Настроечная таблица. Что это, как работало и зачем пииииииииииииии

— У меня вчера ночью по телеку что-то дикое показывали. Мат не прекращался.

— Серьезно?

— Ага. Слов вообще не было, только пииии. И сетка цветная.

Если вы поняли анекдот выше, скорее всего вам уже за тридцать. И вы лично наблюдали, как вместо мультика в понедельник утром телевизор противно пищал и показывал какую-то странную картинку. Большой круг, обведенный клетчатой сеткой, по центру цветные полосы, ниже россыпь мелких штрихов. А еще ровный писк на одной ноте в придачу. 

Все знали, что это называется «настроечная таблица». По-другому, этот набор геометрии называли «шахматкой» или «сеткой». Но вот почему она выглядит именно так, что именно по ней настраивают и зачем она пищит, могли объяснить лишь люди, близкие к радиотехнике. И, конечно же, телемастера. Давайте вспомним эту загадку из детства, узнаем, как она появилась и разгадаем ее значение.

Визуальный эталон

Для начала разберемся с главной идеей. Старый ламповый или транзисторный телевизор — это аналоговый прибор с десятком подстроек, у которого от температуры, старения, тряски при перевозке и прочих внешних факторов могут поплыть настройки. Картинка может сжаться по краям, может поехать геометрия, могут исказиться цвета или появиться «снег». В какой-то момент телевизор начнет вносить ощутимые искажения. Дальше есть две проблемы.

Первая. Если в эфире идет фильм или какая-то динамичная передача, вы, скорее всего, заметите искажения. Но вам будет тяжело их объективно вычленить. Лицо актера чуть зеленоватое: это так снято или телевизор пора подстраивать? Трудно сказать. 

Вторая. Когда уже зеленит по-черному и ясно, что пора подстраивать, как это сделать? Даже по относительно статичному диктору выпуска новостей нормально не откалибруешься. Ведь все равно не до конца понятно, какого цвета у него должна быть голова. А диктор ей еще нет-нет, да мотает. Короче, неудобно.

Совсем другое дело, когда в эфире идет эталон, заранее известный и всегда одинаковый. Эталон устроен таким образом, что мы можем понять по нему все основные проблемы: увидеть искажения цвета, снег, поехавшую геометрию и еще десятки разных потенциальных проблем.

Посмотрим, как это работает. Представьте на экране круг диаметром двадцать сантиметров. Стоит развертке по вертикали растянуть картинку всего на пять процентов сильнее, чем по горизонтали, — и круг превращается в овал. У этого овала одна ось длиннее другой на сантиметр. Вы скажете мелочь? А глаз ловит этот овал моментально: идеальный круг — одна из немногих фигур, искажение которой мы замечаем сразу, без линейки. Вот вам и индикатор. С одного взгляда видно, тянет телевизор картинку или нет.

Теперь про резкость. Наш телевизионный стандарт — 625 строк, из которых на само изображение работает порядка 576. Но сколько мелких деталей приемник реально покажет, прежде чем они сольются в серую кашу, зависит уже от конкретного телевизора, качества приема и всего видеотракта. Клинья и группы штрихов позволяют оценить предельную четкость: чем дальше к «тонкому» концу еще различаются отдельные линии, тем выше фактическая разрешающая способность.

Пользовались этим фокусом сразу на трех уровнях. Зрители могли подкрутить что-то некритичное у себя дома. Мастер в ателье проверял приемник после ремонта. А телевизионные инженеры могли оттестировать по ней весь тракт — от студии до приемного устройства, вылавливая, на каком участке цепи картинка портится. Один инструмент на всех: дешево и сердито.

Голова индейца из лампы

Первой по-настоящему знаменитой таблицей стала американская. В 1939 году компания RCA выпустила картинку, которую в Штатах знает примерно каждый, кто застал черно-белое ТВ. В центре — голова индейца в перьевом уборе, вокруг — круги, клинья из тонких линий, шкала серого. Называли ее без затей: Indian Head, «голова индейца».

Портрет вождя нарисовал художник, о котором известно до обидного мало. В бумагах RCA он проходит как некий Брукс, работу сдал в августе 1938 года, получил разовую оплату — и растворился в истории. Кто это был, выяснить так и не смогли. За дело даже бралась программа на американском PBS, целое расследование — и все равно пусто. Так что имя автора одной из самых растиражированных картинок XX века мы, похоже, уже не узнаем.

Сначала был просто портрет, без всякой геометрии. Год его гоняли как есть, а в 1939-м вокруг головы добавили всю инженерную обвязку: линии, круги, градации серого. Получился полноценный эталон.

Отдельная история — КАК его гоняли. Ведь телевидение конца 30-х — начала 40-х годов — это не то же самое, что сегодня. Первый видеомагнитофон появился только в 1956 году, а до этого все трансляции шли либо в прямом эфире, либо с разными техническими ухищрениями. Например, статичные картинки просто снимали телекамерой с листа бумаги, а фильмы показывали через специальное устройство, объединяющее в одном корпусе проектор и ту же самую телекамеру.

«Голове индейца» досталось свое приспособление. Ее транслировали через устройство под названием моноскоп. Если совсем упрощать, это специальная электронная лампа, внутри которой намертво «впечатана» одна-единственная картинка — та самая таблица, нанесенная на металлическую пластину. Луч пробегал по пластине и считывал с нее всегда одно и то же изображение. Камеры нет, оператора нет, пленки нет, зато есть зашитый в моноскоп кадр, который устройство умеет выдавать бесконечно.

Почему индеец, а не, скажем, кружок с цифрой? Потому что лицо — лучший тест для человеческого глаза. Мы моментально замечаем, когда со знакомым типом изображения что-то не так: контраст завален, резкость поплыла. А в этот портрет еще и специально заложили весь диапазон оттенков — от почти белых перьев до почти черных волос. Опытному инженеру хватало одного взгляда на вождя, чтобы понять: все в порядке или пора браться за ручки.

В Америке эта голова стала частью распорядка дня для миллионов людей. Канал заканчивал ночное вещание, играл гимн — а потом на экране зависал индеец. На несколько минут или до утра.

По сути, этот вождь был последним, что поздний телезритель видел перед тем, как экран погаснет. Та же картинка прижилась и в Канаде — там она тоже завершала вечер, после своего гимна. К концу пятидесятых индейца стали показывать все реже: техника понемногу научилась держать настройки сама, проблем в эфире становилось меньше, и нужда в ежевечерней сверке отпадала. Но из памяти он никуда не делся — слишком многим примелькался.

Девочка, клоун и сто фунтов

Дальше пришел цвет, и с ним — самая знаменитая таблица в мире. Британская Test Card F вышла в эфир 2 июля 1967 года на канале BBC2. На следующий день после того, как зрителям впервые показали цветное вещание.

В центре у нее ни индейца, ни абстрактного узора. В центре сидит восьмилетняя девочка и играет в крестики-нолики с игрушечным клоуном. Почему вдруг живой человек посреди измерительной таблицы?

Потому что цветному телевидению важнее всего, чтобы правильно выглядела человеческая кожа. Зеленое небо мы простим, синий лес тоже, а позеленевшее лицо ведущего — нет, оно бросается в глаза и раздражает. Значит, в эталоне нужно живое лицо, по которому сразу видно, что с телесными тонами все в порядке.

Девочку звали Кэрол Херси. А таблицу придумал и собрал ее отец — Джордж Херси, инженер BBC. Он перебрал несколько кандидаток (среди прочих и младшую дочь) и в итоге снял Кэрол. Деталей вокруг этой фотографии столько, что они сами тянут на отдельную главу. Девочка оказалась левшой — слайд пришлось зеркально перевернуть, чтобы мел был «в правильной» руке. Клоуна по имени Бабблз притащили на съемку специально, но по цвету он не подошел, и для кадра ему сшили зеленую накидку — снова ради проверки цвета. 

За работу Кэрол заплатили сто фунтов, но культурный след она оставила колоссальный. По разным подсчетам, ее фотография провисела в эфире что-то около семидесяти тысяч часов (примерно восемь непрерывных лет). Кэрол Херси внесена в Книгу рекордов Гиннесса как самое долго показываемое лицо британского телевидения: девочка, которая больше толком нигде и не снималась, в эфире мелькала чаще любого диктора, актера или политика.

Фотография Кэрол в составе настроечной таблицы Test Card F не осталась исключительно британской: ее крутили как за пределами BBC, так и за пределами Британии. По разным оценкам, в десятках стран, от норвежского до шведского вещания. А когда в Британии пошел переход на цифру, BBC в 2009 году не стала рисовать что-то новое — старую фотографию Кэрол пересняли в высоком разрешении и снова пустили в дело, теперь уже как помощь зрителям, перенастраивавшим приемники.

То есть кадр, снятый в 1967 году с восьмилетней девочкой и ее клоуном, дослужил до эпохи плоских панелей. Сама Кэрол к тому времени давно выросла, стала художником по костюмам и, по ее собственным словам, относилась к своей телевизионной славе с юмором.

Сухие таблицы

Если Великобритания и США отталкивались от изображения людей (пусть и несколько условных, как с головой), то их коллеги в других странах выбрали более схематичный путь.

В конце шестидесятых в лаборатории Philips под Копенгагеном датский инженер Финн Хендиль собрал генератор, который рисовал таблицу целиком электроникой. Никакой пластины с картинкой, никакого моноскопа, никакой камеры, снимающей бумажный лист. Схема сама, на лету, формировала и круг, и сетку, и полосы, и серую шкалу, причем отдельными сигналами для яркости и для цвета. 

Прибор получил скучнейшее имя PM5544, а его картинку прозвали «кругом Philips». В эфир она пошла с начала семидесятых и расползлась по доброй половине мира. Если вы вспоминаете «сетку» как круг в клетчатом поле с цветными полосами и темным окошком, где написаны буквы станции, — почти наверняка вы вспоминаете потомка этого самого PM5544.

Разница между моноскопом и генератором Хендиля примерно такая же, как между отсканированной картинкой и векторной графикой. Старый способ хранил готовый кадр и проигрывал его как есть. Новый описывал картинку правилами и собирал ее заново каждый раз — это чище и стабильнее. Плюс буквы станции можно поменять, не перерисовывая всю пластину. 

Кстати, про буквы. По цепочке к связистам в аппаратную сходилось много таблиц от разных студий и передатчиков. Каждый имел собственную метку в рамках таблицы. Без этой метки можно было запутаться, откуда что пришло, во время каких-то аварий и переключениях на резерв. В этом смысле буквы в таблице можно сравнить с заголовком пакета который сообщает, кто отправитель. На больших узлах такая мелочь экономила уйму времени.

Профилактика

Ну вот добрались и до СССР. 

У советского телевидения своя линия таблиц. Самая ранняя из знаменитых — ТИТ-0249. Черно-белая, разработана в 1949 году. По кругам и квадратам на ней настраивали геометрию растра, а по клиньям из тонких линий проверяли четкость: чем дальше глаз различает отдельные полоски, тем выше разрешение. Транслировали ее максимально простым способом: буквально снимали камерой со специальной стеклянной пластины. Но прожила она очень долго — на телезаводах и в мастерских ею пользовались чуть ли не до середины восьмидесятых.

С названием здесь, правда, путаница. ТИТ — это «телевизионная испытательная таблица», тут все согласны. А вот «0249» расшифровывают по-разному. Одни говорят: 02 — вторая модель, 49 — год разработки. Другие — что 02 — это февраль, и тогда читается «февраль 1949-го». Где правда, я честно не докопался. 

А вот та самая сетка с большим кругом, которую вспоминает большинство, — это уже другое. Она называлась УЭИТ — Универсальная Электронная Испытательная Таблица. Рассчитана была под наш цветной стандарт SECAM и под экран с привычными пропорциями 4:3.

В отличие от «головы индейца» авторы нашей таблицы известны точно: Николай Дерюгин и Виктор Минаев. Опытные передачи пошли с Останкино примерно в 1970 году, а с 1971-го в дело пошел доработанный второй вариант.

Интереснее другое — неофициальное название УЭИТ. В среде связистов ее называли «таблицей цветовой профилактики». Отсюда и пошло народное название «профилактика»: когда телевизор показывал УЭИТ и не показывал передачи.

Анатомия кружка

Теперь, как обещал, разберем таблицу на детали. Важно понимать: это не картинка, а целый набор измерительных приборов, нарисованных на одном экране. Каждый меряет что-то свое, и стоит научиться их читать — узор перестает быть узором.

Начнем с того, с чего уже начинали, — с большого круга в центре. Это индикатор геометрии. Развертка в кинескопе тянет луч по экрану слева направо и сверху вниз, и если тянет неравномерно, идеальный круг вылезает то яйцом, то бочкой. Глаз ловит это на круге мгновенно — кривизну окружности видно куда лучше, чем растянутый угол прямоугольника. Потому круг и поставили в середину, на самое видное место.

Фон под кругом — клетчатая сетка из тонких линий. Та самая, за которую все изображение и прозвали «сеткой». Она про сведение лучей. Цветной кинескоп рисует картинку тремя пушками — красной, зеленой, синей, — и в идеале их лучи сходятся в одну точку. Если не сходятся, белая линия расслаивается: с одной стороны выползает красный ободок, с другой — синий.Если по краям клеток видно цветную бахрому — сведение ушло. Чистая белая клетка — все свели. Заодно сетка делит экран на ровные квадраты, по которым удобно отсчитывать, где что находится.

Серая лесенка — полоса, разбитая ступеньками от черного к белому. По ней выставляют яркость и контраст. Но интереснее другое: по крайним ступенькам видно, не «съедает» ли телевизор детали в тенях и в светах. Если две самые темные ступеньки слились в одно пятно — значит, в тенях провал, все темнее какого-то порога экран показывает одинаковой чернотой. Слиплись самые светлые — то же самое в светах, картинка «выбелена». Хорошо настроенный экран честно разводит все ступеньки, от угольной до белоснежной.

Цветные полосы отвечают за цвет — и за сами оттенки, и за насыщенность: не блеклый ли цвет, не перекручен ли, на месте ли. Тонкость в том, что на глаз тут много не наловишь. Для точной настройки по полосам нужен осциллограф, причем не простой, а умеющий выхватывать отдельные строки сигнала. Так что полосы — это скорее для прибора, чем для зрителя.

Сходящиеся клинья из штрихов — проверка на разрешение, ее мы уже считали раньше. Принцип незамысловатый: штрихи к одному концу сгущаются, и там, где экран перестает различать их по отдельности и видит сплошную серую кашу, проходит граница четкости. Чем дальше держится раздельность — тем выше разрешение. В электронной таблице эти штрихи формируют не на глазок, а сигналами строго заданных частот, и каждая частота соответствует своему числу различимых линий.

Рамка по самому краю — про запас изображения за кромкой экрана. Тут надо знать одну особенность старых телевизоров: картинку они показывали с напуском, чуть больше, чем влезало в экран, и края попросту уходили за обрез маски кинескопа. Рамка с метками по периметру и нужна была, чтобы понять, сколько именно съедает край и не убежало ли за обрез что-то важное. Грубо — это как поля документа, по которым проверяют, что при печати не обрезали текст.

И, наконец, темное окошко с буквами. Оно, единственное, ничего не измеряет. В нем писали, чей это сигнал: канал, телецентр, иногда служебную пометку. Чтобы тот, кто смотрит на таблицу за сотни километров, понимал, чью картинку он сейчас крутит.

Вот, собственно, и вся анатомия. Узор, который казался абстрактным, на поверку — приборная панель. Просто очень компактно нарисованная. Приложу картинку из заголовка еще раз тут, чтобы вам было удобнее смотреть.

Тон на тысячу герц 

Те, кто застал появление УЭИТ на экране могут помнить еще одного ее верного, но противного спутника. Писк, от которого быстро начинало звенеть в ушах.

Это поверочный тон в 1000 герц. Он был нужен, чтобы настроить и проверить звук: выставить громкость, поймать хрип или дребезг в динамике, послушать, не плывет ли частота. 

Не везде этот тон прижился. В той же Швейцарии и Швеции от занудного писка довольно быстро отказались и стали пускать под таблицу тихую музыку — что-то легкое и без авторских отчислений. Благодаря этому телевизор во время профилактик часто включали фоном и у многих жителей настроечные таблицы стали ассоциироваться с чем-то домашним, уютным и спокойным.

Будущее без таблиц или старый добрый кружок?

Думаю, вы уже поняли, почему сегодня вы больше не увидите настроечную таблицу на ваших экранах.

Во-первых, телевидение доросло до круглосуточного вещания, и пустоты, которую нечем заполнить, в эфире не осталось. Зачем крутить настроечный кружок ночью, если можно поставить еще один блок рекламы или повтор сериала?

Во-вторых, сами телевизоры поумнели. Цифровому приемнику не нужно, чтобы зритель крутил ручки и ловил геометрию по кругу: он либо показывает картинку, либо не показывает вовсе. Калибровка ушла внутрь, в прошивку, и мишень снаружи стала лишней.

Но идея, как и положено хорошей идее, никуда не делась — просто уехала туда, где ее не видит обычный зритель. Загляните в любую студийную аппаратную или монтажку: там до сих пор гоняют цветные полосы — прямых потомков той же логики — чтобы свести цвет между камерами и мониторами. 

У этих полос даже свои родословные: американский набор SMPTE оформили стандартом еще в конце семидесятых, в Европе прижились полосы EBU — те самые восемь цветных столбиков, которые вы наверняка хоть раз ловили на экране. 

Заключение

Настроечные таблицы ушли из эфира — но не исчезли полностью. Они живут в нескольких нишах.

Во-первых, производители профессионального видеооборудования до сих пор используют тестовые сигналы для калибровки камер, мониторов и производственных линий. Там просто другие форматы — цифровые, под конкретные стандарты (HD, 4K). Суть та же, инструмент другой.

Во-вторых, энтузиасты и коллекционеры. Оригинальная стеклянная пластина ТИТ-0249 — реальный раритет. 

В-третьих, культурный след. Test Card F в Великобритании — настоящий культурный объект. Ее пародировали, на нее ссылались в сериалах (в «Жизни на Марсе» девочка с тест-карты — один из главных персонажей), ее воспроизводили как арт-объект. В Сингапуре паттерн PM5544 вообще нарисован как мурал на жилом доме — просто потому что узнаваемо.

УЭИТ в России тоже узнаваемый многими образ. И свое изображение на здании у нее имеется: на телецентре «Останкино». А вот в телевизорах эту таблицу больше не показывают. Теперь эта технология — часть огромной истории телевидения.

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.
Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.