التلفزيون الميكانيكي

طُوِّرت أولى تقنيات المسح الضوئي الميكانيكي النقطي في القرن التاسع عشر لأغراض الفاكس ، وهو نقل الصور الثابتة عبر الأسلاك. قدّم ألكسندر بين جهاز الفاكس بين عامي 1843 و1846. وعرض فريدريك باكيويل نموذجًا عمليًا منه في المختبر عام 1851. أما أول نظام فاكس عملي، يعمل على خطوط التلغراف، فقد طوّره جيوفاني كاسيلي وبدأ استخدامه عام 1856. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

اكتشف ويلوبي سميث الموصلية الضوئية لعنصر السيلينيوم في عام 1873، مما وضع الأساس لخلية السيلينيوم ، والتي تم استخدامها كجهاز التقاط في معظم أنظمة المسح الميكانيكية.

في عام 1884، اقترح بول يوليوس غوتليب نيبكو ، وهو طالب جامعي ألماني يبلغ من العمر 23 عامًا، قرص نيبكو وحصل على براءة اختراعه. ^{[ 4 ]} كان هذا القرص عبارة عن قرص دوار ذي نمط حلزوني من الثقوب، بحيث يمسح كل ثقب سطرًا من الصورة. ورغم أنه لم يبنِ نموذجًا عمليًا للنظام، إلا أن جهاز نيبكو لتنقيط الصور باستخدام القرص الدوار كان الآلية الرئيسية المستخدمة في معظم أنظمة المسح الميكانيكية، سواء في جهاز الإرسال أو جهاز الاستقبال. ^{[ 5 ]}

في عام 1885، صمّم هنري ساتون في بالارات بأستراليا ما أسماه " التلغراف" لنقل الصور عبر أسلاك التلغراف، معتمدًا على نظام قرص نيبكو الدوّار ، والخلايا الضوئية المصنوعة من السيلينيوم ، وموشورات نيكول ، وخلية تأثير كير . ^{[ 6 ] : 319} نُشر تصميم ساتون دوليًا عام 1890. ^{[ 7 ]} ونُشرت دراسة عن استخدامه لنقل وحفظ صورة ثابتة في صحيفة "إيفنينغ ستار" في واشنطن عام 1896. ^{[ 8 ]}

كان قسطنطين بيرسكي قد صاغ كلمة "تلفزيون" في ورقة بحثية قُدِّمت إلى المؤتمر الدولي للكهرباء في المعرض العالمي الدولي في باريس في 24 أغسطس 1900. استعرضت ورقة بيرسكي التقنيات الكهروميكانيكية الموجودة، وذكرت أعمال نيبكو وآخرين. ^{[ 9 ]}

أجرى الفيزيائي الألماني إرنست رومر أول تجربة عملية لنقل الصور بشكل فوري ، حيث رتب 25 خلية من السيلينيوم كعناصر تصوير لجهاز استقبال تلفزيوني. وفي أواخر عام 1909، أعلن عن نقل صور بسيطة عبر سلك هاتف من قصر العدل في بروكسل إلى مدينة لييج في بلجيكا، على مسافة 115 كيلومترًا (70 ميلًا ) . ووُصفت هذه التجربة المعلنة آنذاك بأنها "أول نموذج عملي في العالم لجهاز تلفزيون". ^{[ 11 ]} ونظرًا للعدد المحدود من العناصر، كان جهازه قادرًا فقط على تمثيل الأشكال الهندسية البسيطة، وكانت تكلفته باهظة للغاية. بسعر 15 جنيهًا إسترلينيًا (45 دولارًا أمريكيًا) للخلية الواحدة من السيلينيوم، قدّر أن نظامًا مكونًا من 4000 خلية سيكلف 60000 جنيه إسترليني (180000 دولار أمريكي)، وأن آلية مكونة من 10000 خلية قادرة على إعادة إنتاج "مشهد أو حدث يتطلب خلفية طبيعية" ستكلف 150000 جنيه إسترليني (450000 دولار أمريكي). وأعرب رومر عن أمله في أن يرعى معرض بروكسل العالمي الدولي لعام 1910 بناء جهاز متطور بعدد خلايا أكبر بكثير، ليكون بمثابة عرض في المعرض. إلا أن التكلفة التقديرية البالغة 250000 جنيه إسترليني (750000 دولار أمريكي) تبيّن أنها باهظة للغاية. ^{[ 12 ]} 

أثارت الدعاية التي أحدثها عرض رومر حماس عالمين فرنسيين، هما جورج رينو وأ. فورنييه في باريس، للإعلان عن بحث مماثل كانا يجريانه. ^{[ 13 ]} استُخدمت مصفوفة من 64 خلية سيلينيوم ، موصولة كل منها على حدة بمبدل ميكانيكي ، كشبكية إلكترونية . في جهاز الاستقبال، قامت خلية كير بتعديل الضوء، وقامت سلسلة من المرايا ذات الزوايا المختلفة، المثبتة على حافة قرص دوار، بمسح الشعاع المعدل على شاشة العرض. ونظمت دائرة منفصلة عملية التزامن.كانت دقة 8×8 بكسل  في هذا العرض التوضيحي كافيةً لنقل حروف الأبجدية بوضوح. ^{[ 14 ]} وكانت الصورة المُحدَّثة تُرسَل "عدة مرات" كل ثانية. ^{[ 15 ]}

في عام 1911، ابتكر بوريس روسينغ وطالبه فلاديمير زوريكين نظامًا يستخدم ماسحًا ضوئيًا ميكانيكيًا يعمل بأسطوانة مرآة لنقل، على حد تعبير زوريكين، "صورًا بدائية للغاية" عبر أسلاك إلى أنبوب براون ( أنبوب أشعة الكاثود أو CRT) في جهاز الاستقبال. لم يكن من الممكن عرض الصور المتحركة لأن حساسية الماسح الضوئي "لم تكن كافية، وكانت خلية السيلينيوم بطيئة الاستجابة للغاية". ^{[ 16 ]}

كان اختراع أول صمام مفرغ مكبر ، وهو الصمام الثلاثي ، عام 1907 ، من قبل لي دي فورست ، هو الذي جعل التصميم عمليًا. ^{[ 17 ]}

بيرد في عام 1925 مع معدات الإرسال الخاصة به والدمى "جيمس" و "ستوكي بيل" (على اليمين) .

بيرد وجهاز استقبال التلفزيون الخاص به

في عام 1925، بنى المخترع الاسكتلندي جون لوجي بيرد بعضًا من أوائل أنظمة الفيديو النموذجية، والتي استخدمت قرص نيبكو . وفي 25 مارس/آذار من العام نفسه، قدّم بيرد أول عرضٍ عام لصور ظلية متحركة متلفزة ، في متجر سيلفريدجز بلندن. ^{[ 18 ]} ولأن وجوه البشر لم تكن تتمتع بالتباين الكافي للظهور على نظامه البدائي، قام ببثّ دمية متحركة تُدعى "ستوكي بيل" تتحدث وتتحرك، وكان وجهها المرسوم يتمتع بتباين أعلى. وبحلول 26 يناير/كانون الثاني 1926، أثبت بيرد إمكانية نقل صور وجه متحرك عبر الراديو. ويُعتبر هذا على نطاق واسع أول عرض تلفزيوني عام في العالم. استخدم نظام بيرد قرص نيبكو لمسح الصورة وعرضها. وُضع جسم مضاء بشكل ساطع أمام قرص نيبكو دوّار مزود بعدسات تمسح الصور عبر خلية ضوئية ثابتة. كانت خلية كبريتيد الثاليوم (الثالوفايد)، التي طورها ثيودور كيس في الولايات المتحدة الأمريكية، تستشعر الضوء المنعكس من الجسم وتحوله إلى إشارة كهربائية متناسبة. تُنقل هذه الإشارة عبر موجات راديو AM إلى وحدة استقبال، حيث تُطبق إشارة الفيديو على ضوء نيون خلف قرص نيبكو ثانٍ يدور بالتزامن مع الأول. يتغير سطوع مصباح النيون بما يتناسب مع سطوع كل نقطة في الصورة. ومع مرور كل ثقب في القرص، يُعاد إنتاج سطر مسح واحد من الصورة. احتوى قرص بيرد على 30 ثقبًا، مما أنتج صورة بثلاثين سطر مسح فقط، وهو عدد كافٍ للتعرف على وجه بشري.

في عام ١٩٢٧، نقل بيرد إشارة عبر خط هاتف بطول ٧٠٥ كيلومترات بين لندن وغلاسكو . وفي عام ١٩٢٨، بثت شركته (شركة بيرد لتطوير التلفزيون/سينما التلفزيون) أول إشارة تلفزيونية عبر المحيط الأطلسي بين لندن ونيويورك، وأول بث من الشاطئ إلى السفينة. وفي عام ١٩٢٩، شارك في أول خدمة تلفزيونية ميكانيكية تجريبية في ألمانيا. وفي نوفمبر من العام نفسه، أسس بيرد مع برنارد ناتان من شركة باثيه أول شركة تلفزيونية في فرنسا، وهي شركة تلفزيون بيرد ناتان. وفي عام ١٩٣١، أجرى أول بث خارجي مباشر لسباق ديربي . ^{[ ١٩ ]} وفي عام ١٩٣٢، عرض بيرد تقنية التلفزيون فائق القصر . وبلغ نظام بيرد الميكانيكي ذروة دقة ٢٤٠ خطًا في بث تلفزيون بي بي سي عام ١٩٣٦، على الرغم من أن النظام الميكانيكي لم يكن يمسح المشهد التلفزيوني مباشرة. بدلاً من ذلك، تم تصوير فيلم 17.5 ملم ، وتم تحميضه بسرعة ثم مسحه ضوئياً بينما كان الفيلم لا يزال رطباً. 

كان المخترع الأمريكي تشارلز فرانسيس جينكينز رائدًا في مجال التلفزيون. نشر مقالًا بعنوان "الصور المتحركة لاسلكيًا" عام 1913، لكنه لم يُرسل صورًا ظلية متحركة للشهود إلا في ديسمبر 1923، وفي 13 يونيو 1925، عرض علنًا إمكانية الإرسال المتزامن للصور الظلية. في عام 1925، استخدم جينكينز قرص نيبكو وأرسل صورة ظلية لطاحونة هوائية لعبة متحركة لمسافة 8 كيلومترات من محطة إذاعية بحرية في ماريلاند إلى مختبره في واشنطن العاصمة، مستخدمًا ماسحًا ضوئيًا للقرص مزودًا بعدسة بدقة 48 خطًا. ^{[ 20 ] [ 21 ]} مُنح براءة الاختراع الأمريكية رقم 1,544,156 (إرسال الصور لاسلكيًا) في 30 يونيو 1925 (مُقدمة في 13 مارس 1922). 

في 25 ديسمبر 1926، عرض كينجيرو تاكاياناغي نظام تلفزيون بدقة 40 خطًا، يستخدم ماسحًا ضوئيًا من نوع نيبكو وشاشة عرض أنبوب أشعة الكاثود ، في مدرسة هاماماتسو الصناعية الثانوية في اليابان. ^{[ 22 ]} ولا يزال هذا النموذج الأولي معروضًا في متحف تاكاياناغي التذكاري بجامعة شيزوكا ، فرع هاماماتسو. ^{[ 23 ]} وبحلول عام 1927، حسّن الدقة إلى 100 خط، وهي دقة لم تُضاهى حتى عام 1931. ^{[ 24 ]} وبحلول عام 1928، كان أول من نقل صور الوجوه البشرية بتقنية نصف اللون. وقد أثر عمله على أعمال فلاديمير ك. زوريكين اللاحقة . ^{[ 25 ]} في اليابان، يُنظر إليه على أنه الرجل الذي أنجز أول تلفزيون إلكتروني بالكامل. ^{[ 26 ]} وقد أوقفت الولايات المتحدة أبحاثه في إنشاء نموذج إنتاجي بعد خسارة اليابان في الحرب العالمية الثانية . ^{[ 23 ]}

في السابع من أبريل عام ١٩٢٧، قدّم هربرت إي. آيفز وفرانك غراي من مختبرات بيل للهواتف عرضًا مذهلاً للتلفزيون الميكانيكي. اشتمل نظام التلفزيون ذو الضوء المنعكس على شاشتي عرض صغيرتين وكبيرتين. كانت شاشة جهاز الاستقبال الصغير بقياس ٥ × ٦ سم (٢ × ٢.٥ بوصة ) ، بينما كانت شاشة جهاز الاستقبال الكبير بقياس ٦٠ × ٧٥ سم (٢٤ × ٣٠ بوصة ) . تمكّن كلا الجهازين من عرض صور متحركة أحادية اللون بدقة معقولة. بالإضافة إلى الصور، استقبل الجهازان الصوت المتزامن. نقل النظام الصور عبر مسارين: أولًا، وصلة سلكية نحاسية من واشنطن إلى مدينة نيويورك، ثم وصلة لاسلكية من وييباني، نيو جيرسي . عند مقارنة طريقتي الإرسال، لم يلاحظ المشاهدون أي فرق في الجودة. كان من بين الشخصيات التي تم بثها وزير التجارة هربرت هوفر . وقد أضاء شعاع ماسح ضوئي متحرك هذه الشخصيات. كان الماسح الضوئي الذي أنتج الشعاع مزودًا بقرص ذي فتحة قطرها ٥٠. كان القرص يدور بمعدل 18 إطارًا في الثانية، ويلتقط إطارًا واحدًا تقريبًا كل  56 مللي ثانية  . (عادةً ما تنقل الأنظمة الحالية 30 أو 60 إطارًا في الثانية، أو إطارًا واحدًا كل(33.3 أو 16.7  مللي ثانية على التوالي). أكد مؤرخ التلفزيون ألبرت أبرامسون على أهمية عرض مختبرات بيل: "لقد كان في الواقع أفضل عرض لنظام تلفزيوني ميكانيكي تم تقديمه حتى ذلك الوقت. وسيستغرق الأمر عدة سنوات قبل أن يتمكن أي نظام آخر من مقارنته به من حيث جودة الصورة." ^{[ 27 ]}

في عام ١٩٢٨، أطلقت شركة جنرال إلكتريك محطتها التلفزيونية التجريبية W2XB ، التي كانت تبث من مصنعها في مدينة سكنيكتادي بولاية نيويورك. عُرفت المحطة آنذاك باسم WGY Television، نسبةً إلى محطة الراديو WGY التابعة لشركة جنرال إلكتريك . وفي ثلاثينيات القرن العشرين، تحولت المحطة إلى نظام إلكتروني بالكامل، وفي عام ١٩٤٢، حصلت على ترخيص تجاري باسم WRGB . ولا تزال المحطة تبث حتى اليوم.

في غضون ذلك، في الاتحاد السوفيتي ، كان ليون ثيرمين يطور جهاز تلفزيون يعتمد على أسطوانة مرآة، بدءًا بدقة 16 خطًا في عام 1925، ثم 32 خطًا، وأخيرًا 64 خطًا باستخدام تقنية التداخل في عام 1926. وكجزء من أطروحته في 7 مايو 1926، قام بنقل وعرض صور متحركة شبه متزامنة كهربائيًا على شاشة مربعة طول ضلعها 1.5 متر . [ ^{21 ] وبحلول} عام 1927، حقق صورة بدقة 100 خط، وهي دقة لم تتجاوزها شركة RCA حتى عام 1931، بدقة 120 خطًا. 

نظرًا لمحدودية عدد الثقوب التي يمكن إحداثها في الأقراص، ولأن الأقراص التي تتجاوز قطرًا معينًا أصبحت غير عملية، كانت دقة الصورة في البث التلفزيوني الميكانيكي منخفضة نسبيًا، حيث تراوحت بين 30 و120 خطًا تقريبًا. ومع ذلك، تحسنت جودة الصورة في البث ذي الـ 30 خطًا بشكل مطرد مع التقدم التقني، وبحلول عام 1933، كانت البثوث البريطانية باستخدام نظام بيرد واضحة بشكل ملحوظ. ^{[ 28 ]} كما تم تشغيل بعض الأنظمة التي تصل دقتها إلى 200 خط.

تم إجراء اختبارات البث المكونة من 180 سطرًا بواسطة Reichs-Rundfunk-Gesellschaft في عام 1935، معجهاز إرسال بقوة 16 كيلو واط  في برلين . ^{[ 29 ]} استمرت عمليات الإرسال لمدة 90 دقيقة يوميًا، ثلاثة أيام في الأسبوع، بترددات صوتية/بصرية تبلغ 21.98 و22.92 قدمًا (6.7 و6.985 مترًا) . 

وبالمثل، تم اختبار نظام مكون من 180 خطًا قامت شركة Compagnie des Compteurs (CDC) بتركيبه في باريس عام 1935، وبدأ تشغيل نظام مكون من 180 خطًا من قبل شركة Peck Television Corp. عام 1935 في محطة VE9AK في مونتريال ، كيبيك، كندا. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

استلهم غولدمارك نظام الألوان المتسلسل الميداني الأكثر تطورًا من تجارب جون بيرد على التلفزيون الملون عام 1928. [ 32 ^{] وقد استخدم} نظام التلفزيون الملون لشبكة سي بي إس، الذي اخترعه بيتر غولدمارك ، هذه التقنية عام 1940. ^{[ 33 ]} في نظام غولدمارك، تُرسل المحطات قيم تشبع الألوان إلكترونيًا؛ ومع ذلك، تُستخدم أيضًا طرق ميكانيكية. في كاميرا الإرسال، يقوم قرص ميكانيكي بترشيح الألوان من إضاءة الاستوديو المنعكسة. وفي جهاز الاستقبال، يقوم قرص متزامن برسم نفس الألوان على شاشة أنبوب أشعة الكاثود. وعندما يشاهد المشاهد الصور من خلال قرص الألوان، تظهر الصور بألوانها الكاملة.

لاحقًا، حلت أنظمة الألوان المتزامنة محل نظام CBS-Goldmark، لكن طرق الألوان الميكانيكية استمرت في إيجاد استخدامات. كانت أجهزة التلفزيون الملونة الأولى باهظة الثمن، إذ تجاوز سعرها 1000 دولار أمريكي آنذاك. سمحت محولات رخيصة الثمن لأصحاب أجهزة التلفزيون NTSC بالأبيض والأسود باستقبال البث التلفزيوني الملون. أبرز هذه المحولات هو Col-R-Tel، وهو محول من NTSC إلى نظام تسلسلي ميداني صدر عام 1955. ^{[ 34 ]} يعمل هذا النظام بمعدلات مسح NTSC، ولكنه يستخدم قرصًا مشابهًا لنظام CBS القديم. يحول القرص جهاز التلفزيون بالأبيض والأسود إلى جهاز بنظام تسلسلي ميداني. في الوقت نفسه، تستعيد إلكترونيات Col-R-Tel إشارات ألوان NTSC وترتبها لتشغيلها على القرص. كما تقوم هذه الإلكترونيات بمزامنة القرص مع نظام NTSC. في Col-R-Tel، توفر الإلكترونيات قيم التشبع (اللون). وتتسبب هذه الإلكترونيات في تراكب قيم اللون على تغيرات السطوع (الإضاءة) في الصورة. يقوم القرص بتلوين الصورة بالألوان.

بعد بضع سنوات من مشروع Col-R-Tel، اعتمدت مهمات أبولو القمرية أيضًا تقنيات التتابع الميداني. احتوت جميع كاميرات الألوان القمرية على عجلات ألوان. أرسلت هذه الكاميرات، من إنتاج شركة Westinghouse ولاحقًا شركة RCA، صورًا تلفزيونية ملونة متتابعة ميدانيًا إلى الأرض. تضمنت محطات الاستقبال الأرضية معدات إلكترونية لتحويل إشارات الفيديو الملونة الخام إلى معيار NTSC. ^{[ 35 ]}

شكّل تطور التلفزيون الإلكتروني ذي الصمامات المفرغة (بما في ذلك أجهزة تحليل الصور وأنابيب الكاميرا الأخرى وشاشات CRT المستخدمة في إعادة الإنتاج) بداية النهاية للأنظمة الميكانيكية كشكل مهيمن للتلفزيون. كان التلفزيون الميكانيكي ينتج عادةً صورًا صغيرة فقط، وكان النوع الرئيسي للتلفزيون حتى ثلاثينيات القرن العشرين.

بدأ التلفزيون ذو الصمامات المفرغة، الذي عُرض لأول مرة في سبتمبر 1927 في سان فرانسيسكو على يد فيلو فارنسورث ، ثم عرضه علنًا في معهد فرانكلين في فيلادلفيا عام 1934، بالتفوق بسرعة على التلفزيون الميكانيكي. استُخدم نظام فارنسورث لأول مرة في البث عام 1936، حيث وصل إلى ما بين 400 وأكثر من 600 خط مع معدلات مسح سريعة، إلى جانب أنظمة منافسة من شركتي فيلكو ومختبرات دومونت . في عام 1939، دفعت شركة آر سي إيه لفارنسورث مليون دولار مقابل براءات اختراعه بعد عشر سنوات من التقاضي، وبدأت آر سي إيه بعرض التلفزيون الإلكتروني بالكامل في معرض نيويورك العالمي عام 1939. انتهى البث التلفزيوني الميكانيكي الأخير عام 1939 في محطات تديرها حفنة من الجامعات الحكومية في الولايات المتحدة.

كانت شاشات التلفزيون المبكرة ذات أنابيب أشعة الكاثود صغيرة الحجم. جهاز استقبال التلفزيون "سكوفوني" لعام 1938، وهو جهاز متطور يستخدم شاشة ميكانيكية، كان قادرًا على عرض صورة مكونة من 405 خطًا (متوافقة مع نظام التلفزيون آنذاك المكون من 405 خطًا المستخدم في المملكة المتحدة) على شاشة عرض بعرض 60 سم (24 بوصة) وارتفاع 50 سم (20 بوصة) . أما النسخة المخصصة لجمهور السينما فكانت بشاشة عرض بعرض 1.8 متر (6 أقدام) . كما كان بالإمكان تهيئته لنظام التلفزيون الأمريكي المكون من 441 خطًا . ولعرض 405 خطوط، استخدم ماسحًا ضوئيًا عالي السرعة يعمل بتردد 1000 هرتز.   30375 دورة في الدقيقة  وأسطوانة مرآة منخفضة السرعة تعمل بسرعة تقارب250  دورة في الدقيقة ، بالاقتران مع خلية جيفري لتعديل شعاع ضوئي مركز من مصباح زئبقي . استخدم 39 أنبوبًا مفرغًا في دوائره الإلكترونية واستهلك حواليبقدرة 1000 واط  . على الرغم من أنه حقق نتائج مبهرة ووصل إلى الأسواق، إلا أن جهاز الاستقبال كان باهظ الثمن، إذ بلغ سعره ضعف سعر تلفزيون أشعة الكاثود تقريبًا. لم يحقق نجاحًا تجاريًا، وتوقفت البث التلفزيوني في المملكة المتحدة طوال فترة الحرب العالمية الثانية، مما قضى عليه نهائيًا. لم يبقَ أي جهاز استقبال كامل، مع أن بعض مكوناته لا تزال موجودة. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

منذ سبعينيات القرن الماضي، قام بعض هواة الراديو بتجربة أنظمة ميكانيكية. وقد استُبدل مصدر الضوء القديم، وهو مصباح النيون، بمصابيح LED فائقة السطوع . وهناك اهتمام بتطوير هذه الأنظمة لتلفزيون النطاق الترددي الضيق ، مما يسمح بعرض صورة متحركة، صغيرة كانت أم كبيرة، على قناة ذات عرض أقل منعرض النطاق الترددي 40 كيلوهرتز  (عادةً ما تحتوي أنظمة التلفزيون الحديثة على قناة بعرض نطاق ترددي يبلغ حوالي 40 كيلوهرتز)(عرضها 6 ميجاهرتز  ، وأكبر بـ 150 مرة). يرتبط بهذا أيضًا التلفزيون ذو المسح البطيء - على الرغم من أنه كان يستخدم عادةً الأنظمة الإلكترونية التي تستخدم أنبوب أشعة الكاثود P7 حتى ثمانينيات القرن الماضي، ثم أجهزة الكمبيوتر الشخصية بعد ذلك. هناك ثلاثة أشكال معروفة للشاشات الميكانيكية: شاشتان تشبهان طابعات الفاكس صُنعتا في سبعينيات القرن الماضي، وفي عام 2013 شاشة أسطوانية صغيرة مطلية بطلاء مضيء حيث تُرسَم الصورة على الأسطوانة الدوارة باستخدام ليزر فوق بنفسجي .

تستخدم أجهزة العرض بتقنية معالجة الضوء الرقمي (DLP) مجموعة من الرقائق الصغيرة ( تستخدم العديد من أنظمة DLP منخفضة التكلفة مرايا تعمل بالكهرباء الساكنة (بمساحة 16 ميكرومتر ^مربع ) تعكس مصدر الضوء بشكل انتقائي لتكوين صورة. كما تستخدم هذه الأنظمة عجلة ألوان لتوفير صورة ملونة متتابعة، وهي ميزة كانت شائعة في العديد من أنظمة التلفزيون الملون المبكرة قبل أن توفر تقنية CRT ذات قناع الظل طريقة عملية لإنتاج صورة ملونة متزامنة.

يُعدّ جهاز الطباعة الليزرية مثالًا آخر على استخدام تقنية الميكانيكا الضوئية لإنتاج صور عالية الجودة ، حيث تُستخدم مرآة دوارة صغيرة لعكس شعاع ليزر مُعدَّل في محور واحد، بينما توفر حركة الموصل الضوئي الحركة في المحور الآخر. ويُستخدم نظام مُعدَّل من هذا النوع، باستخدام ليزرات عالية الطاقة، في أجهزة عرض الفيديو الليزرية، بدقة تصل إلى 1024 خطًا، ويحتوي كل خط على أكثر من 1500 نقطة. وتُنتج هذه الأنظمة، بلا شك، أفضل صور فيديو من حيث الجودة. وتُستخدم، على سبيل المثال، في القباب السماوية .

تُستخدم التقنيات الميكانيكية أيضًا في كاميرات الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة المستخدمة في التطبيقات العسكرية، مثل أنظمة الرؤية الليلية للطيارين المقاتلين. تعتمد هذه الكاميرات على مستقبل ضوئي عالي الحساسية للأشعة تحت الحمراء (يتم تبريده عادةً لزيادة حساسيته)، ولكن بدلاً من العدسات التقليدية، تستخدم هذه الأنظمة موشورات دوارة لتوفير مخرج فيديو قياسي بدقة 525 أو 625 خطًا. تُصنع الأجزاء البصرية من الجرمانيوم لأن الزجاج معتم عند الأطوال الموجية المعنية. كما وجدت كاميرات مماثلة دورًا في الأحداث الرياضية، حيث يمكنها إظهار (على سبيل المثال) مكان اصطدام الكرة بالمضرب.

يجمع مشروع LaserMAME بين تقنيات عرض الإضاءة الليزرية ومحاكاة الحاسوب. ^{[ 38 ]} وهو نظام قائم على المتجهات ، على عكس شاشات العرض النقطية الموصوفة سابقًا. يرسم ضوء الليزر المنعكس من مرايا يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب صورًا مُولَّدة بواسطة برامج ألعاب الأركيد الكلاسيكية، والتي يتم تشغيلها بواسطة نسخة مُعدَّلة خصيصًا من برنامج محاكاة MAME .

كانت الطريقة الأكثر شيوعًا لإنشاء إشارة الفيديو هي الماسح الضوئي الطائر، الذي طُوِّر كحلٍّ لانخفاض حساسية الخلايا الكهروضوئية في ذلك الوقت. فبدلًا من كاميرا التلفزيون التي تلتقط الصور، كان الماسح الضوئي الطائر يُسقط بقعة ضوئية ساطعة تمسح بسرعة المشهد المراد تصويره بنمط شبكي ، في استوديو مُظلم. ثم تلتقط مجموعات من الخلايا الكهروضوئية الضوء المنعكس من المشهد وتُضخِّمه ليصبح إشارة الفيديو.

في الماسح الضوئي، كان شعاع الضوء الضيق يُنتج بواسطة مصباح قوس كهربائي يُسلط الضوء عبر ثقوب قرص نيبكو الدوار. كل مسح للبقعة الضوئية عبر المشهد يُنتج خط مسح للصورة. عادةً ما يتكون إطار واحد من الصورة من 24 أو 48 أو 60 خط مسح. كان المشهد يُمسح عادةً 15 أو 20 مرة في الثانية، مما يُنتج 15 أو 20 إطار فيديو في الثانية. يعكس السطوع المتفاوت للنقطة التي تسقط عليها البقعة الضوئية كميات متفاوتة من الضوء، والتي تُحوّل إلى إشارة إلكترونية متغيرة تناسبياً بواسطة الخلايا الكهروضوئية. ولتحقيق حساسية كافية، استُخدم عدد من الخلايا الكهروضوئية بدلاً من خلية واحدة. ومثل التلفزيون الميكانيكي نفسه، نشأت تقنية البقعة المتحركة من التلغراف الضوئي (الفاكس). بدأت طريقة المسح هذه في القرن التاسع عشر.

تتضمن طريقة تحديد الموقع بالطائرة عيبين:

• يجب على الممثلين الأداء في ظلام شبه تام
• تميل كاميرات المراقبة الطائرة إلى العمل بشكل غير موثوق به في الهواء الطلق في وضح النهار

في عام 1928، أثبت راي كيل من شركة جنرال إلكتريك الأمريكية أن الماسحات الضوئية الطائرة يمكن أن تعمل في الهواء الطلق. ويجب أن يكون مصدر ضوء المسح أكثر سطوعًا من مصادر الإضاءة الأخرى.

كان كيل المهندس المسؤول عن تشغيل كاميرا ذات 24 خطًا لبث صور حاكم نيويورك آل سميث . كان سميث يقبل ترشيح الحزب الديمقراطي للرئاسة. وبينما كان سميث يقف خارج مبنى الكابيتول في ألباني، تمكن كيل من إرسال صور واضحة إلى زميله بيدفورد في محطة WGY ، التي كانت تبث خطاب سميث. سارت البروفة على ما يرام، ثم بدأ الحدث الحقيقي. قام مصورو الأخبار بتشغيل أضواء كاشفة.

لسوء حظ كيل، لم يكن لدى جهاز المسح الضوئي الخاص به سوىمصباح بقوة 1  كيلوواط بداخله. سلطت الأضواء الكاشفة ضوءًا أكثر بكثير على الحاكم سميث. هذه الأضواء الكاشفة طغت تمامًا على الخلايا الكهروضوئية الخاصة بجهاز كيل. في الواقع، جعلت الأضواء الكاشفة الجزء غير الممسوح ضوئيًا من الصورة ساطعًا مثل الجزء الممسوح ضوئيًا. لم تستطع الخلايا الكهروضوئية الخاصة بجهاز كيل التمييز بين الانعكاسات من سميث (من شعاع المسح الضوئي المتردد) والضوء المستمر المسطح من الأضواء الكاشفة.

يشبه هذا التأثير إلى حد كبير التعريض المفرط في الكاميرات الثابتة: يختفي المشهد، وتسجل الكاميرا ضوءًا ساطعًا مسطحًا. مع ذلك، إذا استُخدمت الكاميرا في ظروف مواتية، فإن الصورة تظهر بشكل صحيح. وبالمثل، أثبت كيل أن الماسح الضوئي الخاص به يعمل في الهواء الطلق وفي ظروف مواتية.

استخدمت خدمة تلفزيون بي بي سي تقنية البقعة الطائرة حتى عام 1935، واستمر التلفزيون الألماني في استخدامها حتى عام 1938. ومع ذلك، ظلت تقنيات البقعة الطائرة مستخدمة في العديد من التطبيقات بعد زوال التلفزيون الميكانيكي. صمم المخترع الألماني مانفريد فون أردين ماسحًا ضوئيًا بتقنية البقعة الطائرة باستخدام أنبوب أشعة الكاثود كمصدر للضوء، وأصبحت الماسحات الضوئية بتقنية البقعة الطائرة المعتمدة على أنبوب أشعة الكاثود تقنية شائعة في تحويل الأفلام إلى فيديو . في خمسينيات القرن الماضي، سوّقت شركة دومونت نظام فيتاسكان ، وهو نظام استوديو ألوان متكامل بتقنية البقعة الطائرة. ولا تزال الماسحات الضوئية الليزرية تستخدم تقنية البقعة الطائرة.

كانت بعض أنظمة التلفزيون الميكانيكية قادرة على إنتاج صور بعرض عدة أقدام أو أمتار وبجودة مماثلة لأجهزة تلفزيون CRT التي ظهرت لاحقًا. في ذلك الوقت، كانت تقنية CRT محدودة بشاشات صغيرة ذات سطوع منخفض. وقد طوّر أوليسيس أرماند سانابريا في شيكاغو أحد هذه الأنظمة. وبحلول عام 1934، عرض سانابريا نظام عرض ضوئي بصورة يبلغ عرضها 10 أمتار (30 قدمًا) . ^{[ 39 ]} 

ربما كانت أفضل أجهزة التلفزيون الميكانيكية في ثلاثينيات القرن العشرين تستخدم نظام Scophony ، الذي كان بإمكانه إنتاج صور لأكثر من 400 خط وعرضها على شاشات لا يقل حجمها عن 9 × 12 قدمًا (2.7 م × 3.7 م) (تم إنتاج عدد قليل على الأقل من النماذج من هذا النوع بالفعل).   

استخدم نظام سكوفوني عدة أسطوانات تدور بسرعة عالية نسبيًا لإنشاء الصور. إحداها، التي تستخدم معيارًا أمريكيًا مكونًا من 441 خطًا في ذلك الوقت، كانت تحتوي على أسطوانة صغيرة تدور بسرعة39690  دورة في الدقيقة (تحركت أسطوانة ثانية أبطأ بسرعة بضع مئات من الدورات في الدقيقة فقط).

كانت بعض المعدات الميكانيكية تمسح الخطوط عموديًا بدلًا من أفقيًا ، كما هو الحال في أجهزة التلفاز الحديثة. ومن الأمثلة على هذه الطريقة نظام بيرد ذو الثلاثين خطًا. وقد أنتج نظام بيرد البريطاني صورة على شكل مستطيل عمودي ضيق جدًا.

يُنتج هذا الشكل صورةً عموديةً ، بدلاً من الصورة الأفقية الشائعة اليوم - وهذه المصطلحات مُستمدة من مفهومي الصورة العمودية والأفقية في الفن . ويُحدد موضع قناع التأطير أمام قرص نيبكو اتجاه خطوط المسح. فوضع قناع التأطير على الجانب الأيسر أو الأيمن من القرص يُنتج خطوط مسح عمودية ، بينما وضعه في أعلى القرص أو أسفله يُنتج خطوط مسح أفقية.  

كانت صور بيرد التلفزيونية الأولى ذات جودة منخفضة للغاية، إذ لم تكن قادرة على إظهار سوى شخص واحد بوضوح. لهذا السبب، رأى بيرد أن الصورة العمودية أكثر ملاءمة من الصورة الأفقية. اختار بيرد شكلاً عرضه ثلاث وحدات وارتفاعه سبع وحدات، وهو ما يعادل نصف عرض الصورة التقليدية تقريباً، ويتناسب تقريباً مع أبعاد المدخل العادي.

بدلاً من التلفزيون الترفيهي، ربما كان بيرد يفكر في الاتصال المباشر بين نقطتين. وقد اتبع نظام تلفزيوني آخر هذا المنطق. كان نظام عام 1927 الذي طوره هربرت إي. آيفز في مختبرات بيل التابعة لشركة AT&T نظام تلفزيون بشاشة كبيرة، وكان الأكثر تطوراً في عصره. كما أنتج نظام آيفز ذو الخمسين خطاً صورة عمودية. ولأن شركة AT&T كانت تنوي استخدام التلفزيون للاتصالات الهاتفية، كان الشكل العمودي منطقياً: فالمكالمات الهاتفية عادةً ما تكون محادثات بين شخصين فقط. وسيُظهر نظام الهاتف المرئي شخصاً واحداً على كل جانب من الخط.

في غضون ذلك، في الولايات المتحدة وألمانيا وغيرها، خطط مخترعون آخرون لاستخدام التلفزيون لأغراض ترفيهية. بدأ هؤلاء المخترعون بصور مربعة أو أفقية. (على سبيل المثال، أنظمة التلفزيون الخاصة بإرنست ألكسندرسون ، وفرانك كونراد ، وتشارلز فرانسيس جينكينز ، وويليام بيك ^{[ 40 ]} ، وأوليسيس أرماند سانابريا ^{[ 41 ]} ) . أدرك هؤلاء المخترعون أن التلفزيون يدور حول العلاقات بين الناس. منذ البداية، خصصوا مساحة للصورة لعرض لقطتين. وسرعان ما زادت الصور إلى 60 سطرًا أو أكثر. وأصبح بإمكان الكاميرا تصوير عدة أشخاص في وقت واحد بسهولة. ثم قام بيرد نفسه بتغيير قناع الصورة إلى صورة أفقية. يُعد تلفزيون بيرد ذو المناطق مثالًا مبكرًا على إعادة التفكير في تنسيق شاشته الضيقة للغاية. وحتى اليوم، يبقى الشكل الأفقي هو الأكثر عملية للترفيه ومعظم الأغراض الأخرى.