Colorplexer

La televisión en color, introducida en Norteamérica en 1954, se describe mejor como televisión "en color". El sistema utilizaba la señal en blanco y negro existente, pero con la adición de un componente destinado únicamente a los receptores de televisión diseñados para mostrar color. Mediante una aplicación cuidadosa, esta señal "en color" era ignorada por los televisores comunes y tenía un efecto mínimo en la apariencia de la imagen en blanco y negro. Esto significaba que los programas en color podían verse en muchos receptores en blanco y negro existentes, lo que cumplía con el requisito de "compatibilidad" deseado por la industria televisiva. Una vez generada la llamada señal de video "compuesta", que contenía el componente de color, podía manejarse como si fuera una señal en blanco y negro, eliminando la necesidad de reemplazar gran parte de la infraestructura de televisión existente. Colorplexer era el nombre que RCA le daba al equipo que creaba esta señal de color "compuesta" a partir de tres imágenes separadas, cada una creada en los colores primarios (rojo, verde y azul) suministrados por una cámara de video en color. Este proceso era, para los estándares de la época, bastante complejo y exigía un control preciso de todos los parámetros involucrados para lograr una imagen en color aceptable. La simplificación que ofrecía este enfoque de "cabezal de emisión" se hizo evidente y contribuyó a la aceptación gradual de la programación en color durante las décadas siguientes.

El estándar NTSC ( National Television System Committee) fue el sistema de televisión analógica utilizado en la mayor parte de Norteamérica desde 1941 hasta la transición obligatoria a ATSC en 2009. Sin embargo, las estaciones de televisión de baja potencia pudieron seguir operando con NTSC, aunque muchas se han migrado posteriormente a ATSC. Este estándar nacional fue adoptado más tarde (o, en algunos casos, adaptado) en otras jurisdicciones, como Japón.

El segundo estándar NTSC (525/30, de 1941 en adelante) preveía que el sistema de televisión monocromático existente incorporaría eventualmente una función para la televisión en color compatible con el monocromo. El primer estándar NTSC (441/30, anterior a 1941) no contemplaba tal expectativa, ya que incluso el sistema de cine tricolor existente, el Technicolor de tres tiras, tenía entonces tan solo cinco años. El segundo estándar NTSC , revisado para el color y a veces denominado EIA RS-170a , estuvo vigente en Norteamérica y otros lugares desde 1953 hasta que fue reemplazado por el estándar ATSC a principios del siglo XXI.

Un aspecto fundamental de esta norma revisada fue la obligatoriedad de un flujo de información, tanto en el transmisor como en la transmisión a los televisores (receptores), independientemente de si la señal era monocromática (ya existente desde 1941) o en color (adoptada en 1953).

Este importante requisito se cumplió mediante un dispositivo de codificación que llegó a conocerse como Colorplexer .

Colorplexer (una combinación de "color" y "multiplexor") era el nombre comercial de RCA para su complejo dispositivo electrónico que codificaba imágenes discretas de tres colores: rojo, verde y azul, como las de una cámara en color, en un flujo de información de color compuesto compatible con monocromo.

En la recomendación de RCA para la televisión en color compatible con monocromo, generalmente llamada " color NTSC ", cada fuente de televisión en color (como una CCU ) incorporaba su propio colorplexor, proporcionando así al resto del equipo, que se presumía que se había originado como un sistema de equipo monocromo, una señal que podía gestionarse (generarse, conmutarse, transmitirse, recibirse, etcétera) como si la señal no fuera en color en absoluto, sino una señal monocromática compuesta ordinaria.

Esta fue una decisión estratégica por parte de RCA, y este concepto de "un Colorplexer por fuente de color" se convirtió en parte de las recomendaciones de marketing de RCA para equipos de televisión en color. Si bien hizo que cada fuente de color fuera significativamente más compleja y, por lo tanto, más costosa, también evitó la necesidad de realizar cambios importantes en el sistema de gestión de señales de una estación de televisión. El costo de la gestión de señales (particularmente para redes que involucran fuentes y destinos muy separados, como la cadena NBC-TV, propiedad de RCA) se consideró considerablemente más alto que el de las propias fuentes de señal en color, ya que de lo contrario habría que cambiar de un sistema de gestión (compuesto) solo en Y a un sistema de gestión (componente) en R, G y B (triplicando así efectivamente el costo de la distribución de la señal en color).

Utilizando el sistema eléctrico trifásico actual como analogía, superponer un sistema de gestión de señales de televisión en color rojo, verde y azul sobre un sistema de gestión de señales de televisión monocromático ya existente sería similar a exigir a los sistemas de suministro eléctrico público que conviertan la electricidad trifásica a nonafásica, lo que supondría un coste adicional insuperable.

El segundo estándar NTSC no exigía específicamente la recomendación de RCA de "un Colorplexer por fuente de color", siempre y cuando la señal transmitida al usuario final fuera compatible con monocromo. Esto se podía lograr con un sistema de gestión de señales R, G y B, y un único Colorplexer en el transmisor, lo cual habría sido suficiente para las estaciones de televisión de mercados pequeños, en particular aquellas con fuentes de vídeo ubicadas en el mismo emplazamiento del transmisor. Sin embargo, el evidente alto costo de la gestión de las señales R, G y B dentro de una estación de televisión de un gran mercado, con estudios y sitios transmisores separados (fuentes y destinos separados por quizás entre uno y decenas de millas), o particularmente dentro de una red de televisión, con fuentes y destinos geográficamente muy separados (fuentes y destinos separados por quizás entre cientos y miles de millas), resultó en la adopción casi universal de la recomendación de RCA de "un Colorplexer por fuente de color", y particularmente después de la introducción de la cinta de video en color de Ampex en 1958 (que nunca fue un sistema de componentes, sino que siempre fue inherentemente un sistema compuesto), y los sistemas de cinta de video en color de Ampex (y, más tarde, de RCA) se convirtieron en subsistemas esenciales de la distribución y transmisión de televisión en color en redes de múltiples zonas horarias (nacionales o, de hecho, internacionales).

Inicialmente, la inestabilidad de los primeros Colorplexers causó muchos problemas operativos, ya que no había dos Colorplexers ajustados de la misma manera, y estos debían ser constantemente " ajustados ", al igual que las propias fuentes de vídeo. Con el tiempo, la estabilidad de los Colorplexers mejoró, al igual que la estabilidad de las fuentes de vídeo, y el color NTSC pasó a proporcionar una calidad de color consistentemente buena, y lo hizo hasta 2009, casi 56 años, un logro tecnológico notable, en comparación con el Technicolor de "tres tiras", quizás el "ejemplo" para las películas en color, que duró solo 19 años (de 1936 a 1955).

Las señales de color primario R, G y B se ponderan y luego se suman para formar la señal Luma , Yʹ (Y prima), que es aproximadamente equivalente a una señal monocromática.

Con la adición de las entradas del generador de sincronización, que proporciona las señales de borrado y sincronización compuesta, y las entradas del generador de ráfaga de color, que proporciona la  ráfaga de color de 3,579545 MHz y las señales de "puerta de ráfaga", el colorplexor, mediante un "codificador", sintetiza una señal compatible que incluye luminancia (descrita anteriormente) y crominancia (una señal de portadora suprimida modulada en amplitud con "I" y "Q" en cuadratura, y que representa las diferencias entre las señales de color y la señal monocromática), cuya combinación produce un flujo de información de color compatible con monocromo.

La compuerta de ráfaga admite ocho ciclos de la  ráfaga de color de 3,579545 MHz y los aplica al margen posterior de cada pulso de sincronización horizontal (la sincronización vertical no se ve afectada). Estos ocho ciclos son suficientes para proporcionar a un receptor de televisión en color una referencia con la que corregir su oscilador local  de 3,579545 MHz en cuanto a frecuencia y fase, siendo esta última el aspecto más importante del proceso de recuperación de las señales "I" y "Q".

La "matriz" adoptada por RCA fue Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B; los tres factores de ponderación se seleccionaron de manera que su suma fuera 1,0.

Al igual que en los sistemas de dos colores " de la técnica anterior ", como el Technicolor anterior a 1932, la señal G predomina sobre la señal R; y, al igual que en los sistemas de tres colores "de la técnica anterior", como el Technicolor "Three-Strip" de 1932 y posteriores, las señales G y R predominan sobre la señal B.

El sistema de color de RCA se desarrolló cuando el Technicolor de tres tiras era el estándar de referencia, y el Eastmancolor de Eastman Kodak no lo reemplazaría por completo hasta cinco años después. De hecho, el fósforo P22 CRT de RCA estaba diseñado para imitar la impactante paleta de colores del Technicolor.

En la mayoría de los sistemas de color prácticos, incluido el de RCA, la señal G se toma como referencia, ya que tiene la mayor resolución. De hecho, en el Technicolor de "tres tiras" de 1932 a 1944, la imagen se mejoraba imprimiendo una imagen monocromática tomada de un negativo de 0,5 G (llamada imagen "clave", y por lo tanto ese sistema de color era en realidad un sistema RGBK, similar al sistema YCMK de las artes gráficas) en el "receptor en blanco" de la película antes de aplicar los tintes de color, como medida de mejora de los bordes.

La mejora de los bordes forma parte ahora de muchos sistemas de color electrónicos, pero en la época del Technicolor de "tres tiras", se conseguía fotográficamente a partir de la imagen G, la más nítida de las tres.

Los televisores monocromáticos convencionales aceptan esta señal como si no hubiera señales de crominancia ni de ráfagas. Se mostrará una imagen monocromática, Y, con defectos mínimos o inexistentes (como efecto moiré, etc.).

Las señales "I", "Q" y "color burst" serán ignoradas, dejando únicamente la imagen monocromática.

Los televisores en color aceptarán esta señal y, en primer lugar, separarán la imagen monocromática, Y, y en segundo lugar, decodificarán las señales "I" y "Q", utilizando la  señal de "ráfaga de color" extraída de 3,579545 MHz como referencia de fase para decodificar estas señales.

Al aplicar la imagen monocromática y las señales "I" y "Q" decodificadas a la inversa matemática de la "matriz" inversa, se sintetizan las señales de color primarias R, G y B, que se aplicaron a una " máscara de sombra " o tubo de TV equivalente, y que muestran una imagen en color de 3 colores.

https://www.worldradiohistory.com/Archive-All-BC-Engineering/RCA-Broadcast-News/RCA-77.pdf