Streven. Jaargang 21

[p. 57]

Doorbraak van de kleurentelevisie
Henk Jans

Op 25 augustus jl. gaf Willy Brandt vanuit Berlijn het startsein voor de kleurentelevisie in Europa. In de weken die daaraan voorafgingen kon men in de grote Duitse steden bij de handelaars die de nieuwe, nogal dure waar aan de man probeerden te brengen, merkwaardige dingen lezen. Bijvoorbeeld: ‘Wie de kleuren te heftig vindt, kan in een handomdraai omschakelen naar pastelkleuren’. Als zoiets mogelijk is, en het ìs mogelijk, dan moet er wel een groot verschil bestaan tussen onze ‘natuurlijke’ waarneming van kleuren en het kleurenbeeld dat de televisie biedt. Dat is inderdaad zo. De kleurentelevisie is het voorlopig eindpunt van een lange geschiedenis, waarin de verworvenheden van de zwartwit- en de kleurenfotografie, van de film en van de radio, als zovele fasen van een steeds ingewikkelder proces, eerst gerealiseerd moesten worden, voor men aan (kleuren-)televisie ook maar kon gaan dénken. De historische opeenvolging van de technische prestaties fotografie, film, fotografie en film in kleuren, is een getrouwe weerspiegeling van drie wezenlijke aspecten van het menselijke zien-van-bewegingen-in-kleur. In de eerste plaats ziet de mens een ruimtelijk gestructureerd, een geometrisch beeld. Vervolgens neemt de mens veranderingen in dat beeld, bewegingen, waar. En tenslotte gaan deze waarnemingen gepaard met de heel bijzondere gewaarwording van de kleur. Alleen een nauwgezet en vooral gezamenlijk onderzoek van de fysische, fysiologische en psychologische aspecten van dit als eenheid ervaren en gerealiseerde menselijke zien, heeft het mogelijk gemaakt bewegende beelden in kleur te reproduceren op het filmdoek en het televisiescherm. Dit hele proces zouden wij, wel een beetje eenzijdig, als volgt samen kunnen vatten: de techniek heeft haast systematisch de limieten van het menselijke zien uitgebuit om haar moeilijke taak te vereenvoudigen en, ondanks die simplificatie, toch een bevredigend resultaat te bereiken.

De weergave van het geometrische beeld

De eerste vraag die wij moeten beantwoorden is deze: wat gebeurt er wanneer wij een statisch beeld zien en de kleuren voorlopig buiten beschouwing laten? Als optisch instrument bestaat het oog wezenlijk uit een lens die een beeld projecteert op een gebogen vlak, het netvlies. Door vormverandering kan de

[p. 58]

lens scherp gesteld worden op verschillende afstanden en door diafragmeren van de iris is een zeer grote adaptatie aan verschillende helderheden mogelijk. Het netvlies is niet homogeen, maar bestaat uit een mozaïek van lichtgevoelige celletjes: ze bevatten stoffen die onder invloed van het licht chemische veranderingen ondergaan waardoor elektrische energie vrijkomt die de oogzenuw prikkelt en ten slotte in een bepaald deel van de hersenschors de gewaarwording van het zien tot stand brengt.

Door de mozaïekstructuur van het netvlies is de gezichtsscherpte van het oog wezenlijk bepaald en beperkt, en dat is van groot belang voor de fotografie én de televisie. Immers, wanneer twee beeldpunten zo dicht bij elkaar liggen dat ze op dezelfde fotocel terechtkomen, kunnen ze niet meer als gescheiden punten worden waargenomen. Men pleegt de gezichtsscherpte dan ook te bepalen door na te gaan onder welke hoek het oog twee punten van het voorwerp moet waarnemen om ze nog als gescheiden punten te kunnen zien. Voor het menselijke oog ligt deze hoek, vooral bij snel opeenvolgende beelden, zowat tussen 1 en 4 boogminuten (de minuut als zestigste deel van een graad, waarvan 90 een rechte hoek vormen). Wanneer nu zou blijken dat het technisch makkelijker is een afbeelding te verwezenlijken door middel van een groot aantal punten of lijnen waarin het beeld wordt verdeeld, dan is daartegen geen bezwaar, op voorwaarde dat deze punten en lijnen, bekeken vanop een bepaalde afstand, zo dicht bij elkaar liggen dat ze beneden de zo even beschreven grens van de gezichtsscherpte blijven. Het menselijke oog neemt dan geen punten of lijnen, maar een continu verlopend beeld waar.

Zowel de fotografische afbeelding als het televisiebeeld vertonen een zekere analogie met de beeldvorming in het menselijke oog. Door de lens van de fotografische camera (die op verschillende afstanden kan worden ingesteld en aan verschillende helderheden geadapteerd) wordt een beeld geprojecteerd op een plat vlak. Daar bevindt zich als wezenlijk element de emulsie, een stof die onder inwerking van het licht chemische veranderingen ondergaat die door gepaste behandelingen (ontwikkeling, fixeren, enz.) bestendigd kunnen worden en weer zichtbaar gemaakt. Het fotografische beeld zal dus ook gekorreld zijn: zolang deze korrels echter, ook bij vergroting, door het menselijke oog niet als gescheiden punten worden waargenomen, ondervinden wij er geen hinder van. De drukkunst maakt trouwens systematisch gebruik van deze beperktheid van het menselijk zien: als je een homogeen lijkende zwartwit- of kleurenreproduktie met een sterk vergrootglas bekijkt, merk je dat ze uitsluitend uit een steeds wisselende verdeling van witte, zwarte en enkele verschillend, maar uniform gekleurde vlekjes bestaat.

Er is echter een groot verschil tussen het fotografische beeld (of de gedrukte reproduktie) en het televisiebeeld. Het eerste ligt in zijn geheel voor ons, het televisiebeeld moet op het ogenblik zelf dat we het willen zien, uit lijnen en punten worden opgebouwd. Mogen we er even aan herinneren hoe het televisiebeeld eigenlijk tot stand komt? De opnamecamera bevat als een soort netvlies een mozaïek van fotocellen; een elektronenstraal tast volgens een bepaald ritme, in een bepaald aantal horizontale lijnen, dit oppervlak af en registreert

[p. 59]

de telkens wisselende lichtsterkte. Deze informatie wordt door de zender naar de televisie-ontvanger doorgestuurd; op een draaggolf met een welbepaalde golflengte (waarop de ontvanger moet afstemmen) wordt de informatie gesuperponeerd samen met synchronisatiesignalen die aangeven wanneer een beeld en een lijn begint. Al deze informaties worden in de ontvanger aan het elektronenkanon van de beeldbuis meegedeeld: het televisiescherm bevat een fluorescerende stof, die getroffen door de elektronenstraal, meer of minder licht uitzendt volgens de ontvangen en in elektrische spanning omgezette informaties. In Europa wordt één beeld gevormd in een tijdspanne van 1/25 seconde. Het komt er dus op aan het televisiebeeld te ontleden en weer op te bouwen in een voldoende aantal lijnen en lichtende punten, zodat het menselijke oog, vanop een behoorlijke afstand, die lijnen en punten niet meer als zodanig waarneemt. Niet zonder belang voor het televisiekijken zijn ook nog de verschijnselen die verband houden met het gezichtsveld van het menselijke oog. Dit veld is tamelijk groot: het netvlies ontvangt beeldindrukken naar boven, naar beneden en naar de neus toe over een hoek van 60 graden, naar de slaap toe zelfs over een hoek van 90 graden. Toch is de zone van het scherpe zien tot een kleine oppervlak, de zogenaamde gele vlek, van het netvlies beperkt. Door de grote beweeglijkheid van de ogen fixeert de mens spontaan de verschillende beeldelementen die in het ruime gezichtsveld zijn aandacht wekken. Het is zelfs zo dat het oog vermoeid raakt wanneer het te lang een te klein oppervlak moet waarnemen: dit is bijvoorbeeld het geval wanneer men te ver van het scherm verwijderd is. De praktijk heeft uitgewezen dat het beeld in zijn geheel over een hoek van minstens 10 tot 12 graden bekeken moet worden om niet te vermoeien. Maar ook dan blijft het waar dat het TV-beeld slechts een paar procent van ons totale gezichtsveld inneemt. Ook dit kan tot vermoeienis van de oogzenuw lijden indien het helderheidscontrast tussen het beeld en de omgeving voortdurend te groot is. Daarom moet de ruimte waarin het TV-toestel staat opgesteld, zo verlicht worden, dat een al te groot contrast in helderheid wordt vermeden (1 op 50 lijkt een goede maat).

De weergave van bewegingen

De weergave van bewegingen in het beeld stelt aan de techniek veel grotere eisen. Ook hiervoor heeft eerst de film een oplossing gevonden. En weer werd gebruik gemaakt van een limiet van het menselijke oog, de traagheid namelijk van de lichtindrukken op het netvlies, die elkaar niet onbepaald snel kunnen opvolgen. De film maakt dus van een bewegend object een aantal momentopnamen, die na elkaar heel even aan het menselijke oog worden voorgesteld. De ervaring heeft geleerd dat wanneer ons meer dan zestien dergelijke momentopnamen per seconde worden voorgesteld, wij de indruk krijgen van een continue beweging. In de huidige filmtechniek geeft men 24 beelden per seconde. Op zichzelf geeft dit echter nog geen voldoening. Het menselijke oog is namelijk bijzonder gevoelig voor globale helderheidsverschillen. Indien bij de projectie de lichtstroom slechts 24 keer wordt onderbroken, dan hebben wij wel de

[p. 60]

indruk van beweging, maar het beeld flikkert nog. Wij hebben allen al wel eens meegemaakt dat een filmprojector defect raakte: begon trager te draaien, en meteen werden wij dan een hinderlijke flikkering (aan- en uitgaan) gewaar. Om deze flikkering te doen verdwijnen wordt de lichtstroom per beeld tweemaal onderbroken: wij krijgen dus per seconde 24 beelden, en 48 lichtonderbrekingen. Die frequentie is voor ons trage oog te groot en de illusie is volmaakt. De televisie gebruikt analoge methodes om op het scherm een illusie van beweging te doen ontstaan. In Europa werkt men met een frequentie van 25 beelden per seconde. Dit is zeker voldoende om een echte beweging na te bootsen. Het grote verschil is echter dat elk van die 25 beelden niet als momentopname direct op het scherm verschijnt, maar dat ieder beeld volgens de boven beschreven techniek op het scherm moet worden aangebracht. Maar met 25 beelden per seconde is er nog die hinderlijke flikkering, terwijl 1/25 seconde verschil tussen het bovenste punt links en het onderste punt rechts van de ‘momentopname’ toch een beetje lang lijkt. Deze dubbele moeilijkheid werd op elegante wijze opgelost door de zogenaamde interliniëring: eerst wordt het beeld volgens de oneven lijnen beschreven, en dan volgens de even lijnen. Wij krijgen dus per seconde 50 halve beelden: de indruk is homogener en de flikkering is weg.

De weergave van gekleurde beelden¹

Over kleuren zou men eindeloos kunnen praten. Het is een boeiend en onuitputtelijk onderwerp. De natuur en de samenstelling van het licht, het ontstaan van kleuren in gekleurde voorwerpen, en tenslotte het zien van kleuren door de mens, het zijn verschijnselen van een steeds grotere complexiteit. Wij kunnen hier alleen het meest wezenlijke even resumeren. Zoals bekend bestaat het zogenaamde ‘witte’ zonnelicht uit een verzameling van elektromagnetische golven, die bijvoorbeeld door een prisma in een spectrum kunnen worden ontleed en waarvan een bepaalde fractie door het menselijk oog als kleur wordt waargenomen. Deze zuivere spectrumkleuren gaan van rood over oranje naar geel, geelgroen, groen, blauwgroen en blauw naar violet. De voorwerpen die wij als gekleurd ervaren, moeten verlicht worden om hun kleur te kunnen manifesteren: ze zijn gekleurd omdat ze het witte licht selectief absorberen, zodat ze slechts een fractie van het spectrum ongehinderd doorlaten of reflecteren. Een rode roos absorbeert praktisch alle energie uit de groene en blauwe zone van het spectrum en verschijnt daarom in wit licht als rood; een zwart lichaam absorbeert het licht van het hele spectrum; een wit lichaam absorbeert nagenoeg niets, reflecteert dus het invallende licht zonder wijziging en er treden geen kleuren op. Nu komen zuivere spectrumkleuren in de natuur vrijwel niet voor. Ze zijn ons wel bekend uit de techniek, in natriumlampen, neonlampen enz. We kunnen iedere in de natuur voorkomende kleur door fysische metingen nagenoeg volmaakt determineren: door haar spectrum te ontleden volgens zijn

1 Cfr. G. Forrez, Kleurentelevisie, in Streven, januari 1957, pp. 353-360, waarin de klassificatie der kleuren, de opname, transmissie en de ontvangst van gekleurde televisiebeelden, uitvoeriger werden behandeld.

[p. 61]

samenstelling èn de relatieve intensiteit van de daarin aanwezige golflengten. Als we dat zouden doen, zouden we merken dat er een onoverzichtelijk groot aantal kleuren bestaat die volgens dit criterium van elkaar verschillen. Kleuren willen reproduceren door hun fysische samenstelling volmaakt te copiëren, is dan ook een onbegonnen werk. Maar ook hier maakt de techniek gebruik van het feit dat het menselijke oog lang niet zo veeleisend is.

Hoe ontstaan immers de kleurgewaarwordingen bij de mens? De fotocelletjes die we boven reeds vermeld hebben, zijn van dubbele aard. Naar hun vorm onderscheiden we staafjes en kegeltjes. De staafjes zijn alleen gevoelig voor helderheid: in het schemerduister zien we alleen met de staafjes en kùnnen dan ook geen kleuren waarnemen. De kegeltjes zijn gevoelig voor kleuren: ze zijn het dichtst geconcentreerd in de gele vlek, maar kunnen pas functioneren wanneer een bepaalde drempel van helderheid overschreden is. Zowel staafjes als kegeltjes verwerken de lichtindrukken met een zekere traagheid (zie boven). De fotochemische en fysiologische aspecten van het kegeltjes-zien zijn tot op de dag van vandaag nog steeds voorwerp van onderzoek en discussie. Een volledig sluitende verklaring is er nog niet gevonden. Ondertussen werd evenwel het merkwaardige feit geconstateerd dat voor onze (subjectieve) ervaring alle kleursoorten kunnen worden gereproduceerd door in gepaste verhouding drie soorten licht te mengen die uit verwijderde gebieden van het zichtbaar spectrum worden gekozen, bijvoorbeeld rood, groen en blauw. Elke kleursoort kan tevens in verschillende gradaties voorkomen: van verzadigd (zonder bijmenging van wit) over steeds blekere tinten tot zuiver wit op de limiet. Op dit belangrijke feit, dat de mens lang niet alle spectraal verschillende kleuren als evenveel verschillende kleuren ervaart, is de weergave van kleuren gebaseerd in de drukkunst, de kleurenfotografie en de kleurentelevisie.

Bekijken we met een loep een fraaie driekleurendruk: alle kleursoorten blijken gevormd door de wisselende combinatie van bijvoorbeeld rode, gele en blauwe punten, terwijl de verzadigde kleuren veel zwarte, de blekere veel witte punten bevatten. Zonder loep kunnen we de punten niet meer onderscheiden en wordt het beeld volmaakt. In de kleurenfotografie moet de film drie verschillende emulsies bevatten, voor blauw, groen en rood licht. Door aangepaste behandeling, heel wat ingewikkelder dan voor de zwartwit-fotografie, komt een uit drie lagen samengesteld kleurenbeeld tot stand, dat met wit licht doorstraald, tenslotte op het scherm nagenoeg alle kleurvariaties van het oorspronkelijke beeld weergeeft, althans in de mate waarin het menselijke oog, met zijn onvolmaaktheden, deze kleurvariaties als een goede weergave van de werkelijkheid ervaart. Hoe zal men nu een gekleurd televisiebeeld realiseren? Men zal bij de opname het beeld in drie hoofdkleuren moeten opnemen. Het rode, groene en blauwe beeld zal ook punt na punt en lijn na lijn worden afgetast en de verschillende intensiteiten zullen geregistreerd worden. De zender moet nu deze informatie, die onvermijdelijk veel meer elementen bevat dan de zwartwit-televisie, op een of andere manier naar de ontvanger overbrengen. De verschillen tussen de concurrerende televisiesystemen, het Amerikaanse NTSC, het Duitse PAL en het Franse SECAM situeren zich vooral op dit niveau: alsof het probleem nog

[p. 62]

niet ingewikkeld genoeg was, werd er nog een politieke dimensie aan toegevoegd! Indien de strijd tussen SECAM en PAL onbeslist blijft, zullen de Belgen wel van meet af aan toestellen moeten kopen die beide systemen kunnen ontvangen en die naar schatting ongeveer het dubbele zullen kosten van wat de Nederlanders, de Duitsers en de Fransen moeten neertellen. Op dit aspect van het probleem gaan we niet verder in, en we onderzoeken hoe de kleurenontvanger werkt. In alle systemen is de werking, op dit ogenblik althans, principieel dezelfde. Het fluorescerend scherm moet licht uitzenden in de drie hoofdkleuren, rood, groen en blauw. Men heeft stoffen kunnen vervaardigen, fosfors genaamd, die rood, groen en blauw gaan fluoresceren wanneer ze met elektronen worden beschoten². De beeldbuis moet nu in plaats van één elektronenkanon er drie bevatten, één voor elke kleur en deze drie elektronenkanonnen moeten volgens de ontvangen informaties, punt na punt en lijn na lijn hun respectievelijke fosfors meer of minder doen fluoresceren. Het is een hele opgave zulk een beeld te realiseren zonder babelse kleurenverwarring. Op het scherm worden de drie fosfors aangebracht, in identiek gerangschikte groepjes van drie: elk groepje is één beeldelement en de beeldelementen zelf zijn talrijk genoeg om door het menselijke oog niet gescheiden te worden waargenomen. Tussen het scherm en de elektronenkanonnen wordt het zogenaamde ‘masker’ aangebracht, een plaat doorboord met een groot aantal fijne gaatjes. Deze gaatjes beperken de diameter èn de richting van de drie elektronenbundels zo, dat elk van de drie bundels uitsluitend de voor hem bestemde fosfor kan treffen en de geburen met rust laat. Is het nog nodig erop te wijzen dat een goed functionerend kleurentelevisieapparaat werkelijk een precisieapparaat is, dat we normaal slechts in gespecialiseerde laboratoria zouden verwachten? Dit verklaart meteen de nog vrij hoge aankoop- en onderhoudskosten, al lijdt het geen twijfel dat de drempel van de industriële produktie reeds werd overschreden.

2 Cfr. H. Jans, Het fluorescerend T.V.-scherm, in Streven, januari 1959, pp. 347-352, waarin de fluorescentie-verschijnselen uitvoerig werden behandeld.

Een kruispunt van wetenschap en techniek

De kleurentelevisie kan beschouwd worden als een van de meest typische produkten van onze tijd, typisch namelijk voor de trend die zich steeds duidelijker aftekent in de huidige wetenschap en techniek. Dat de moderen wetenschap en techniek vele ontdekkingen en prestaties te danken hebben aan een steeds verder doorgevoerde specialisatie, hoeft allang geen betoog meer. Er was geen televisie mogelijk geweest zonder de ontwikkeling van de elektronica in haar meest gespecialiseerde takken. Vacuüm-, fluorescentie- en kleurenspecialisten waren even onontbeerlijk. Optici, fysiologen en psychologen konden evenmin gemist worden. En juist daarin ligt het exemplarische van de situatie. Buiten de specialisatie in onderzoek en techniek is er geen heil meer. Maar voor een probleem zoals dat van de kleurentelevisie was het evenzeer nodig dat al deze specialisten elkaar ergens zouden ontmoeten, elkaar verstaan, met elkaar van gedachten wisselen en samenwerken. Zo illustreert de kleurentelevisie wel

[p. 63]

op heel frappante wijze de noodzakelijke spanning, in wetenschap en techniek, tussen specialisatie en confrontatie van de meest uiteenlopende vakgebieden. Deze spanning bestaat reeds op het niveau van de wetenschappelijke en technische opleiding: deze moet algemeen genoeg zijn opdat de latere specalisten elkaar nog zouden kunnen verstaan, maar ze moet gericht blijven op specialisatie om niet in reeds verworven algemeenheden te blijven steken. Vervolgens uit zich deze spanning op het niveau van de informatie: de specialist moet niet alleen op de hoogte blijven van de ontwikkeling van zijn eigen vak, maar moet voldoende geïnformeerd kunnen blijven over andere gebieden, waarin voortdurend nieuwe dingen worden ontdekt of gerealiseerd die voor zijn eigen problemen uiterst relevant kunnen zijn. En tenslotte moet deze spanning worden opgevangen op het niveau van mensen, instituten en laboratoria, die juist de interpenetratie van de verschillende gebieden als bijzonder doel voor ogen houden. Wellicht lijken deze bespiegelingen wat al te diepzinnig naar aanleiding van het uiteraard oppervlakkige kijkgenot dat de kleurentelevisie ons biedt. Maar het feit blijft dat de kleurentelevisie werkelijk uit de hierboven geschetste spanning is ontstaan en dat dit de enige weg was. En het lijdt geen twijfel dat alle verdere wetenschappelijke en technische ontwikkeling wezenlijk wordt bepaald door deze moeilijke maar onmisbare dialoog tussen specialisten.