكن محددة بوضوح لوجه دمية متكلم من بطنه، تم إرسالها من جهاز الإرسال الكهروميكانيكي الخاص بالتلفزيون إلى جهاز الاستقبال الخاص به. كما أظهر للتلفزيون كائنًا بشريًا يمكن للمراقبين رؤيته وهو يتحدث ويتحرك على الشاشة. ولهذا السبب، غالبًا ما يُنسب إلى بيرد أول عرض تلفزيوني عام.

جون لوجي بيرد [shown here] استخدم رؤوس الدمى المتكلم من بطنه في التجارب المبكرة لأنهم لم يمانعوا في الحرارة والأضواء الساطعة لجهاز التلفاز الخاص به. صور تاريخ العلوم / علمي

كيف أدى قرص Nipkow إلى تلفزيون بيرد

لنكن واضحين، بيرد لم يخترع التلفاز. يعد التلفزيون أحد تلك الاختراعات التي استفادت من العديد من المساهمين والمتعاونين والمنافسين. كانت نقطة انطلاق بيرد هي فكرة “التلسكوب الكهربائي”، الذي حصل على براءة اختراعه في عام 1885 من قبل المهندس الألماني بول نيبكو.

التقط جهاز نيبكو صورة عن طريق تقسيمها إلى سلسلة عمودية من الخطوط، باستخدام قرص دوار به ثقوب مثقوبة حول الحافة. تمت إزاحة الثقوب بشكل حلزوني بحيث التقطت كل فتحة شريحة واحدة من الصورة بدورها، والتي تُعرف اليوم باسم خطوط المسح. سيتم تشفير كل سطر كإشارة كهربائية. يقوم جهاز الاستقبال بتحويل الإشارات إلى ضوء لإعادة بناء الصورة. ومع ذلك، لم يقم نيبكو بتسويق تلسكوبه الكهربائي أبدًا، وبعد 15 عامًا انتهت صلاحية براءة الاختراع.

يُظهر الشكل الداخلي الموجود على اليسار كيف قام التلفزيون بتقسيم الصورة (في هذه الحالة، وجه الشخص) إلى خطوط عمودية. بيتمان / جيتي إيماجيس

النظام الذي أوضحه بيرد في عام 1926 استخدم قرصين من نوع Nipkow، أحدهما في جهاز الإرسال والآخر في جهاز الاستقبال. يحتوي كل قرص على 30 فتحة. قام بتزويد القرص بعدسات زجاجية تركز الضوء المنعكس على خلية كهروضوئية. أثناء دوران قرص الإرسال، اكتشفت الخلية الكهروضوئية التغير في السطوع القادم من خلال العدسات الفردية وحولت الضوء إلى إشارة كهربائية.

ثم تم إرسال هذه الإشارة إلى نظام الاستقبال. (يظهر في الأعلى جزء من جهاز الاستقبال، الموجود في متحف العلوم في لندن). وهناك تم عكس العملية، حيث تم تضخيم الإشارة الكهربائية أولاً، ثم تعديل مصباح تفريغ غاز النيون. يمر الضوء من خلال فتحة مستطيلة لتركيزه على قرص Nipkow المستقبل، والذي كان يدور بنفس سرعة جهاز الإرسال. يمكن رؤية الصورة على لوح زجاجي أرضي.

استخدمت التجارب المبكرة دمية لأن المصابيح المتوهجة العديدة اللازمة لتوفير إضاءة كافية جعلتها شديدة السخونة والسطوع بالنسبة لأي شخص. كل ثقب في القرص يلتقط جزءًا صغيرًا فقط من الصورة الإجمالية، ولكن طالما أن القرص يدور بسرعة كافية، يمكن للدماغ تجميع الصورة الكاملة معًا، وهي ظاهرة تُعرف باسم استمرار الرؤية. (في عمود التدريب العملي لعام 2022، يشرح ماركوس ميرس كيفية إنشاء تلفزيون كهروميكانيكي حديث على قرص Nipkow باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد، ووحدة LED، ومتحكم Arduino Mega الدقيق.)

جون لوجي بيرد و”تلفزيون حقيقي”

يعرف القراء المنتظمون لهذا العمود التحدي المتمثل في توثيق “البدايات” التاريخية – أول راديو، وأول تلغراف، وأول ذراع صناعية عالية التقنية. إن مطالبة بيرد بأول بث تلفزيوني عام لا تختلف عن ذلك. ومما زاد الأمور تعقيدًا، أن العرض الفعلي الأول لجهاز التلفاز الخاص به لم يكن في 26 يناير 1926 أمام أعضاء المعهد الملكي الموقرين؛ بل حدث ذلك في مارس 1925 أمام المتسوقين الفضوليين في متجر سيلفريدجز متعدد الأقسام.

كما يروي دونالد إف ماكلين في مقالته الممتازة التي كتبها في يونيو 2022 بعنوان “قبل “التلفزيون الحقيقي”: التحقيق في جهاز التلفزيون الأصلي لجون لوجي بيرد عام 1925،” استخدم بيرد جهازًا مشابهًا للعرض التوضيحي لسيلفريدجز، لكنه كان يحتوي على 16 حفرة فقط، تم تنظيمها في مجموعتين من ثمانية، ومن هنا لقبها Double-8. كانت الدقة بعيدة كل البعد عن الدقة العالية التي يمكنك الحصول عليها، حيث تظهر الصور الظلية الغامضة أثناء الحركة. لم يعتبر بيرد هذا “التلفزيون الحقيقي”، كما يشير ماكلين في كتابه وقائع IEEE قطعة.

في عام 1926، قام بيرد بإعارة جزء من جهاز التلفزيون الذي استخدمه في عرضه التجريبي لسيلفريدجز إلى متحف العلوم في لندن.صور PA / جيتي إيماجيس

الكتابة في ديسمبر 1926 م
اللاسلكية التجريبية والمهندس اللاسلكي“، حدد بيرد التلفزيون الحقيقي باعتباره “نقل صورة الجسم بكل تدرجات الضوء والظل والتفاصيل، بحيث تُرى على شاشة الاستقبال كما تظهر لعين المراقب الفعلي”. اعتبر أن العرض التوضيحي لـ Selfridges هو اختبار تجريبي والعرض الرسمي للمؤسسة الملكية هو الكشف الرسمي. (في عام 2017، اختار معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) وضع علامة على الأخير وليس الأول بعلامة فارقة.)

كانت مظاهرة عام 1926 نقطة تحول في مسيرة بيرد المهنية. في عام 1927، أسس شركة بيرد لتطوير التلفزيون، وبعد عام قام بأول بث تلفزيوني عبر المحيط الأطلسي، من لندن إلى هارتسديل، نيويورك. في عام 1929، قررت هيئة الإذاعة البريطانية تجربة نظام بيرد، حيث قامت ببعض عمليات البث التجريبية خارج ساعات العمل العادية. . بعد ذلك، انتشر التلفزيون الميكانيكي في بريطانيا العظمى وعدد قليل من الدول الأوروبية الأخرى.

استخدمت هيئة الإذاعة البريطانية إصدارات مختلفة من نظام بيرد الميكانيكي من عام 1929 إلى عام 1937، بدءًا من نظام 30 سطرًا والترقية إلى نظام 240 سطرًا. لكن في النهاية تحولت هيئة الإذاعة البريطانية إلى النظام الإلكتروني بالكامل الذي طورته شركة Marconi-EMI. ثم تحول بيرد إلى العمل على واحدة من أقدم الأجهزة الإلكترونية
لون أنظمة التلفزيون، تسمى Telechrome. (كان بيرد قد أثبت بالفعل نظام تلفزيون ملون ميكانيكيًا ناجحًا في عام 1928، لكنه لم ينتشر أبدًا). ​​وفي الوقت نفسه، في الولايات المتحدة، حاولت شبكة كولومبيا للبث (CBS) تطوير نظام تلفزيون ملون ميكانيكي يعتمد على فكرة بيرد الأصلية عن اللون. عجلة ولكن تم التنازل عنها أخيرًا للمعيار الإلكتروني في عام 1953.

جرب بيرد أيضًا التلفزيون المجسم أو ثلاثي الأبعاد وشاشة عرض مكونة من 1000 سطر، على غرار التلفزيون عالي الوضوح الموجود اليوم. لسوء الحظ، توفي في عام 1946 قبل أن يتمكن من إقناع أي شخص باستخدام هذه التكنولوجيا.

في مقابلة عام 1969 في تايمز التلفزيونية، تحدثت أرملة جون، مارغريت بيرد، عن بعض التطورات في التلفزيون التي كان من شأنها أن تجعل زوجها سعيدًا. وقالت إنه سيستمتع بالكميات الهائلة من التغطية الرياضية المتاحة. (كان بيرد قد أجرى أول بث مباشر لسباق إبسوم ديربي في عام 1931.) وسيكون سعيدًا ببرامج الشؤون الجارية. وكان المفضل لدي شخصياً هو أنها اعتقدت أنه سيحب البث السنوي لمسابقة الأغنية الأوروبية.

مخترعو التلفزيون الآخرون: فيلو فارنسورث، فلاديمير زوريكين

لكن كما قلت، التلفاز هو اختراع كان له العديد من المساهمين. وعبر المحيط الأطلسي، كان فيلو فارنسورث يقوم بتجربة نظام كهربائي بالكامل تصوره لأول مرة عندما كان طالبًا في المدرسة الثانوية في عام 1922. وبحلول عام 1926، كان فارنسورث قد حصل على دعم مالي كافٍ للعمل بدوام كامل على فكرته.

كان أحد اختراعاته الرئيسية هو مشرح الصور، المعروف أيضًا باسم أنبوب المشرح. يقوم أنبوب كاميرا الفيديو هذا بإنشاء صورة إلكترونية مؤقتة يمكن تحويلها إلى إشارة كهربائية. في 7 سبتمبر 1927، نجح فارنسورث وفريقه في إرسال خط أسود واحد، متبوعًا بصور أخرى لأشكال بسيطة. لكن النظام لا يمكنه التعامل إلا مع الصور الظلية، وليس الأجسام ثلاثية الأبعاد.

وفي الوقت نفسه، كان فلاديمير زوريكين يقوم أيضًا بتجربة التلفزيون الإلكتروني. وفي عام 1923، تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع لأنبوب فيديو يسمى منظار الأيقونة. ولكن لم يطور فريقه نسخة صالحة للعمل إلا في عام 1931، بعد انضمامه إلى RCA، والذي جاء بشكل مثير للريبة بعد زيارة زوريكين لمختبر فارنسورث في كاليفورنيا. تغلب منظار الأيقونة على بعض أوجه القصور في أنبوب المشرح، وخاصة سعة التخزين. كما أنها كانت أكثر حساسية وأسهل في التصنيع. لكن أحد العوائق الرئيسية لكل من مشرح الصورة ومنظار الأيقونات هو أنهما، مثل جهاز التلفزيون الأصلي لبيرد، يتطلبان أضواء ساطعة للغاية.

كان الجميع يعملون على تطوير أنبوب أفضل، لكن فارنسورث ادعى أنه اخترع مفهوم الصورة الإلكترونية التي تتحرك عبر أنبوب مفرغ بالإضافة إلى فكرة أنبوب الكاميرا من نوع التخزين. يعتمد المنظار وأي تحسينات مستقبلية على براءات الاختراع السلفية هذه. علمت RCA بذلك وعرضت شراء براءات اختراع Farnsworth، لكن Farnsworth رفض البيع. تلا ذلك قضية تدخل في براءات الاختراع لعدة سنوات، وتم العثور عليها أخيرًا لصالح فارنسورث في عام 1935.

أثناء نظر القضية، قدم فارنسورث أول عرض عام لنظام تلفزيون يعمل بالكهرباء بالكامل في 25 أغسطس 1934 في معهد فرانكلين في فيلادلفيا. وفي عام 1939، وافقت شركة RCA أخيرًا على دفع إتاوات لشركة Farnsworth لاستخدام تقنياته الحاصلة على براءة اختراع. لكن شركة فارنسورث لم تكن قادرة على المنافسة تجاريًا مع شركة RCA ونظامها التلفزيوني الكهربائي بالكامل، والذي استمر في السيطرة على سوق التلفزيون الأمريكي.

في نهاية المطاف، قام هارولد لو، وبول فايمر، ورسل لو بتطوير أنبوب أفضل في مختبراتهم في برينستون، وهو الصورة التقويمية. وقد تم تصميمه خصيصًا للصواريخ الموجهة بالتلفزيون للجيش الأمريكي، وكانت حساسيته 100 إلى 1000 مرة أكثر من حساسية المنظار. بعد الحرب العالمية الثانية، اعتمدت RCA بسرعة الأنبوب لكاميرات التلفزيون الخاصة بها. أصبحت الصورة المعيارية هي المعيار الصناعي بحلول عام 1947، وبقيت كذلك حتى عام 1968 والانتقال إلى التلفزيون الملون.

الطريق إلى التلفزيون لم يكن واضحا

كان أستاذي اليوناني يكره كلمة “تلفزيون”. واعتبره رجسًا يجمع بين البادئة اليونانية
نهاية نهائية (بعيد) بقاعدة لاتينية، فيديو (لترى). لكن التلفزيون في وقت مبكر كان قليلاً من الرجس – لم يكن أحد يعرف حقاً ما سيكون عليه الأمر. وكما يوضح كريس هوروكس في كتابه الذي يحمل عنوانًا مبهجًا، فرحة المجموعات(2017), لقد تم تطوير التلفزيون مقارنة بوسائل الإعلام التي جاءت من قبل – التلغراف، والهاتف، والراديو، والأفلام.