DreamVideo è un digital magazine mensile con focus specifico sulla produzione e post-produzione video, rivolto a videomaker e filmmaker, che siano professionisti o semplici appassionati.    |     Anno XIV nr.169-2024    |     ISSN 2421-2253

Le telecamere broadcast (1)

 

La televisione con il suo complesso sistema di elettronica può ad un primo approccio sembrare completamente differente da qualsiasi tecnologia che l'ha preceduta.

Ad un esame più attento questo nuovo mezzo rivela similitudini con altri sistemi di acquisizione dell'immagine che ci sono più famigliari, ad esempio la cinematografia, la stampa e la fotografia.

Anche la televisione così come la stampa a colori e la fotografia,  parte da un concetto di "tri-stimolo" per produrre un'immagine a colori.

Ognuno di questi sistemi utilizza una certa combinazione di tre colori di base per produrre l'immagine. La televisione utilizza come colori di base : il rosso "R", il verde "G" e il blu "B".

Questi tre colori consentono per somma o differenza di produrre un ampio spettro colore che tuttavia non può essere riprodotto interamente dal sistema televisivo PAL.

Il sistema televisivo PAL in emissione pone per il video una larghezza di banda limitata a soli 6 MHz. e pertanto sebbene la camera possa rilevare immagini di più alta qualità (per una qualità di riproduzione più alta servirebbe una banda più larga in emissione), la risoluzione, la colorimetria, il gamma e quindi la percezione qualitativa dell'immagine rilevata vengono limitati da questa banda passante di 6 MHz in emissione (la larghezza di banda della portante di quel canale televisivo in emissione). 

Molto si potrebbe dire circa la scelta di limitare la banda passante del canale in emissione a soli 6 MHz., questa scelta è stata fatta quando negli anni 60 si codificarono i canali di emissione televisiva e la relativa banda riservata in etere.

La scelta venne fatta ovviamente basandosi sulle tecnologie disponibili all'epoca e fu un compromesso tra la qualità del segnale che veniva trasmesso e il numero di canali che con 6 MHz/canale (6.5 MHz con audio e inter-banda) si potevano allocare nello spettro VHF-UHF riservato all'emissione televisiva.

Detto per inciso anche se il segnale non va in emissione ma viene comunque fruito di linea su un monitor/TV PAL la limitazione è pur sempre quella del sistema PAL in quanto anche i dispositivi televisivi di uso comune si uniformano allo standard PAL.

Detto sempre per inciso se si dovesse passare a una risoluzione, gamut colorimetrico, gamma di dinamica più alta come ad esempio quello della TV HD (Hight Definition) secondo il sistema PAL-EUREKA progettato negli anni 80 ma mai veramente utilizzato, si otterrebbe un utilizzo di larghezza di banda 4 volte maggiore, il che porterebbe lo spazio in etere disponibile per un numero di canali esattamente ¼ di quelli attuali.

Avremmo un numero minore di emittenti ma con una qualità 4 volte maggiore di emissione. La scelta quindi è politico/economica, non tecnica.

Per risolvere questo problema sono nati i sistemi di compressione del segnale video, ad esempio il sistema MPEG-2, un sistema scalabile studiato proprio per consentire emissione di alta qualità con limitata larghezza di banda (per semplicità e chiarezza qui di seguito parleremo solamente di sistemi non compressi).

In conseguenza di questo tutto il sistema PAL di produzione del video in bassa frequenza (prima dell'emissione) venne tarato su questo limite di banda di 6 MHz.  La scelta fatta per il sistema PAL risultò ben presto essere una scelta miope in quanto non teneva conto dell'evoluzione tecnologica che si pensava  piuttosto lenta e che invece procedette a velocità maggiore di quella prevista.

Ben presto i sistemi di produzione televisiva raggiunsero e superarono le limitazioni imposte dal sistema PAL che a tutt'oggi risulta obsoleto ma che così come tutti gli standard di distribuzione quando diffusi a livello mondiale sono estremamente difficili da sostituire o aggiornare principalmente per ragioni politico/economiche.

Assodato quindi che la qualità del sistema di ripresa ha come limite il sistema PAL e parlando esclusivamente del primo dispositivo di rilevazione dell'immagine televisiva ovvero di una telecamera, vediamo come questo prezioso dispositivo lavora in questo sistema.




Il sistema di base della telecamera

La televisione divenne una realtà pratica con l'invenzione di due dispositivi elettronici che utilizzano un fascio di elettroni che viaggiando in un tubo sotto vuoto, pilotato da campi magnetici, va ad eccitare una superficie fotosensibile. Il primo dispositivo è il tubo di rilevazione dell'immagine che si trova nella telecamera (Image Pick Up Tube), il secondo dispositivo è il suo simmetrico ed è il tubo catodico del televisore (Catode Ray Tube ? CRT). 

La televisione è un sistema simmetrico: 

tubo o CCD > Televisore/Monitor

così come in audio accade per  Microfono > Altoparlante. Un televisore concettualmente è un tubo da ripresa televisiva che lavora in modo speculare; un altoparlante concettualmente è un microfono che lavora in modo speculare.

La tecnologia elettronica di cattura dell'immagine consentì di uscire dalle limitazioni tecnologiche imposte dai sistemi di cattura/riproduzione dell'immagine sino ad allora esistenti che si basavano principalmente su tecnologie elettromeccaniche e chimiche (ad esempio la cinematografia).

Gli studi relativi a questa nuova tecnologia furono fatti principalmente negli USA, negli anni 30 e 40. La prima vera emissione commerciale televisiva venne fatta  dalla BBC (U.K.) negli anni 50 e non era certo la televisione che conosciamo oggi, era in bianco e nero e la risoluzione verticale era di sole 400 linee, tuttavia funzionava e questo sistema di distribuzione dell'immagine in movimento (in B/N), migliorato sino a una risoluzione di 600 linee attive verticali e con una risoluzione orizzontale di circa 500 punti sulla riga, divenne gestibile, si diffuse rapidamente e risultò economicamente produttivo. Il tutto accadeva in modo analogico, senza semi-conduttori, senza computer e funzionava molto bene; il sistema fu via via affinato, reso più affidabile e performante e migliorato per qualità intrinseca sino alla televisione a colori che conosciamo oggi.

Il dispositivo di rilevazione dell'immagine, lo "Image Pick Up Tube" che si trova nella testa della telecamera e sostituito in seguito dal CCD (Charge Coupling Device), è il cuore della telecamera. Attorno a questo prezioso dispositivo ruota tutta la progettazione della telecamera e dell'ottica preposta. 

La telecamera è solo il punto di partenza del lungo processo che consiste nel portare l'immagine televisiva sino all'osservatore.

La telecamera è la  parte più creativa ed eccitante di questo lungo processo ed anche il dispositivo più importante essendo essa preposta all'acquisizione della realtà che ci circonda praticamente in tempo reale e mettendo questa informazione a disposizione dei processi di distribuzione. La telecamera quindi deve confrontarsi con il mondo reale, deve produrre immagini di cose vere, non sintetiche e deve quindi confrontarsi con il mondo esterno in cui deve poter lavorare, catturando la realtà e i suoi infiniti modi di presentarsi, deve poter lavorare sovente anche in ambiente ostile nonostante la sua estrema complessità costruttiva, deve essere pratica e soprattutto estremamente affidabile, deve fornire la più alta qualità possibile.

Tutte le telecamere fatte per l'uso principalmente in esterni (ENG - Electronic News Gatering oppure per EFP - Electronic Field Production) posseggono queste parti principali e ben distinte:

  • Un obbiettivo per poter inquadrare e focalizzare la scena.
     

  • Un sistema ottico di separazione dei colori in tricromia (RGB).
     

  • Un sistema di rilevazione dell'immagine in tricromia in grado di trasformare questa informazione in segnali elettrici.
     

  • Un sistema di alimentazione che fornisca energia alla camera.
     

  • Un sistema di circuitazione elettronica che processi i segnali elettrici originari trasformandoli in una codifica secondo lo standard televisivo. Queste circuitazioni presiedono a queste principali funzioni:

    • Correggere le disfunzioni dell'ottica.

    • Correggere la temperatura colore dell'illuminazione della scena.

    • Comprimere il gamma della dinamica dell'immagine.

    • Incrementare il dettaglio apparente della scena.

    • Introdurre la funzione non lineare di trasferimento "pre-gamma".

    • Codificare i tre segnali primari secondo uno degli standard di trasferimento del segnale video.

    • Generare e sommare sincronismi di spazio/tempo alla codifica video.

Le telecamere da studio pur essendo concettualmente simili posseggono dispositivi aggiuntivi dedicati ad uso specifico.

 
Autore: Rolando Pellacani
 
 
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