月球上模糊的尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林。NASA。仔细查看阿波罗 11 号舱外活动视频，可以看到模糊的宇航员，这自然引发了对视频是伪造的猜测。如果 NASA 能够到达月球，为什么不能拍出高质量的视频？！视频并未伪造。低质量和模糊的外观是 NASA 将月球视频转换为可广播格式的特殊方式造成的。要理解这一点，我们必须了解 20 世纪中叶电视是如何工作的。至少在美国，20 世纪 50 年代就出现的阴极射线管技术，从 20 世纪 50 年代到 21 世纪初几乎没有变化。黑白电视逐渐被彩色电视取代，但变化不大，然后平板 LED 技术取而代之，我们的客厅也变得不那么杂乱了。但目前我们感兴趣的是黑白阴极射线管电视，这一切都始于摄像机，所以让我们从那里开始。在模拟摄像机内部，正在拍摄的图像或场景通过镜头聚焦到感光板上。该感光板由电子束扫描。围绕摄像管的两个线圈会偏转电子束，使其从左到右、从上到下扫描，覆盖整个感光板。每秒进行 30 次扫描，顺便说一句，这就是我们获得每秒 30 帧的标准帧率的由来。在扫描时，信息被编码到电子束中。画面上某一点越亮，波形上对应点就越高。然后信号——即电子束——被发送到显示器。显示器有自己的电子束，其电压根据来自摄像机的信息进行改变。当波形更高时，电压升高，对应于更亮的点。电子束被推向前，撞击涂有磷光体的屏幕。每次电子撞击都会产生一个可见光点，电压越高，点越亮。电子束以与摄像机感光板相同的方式扫描显示器屏幕，每秒 30 帧，逐行扫描，留下镜像原始拍摄场景的光点。我们的大脑将这些点组合起来形成图像。视频中还包含其他编码在电子束中的信号，有助于创建视频。同步信号告诉电子束何时在行的末尾不传输光，何时返回屏幕顶部，以及确保线条正确对齐以避免图像出现波浪状。但视频图像还有另一个元素，这是那个时代技术限制带来的一点小麻烦。我们在屏幕上看到的图像是电子撞击屏幕面板上磷光体的发光。每个点发光然后褪色。如果电子束从上到下扫描屏幕，当图像显示在屏幕底部时，屏幕顶部的图像就已经褪色了。解决方案是将每一帧拆分。标准的广播帧有 525 行，所以每一帧被分成两个场，每个场有 262.5 行，这也意味着每秒 30 帧在隔行扫描时会变成每秒 60 场。电子束首先填充所有奇数行，然后返回顶部填充偶数行。这个过程称为隔行扫描——两个视频场组合在一起形成一帧。电子束中的另一个电脉冲确保两个场正确隔行扫描，一个场比另一个场晚半行，这一切发生得太快，以至于我们的大脑只看到一个清晰的图像。正如我们从名称“阴极射线管”中所知，这项技术依赖于电子管。显示器内部的电子管在真空容器中产生电子束，热丝提供电子束，线圈偏转电子束，使其能够扫描感光板或屏幕。这是一个发热、笨重且耗电量大的系统。而这些都不是在月球上工作时你想要的东西。因此，NASA 为阿波罗 11 号的月球行走使用了更简单的摄像机。为了简化起见，阿波罗 11 号使用了黑白摄像机，这样做的好处是当信号从月球发送到地球时，带宽更小。该摄像机有一个成像管，以每秒 10 帧的速度扫描，每帧 320 行。没有隔行扫描。带宽也很低，0.4 MHz，而当时标准的广播带宽为 5 MHz。除了视频质量低之外，摄像管的 vidicon 类型还导致延迟，使图像略显模糊。撇开带宽和模糊的图像不谈，每秒 10 帧、320 行且没有隔行扫描的图像类型完全不兼容，在从月球返回时几乎无法在世界上的任何电视系统上观看。在广播之前，它必须由安装在特定地面站的系统进行转换，生成正确的广播信号。这是一个两阶段的过程。首先，另一台 vidicon 摄像机对着显示月球视频的电视屏幕。该摄像机以每秒 60 场的速度记录视频，但仅当屏幕上有完整图像时才记录。这意味着转换后的视频图像每十分之一秒就有一次完整图像。每六个场中只有一个场包含图像。因此，下一步是替换缺失的五个场。为此，将好的帧录制到磁盘上，然后播放五次。这样就产生了必要的每秒 60 场，262.5 行，与 525 行全帧的每秒 30 帧相同。然后通过碟形天线将信号准备好向全球广播，就像当时电视广播一样。然而，帧的重复导致了视频质量极低、模糊的外观。[embed]https://www.youtube.com/watch?v=qD2pDXcNlPc[/embed] 即使效果不好，我们也很庆幸能有机会看到阿波罗 11 号登月的直播。这次任务关乎政治和技术，而非电视。沃尔利·希拉（Wally Schirra）曾臭名昭著地抵制来自阿波罗 7 号的电视直播，认为这会干扰支持最终登月的任务目标。但当阿波罗 8 号在 1968 年圣诞节左右从月球拍摄并播送了地球的实时图像时，观众们都聚精会神地看着电视，NASA 意识到与世界分享登月直播不仅会影响所有人，还会影响世界对该计划的记忆。最初计划只携带一台 16 毫米电影摄像机（胶片不足以拍摄整个月球行走）进行阿波罗 11 号任务的计划被放弃，转而采用这种略显笨拙的系统，将实时图像从月球传回世界。好奇阿姆斯特朗走下登月舱梯的第一张照片是怎么来的，当时表面上没有人？我这里有一个关于那个的视频：[embed]https://www.youtube.com/watch?v=OxoSnXZTtr4[/embed] 来源：David Woods 的《阿波罗如何飞往月球》；Robert L. Hartwig 的《基础电视技术：数字与模拟》；