یکی از روشهای تصویرسازی در لامپهای تکثیر کننده فوتونی ، استفاده از لامپ تصویر است.لامپ تصویروسیله‌ای است که برای تصویرسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح اول در یک لامپ تصویر درست مانند سطح اول در یک لامپ تکثیر کننده فوتونی است. تفاوتی که هست این است که یکی از روشهای تصویرسازی در لامپهای تکثیر کننده فوتونی ، استفاده از لامپ تصویر است.لامپ تصویروسیله‌ای است که برای تصویرسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح اول در یک لامپ تصویر درست مانند سطح اول در یک لامپ تکثیر کننده فوتونی است. تفاوتی که هست این است که توزیع فضایی نقش نورکه از سیستم اپتیکی تحویل می‌شود، برای کاربرد بعدی حفظ می‌شود. یکی از روشهای تصویرسازی در لامپهای تکثیر کننده فوتونی ، استفاده از لامپ تصویر است.لامپ تصویروسیله‌ای است که برای تصویرسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح اول در یک لامپ تصویر درست مانند سطح اول در یک لامپ تکثیر کننده فوتونی است. تفاوتی که هست این است که یکی از روشهای تصویرسازی در لامپهای تکثیر کننده فوتونی ، استفاده از لامپ تصویر است.لامپ تصویروسیله‌ای است که برای تصویرسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح اول در یک لامپ تصویر درست مانند سطح اول در یک لامپ تکثیر کننده فوتونی است. تفاوتی که هست این است که توزیع فضایی نقش نورکه از سیستم اپتیکی تحویل می‌شود، برای کاربرد بعدی حفظ می‌شود.
انواع لامپ تصویر
دو نوع لامپ تصویر وجود دارد که یکی در تولید علائم الکترونیکی نظیر دوربین های تلویزیونی مورد استفاده قرار می‌گیرد که لامپ ذخیره نام دارد و دیگری لامپ مبدل یا تقویت کننده است که تولید تصویری از صحنه می‌کند که با چشم غیر مسطح دیده نمی‌شود.
لامپ ذخیره
یک لامپ ذخیره از دو قسمت تشکیل شده است: قسمت خواندن و قسمت نوشتن، که قسمت نوشتن از یک سطح فوتوالکتریک و یک سطح ذخیره تشکیل شده است. با اعمال میدان الکتریکی یا مغناطیسی بین این دو سطح فوتو الکترون های گسیلیده از کاتد به سوی نقطه متناظرشان در سطح ذخیره هدایت می‌شوند. در سطح ذخیره این الکترونها ولی یک توزیع بار نایکنواختی که به مانند یک تصویر آینه‌ای توزیع نور در کاتد فوتوالکتریک است، می‌کنند.
این نقش بار بوسیله یک باریکه الکترون در روی سطح ذخیره به صورت مجموعه‌ای ازخطوط نزدیک به هم و متوازی خوانده می‌شود. از آنجا که مقدار بار مورد لزوم برای تولید یک توزیع یکنواخت بستگی به تابندگی دارد که نایکنواختی راتولید کرده است، تغییرات بار علائمی را بوجود می‌آورد که می‌توان بعد ازتقویت برای تولید یک تصویر تلویزیونی بازنمون کرد.
مبدل تصویر یا تقویت کننده
تقویت کننده‌ها و مبدلهای تصویر تولید تصویر مرئی می‌کنند. یک تقویت کننده تصویر از یک صفحه تاریک ، تصویری تولید می‌کند که به آسانی قابل مشاهده است. مقابل انتهای این لامپها نظیر لامپهای ذخیره یک فتوکاتدگسیلنده و یک عدسی الکتروستاتیک برای کانونی کردن توزیع الکترون روی صفحه مخصوص قرار دارد. در مبدلهای تصویر یک صفحه فسفری تصویر را دریافت می‌کند. با یک ولتا‍ژشتاب مناسب ، فوتوالکترون می‌تواند فسفرروی صفحه را تحریک کند و روشنایی تصویر را زیاد کند. در آن صورت تحریک فسفرهای مرئی ، تصویر روی فوتوکاتد را به تصویر مرئی تبدیل می‌کند.
تقویت تصویر
برای تقویت تصویر فوتوکاتد دوم در جلوی پرده فسفری اول قرار می‌گیرد و یک روش دیگر استفاده ازصفحه میکروکانال درون لامپ تصویر است. این وسیله از تکثیرکن‌های کانالی کوتاه و طولی زیادکه کناد هم لوله شده و تولید یک صفحه گرد را داده‌اند، تشکیل شده است. فوتوالکترونها شتاب گرفته و وارد یک کانال می‌شوند و پیش از اینکه به پرده فسفری متصل و به روی صفحه میکروکانال برخورد کنند، تکثیر می‌شوند.
محدودیت لامپ ذخیره
اگر قسمتی از تصویر خیلی روشن باشد، منطقه اطراف را تحت تاثیر قرارمی‌دهد. اگر جسم تغییر نکند، تصویر به صورت یک تصویر بعدی نمایان می‌شود. این مورد از چارچوبی به چارچوب دیگر اتفاق می‌افتد. در موارد مشخص این تاثیر ناکامل قدرت تفکیک سیستم را به اندازه نقش تصویر تحت تاثیر قرارمی‌دهد.
صفحه فسفری
هر ماده‌ای است که در معرض تابش پرتو، (پرتوتابیده شده ممکن است فرابنفش یا پرتوالکترونی باشد)، نور مرئی تابش کندفسفر نامیده می‌شود. رنگ‌های فلورسنت نیز نور فرابنفش نامرئی را جذب می‌کنند و نور مرئی با یک رنگ خاص را تابش می‌کنند.
در یک لامپ اشعه کاتدی نیز سطح داخلی صفحه تلویزیون با فسفر پوشیده شده است. وقتی الکترونها با صفحه برخورد می‌کنند، صفحه تابش می‌کند. در تلویزیون‌های سیاه و سفید فقط یک نوع فسفر وجود دارد که با برخورد الکترون به آن نورسفید تابش می‌کند؛ اما در تلویزیون رنگی3نوع فسفر وجود دارد که به صورت نقاط یا ردیف‌هایی هستند که نور قرمز، سبز و آبی تابش می‌کند. اگر به صفحه تلویزیون نزدیک شوید، می‌توانید این نقاط رنگی را ببینید. در مقابل 3پرتو الکترون وجود دارد که این 3 رنگ را روشن می‌کنند. رنگ‌های دیگر ازترکیب این رنگ‌ها به دست می‌آیند. وقتی روی صفحه یک نقطه قرمز داریم، پرتوالکترون نور قرمز عمل می‌کند و فسفر نور قرمز را روشن می‌کند. وقتی یک نقطه سفید داریم، هر سه رنگ با هم روشن می‌شوند و ترکیب آنها نور سفید راتشکیل می‌دهد. تا به حال هزاران فسفر مختلف براساس رنگی که تابش می‌کنند ومدت زمانی که تابش آنها طول می‌کشد، فرمول‌بندی شده‌اند.
پرتوالکترون در واقع تصویر را روی صفحه نقاشی می‌کند. مدارهای الکتریکی درون تلویزیون به کمک سیم‌پیچ‌های مغناطیسی، پرتو الکترون را به صورت رفت وبرگشتی و بالا و پایین روی صفحه حرکت می‌دهند. پرتو الکترون یک خط ازتصویر را از چپ به راست نقاشی می‌کند و سپس بسرعت برمی‌گردد، کمی پایین می‌آید و یک خط افقی دیگر را نقاشی می‌کند و همین طور تا پایین ادامه می‌یابد. زمانی که پرتو به ابتدا برمی‌گردد، خاموش است و اثری روی صفحه نمی‌گذارد. زمانی که پرتو روشن است و خطوط تصویر را نقاشی می‌کند با تغییرشدت پرتو درجه‌های مختلف رنگ تولید می‌شود و به این ترتیب تصویر تشکیل می‌شود، چون فاصله بین خطوط بسیار کم است، مغز ما همه آنها را مانند یک تصویر می‌بیند. از بالا تا پایین صفحه تلویزیون به طور معمول 480 سطر وجود دارد که تصویر را تشکیل می‌دهد.
عملکردیک سیستم تلویزیون عملکرد فنی یک سیستم تلویزیونی با کیفیت تصاویر تولید شده سنجیده می‌شود و یک تصویر هنگامی با کیفیت بالا ارزیابی می‌شود که بازسازی نزدیک به کامل یکصحنه واقعی باشد تغییر عمده‌ای در تصویر یک صحنه به دلایل هنری (به عنوان مثال محو و یا مات کردن بخش‌هایی از پس زمینه تصویر)ممکن است انجام شوداما هدف اصلی از تکنیک تلویزیون بازسازی مجدد و یا حتی‌المقدر مشابه تصویرصحنه اصلی می‌باشد.
با توجه به مطالب فوق نتیجه می‌شود که ارزیابی شماتصاویر تلویزیونی در نهایت به صورت نظری خواهد بود و این امر نمی‌تواندبرای مهندسین و متخصصان تلویزیون مطلوب باشد زیرا آنها به معیارهای عملی وکمی نیاز دارند تا در طراحی و عملکرد تلویزیونی و توسعه محصولات جدید ازآنها استفاده برده و نتیجه کار خود را به صورت کمی ارزیابی نمایند.
تعیین معیارهای کیفی عینی برای تصاویر تلویزیون با توجه به لزوم مقایسه مابین این تصاویر با سیستم عکاسی و فیلم پیچیده‌تر می‌شود.
عکاسی مقدم بر تلویزیون بوده و کیفیت فیلم به طور سنتی مبنایی برای تعیین کیفیت تصاویر تلویزیون محسوب می‌شود.
بارها عنوان شده که هدف سیستم تلویزیون آنالوگ متداول، مشابه‌سازی کیفیت فیلم سینمایی 16 میلیمتری می‌باشد و همچنین هدف سیستم رسیدن به کیفیت فیلم‌های سینمایی صفحه عریض می‌باشد
مقایسه کیفیت تصاویر تلویزیون و فیلم مشکل است و نمی‌تواند دقیق باشد زیرا به طورذاتی تفاوتهایی مابین فرایندهای به کار رفته در عکاسی و تلویزیون وجوددارد که این امر را غیرممکن می‌سازد. با وجود این تفاوتها، متخصصان تلویزیون می‌بایست استانداردهایی عملی برای تعیین کیفیت تصاویر به کاربرندکه مشابه استاندارهای مربوط به فیلم باشد گرچه این مقایسه نمی‌تواند دقیقباشد.
طی سالیان گذشته تحقیقات مفصلی توسط صنایع عکاسی و تلویزیون دراین خصوص به عمل آمده و تعاریف عملی از معیارهای کیفی تصاویر تلویزیون به همراه روشهای اندازه‌گیری و مشخصات فنی مربوط از این تحقیقات حاصل شده است. لیست جامع این معیارها همراه با روشهای اندازه‌گیری برای سیستم‌های رنگی و تک‌رنگ به طور مشترک توسط EIA وTIA انجمن صنایع مخابرات تحت استاندارد EIA-TIA-250-C تدوین و منتشر شده است. گرچه این جزوات به منظور تدوین استانداردهای سیستم ارسال سیگنال تدوین شده اما مبنای مناسبی برای ارزیابی عملکرد کل سیستم می‌باشد.
ازآنجایی که خرابی و ضعف عملکرد در یک سیستم معمولاً تجمعی می‌باشد،استانداردهای انتقال نیز نسبت به سیستم کامل، شدیدتر و دارای معیارهای بالاتری می‌باشد.
معیارهای کیفیت تصویر
معیارهای کیفیت تصویر رامی‌توان به دو گروه تقسیم کرد. معیارهای اصلی که در مورد کلیه سیستم‌هایتصویر کاربرد دارد و عیوب تصویری که بعضی از آنها مختص تصاویر تلویزیونیمی‌باشد، معیارهای اصلی شامل وضوح تصویر، مقیاس خاکستری و نسبت سیگنال به نویز و رنگ‌سنجی می‌باشند که در این نوشته به طور اجمال به آنها پرداخته می‌شود.
وضوح تصویر IMAGE DEFINITION
معنای لغت وضوح تصویردر لغت‌نامه‌ها، مشخص بودن حدود و کناره‌های تصویر می‌باشد که از جنبه فنی نیز قابل قبول می‌باشد. یک تعریف ساده‌تر و با دقت کمتر از عبارت وضوح تصویر، ظاهر شدن تصویر به صورت متمرکز در محل اصلی “IN FOCUS” می‌باشد یادر تعریف دیگر، وضوح تصویر میزان دقت در محل‌های گذر و یا لبه‌های تصویرمابین ناحیه‌های تاریک و روشن تصویر می‌باشد.
در یک سیستم با وضوح بالا این لبه‌ها می‌بایست خیلی نازک و تیز باشد.
باتوجه به بررسی‌های به عمل آمده وضوح تصویر بستگی کامل به حد تفکیک خطوط تصویر دارد که به نوبه خود توسط کمترین زاویه‌ای که خطوط تصویر از یکدیگرقابل تشخیص می‌باشد تعیین گردد.
زاویه مابین خطوط تصویر با توجه به مشخص بودن نسبت ابعاد تصویر و نسبت با فاصله تماشای تلویزیون به ارتفاع تصویر قابل تبدیل به تعداد خطوط جاروب شده تصویر می‌باشد و این روش یعنی شمارش تعداد خطوط تصویر معیاری برای تعیین وضوح تصویر گردیده است.
به منظور تعیین حد تفکیک گیرنده‌ها، پترن‌های استاندارد مخصوص توسط EIA توصیه شده که به طور گسترده به منظور ارزیابی عملکرد کلی سیستم تلویزیون و به خصوص حد تفکیک خطوط کاربرد داشته و عدد تفکیک به راحتی از روی آن اندازه‌گیری می‌شود.
حد تفکیک خطوط در سیستم‌های تلویزیون آنالوگ به طور عملی مابین 300 الی 400 بوده و در تلویزیون دیجیتال با وضوح بالا (HDTV) به 720 افزایش می‌یابد.
مقیاس خاکستری تصویر IMAG GRAY SCALE
اهمیت مقیاس خاکستری برای اندازه‌گیری کیفیت تصویر می‌تواند با مثال زیر به ترتشریح شود.
هنگامی که اسلاید بر روی یک پرده در اتاقی نمایش داده شود، اگرچراغها خاموش باشند، تصویر زنده و دارای وضوح می‌باشد. حال اگر چراغهاروشن شوند با افزایش نور محیط بر روی پرده نمایش، تصویر رنگ پریده وبی‌روح می‌شود با افزایش بیشتر روشنایی محیط بر روی پرده نمایش، نه تنهاتصویر روشنایی و کنتراست نسبی (عوامل مقیاس خاکستری) بلکه وضوح کلی خود رانیز از دست می‌دهد.
ـ مقیاس خاکستری مشخص‌کننده روشنایی تصویر به عنوان تابعی از روشنایی صحنه موردنظر می‌باشد و به آن مشخصه انتقالی روشنایی نیزگفته می‌شود و توسط سه عامل زیر به طور کامل تعریف می‌شود.
ـ روشنایی حداکثر: روشنایی پرنور ترین ناحیه تصویر
ـ نسبت کنتراست: نسبت روشن‌ترین بخش تصویر به تاریک‌ترین بخش آن
ـ گاما: شیب مشخصه انتقالی روشنایی تصویر برحسب تابعی از روشنایی صحنه که غالباً به صورت لگاریتیمی بیان
می‌شود.
عوامل بسیاری بر روشنایی و نسبت کنتراست تصاویر تلویزیونی مؤثرند که مهمترین آنها مشخصات لامپ تصویر و نور محیط می‌باشند.
درسالهای اخیر پیشرفت زیادی در ساخت لامپ تصویرها به عمل آمده به نحوی که روشنایی حداکثر و نسبت کنتراست تصویر افزایش قابل ملاحظه‌ای یافته‌اند. میزان روشنایی حداکثر در زمینه سفید درخشان از 10 به 65 فوت لامپرت افزایش یافته است، دلایل این افزایش قابل ملاحظه، بهبود فسفرها، طراحی بهتر تفنگ الکترونی، افزایش ولتاژ اشعه و کاربرد پوشش فلزی مناسب در پشت صحنه لامپ تصویر می‌باشد.
در جدول زیر حدود تقریبی نسبت کنتراست و روشنایی حداکثر سیستم‌های مختلف با یکدیگر مقایسه شده است.
سیستم
سینما (فیلم)
تلویزیون HDTV
تلویزیون مرغوب
تلویزیون معمولی
روشنایی (فوت لامبرت(
25
100
65
40
نسبت کنتراس
100-50
100-50
65-25
20-10
عملاًکنتراست به مقدار زیادی به نورپردازی محیط و یا در واقع نور محیط که برروی لامپ تصویر منعکس می‌شود، نیز بستگی دارد که خارج از کنترل طراحان سیستم بوده و می‌بایست توسط استفاده‌کننده از دستگاه تنظیم گردد.
گاما و کیفیت تصویر
گامای واحد تصویر، نشانگر این امر است که سیستم دقیقاً از جنبه مقیاس خاکستری،صحنه اصلی را بازسازی می‌کند که این امر از جنبه فنی مطلوب می‌باشد اگرچه گاهی به دلایل هنری تغییری جزئی در گاما اعمال می‌گردد.
اگر گاما بیشتراز یک باشد تصویر به نظر زنده‌تر و واضح‌تر شده، اما دامنه عملکرد کنتراست کاهش می‌یابد با کاهش گاما تصویر ملایم و مات به نظر می‌رسد، تعیین گاما برای تصویر تلویزیون به منظور ایجاد تصویر مطلوب امری سلیقه‌ای بوده وبرای تصاویر رنگی، گاما مابین 2/1 تا 5/1 مقدار بهینه محسوب می‌گردد.
گامای تصویر ایجاد شده توسط یک سیستم تلویزیون با ضرب کردن گاماهای بخش‌های مختلف سیستم بدست می‌آید که مهمترین بخش‌های سیستم عبارت از دوربین، لامپ تصویر و تقویت‌کننده‌های غیرخطی ویدئو می‌باشند که در بخش آخر یعنی تقویت‌کننده‌های ویدئو امکان تصحیح گاما وجود دارد.
نسبت سیگنال به نویز
نویزدر سیستم‌های آنالوگ در کلیه بخش‌های سیستم و در کل سیستم به صورت تجمعی وجود دارد و نسبت سیگنال به نویز در سیستم کامل کمتر از هریک از بخش‌های سیستم می‌باشد. با وجود این که سیگنال آنالوگ با عبور از مراحل و بخش‌های مختلف به تدریج کیفیت خود را از دست می‌دهد. اما کامل از بین نرفته و قابل استفاده می‌باشد. در حالی که در سیگنال دیجیتال، نویز سبب ایجاد خطا دراطلاعات شده و تا زمانی که نرخ خطای بیتها BIT ERROR RATE (BER) کم باشد،مدارات تصحیح قادر به بازیابی اطلاعات بوده و عملاً افتی در نسبت سیگنال به نویز اتفاق نمی‌افتد، اما اگر قدرت نویز افزایش زیادی یابد نرخ خطا آنچنان بزرگ می‌شود که تصحیح خطا مؤثر نبوده و سیگنال از بین رفته و قابل دریافت نمی‌باشد.
استانداردهای تعیین شده برای نسبت سیگنال به نویز برای دریافت مناسب سیگنال عاری از نویز 55db و برای دریافت سیگنال قابلقبول با نویز کم 42db تعیین شده است.