Какие только идеи не выдвигались, однако при том уровне техники они так и не воплотились, как говорят, «в железо». Среди них оригинальностью и глубиной проработки отличалось устройство, предложенное 20-летним Порфирием Ивановичем Бахметьевым, ставшим впоследствии известным своими трудами в области физики и биологии.
В 1880 году Бахметьев, в ту пору студент Цюрихского университета, изобрел устройство, которое назвал «телефотограф». Изображение в нем развертывалось рядом светочувствительных селеновых элементов, быстро обегающих по спиральной траектории всю плоскость передаваемого оптического изображения. Сейчас такая траектория движения датчика широко применяется, в том числе в радиолокации, чтобы захватить цель на сопровождение, а также в разных оптических системах поиска.
Селеновые элементы преобразовывали свет от отдельных участков изображения в электрические сигналы, которые по проводам поступали на приемный пункт. Там картина воссоздавалась с помощью ряда газовых горелок, движущихся синхронно по такой же спирали, как и на передающем конце. Электрические сигналы, пришедшие на приемный конец, управляли заслонками, которые регулировали поступление газа в горелки. Так модулировалась яркость свечения. Скорость синхронного движения селеновых датчиков и горелок была небольшой — пять циклов в минуту. Так что телефотограф был рассчитан на передачу неподвижных и медленно перемещающихся объектов.
Закон спирали нашел свое продолжение в изобретении Пауля Нипкова, которое он запатентовал в Германии в 1884 году. Это, пожалуй, первое изобретение в области телевидения, принесшее практическую пользу.
Основной его элемент — развертывающий диск из непрозрачного материала, известный ныне как диск Нипкова. Диск имел квадратные отверстия (у Нипкова их было 24) размером немногим более двух миллиметров. Они располагались по спирали на краю диска и были сдвинуты относительно друг друга на равные углы. Расстояние между ними и было как раз шириной кадра. Причем каждое последующее отверстие сдвинуто ближе к центру самого отверстия.
Передаваемое изображение фокусировалось на небольшом участке на краю диска в пределах ограничительной рамки, которая и определяла размер передаваемого изображения. При вращении диска каждое отверстие поочередно прочерчивало дугообразную полоску, называемую строкой, а за один оборот диска строки поочередно заполняли все пространство внутри рамки, образуя кадр. Число строк разложения равно числу отверстий в диске, а число кадров в секунду — скорости вращения диска.
Если смотреть сквозь отверстия быстро вращающегося диска на предмет, изображение которого нужно передать, то он виден целиком, тогда как на самом деле в каждый данный момент времени лишь один из его элементов появляется в одном из отверстий диска.
Блуждающие лучики света, рвущиеся из отверстия, собирала линза и фокусировала на селеновом элементе. Селен превращал их в последовательность токовых сигналов, каждый из которых был пропорционален яркости отдельных элементов изображения.
На приемной стороне Нипков предложил использовать магнитооптический модулятор света, который бы изменял его яркость в зависимости от величины приходящего тока. Обычная осветительная лампа не годилась. Она не могла менять яркость свечения с такой скоростью: слишком долго нагревалась и остывала ее нить. Принцип действия модулятора был основан на эффекте Фарадея. Мы уже упоминали о нем: постоянный магнит влияет на луч света, а конкретнее — он поворачивает плоскость его поляризации. Тем опытом Фарадей показал, что свет имеет электромагнитную природу. Не будем касаться устройства модулятора. Он не так уж и важен для истории телевидения, и не так уж и сложен сам по себе. Главное в изобретении Нипкова — его диск. Он нужен был и на приемном конце. Мало того, чтобы правильно расставить все сигналы яркости на свои места, диск должен был вращаться синхронно с диском в передатчике.
Разложение изображения с помощью диска Нипкова было настолько простым и удачным решением, что диск впоследствии использовали в большинстве практических систем так называемого механического телевидения.
