La TV
Analogica
e
Digitale
Introduzione
Il primo modello di televisore era elettromeccanico,
molto difficile apportarvi miglioramenti, fu ben
presto sostituito da un modello elettronico che
impiegava un iconoscopio (tubo elettronico
capace di convertire in immagini i segnali elettrici)
ed il cinescopio.
Il vetro (schermo) spalmato da un composto di
fosfori era alloggiato sul fondo del cinescopio.
Dalla parte opposta i segnali elettrici converiti in
segnali luminosi, andavano a colpire i fosfori
facendoli illuminare, per via di una loro proprietà
ben definita quando colpiti dalla luce.
Il raggio di luce proiettato dava vita alle
immagini.
Segnali immagine







I segnali immagine sono trasformati in corrente elettrica la cui
intensità dipende dalla luminosità dell’immagine dei punti
I punti di una immagine sono il risultato della scansione di un
elemento sensibile detto spot e che percorre l’immagine fissa riga per
riga con velocità costante
Se si effettua una veloce sequenza di immagini, per la persistenza di
percezioni sulla retina, si ha l’impressione di un movimento di oggetti
Per evitare il fenomeno dello sfarfallio (flicker) si utilizza il metodo
della scansione per righe interlacciate cioè, si esplorano prima le righe
dispari e poi, a metà quadro, quelle pari
In questo modo, il ritmo dello sfarfallio aumenta cos’ rapidamente da
non essere percepito dall’occhio umano
Il numero totale di righe interlacciate è 625 e la frequenza immagine
è 25 Hz; nel caso di immagine interlacciata la frequenza raddoppia a
50 Hz che è la frequenza di rete
Il flicker si verifica perché man mano che il pennello elettronico
completa l’immagine, lo spegnimento dei fosfori non è immediato e si
ha il tremolio dell’immagine
Colore




I primi televisori erano in bianco e nero e
le variazioni di colore erano tradotte in
tonalità di grigi
Per riprendere i colori si impiegano
telecamere con filtri: rosso, verde, blu
Sugli schermi a colori ci sono piccole zone
di fosforo di colore: rosso, verde, blu.
Quando questi tre colori vengono colpiti
dai tre pennelli elettronici colorati si
illuminano
Se ci allontaniamo dallo schermo,
notiamo l’effetto di un solo colore
Teoria dei colori
100%
100%
50%
50%
0%
Bianco
100%
Grigio
50%
50%
0%
Magenta
Giallo
50%
0%
100%
0%
0%
100%
50%
100%
100%
100%
50%
50%
0%
0%
Arancio
Ciano
0%
Rosso
bluastro
Verde
pallido
Struttura base di un trasmettitore di
prima generazione

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

È costituito da due trasmettitori uno
di tipo FM per l’audio e l’altro di tipo
AM il video
Il segnale FM ha una qualità Hi-Fi
con DF=±50kHz
Il segnale audio ha una banda che
va da 30 Hz a 15 kHz
Questa differenza nel trattare I due
segnali nasce dall’esigenza di
evitare interferenze tra segnali
audio e video
Schema
Antenna TX
Antenna RX
suono
microfono
Trasmettitore
FM
Ricevitore FM
altoparlante
Ricevitore AM
CRT
diplexer
immagine
videocamera
Trasmettitore
AM
La televisione digitale terrestre
DTT

-
-
-
Sistema utilizzato per diffondere il
segnale televisivo adottando la tecnica
digitale
Vantaggi
Maggior numero di programmi
disponibili
Migliore qualità audio/video in quanto
i segnali digitali sono meno sensibili al
rumore esterno
Interattività se richiesta
Riduzione dell’inquinamento
elettromagnetico perché la potenza
richiesta per un segnale digitale è minore
di quella per un segnale analogico
Switch off



È la fase di passaggio dalla TV
analogica alla digitale
Il passaggio totale è previsto per il
2012
La prima fase è avvenuta nel 2008
con la Sardegna
Sistema digitale
Un qualsiasi televisore analogico può
ricevere un segnale digitale ma
decodificato da un decoder in
quanto, il sistema dei vecchi
apparecchi è analogico.
I nuovi apparecchi sono già digitali
Analogico/digitale




In digitale il frame (immagine statica) viene divisa
in tanti pixel che rappresentano la risoluzione
dell’immagine
Ogni pixel viene diviso in tre numeri che indicano
la qualità del colore: verde,giallo blu
Tipicamente ogni colore viene rappresentato da
10 bit quindi, da 1024 livelli
un’immagine
720X576 occupa 3X720x576x10 bit
se si ha
una sequenza di 25 frame al secondo, si ottiene
un bitrate di 25X3X720X576X10
Esistono dei metodi di compressione per evitare
un trasporto dati così alto che nemmeno con
l’ADSL (20 Mb/s) si potrebbe ottenere. Questi
metodi si chiamano MPEG
Schema di principio di funzionamento
di un MPEG-2
PES
video
Video
encoder
M
PES
audio
Audio
encoder
U
X
PS
MPEG


PES= Packetized Elementary
Stream; è un flusso di pacchetti che
fuoriescono da un encoder con un
determinato bitrate a seconda se
l’encoder è audio o video
PS= Program Stream; è un unico
flusso dati al quale vengono
aggiunte altre informazioni utili al
codificatore
Schermo LCD
Lo schermo a cristalli liquidi, noto come LCD, è
uno schermo leggero, sottile, costituito da un
liquido racchiuso in una quantità di celle.
Ogni cella è dotata di contatto elettrico da poter
applicare al liquido che in essa è contenuto.
Le celle sono intrappolate in mezzo a due schermi
con capacità di polarizzazione, ovvero la
possibilità di far oscillare le onde propagate nella
direzione del campo elettrico.
Questi schermi sono perpendicolari tra loro, ed i
cristalli liquidi guidano la polarizzazione della luce
affinchè venga trasmessa da uno schermo
all’altro.
Schermi LCD

Gli schermi LCD si dividono in transmissive e
reflective.
I primi vengono illuminati su di un lato e visti dal lato
opposto, facendo posizionare la luce sul fondo dello
schermo, mentre i cristalli liquidi filtrano il colore
secondo disposizioni ben definite.
La luminosità raggiunta da questo tipo di schermo è
elevata, sovente più del necessario.
Per questo devono trovare collocazione in ambiente con
poca luce per poter essere visualizzati al meglio.
Gli schermi LCD reflective invece, utilizzano la luce
presente nell’ambiente grazie all’impiego di uno
specchio posizionato dietro lo schermo.
Con il diminuire della luce esterna allo schermo, la loro
visibilità si attenua, presenta però il vantaggio di
consumare molta meno energia elettrica rispetto ad
uno schermo transmissive.
Schermi LCD
Le nuove tecnologie di sviluppo e produzione, permettono agli
schermi LCD (retroilluminati) di essere visualizzati in qualsiasi
condizione di luce, presentano immagini più nitide rispetto ad
un televisore tradizionale, maggiore contrasto (miglior
discernimento tra chiaro e scuro), grazie alla capacità
maggiore di illuminazione dello schermo.
Un pixel nello schermo LCD è costituito da tre sottopixel,
ciascuno di un colore primario. La luce riflessa dallo specchio
passa attraverso i cristalli liquidi e viene colorata dal vetro
(monitor).
La retroilluminazione produce luce bianca, il vettore del
campo elettrico in cui si muove la luce determina la
polarizzazione, cioè la direzione che la luce deve seguire.
Gli schermi opposti e perpendicolari tra loro svolgono il
compito di polarizzatori, e la proprietà dei cristalli liquidi, se
posizionati (interposti) tra i due polarizzatori, è quella di
allineare i due polarizzatori lasciando passare la luce
facendole seguire una direzione ben precisa.
Schermi LCD
I televisori LCD più piccoli (es. 20 pollici) adottano il
formato 4:3, ed a salire con le dimensioni è possibile
usufruire del formato 16:9.
Lo schermo LCD ha una definizione di fabbricazione più
alta rispetto ad uno schermo al plasma delle stesse
dimensioni, e risulta più leggero.
Uno schermo LCD rappresenta quanto di meglio per
un’alta qualità di definizione delle immagini (HDTV High
Definition TeleVision) anche con dimensioni ridotte
dello schermo.
Rispetto allo schermo al plasma però, la prospettiva di
visualizzazione dalle angolazioni è inferiore, in quanto
la luce deve attraversare i due polarizzatori prima di
arrivare sullo schermo.
La tecnologia LCD è inoltre un poco più lenta rispetto al
plasma per quanto concerne le immagini in movimento.
PDP

PDP è l’acronimo che significa Plasma Display Panel,
ovvero lo schermo al plasma.
È un tipo di schermo piatto usato per televisori di
grandi dimensioni, superiori ai 32 pollici.
Troviamo una quantità di celle tra le due pareti di
vetro, celle atte a mantenere gas come neon, xeno,
che viene trasformato in plasma grazie agli impulsi
elettrici.
Il plasma agisce sui fosfori affinché proiettino luce e
quindi immagini.
Grazie a due elettrodi, anteriore e posteriore, ed al
passaggio in essi della corrente, il plasma che si viene
a creare viene continuamente movimentato, forma
raggi UV (non visibili ad occhio umano) cha vanno a
colpire gli scintillatori (costituiti da fosforo) di ciascun
colore primario (rosso, verde, blu).
PDP
La luce creata attraversa il vetro e può così essere vista dallo spettatore.
La gamma cromatica offerta dallo schermo al plasma risulta essere
più ampia di un altro schermo, ed ha colori particolarmente brillanti.
Le prospettive della visuale inoltre, sono più ampie paragonate ad
altra tipologia di schermo, il contrasto e la luminosità sono davvero ad
alti livelli qualitativi.
Lo schermo al plasma è più pesante di quello ai cristalli liquidi,
tuttavia raggiunge dimensioni anche notevoli, ben si adatta in una
stanza spaziosa adibita alla visione.
I costi sono maggiori, e si rende necessario adottare specifici supporti
per posizionare correttamente lo schermo a muro.
La dimensione dei pixel rappresenta uno dei maggiori limiti dello
schermo al plasma, è molto arduo ridurre le dimensioni sotto una
certa soglia, per questo uno schermo al plasma parte da misure da 32
pollici in su, diversamente non sarebbe possibile ottenere qualità
sufficiente.
Crea immagini staordinariamente uniformi da una certa distanza, ma
mal si presta alla visione ravvicinata.
PDP
Fermare l’immagine troppo a lungo in uno
schermo al plasma inoltre, accelera il
deterioramento degli scintillatori, che
verrebbero continuamente accessi e
spenti durante il fermo immagine.
Perchè questo è il principio di
funzionamento dei pixel in uno schermo al
plasma, vengono continuamente
illuminati, cosa che produce un normale
invecchiamento degli scintillatori in caso
di movimento delle immagini.
Imprtanza di LCD

Gli schermi LCD (Liquid Crystal Display), ovvero
schermi a cristalli liquidi, sono molto diffusi al
giorno d’oggi su televisori, monitor per computer,
alcuni orologi, cellulari e forni a microonde. Il
principale vantaggio della tecnologia LCD sta nelle
immagini, che sono il risultato dell’orientamento
dei cristalli liquidi di cui sono composte le singole
celle che formano lo schermo; inoltre altra
caratteristica fondamentale è la fonte di
illuminazione esterna. Lo schermo LCD si basa sul
sistema di tre colori primari che costituiscono ogni
pixel, tuttavia i cristalli liquidi non emettono alcuna
luce propria, ed è per questo motivo che necessita di
una fonte di retroilluminazione; a questo scopo
vengono utilizzate delle CCFLs, ossia delle lampade
fluorescenti a catodo freddo.
Differenze tra LCD e CRT

Questi modelli di schermi LCD sono molto più sottili e più leggeri dei
vecchi schermi CRT (tubo catodico), richiedono meno energia e non
emettono radiazioni elettromagnetiche; inoltre questo tipo di
tecnologia consente di ottenere immagini più chiare, risoluzioni più
elevate e un display senza sfarfallio, utile per la salute degli
occhi. Per un corretto funzionamento, la luce generata
dalla retroilluminazione deve essere luce bianca non polarizzata. I
principali svantaggi degli schermi LCD riguardano la diagonale di
visuale: la luce infatti deve passare attraverso due stadi di
polarizzazione prima di giungere al nostro occhio, dunque non
molto ampia. Altro problema riguarda il contrasto e l’intensità
del nero, che non è eccellente: nel sistema LCD il nero non consiste
in un’assenza di luce, ma nel mascheramento della
retroilluminazione. La tecnologia LCD può avere problemi di latenza,
infatti ci va un po’ di tempo prima che il cristallo liquido cambi di
stato, inoltre talvolta vi è la possibilità che si brucino dei pixel.
Differenze tra LED e LCD

Gli schermi a LED (Light Emitting Diode) sono un
particolare tipo di schermo LCD, ma con un diverso
tipo di retroilluminazione; infatti per illuminare lo
schermo utilizza dei led, invece di tradizionali
lampade. I LED emettono una luce colorata utilizzando
minore energia e spazio rispetto alle lampadine
tradizionali. Se utilizzati per la retroilluminazione di uno
schermo LCD possono essere a luce bianca, ma anche
rossa, verde e blu (LED RGB). Questo tipo di
tecnologia LED comporta la produzione di televisori più
sottili e quindi una migliore estetica, un contrasto
più elevato con un nero più intenso, una gamma di
colori più ampia e più cristallini, un minor consumo
energetico, assenza di mercurio e quindi ecosostenibilità maggiore.
Classifica di LCD a LED
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
Esistono due tipi di tv LCD a LED:
- LED EDGE: i led sono disposti solo ai lati, come le lampade
dei comuni LCD. Inoltre il nero è più intenso e hanno un più
elevato rapporto di contrasto dinamico;
- FULL LED: hanno molti più led distribuiti uniformemente
su tutto il pannello (possono essere anche migliaia). Avere
più lampade determina l’aumento dello spessore, che negli
EDGE LED è veramente minimo, ma permette di avere una
miglior gestione dei neri grazie alla possibilità di spegnere
selettivamente gruppi di pixel che dovrebbero restare neri
e non soltanto di bloccare il passaggio della luce attraverso le
celle LCD.
La durata dello schermo LCD a LED è nell’ordine delle 100
mila ore mentre quella di uno schermo tradizionale è di 50
mila ore. Tuttavia i televisori basati su questo tipo di
tecnologia hanno dei costi nettamente maggiori.
PDP e altri
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
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
La tecnologia al plasma ha innumerevoli vantaggi rispetto quella degli
schermi LCD e CRT. Prima di tutto, la scelta dell'uso di scintillatori. Per
i televisori al plasma permette di ottenere una gamma cromatica più
ampia di qualsiasi monitor CRT e caratterizzata da colori più brillanti.
Secondo, le angolazioni della visuale. Sono molto ampie, specialmente
se confrontate con quelle degli LCD, perchè, diversamente dalla
tecnologia LCD, la luce viene generata dai pixel stessi. Inoltre gli
schermi al plasma non hanno bisogno di polarizzatori.
Infine, il contrasto. La qualità dei toni neri è equivalente a quella dei
migliori televisori CRT: contrariamente a ciò che accade negli schermi
LCD, un pixel spento non emette alcuna luce. I televisori al plasma
sono anche dotati di una migliore luminosità rispetto i CRT,
raggiungendo valori tra i 900 e i 1000 nit.
Da notare anche il fatto che gli schermi al plasma possono avere
diagonali di grandi dimensioni (da 32 a 50 pollici) e profondità molto
ristrette; vantaggio enorme rispetto i CRT che come ben sapete,
diventano più ingombranti in profondità al crescere della diagonale.
PDP e altri
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La dimensione dei pixel rappresenta uno dei più grossi
svantaggi degli schermi al plasma. È difficile, se non
impossibile, ridurre le dimensioni dei pixel al di sotto dei 0.5 o
0.6 mm. Di conseguenza non esistono televisori al plasma
con diagonali inferiori ai 32 pollici (82 cm). Per mantenere
posizioni competitive sul mercato, i produttori di televisori al
plasma non hanno avuto altra scelta se non quella di
aumentare le dimensioni degli schermi, limitandosi così alla
fascia di mercato per televisori dai 32 ai 50 pollici (da 82 a
127 cm).
Per quanto riguarda la qualità dell'immagine, ci sono ancora
problemi essenzialmente legati alla natura dei pixel stessi.
Dato che un pixel al plasma ha bisogno di scariche elettriche
per generare luce, un pixel può venire acceso o spento ma
non ha uno stato intermedio. Per questo motivo i produttori
usano un metodo chiamato PCM (Modulazione a Codice Di
Impulso) per controllarne la luminosità.
OLED
Organic Ligth Emitting Diode
È una tecnologia molto nuova. Gli
OLED sono materiali organici che
possono emettere luce propria
sfruttando l’elettroluminescenza.
Sono utilizzati per creare display
molto sottili e anche pieghevoli

In conclusione
Bianco e nero
CRT
A colori
A LED
LCD
A lampade
Nuove tecnologie
PDP
OLED