Bald schon werden die meisten Menschen vergessen haben, wie die frühen Fernsehgeräte aussahen und funktionierten. Dabei wurde schon recht früh daran geforscht, wie man bewegte Bilder und Töne live von einem Ort zum anderen übertragen konnte. Eigentlich hat man bereits zum Ende des Neunzehnten Jahrhunderts an frühen Formen des Fernsehens gearbeitet. Darüber findet man mehr in unserer kleinen Fernsehgeschichte.
An dieser Stelle schauen wir auf die fortgeschrittenen Formen des Fernsehens, also jene, die mit der Kathodenstrahlröhre arbeiteten, welche Karlferdinand Braun von 1897 an entwickelte. Allerdings in einer viel moderneren Form, als jene, die in den frühen Fernsehgeräten anzutreffen war.
Die Mutter aller Displays
Auch, wenn wir unsere Filme und Programme längst auf flachen Bildschirmen anschauen: Man sollte schon etwas über die technischen Vorgänger wissen. Denn ohne das Prinzip der Elektronenstrahlröhre hätten unsere Eltern, Großeltern und Urgroßeltern niemals Zuhause bewegte Bilder anschauen können.
Außerdem sind diverse technische Normen, mit denen wir es auch heute noch bei Video zu tun haben, historisch bedingt. Bevor Sie hier einsteigen, sollten Sie etwas über die additive Farbmischung gelesen haben. Denn dieses Verfahren, in dem nämlich ein Elektronenstrahl wahlweise auf rote, grüne oder blaue Leuchtstoffpunkte auf dem Bildschirm trifft, lässt farbige Fernsehbilder entstehen.
Elektronenstrahlen
Ähnlich unseren drei Projektoren (siehe Farblehre), die mit farbigem Licht, bestehend aus den drei (additiven) Grundfarben, alle anderen Farben sowie Weiß und Schwarz erzeugen können, wird durch drei Elektronenstrahlen, die auf jeweils eine der drei dicht nebeneinander liegenden farbigen Fluoreszenzteilchen treffen, ein Farbauszug des Fernsehbildes hergestellt.
Lochmaske
In einem Farbfernseher sind folglich drei Elektronenstrahl-Röhren vorhanden. Eine Lochmaske sorgt dafür, dass jeder Elektronenstrahl immer nur Bildpunkte der ihm zugeordneten Farbe trifft.
Abtastung
Natürlich hat der Elektronenstrahl etwas mehr zu tun, als nur einzelne Bildpunkte zu treffen. Er muss nämlich alle für seinen Farbauszug erforderlichen Bildpunkte eines Fernsehbildes treffen. Und dies tut er, indem er Zeile für Zeile (erst alle ungeraden, dann alle geraden Zeilen) auf dem Bildschirm „abtastet“. Und da unser PAL-Fernsehen 25 Bilder pro Sekunde darstellt, und diese wiederum aus 625 Zeilen bestehen, haben die Elektronenstrahlen eine ganze Menge zu tun. Die Aufteilung in gerade und ungerade Zeilen, also in zwei Halbbilder, hat mit unserem Stromnetz zu tun, welches mit 50 Hz betrieben wird. Jedes Fernsehhalbbild besteht aus 312,5 Zeilen. Das Fernsehsignal gibt dem Elektronenstrahl Befehle über die Helligkeit der Bildpunkte.
Spannungssignale
Im Fernsehsignal wird die Helligkeit eines jeden Bildpunktes auf dem Bildschirm durch Spannungsunterschiede angegeben. In der Abbildung erkennt man die Beziehung zwischen hellen, mittleren und dunklen Bildpunkten und dem Spannungsverlauf des elektronischen Signals. Wie schon am arbeitsreichen Job eines einzelnen Elektronenstrahls beschrieben, werden also ziemlich viele Informationen verarbeitet. Und da es sich um drei Elektronenstrahlen handelt, sind es umso mehr.
Dadurch ergibt sich für das PAL-Fernsehsignal eine so genannte Bandbreite von 5MHz. Verglichen etwa mit einem Tonsignal (ca. 44 kHz bei einer Audio-CD) haben wir 125 Mal soviel Informationen zu verarbeiten und, wenn wir einen Film aufzeichnen wollen, auch zu speichern. Durch die Wandlung in die digitale Welt vervielfacht sich die notwendige Bandbreite übrigens erheblich, auf bis zu 40 MHz. Damit sich das übertragen lässt, ist dann massive Datenreduktion und Kompression notwendig, doch das ist ein anderes Thema.