大头电视机，如何用电子“作画”？

大头电视机的画面，真的是“画”出来的，不信你看！

只是它画得太快，我们的眼睛看不穿而已。

因为它的画笔，叫“电子枪”。

这个玩意儿，在液晶、OLED铺满客厅之前，曾照亮世界70年。

大家好我是火箭叔，故事的起点，发生在更早一些的1869年......

德国物理学家希托夫第一次在真空玻璃管中看见“阴极射线”——一种肉眼看不见，却能让玻璃发光的神秘光迹。英国科学家克鲁克斯更进一步，他在管里放上金属十字架，结果通电后，那十字架在玻璃上留下了清晰的影子。说明这并不是普通光线，而是实实在在的粒子流。更重要的是，这种射线会被磁场偏转——这就埋下了电视控制电子束的关键伏笔。

1897年，汤姆孙测出阴极射线其实是电子，人类第一次知道光可以由粒子“写”出来。20世纪初，电子技术突飞猛进，科学家开始思考：如果能让电子束在荧光屏上按顺序扫过，是不是就能画出一张会动的图？

答案在一根“电子枪”里。

大头电视机的“大头”其实是由CRT撑起来的，即阴极射线管，它本质上就是一个巨大的真空玻璃管。尾部的阴极被加热后，会不断喷射出电子；在强电场作用下，这些电子被加速到几千伏的高能量，像子弹一样射向前方。屏幕内壁涂着一层荧光粉，电子打到哪，哪儿就亮。这样，一个光点就出现了。

但一个光点远远不够。要形成图像，电子束必须精确地在屏幕上移动。于是科学家在显像管外绕上两组电磁线圈：水平偏转线圈控制电子束左右摆动，垂直偏转线圈让它上下扫描。它们通电后会产生磁场，轻轻“拉动”电子束，让它以每秒上万次的速度，从左到右、一行一行地扫过整个屏幕，再飞快地回到顶部。每秒重复几十次，人眼的“视觉暂留”就把这些闪烁的点融合成连续的影像。

所以我才说，它根本不是在播放视频，而是在画出视频。

然而，这种光点的移动必须和信号同步，否则画面就会“乱跳”。为此，电视广播会在图像信号中加入“同步脉冲”，告诉电子束什么时候回到下一行、什么时候换到下一帧。观众调电视时那个“水平保持”旋钮，其实就是在帮它“找节奏”。当电子束和信号步调一致时，画面才能稳定地呈现。

黑白电视的出现让整个世界第一次在屏幕上动了起来，但很快人们发现——缺了颜色，它就少了灵魂。于是，彩色电视登场了。

让彩电成为可能的关键，是美国工程师乔治·瓦伦西和后来RCA公司的团队。他们提出了一个天才构想：颜色不是单一信号，而是红、绿、蓝三种光的组合。只要能分别控制这三种光的亮度，就能混合出任何颜色。

于是，他们在彩色显像管的屏幕内侧，有规律的涂满了三种荧光粉——红、绿、蓝。而在管尾，不再是一支电子枪，而是三支：它们同时射出电子，但会分别打在不同颜色的荧光粉上。可是，问题来了——怎么保证红枪只打红点，绿枪只打绿点？答案是一块金属板！它是由RCA工程师唐纳德·贝尔，和人称“彩电之父”的彼得·高德马克等人在1950年代发明的，叫做“金属掩膜板”或者“荫罩”。是一块带很多微小孔洞的薄钢片，安装在荧光屏前方。三束电子从不同角度穿过这些孔，只能命中各自对应的颜色点。这一设计，最终让彩色显像成为可能。

但更聪明的，是他们在信号传输上的设计。为了让彩色电视兼容旧的黑白电视，工程师没有另开频道，而是把亮度，即黑白信息和色度，即颜色信息混合在同一个信号里。黑白电视只解析亮度部分，照样能显示；彩电则能从中“拆”出颜色。这样，全世界数以百万计的旧电视机，不需要淘汰，也能继续看节目。这是模拟时代最优雅的一次工程折中。

从此，电视机的光，不只有了明亮，还有了色彩。

后来，液晶屏登场，OLED继位，电子枪退场。它们不再用射线扫描，而是让每个像素自己发光。屏幕变得轻薄、清晰，但也少了那种微微闪烁的温度。不知道你还记得老电视关机时屏幕中央那一道白光吗——那是最后一束电子在告别。