從電視看類比到數位之脈絡－洋洋得意報NO.30

洋洋實業團隊 撰 2008/7/6

       「數位」（Digital）一詞，早在十七世紀法國哲學家兼數學家巴斯可（Blaise Pascal）以及德國哲學家兼數學家萊布尼茲（Gottfried W.Leibniz）在發明機械式計算機時，就已經出現。1830年代，英國數學家巴必基（Charles Babbage）就曾發明了第一台尚未完成設計的「自動數位電腦」，但一直到了十九世紀中期，英國數學家及邏輯學家布爾（George Boole）在現在稱之為「布爾代數」的理論中，使用「0 與 1的類比」，來討論代數符號以及代表邏輯形式與演繹邏輯之間的關係後，這種「真假二值」的代數理論，才開展了今日數位發展的理論。數位化簡單來說，就是以數字（Digits）來描述（Describe）事物，也就是訊號（Signal）。了解數位化的原理，首先一定要有十進位（Decimal）轉換二進位（Binary）的觀念，那就是「逢二即進一」的二進位的計算方式，其中二進位的一位數稱之為一個「位元」（bit）。就訊號特性來說，在一定的時間內，給予電壓來區別內容，記錄有電壓提供時的區塊我們付予數字「1」，記錄無電壓提供的區塊我們付予數字「0」，然後再將「編碼」（Encode）後的數據組合起來，在還原時以「解碼」（Decode）的方式處理訊號，如此的記錄與還原的過程，就是一種「數位化」，數位化的訊號是屬於「非連續性」的訊號格式，它有別於「連續性」的類比訊號，所以在訊號的判別與偵錯上較為有利。

       1983年，德國「ITT」公司的工程師－路波‧米奇奇（Lubo Micic）發展出世界第一台數位電視，並於當年在西柏林的音響電視大展登場亮相，它的出現為電視機開啟新的的一頁，也為路波‧米奇奇贏得「數位電視之父」的稱號。電視從過去黑白到彩色、單音到立體聲，無非都是為了提昇節目傳播的品質，但這都視為類比技術的「革新」。在二十世紀結束以前，電視台在節目製作上，大多數的設備都早已數位化（Digitize），在攝影棚、副控室與後製上的處理，無論是設備器材的控制、點對點的訊號傳送、影音內容的複製與後製剪輯的處理…等系統，都是以數位的格式進行。而數位化製作流程衝其量只能在提昇電視節目製作中的品質與效率，「數位製作」並不能與「數位電視」畫上等號。但這些並不能稱之為「數位電視」（Digital TV），因為通過地面廣播、有線電視、衛星或其他傳輸方式觀看電視節目的時候，仍是以「類比方式」（Analog或Analogue）接收，即最後一段的播出未改為數位系統方式傳輸。真正的數位電視指從拍攝、製作、編輯、處理…等過程都使用數位技術完成，而將電視的播出、傳輸與接收的電視系統整體數位化，才能稱之為真正的「數位電視」（Digital TV）。數位電視整體系統，必需填滿最後的這一段路徑，將電視節目製作、訊號傳輸到觀眾接收的「全面數位化」，才能稱之為標標準準的「數位電視」。

       公元二千年的跨世紀時刻，是一個類比與數位技術應用的重要分「水嶺」，舉凡我們生活週遭可以接觸到的行動電話、個人電腦、網際網路、家電產品都已步入數位化，但是在電視技術、廣播工程的數位化應用，則邁入了另一個進程，數位時代所要面對的不只是器材的換裝，它是一個數位化製播技術的考驗，更是數位化思考的挑戰。在一個技術深化的年代，所有的訊息都必須投入比以往更大量、更多樣的資源，而人類不斷追求更多型態的資訊連結的同時，比起過去對媒介內容的要求將會更多、更快速甚至更為豐富，「數位化」似乎能解決這所有的問題。媒介數位化的優點就是要解決類比訊號的缺點，如儲存、傳輸與處理上的改進等，其達成的目的很多，如訊號交換便利編輯與複製效率的提昇、資料可經轉換提供多平台播送、偵錯的能力可減少失真與提昇品質、資料可編碼提供服務內容的多元性…等。數位化更明顯的優勢就是數位壓縮（Comparession）和糾正錯誤（Error Correction）的功能，如果在非常昂貴或雜音充斥的通道（Channel）上傳遞訊息，這兩個功能就顯得更加重要了。有了這樣的功能，電視廣播業就可以省下一大筆錢，而觀眾也可以收到高品質的畫面和聲音，因此壓縮處理不但可以減低傳送頻寬，更可以降低的儲存容量，當我們使用位元（bit）來描述聲音和影像時，數位壓縮就和節約能源的道理是一樣的。數位化是傳播科技的潮流，自世紀末起，所有的媒介都得以最高的速度與應用數位化，媒體世界將徹底地改頭換面，而電視的數位訊號將影音（Audio and Video）或多媒體（Multimedia）內容，皆視為「資料」（Information）的方式處理或傳輸。

       自從發明了「數位電視」後，人們就為傳統的電視系統冠上了「類比電視」（Analog TV）之名。「數位電視」定義是指：『電視訊號在發射端以數位方式儲存、處理、壓縮、編碼；在接收端也以數位方式解碼、解壓縮的電視廣播系統。』即電視台將所要發射的節目調變成數位訊號，送到空中或是衛星播出，再經由天線接收到「數位電視機上盒」（STB－Set-Top-Box）或「數位電視接收解碼器」（IRD－Integrated Receiver Decoders），轉變成數位電視訊號再接到數位訊號對應端子輸入，而構成數位電視系統』。換言之，訊號從電視台節目廣播傳輸的「發射系統」到觀眾家中的「接收系統」仍然採用類比的訊號作業，這一段製到播系統的「最後路徑」（Last Path），數位化訊號是缺席的。

       數位電視與類比電視在訊號的傳送上，有很大的不同，數位科技引進，也完全顛覆了電視原有的概念，數位電視是一項全新的技術與規格，它具備了四大項特點：一、多頻道，二、互動性，三、行動接收，四、非同步。根據我國「工研院產業經濟與趨勢研究中心」（Industrial Economics & Knowledge Center，IEK），將數位電視的應用與服務分為四大類，包括「互動電視」、「高畫質電視」、「多頻道多節目」、「移動接收」…等四大類。這些數位電視的應用服務種類日益增加，各國按照不同時空背景發展重點不同，提供的服務與應用也隨之不同。數位電視不但是一種「革新」，在我們驚奇與期待之餘，它儼然是電視進化論中的一場「革命」。1997年4月4日，美國聯邦通訊委員會（FCC）為四大電視網（ABC、CBS、NBC與FOX）免費發放了數位電視的廣播經營許可證，開始試播。1998年10月美國CBS以數位電視的格式播出轉播參議員葛倫在「發現號」太空梭內畫面的「歷史鏡頭」，從當下那一刻起，全球正式進入了數位電視的開播「元年」，從此世界各國數位電視計劃，也進入了「D-Day」（Digital Day，數位時代）的關鍵時刻－「蓄勢待發」。台灣無線數位電視於2004年7月1日正式開播，啟動台灣電視發展所謂的「數位元年」。預計到2010至2015年，全球將中止（Switch Over）舊的電視系統服務，這就意味著傳統電視機將成走進歷史。但是什?時候數位電視能夠普及？什?時候全球將中止類比電視？這還是一個未知數，無論如何這是科技的未來趨勢。