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“看不完电视”的不完全进化论

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-01-06 19:50

正文

从光点开始

大部分儿时记忆,都被电视所占据。在儿时看来,电视是部神奇的机器,是把人带往奇异世界的大门;虽然每周二下午,这扇门就会关闭。微凸的坚硬屏幕、偶尔还有雪花点的画面,和父母斗智斗勇的丰富经验,差不多就是个人记忆的第一阶段。

图片来源:http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_4e0fc5b901013zpv.html

电视的历史错综复杂,不过可以确定的是,直到1900年,Television 这个词才首次出现。在投给巴黎国际博览会的一篇论文中①,圣彼得堡炮兵学院的教授康斯坦丁·波斯基描述了前人为了将画面从一个地方传送到另一个地方所做的种种努力,并且把这种技术称作“远距离观看”——这是“Television”这个词的本意。

的确,早期的“电视”不一定要用电。俄国青年尼普科夫早在1884年就申请了专利,将画面分成一个个光点,再在另一个地方重新组合,整个过程都通过机械来完成。

这项发明的核心是一个上面按照螺旋线打了孔的圆盘,也就是“尼普科夫圆盘”。它是电视技术的核心,将拍摄的对象转成一串亮度不同的光点,把空间换成了时间,把一幅画面变成了一串数据流。即使是今天的电视,也依然采用了同样的思路。

尼普科夫,1884

尼普科夫盘示意图

1897年,德国人卡尔·布劳恩发明了阴极射线管(CRT),可以让电子束在屏幕上激发荧光粉而显示出光点。但他并没有想到,这将会是电视的基础。

后人改造了阴极射线管,以偏转磁场改变电子束的轨迹,让它们精确地敲击在屏幕的荧光粉上,从而显示出或明或暗的小点。这些点组合成了画面,像是马赛克贴画墙面一样。

只有一支电子枪,只能显示黑白画面。若是要实现彩色,就需要三支电子枪,还要精确地点亮能发出三原色的荧光粉。完成了这一步,电视机就从黑白变成了彩色。

1946年,“电视之父”英国人贝尔德发明了彩色电视机,此时距离他他成功实现黑白电视,已经过去了22年。



总是想要更多


一直到上世纪90年代,阴极射线管电视还是主流,然而在短短十年间,就被其他技术后来居上了。阴极射线管电视的主要问题在于,它的体积实在不可忽视。

上世纪80年代,第一代背投电视面世。这可以算是体积和画面尺寸的折中方案:将投影和电视融为一体,从屏幕背面将画面投影到屏幕上,来获得更大的画面。它将电视信号传输给并排放置的红、绿、蓝三只单色投影管,再经过透镜放大,反射到投影屏上。在流行了大约十年之后,背投电视发展到了第五代,然后被更好的技术所取代。

更好的技术,指的是液晶和等离子。1981年,索尼推出第一部液晶电视,只有2.5吋黑白屏幕。1992年,富士通公司开发出了第一部等离子电视,在真空管里注入惰性气体,加电压放出紫外线,激发荧光粉发光。每个像素都是有三种颜色的真空管构成,都能单独发光。

液晶显示原理

液晶和等离子电视曾经是针锋相对的对手,然而在竞争中,总是有些技术会被淘汰。今天我们所见到的大部分电视都是液晶电视——更薄、更大、更便宜,显示效果也不错。


等离子显示原理

和电影一样,人们也想要更沉浸的电视体验。最大的电视已经超过一百吋,主流电视从二十年前的十八、二十吋上升到了六十寸左右。屏幕大了,眼睛距离电视中心和四个角落的距离差也就变得更大;于是曲面屏幕出现了。这是个有趣的反转:早期的 CRT 电视因为技术原因,要以电子枪为焦点,所以屏幕向外凸出;现在的电视以观看者的眼睛为焦点,屏幕则向内凹进。

除了屏幕变大之外,人们还想要更精细更栩栩如生的画面,于是电视的分辨率标准也就步步高升。从720p 到1080p,再到现在的4K,电视的水平分辨率已经可以达到4000像素左右。甚至还有一段时期,人们尝试在电视上实现裸眼3D——虽然效果并不尽如人意。

虽然显示技术一直在进步,但是因为涉及到整个生态的变化,模拟信号传输直到十几年前还是电视的主流。只有当节目、存储、传输和接收都采用了数字信号之后,电视才从模拟时代进入了数字时代。电视或者内置数字解码芯片,或者通过数字电视机顶盒,来将数字信号转化成模拟电视信号。

然而,这些技术发展并没有动摇电视的根本。电视依然秉持着广播的概念:从某个中心向外发送信息,所有的电视都只是接收端。观众可以选择看哪个频道,但是节目和时间,只能二选一。



没有什么能够阻挡

我对自由的向往


互联网的出现,让人们愈发认识到广播式信息传播的不足。广播是中心化的,是自上而下的,是单向传播的;互联网是去中心的,是平等的,是双向互动的。人们可以自由选择,内容和时间终于可以两全。

电视的显示效果已经很不错,完全可以将互联网的内容搬到电视上来播放——这就是电视盒子所做的事情。2003年,陈天桥提出电视盒子的构想,希望将盛大的游戏、视频等通过互联网连接到用户的电视屏幕上,并于2005年尝试推广。但是这一想法过于超前——宽带网络覆盖不足以实现这些内容的传输。再加上成本过高、内容较为缺乏等原因,最终偃旗息鼓。

直到2012年,商业化的电视盒子才开始大规模出现在市场上。这些盒子相当于一台简化版的电脑主机,电视则可以类比于电脑显示器;通过无线或者有线网络,人们就可以用遥控器来选择观看互联网内容:视频、经过授权的电影和电视剧,甚至是玩游戏。

电视盒子修补了传统电视的不足,但是也带来了一些其他问题:功能复杂得多,用遥控器来选择多有不便;人们依然需要去寻找想看的内容——在电脑上做这件事可能只需要敲几下键盘,但是能想象用遥控器来遥控一台电脑会有多麻烦吗?

新近崛起的互联网电视,则在尝试改善电视盒子的问题。它可以认为是将显示器和主机结合在一起的一体机;而且还不仅如此。互联网电视能提供怎样的内容、如何和电视交互、如何才能在浩如烟海的互联网内容中找到自己喜欢的节目,都已经纳入了互联网电视的整体设计考虑之中。

观众最关心的问题,是互联网电视能够提供多少视听内容。不同的互联网电视厂商,在内容覆盖上也会有所不同。例如最近销量很高的微鲸电视,就以“打造最强内容库”为目标,不仅依托华人文化控股集团,也在腾讯、阿里巴巴等巨头支持下,覆盖了TVB库、HBO鼎级剧场、星级卫视剧目和综艺同步、腾讯视频院线新片、中超、电竞赛事、BBC和芝麻街益智少儿节目、BBC纪录片、VR全景频道和优质自制VR节目等内容。

在庞大的内容库中搜索浏览,仅靠传统的遥控器,会力有不逮。观众需要更好、更自然的操控方式,例如语音识别。在过去几年中,我们已经开始用语音这种更自然的交互方式和机器交互,语音识别技术的准确率大幅提升,已经成了一些家用娱乐设施和智能设备的标配;我们对着手机说话已经不再显得奇怪,机器也能听懂更多指令。

在我国,科大讯飞是领先的自然语言识别产品提供商,并且已经将自己的产品加入到互联网电视之中。微鲸电视在科大讯飞语音识别、方言识别和语义理解的基础上,结合在视频领域的数据积累,优化了在电视上的识别模型。不仅提升了互联网电视的语音识别准确率、减少了使用遥控器的不便,还能加入一些诸如“语音弹幕”的新玩法。

不知道选择什么的时候,电视机可以为我推荐。内容库越庞大,搜索和选择就越困难——这是我们这个丰沛时代的特有问题。根据用户的喜好,将用户感兴趣的内容“推”到用户面前,也是互联网电视的重要课题。智能推荐系统可以收集观众的观看习惯,向用户推荐可能会喜欢的内容;观众看得越多,推荐结果就会越精准。

智能推荐系统需要三个基本部分:内容模型、用户模型和推荐算法。内容模型在不同维度描述视频内容,用户模型则描述用户,而推荐算法则对比内容和用户,推测出用户最可能关心和喜欢的视频内容。

对于互联网电视的视频内容,可以按照类型、时长、主创、情节、甚至星级和网络点评等等在多个层面分类,描述成精细的内容模型。

用户模型则可以通过用户的居住地、消费历史、喜好、观看和搜索历史来构建。利用互联网电视的互动功能,还可以收集用户的使用习惯和大量行为,了解用户的使用细节。无论是暂停、快进、重播,甚至是语音输入的音调和语气,都可以帮助绘制出更精确的用户画像。

匹配视频内容和用户画像,判断出用户可能会喜欢的视频内容的过程,就需要智能推荐算法来连接。最近几年的推荐算法已经开始采用人工智能技术,其中最受瞩目的,就是深度学习技术——Google 用这种技术训练围棋、识别视频中的猫脸,甚至去打《星际争霸2》。微鲸电视也使用了类似的技术,来构建更准确的推荐算法。

推荐算法并非一成不变,也需要持续的反馈改进。微鲸开发了指数平台、主观评估体系和商业智能系统,来评估推荐效果和内容质量,观察推荐效果同时收集用户反馈。收集到的这些信息会帮助智能推荐系统自我学习和改进,实时调整推荐内容,并且预测下一步的内容热点。

像这样将新技术融入到互联网电视当中,观众使用得越久,就越会看到符合自己口味的节目,所做的只是吩咐一声就好;其它的繁琐,都交给电视在后台默默完成。在这样“看看看不完”的电视前,你只需沉浸在电视节目中就好。


参考文献:

1.Perskyi, P. M. C. (1900). Television Au Moyen De L’electricite. In 1st International Electricity Congress, Paris (August 25, 1900).




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