Nella gelida notte di Natale del 1883, rintanato della sua cameretta in un albergo di Berlino, uno studente provava e riprovava a far girare davanti al proprio volto un disco di cartone con dei fori... Sembra una favola, ed invece è la storia della televisione. Tutt'altra cosa rispetto all'evoluzione tecnologica propria dei nostri tempi.  

E' il brevetto di Nipkow, depositato il 4 gennaio 1884. Nipkow racconta di aver fatto la sua scoperta la vigilia del Natale dell' 83. Vide la applicazione del suo brevetto solo dopo una cinquantina d'anni.
.Principio di funzionamento del disco di Nipkow. Immaginiamo che l'immagine da scansire sia un buco della serratura. Il disco di Nipkov è in grigio-verde, e porta un certo numero di fori (giallini) opportunamente distanziati e dislocati dal bordo all'interno.
Immaginiamo di far girare il disco in senso orario. Il primo foro passa sull'immagine e legge il cerchio. Il secondo foro legge il triangolo, il terzo legge lo scuro della porta. Si sono avute così tre "strisciate" dell'immagine, ciascuna con una variazione di luminosità (porta/foro/porta) che codifica l'immagine. Un numero di fori (e quindi, di linee con cui viene letta l'immagine) adeguato, permette di riconoscere i soggetti posti davanti. Si veda le due immagini più sopra, con le due ragazze.Notate che serve un disco di grandi dimensioni, per impedire che le righe restino righe e non degli archi.
Se si monta un sensore di luminosità che trasforma le striscie in un segnale elettrico, ecco che questo può essere trasportato a distanza (es. con la diffusione radio) e ricostruito con una lampada che emette luce in maniera proporzionale al segnale elettrico, ovvero alla luminosità che ha generato il segnale...
Il disco di Nipkov venne poi abbandonato e sostituito dal cinescopio.

La storia della TV appartiene ancora a quel mondo di pionieri che dilapidano i propri soldi in invenzioni assurde, di personaggi geniali che rinunciano a realizzare i loro sogni perchè non hanno i ventimila franchi o i marchi che servono a realizzare un prototipo. E' fatta di liti sui brevetti, di idee avute in contemporanea, copiate e perfezionate. Il teatro è essenzialmente l'Europa del secolo scorso per i principi piu' remoti, e l'Europa dei primi decenni del nostro secolo per i primi risultati concreti. Non manca qualche puntata nei laboratori degli USA, ma non sono cosi' importanti come cio' che viene ottenuto in Germania, o In Francia, o in Inghilterra. 

LA PREISTORIA  

E' probabile che piu' di un lettore si stupirà se -cominciando a parlare della televisione- inizieremo proprio a parlare di semiconduttori, saltando l'era delle valvole. E non è che la prima sorpresa: la struttura del primo tentativo di apparecchio video assomiglia molto di piu' ad una telecamera dotata di sensore a stato solido (tipo i CCD di oggi) che non a quelle dotate di tubo da ripresa, che facevano da padrone fino a poco tempo fa. Anche i televisori del futuro è probabile che assomiglino di piu' ai loro primi antenati che a quelli del giorno d'oggi; e questo -se volessimo filosofeggiare piu' del consentito- ci potrebbe portare ad una riflessione di catattere generale: la televisione (contrariamente a quanto si crede) è in uno stadio di rapido sviluppo, di “divenire” irrequieto e nervoso verso un qualcosa di definitivo che ancora non c'è. Ma cominciamo con i fatti. 

Uno dei padri della chimica moderna , lo svedese Jacob Berzelius riferisce un'osservazione che è un po' l'architrave di molta storia tecnologica video: vi sono dei materiali (dei metalloidi) che diminuiscono la loro resistenza elettrica se esposti alla luce. Tra questi, vi è il fosforo, il selenio e -neanche a farlo apposta- il silicio. Berzelius muore verso la metà dell'800, e nessuna telecamera onora le sue esequie: è presto, ragazzi, è ancora presto. Nei decenni successivi l'attenzione a questo fenomeno fu attirata da Christian May, allora giovane telegrafista irlandese: evidenzio' che modulando la luce che colpiva del selenio, si poteva modulare una corrente che lo attraversava, grazie alla modifica della resistenza osservata da Berzelius. In altri termini, aumentando o dimnuendo l'illuminazione di un elemento di selenio, si otteneva un segnale elettrico “analogico” rispetto alla variazione di luminosità: quando la luce aumentava, aumentava proprozionalmente anche la corrente (perche' diminuiva la resistenza del selenio) e quando la luce diminuiva, anche il segnale elettrico diminuiva di conseguenza. 

Un sacco di ricercatori compresero che questa era la strada per la riproduzione delle immagini a distanza; e nell'impresa si cimentarono in molti: dal francese Selencq all'americano Carey, e perfino il piu' fortunato in altri campi, il re delle invenzioni Thomas Alva Edison. Il secolo scorso si chiude qui: con chi ha soldi e non riesce a cavare un ragno dal buco, e chi (come probabilmente Selencq) avrebbe la possibilità di tentar qualcosa, ma il quattrino non lo sorregge. In ogni modo, i risultati non ci sono. 

E' al sorgere del nuovo secolo (nel 1909) che il tedesco Ernst Rhumer compie la prima tasmissione televisiva, nel senso che mando' un'immagine ad una certa distanza rispetto al luogo dove si trovava l'originale. Ma non dobbiamo immaginare che qualche signorina abbia annunciato i programmi della serata, nè che qualche politico abbia colto la palla al balzo per far discorsi, e neanche che si sia trasmesso qualcosa di particolarmente curioso; come la filastrocca “Mary had a little lamb” (“Maria aveva un agnellino...”) che dicono fu la prima registrazione su disco. Nel nostro caso si trattava semplicemente di alcune figure geometriche sfocate ed approssimative. Ma la televisione era nata, ed è questo che conta. 

IL PROTOTIPO 

Sono abituato da anni a descrivere (non so con quale risultato) ai lettori diversi proptoipi di apparecchi video. Non è senza un pizzico di divertimento che mi accingo a descrivere un qualcosa che non può essere certo definito “l'ultimo modello” di qualsiasi casa: mi scuserete se dunque l'esperienza non mi sostiene. Si tratta del primo modello di TV mai apparso; ed era un qualcosa che non ci permette di iniziare come nelle solite descrizioni: “ l'estetica denota una scelta...” L'estetica è quella delle vecchie macchine ottocentesche, che qualcuno di noi forse ricorda in qualche polveroso angolo di qualche polveroso magazzino di qualche recondita aula di di qualche recondito liceo. Per farla breve, si tratta di una piastra verticale, costellata da molti buchi; non opera di tarlo bensi' dell'umano ingegno. In questi buchi vi è naturalmente del selenio; e da ciascuno di questi buchi esce un filo elettrico. Man mano l'immagine posta davanti alla piastra genera l'illuminazione o l'oscuramneto dei singoli buchi, ai capi dei vari fili si va formando evidentemente una “matrice” elettrica che corriponde (buco per buco) alla luce che cade sulla piastra. Il problema che si poneva era quello di “serializzare” queste informazioni (le correnti presenti al capo di ogni singolo filo), in modo da ottenere una sorta di “onda elettica”, o un segnale continuo che poteva essere trasportato (ad esempio) su un cavo. Rhumer in effetti non si e' dato molto da fare in questo campo, decisamente essenziale; ovvero nel problema che molto tempo prima era stato affrontato con intuizioni geniali da alcuni predecessori. E cio' sminuisce non poco la sua importanza; al punto che il sospetto di molti è che non possa neppure essere considerato il padre della televisione. La caratteristica piu' inconfondibile della TV è infatti proprio quella di “scomporre” l'immagine, e di “ricomporla” sul visore. Rhumer aveva semplicemente collegato ciascun elemento di selenio ad un elemento del visore: se vi erano tanti buchi sulla placca ricevente (oggi diremmo “sulla telecamera”) altrettanti elementi attivati dalla corrente ( e con la stessa disposizione) vi erano sulla piastra ricevente (oggi diremmo “lo schermo televisivo”). 

E veniamo a quest'ultimo: già allora, l'immagine poteva essere visualizzata in piu' modi. Si potevano ottenere delle stampe su carta, utilizzando un'alterazione chimica del ferrocianuro di potassio. Si aveva però in questo modo piu' l'antenato del telefax che della TV. Ma si poteva anche usare la corrente del segnale video per attivare dei rocchetti di Rhumkorff (quelli si', che li avete visti nei polverosi armadi dei licei; d'altra parte non sono che il caro buon spinterogeno delle autovetture in versione “pura”!) Questi dispositivi potevano ottenere dalla corrente continua delle tensioni molto elevate, suffcienti addirittura per far scoccare delle scintille. L'importante era far scoccare queste scintille su una piastra corrispondente a quella della “telecamera”, ossia su una superficie costellata da elettrodi collocati (ad uno ad uno) nella posizione che corriponde a quella dei buchi con gli elementi di selenio. La qualità del visore era quella che era; non si potevano pretendere certo le mille e tante linee dell'Alta Definizione. A dire la verità, questo inventore accarezzo' l'idea di costruire una macchina con una risoluzione di 10.000 pixell ; ovvero, con 10.000 elementi di selenio. Ma -anche qui- difettarono piu' i soldi che l'entusiasmo dell'inventore, e non se ne fece nulla. 

LA SCANSIONE 

Tutta l'attenzione del progresso televisivo si concentra infatti sul sistema che si deve usare per “serializzare” le informazioni presenti nello spazio dello schermo con la figura originaria, da trasmettere a distanza. La struttura della macchina descritta è quella di una trasmissione simultanea di tutti i punti che compongono l'immagine. E' stato gia' detto che prima di Ruhmer erano stati studiati dei procedimenti per compiere questa operazione. L'invio di un'immagine linea dopo linea è stata proposta sia dallo scozzese Alexander Bain e dall'inglese Collier Bakewell. Il 1851 è una tappa importante: Bakewell presenta a Londra un prototipo funzionante di apparechio per la scansione dell'immagine. Non si trattava di una visulizzazione elettronica, ma di una “scrittura” su carta tramite una punta. Anche Bakewell entra comunque di diritto tra i padri della televisione. Si susseguono proposte piu' o meno felici: Constantin Selencq aveva proposto un sistema di ruote dentate, Maurice le Blanc un sistema di specchi mobili, Edouard Belin (molto modestamente!) propone il suo “Bélinografo”, e poi via via con i contributi di de Paiva, Smith,e altri. Come sempre, si arriva ad una svolta; ad uno di quei progressi che costituiscono n punto fermo, o almeno un punto di riferimento per parecchi anni. Questa svolta si ebbe in una camera d'albergo di Berlino, la vigilia di Natale del 1883. Paul Nipkow inventa cio' che per decenni e decenni viene considerato l'elemento centrale dell'apparato per la trasmissione delle immagini a distanza: dapprima, il dispositivo fu chiamato “telescopio elettronico”, ma rimase nella storia della tecnologia come il “disco di Nipkow”. Si tratta di qualcosa di veramente elementare, ma che racchiude quella genialità che spesso e volentieri si versa nelle cose piu' semplici. Ponendo dei fori in posizioni progressivamente piu' estrene su di un disco opaco, e facendo girare questo disco, si analizzano le immagini riga dopo riga, iniziando dal foro piu' esterno (che legge la riga superiore) fino a quello piu' interno che legge quella inferiore. E' da questo momento che si può parlare delle famose “righe” televisive! E' dunque Nipkow il padre della televisione? Non può essere definito tale neppure lui, perchè il suo dispositivo era in qualche modo complementare a quello di Rhumer, ma attendeva il demiurgo che avrebbe messo assiee i vari pezzi, e costruito finalmente qualcosa che assomigliasse anche da lontano alla nostra TV. Questo “assemblatore” fu un altro scozzese, Logie Baird. E a questo punto riprendiamo un po' il filo della nostra storia: dopo la prima guerra mondiale, e piu' precisamnete il 2 otobre 1925, costui invia a distanza un'immagine televisiva vera e propria; formata da 28 linee. Siamo naturalmente ad una data storica; e val la pena di fermarci nuovamenete, per descrivere in poche righe qualcosa a proposito di questo sistema. Tanto per aggiungere una curiosità, Nipkow vide questa applicazione del suo disco (inventato quand'era ventitreenne) solo alle soglie dei settant'anni, durante una dimostrazione tenutasi a Berlino. 

LA SCANSIONE MECCANICA E QUELLA ELETTRONICA 

La televisione di Baird era costituita da un sisitema di scansione meccanico. Un disco di Nipkow girava davanti agli elementi sensibili di selenio, e istante dopo istante si otteneva un valore elettrico cossrispondente alla luminosità di un punto dell'immagine, riga dopo riga. Il primcipio è insomma esattamente quello che viene usato ancor oggi ma con un sistema di scansione elettronica. Il visore era costituito da un altro disco di Nipkow, che girava davanti ad una lampada al neon comandata dal segnale modulato a seconda della luminosità dei punti letti istante dopo istante: in pratica, si comandava la corrente di scarica del neon. I dischi dei due apparecchi (lo “scanner” e il visore ) erano naturalmente sincronizzati. Ma come si passo' all'attuale sisitema di scansione elettronica? Anche qui, occorer fare di nuovo un passo indietro, perchè le invenzioni -in questo periodo- seguivano delle strade piu' o meno parallele e contemporanee. La “televisione elettronica” si impernia sul tubo catodico, nè piu' neè meno di come quella a scansione meccanica vista fin ora si fonda sul disco di Nipkow. 

Per chi non lo sapesse, ricordo che un tubo catodico potrebbe essere definito come un'ampolla di vetro dove (sottovuoto, come nelle migliori confezioni di caffè) ad un capo viene generata una nube di elettroni, che vengono “lanciati” con forza verso l'altro capo. Se in corripondenza di questo capo si mettono dei materiali in grado di divenire luminescenti quando vengono colpiti dagli elettroni (classico è il fosforo spalmato sulla superficie interna di questo capo dell'ampolla) ecco che all'arrivo del raggio di elettroni si ha un fenomeno luminoso; che aumenta o diminuisce all'aumentare o diminuire dela “forza” del raggio. Se questo raggio si sposta, e colpisce zone diverse della superficie spalmata di fosforo, si avrà un punto luminoso che si sposta con esso. E se lo spostamento è velocissimo, si avrà la sensazione ottica di una striciata (una riga) lunimosa, così come quando muoviamo rapidissimamente (con un gesto brusco) una pila o un oggetto luminoso. 

E' NATA UNA TELECAMERA  

Negli ultimi anni del secolo scorso, Ferdinand Braun visualizzo' tramite un tubo catodico la corrente alternata; e questa apparente bazzecola gli frutto' come minimo un premio Nobel, nello steso anno in cui Bhum trasmise la sua prima immagine televisiva “parallela”(1909). Un suo brillante assistente (che invece fece a tempo a vedere la televisione, essendo vissuto fino agli anni '50 del nostro secolo) applico' degli elettrodi sui fianchi del tubo; e questi permettevano di indirizzare il fascio di elettroni (istante dopo instante) nella direzione voluta. Si chiamava Zennec, e può considerarsi dunque il padre del giogo di deflessione usato tutt'ora sui cinescopi televisivi; e sulle telecamere a tubo. In questo girotondo di attribuzione di paternità piu' o meno incerte, quella della telecamera va certamente attribuita a Vladimir Zworykin. Il nome dice chiaramente che è di origine orientale, ed infatti è di origine russa; ma sviluppo' i suoi lavori negli Stati Uniti. Egli pose su un foglietto di mica aan grande quantità di elementi sensibili alla luce, e rivesti' il lato opposto con uno strato d'argento, in modo da formare una sorta di condensatore. Sulla faccia anteriore del foglietto di mica (un composto molto isolante) mise a fuoco un'immagine, tramite un obiettivo come quelli che ormai erano largamente impiegati nelle macchine fotografiche. Un raggio di elettroni pilotato tramite il sistema di guida di Zennec, permetteva di leggere l'immagine riga dopo riga, e di ottenere cosi' un segnale video. Istante dopo istante, la luce provocava delle cariche diverse sulla superficie di mica; e a ciascun punto corrispondeva dunque un certo intervallo di tempo nel segnale video, che trasportava in codice un livello proprozionale alla carica, a sua volta proporzionale alla lce di quel punto. La nascita della telecamera potrebbe essere fissata a questo punto; non è un modello che può essere confuso facilmente con quelli del giorno d'oggi, ma piu' o meno ci siamo, almeno come principi di funzionamento e come somiglianza nella struttura: per la cronaca, siamo del 1925. Per rendere l'idea di come sia complessa la storia della televisione, è bene dire subito che l'immagine codificata in questo segnale video non necessarimente era riottenuta elettronicamente, non ostante esistessero già delle innagini elettroniche, ottenute tramite cinescopio. La prima immagine elettronica fu probabilmnete prodotta in Russia, a S. Pietroburgo, dal professore universitario Boris Lvovitc nel 1907. 

Ancora ai tempi di Zworykin tuttavia il metodo del professore leningradese non aveva tutta la superiorità che possiamo immaginare sulla tecnica meccanica del disco di Nipkow. In efftti, vi fu una lunga coesistenza tra i due metodi, e la validità della scansione meccanica (semplice ma efficace) non vinse alla finese non di stretta misura; e comunque verso la finedegli anni '30. La vittoria del tubo elettronico stentava proprio perchè la sua costruzione e pilotaggio erano molto piu' macchinosi, per l'epoca; tuttavia permetteva un'immagine con un maggior numero di linee,e questo aspetto fu alla fine quello che prevalse e gli diede la possibilità di vincere sulla televisione meccanica. La scansione meccanica tipica di un disco era di 180 linee per immagine, e venticinque immagini al secondo. La scansione elettronica permetteva di raddoppiare il numero delle righe ( 375) e di mantenere la stessa cadenza delle immagini. Notate che ancor oggi un semiquadro del sistema PAL (una “passata” sullo schermo televisivo) è costituita da meno di 300 linee effettive. Ci viene riferito tuttavia che complessivamente l'immagine elettronica era molto scadente; e -in fondo- non stentiamo a crederlo. In poco tempo tuttavia questa prese il sopravvento, grazie all'introduzione di un numero ancora maggiore di linee di scansione (si arriva a 441) e alla tecnica dell'nterallacciamneto, che permette ( a parità di numero di immagini al seocndo) di ottenere dei risultati che sarebbero tipici di un numero di immagini al secondo maggiore. Come ormai piu' volte detto anche su questea rivista, l'interallacciamneto considisete in poche parole nel disegno di tutte le righe diapari, e poi di tutte le righe pari che occupano gli soazi tra una riga dispari e l'altra. In questo modo il raggio “rinfresca” piu' frequentemente la stessa area di cinescopilo, e si ha un'immagine ssensibilmente più stabile, prina di quello sfarfallamento tipico dei primi film con una cadenza d'immagini troppo bassa. 

questa è un'immagine scandita a 30 linee..         questa è 48 linee di risoluzione verticale. .
 

         qui si arriva addirittura a 150 linee!
 

LE PRIME TRASMISSIONI  

Una tappa fondamentale per l'affermazione della telecamera di Zworykin fu la ttrasnmmissione in diretta dei giochi di Berlino nel 1936. Al collezionista di curiosità non deve mancare l'osservazione che uno degli opeartori a questa telecamera (costruita dalla Telefunken)  era un giovanotto appassionato di tecnologia: il signor Walter Bruch, considerato (questa volta senza dubbio) il padre del sistema televisivo a colori PAL. Ma non corriamo troppo, perchè il 1936 segna un po' il trionfo delle trasmissioni operative”, ossia che erano già in grado di soddisfare in qualche modo i poveri ( e ricchi ) utenti disposti a ricevere un programma che non fosse un puro e semplice esperimento di trasmissione. Oltre alla trasmisisone tedesca dei giochi di Berlino, èda segnalare che nel '36 la BBC trasmise l'incoronazione di Giorgio VI con telecamera Emitron. L'anno successivo una telecamera posta sul tetto del padiglione tedesco alla esposizione universale di Parigi, mostrava agli stupefatti francesi una veduta... dall'alto della loro capitale. Nel 1939 Roosvelt inaugura la fiera mondiale di New York, ed RCA riprende l'evento, trasmettendolo via radio. La trasmisisone via radio delle immagini era naturalmente già possibile; la radio audio era già relativamente evoluta, e le trasmissioni video potevano essere considerate una specie di “iperradio" che occupava molte piu' frequenze. La banda impiegata non era cosi' impacchettata accuratamente come oggi, ma d'altra parte la qualità modesta del video d'allora richiedeva anche meno spazio di quello necessario oggi. E' curioso notare che le prime trasmissioni regolari furono fatte con scansioni meccaniche (come già detto, costituivano allora un'altrenativa del tutto valida) anche se la programmazione non era certo paragonabile a quella di oggi: presso gli Champs Elisées è ancora visibile un pilone di 70 metri (nientemeno!) per la diffusione dei primi programmi francesi reglari. Vi era una trasmissione due volte al mese... Chi si dispiace delle attuali 625 linee del PAL, s'immagini cosa cavolo vedevano i primi telespettatori davanti ad uno schermo...con 30 righe di scansione!  

Per rendere l'idea di come fossero queste trasmissioni, riporto a lato delle immagini con 30, 48 e ben,,, 150 linee di scansione. 
Il periodo prebellico si chiude comunque con i seguenti standard: tutte le trasmisisoni vanno adottando la scansione elettronica, anche se con una risoluzione diversa. L'Inghilterra usa 405 linee, la Francia ne usa 450 (dal 1939), gli USA 441. 

I GIORNI NOSTRI  

DUrante la seconda guerra mondiale, la gente a quanto pare ha altro da fare che pensare alla TV: Ed infatti, di trasmissioni non se ne parla neanche. Al termine del conflitto, rinasce un granbdissimo intersse per la televisione, ed ecco un rifiorire di piccoli o grandi milgioramenti che portano (all'inizio degli anni '50) a riassestare gli standard su dei valori che sono ancora parte dei giorni nostri. Le telecamere nel 50 adottano il tubo “vidicon”, molto piu' robusto e moderno dell'ormai vecchio sensore di Zworikin,con le sue miche e tutto il resto. Si tratta di un tubo da ripresa che (a livello amatoriale) è sopravvissuto fino a questi anni, fino a quando cioè l'adozione generalizzata dei CCD ha cambiato radicalmente la struttura dei sensori d'immagine. Prima di imboccare questa vie che sembra destinata a rimanguiarsi tutti i priogressi fatti dai tubi da ripresa, ripartendo (se cosiì si puo' dire) dai progenitori, questi stessi tubi avevano fatto comunque dei passi da gigante, e nell'arco di pochi anni. Si era passati in breve dai “vidicon “ agli “orthicon", da questi ai “super-orthicon”. Un passo sostanziale fu il passaggio ai “plumbicon”, considerati da qualcuno ancor oggi tra i migliori. E non mancarono altri miglioramenti, sentiti anche dagli appassionati che non si accontentavano dei “vidicon”: nacqueo i tubi speciali, come i "saticon”, “newicon “ eccetera eccetera.  
Fino a quando i tubi sono stati spazzati via dai sistemi a CCD: ma siamo arrivati agli anni '80. 
Non sianmo scivolati inconsapevolmente a parlare di registrazione amatoriale : ci rendiamo conto che stiamo saltando in quattro e quattr'otto un abisso enorme. 

Dobbiamo infatti prima parlare degli standard CCIR (oggi PAL e SECAM), dello standard NTSC, dello standard MAC fino al nuovo standard digitale DVB, a cui ho dedicato una pagina in questo sito. 

E poi -dal punto di vista degli apparecchi- occorre parlare del Tv a colori, e dei display alternativi al cinescopio: da quelli a cristalli liquidi fino ai display al plasma o simili tecnologie, che promettono di rivoluzionare fin dalla radice il nostro modo di intendere il televisore...