Уже давно очевидно, что пик популярности факсимильной передачи данных остался в прошлом. Да, мы время от времени сталкиваемся с этими устройствами. Существуют даже сервисы, позволяющие отправлять и принимать факсы через Интернет, то есть без участия факсимильного аппарата. Но оглядываясь назад, можно задаться вопросом: с чего же всё начиналось? Большинство людей не видео факсов до конца 1960-х или начала 1970-х. Они стали стандартом уже после 1980 года. Некоторые, например, сотрудники метеорологических служб, использовали их и ранее. Но станет ли для вас новостью то, что первый экспериментальный факсимильный аппарат появился ещё в 1843 году?
Постойте-ка: Белл изобрёл телефон только в 1875 году (патент на него получен в 1876 году). То есть первые факсы работали не на телефонных сетях, а через телеграф.
Маятники Бейна
Шотландец Александер Бейн (а не Белл) разработал электрические часы и принтер, похожий на игольчатый телеграф. В часах использовались маятники, они же задействовались и в факсоподобной системе Бейна. Металлические штырьки на цилиндре и электрические щупы считывали изолирующую маску изображения и отправляли сигналы по нескольким проводам. На стороне приёмника электрод воссоздавал паттерн на обработанной химикатами бумаге.
Да, это не совсем похоже на известный нам факс. Для использования металлических штырьков и щупов изображение необходимо было вырезать. Однако в нём имелись все необходимые компоненты: датчик, кодировщик, декодировщик и устройство вывода. Результаты, однако, были низкокачественными, потому что операторы должны были точно синхронизировать часы на обоих концах, а сделать это было практически невозможно.
В те времена между изобретателями шла ожесточённая борьба за патенты. Ранее Чарльз Уитстоун отговорил Бейна от продолжения разработки электрических часов, однако изготовил их сам и попытался забрать славу себе. К счастью, Бейн всё равно подал заявку на патент и в результате получил от Уитстоуна существенную сумму в десять тысяч фунтов стерлингов (приличный для девятнадцатого века капитал), выиграв судебный иск. Однако в 1850 году патентная система была уже не столь благосклонна к Бейну. Его обогнал другой изобретатель — Фредерик Бейкуелл.
Цилиндры Бейкуэлла
Бейкуэлл продемонстрировал свой новый «телеграф для изображений» на Всемирной выставке 1851 года. Вместо маятников Бейкуэлл использовал покрытые фольгой цилиндры. Изолирующие чернила рисовали паттерн, который мог считывать металлический стилус. Цилиндр было проще синхронизировать, но согласовать систему тоже было достаточно сложно, поэтому она так и не получила коммерческого применения.
Система, получившая коммерческий успех, появилась лишь в 1861 году, когда итальянский священник разработал пантелеграф. Он был далёк от современного факсимильного аппарата, но стал первой машиной, способной не только демонстрировать свои возможности.
Пантелеграф
Разработанный Джованни Казелли пантелеграф мог передавать изображения размером примерно 10 x 15 сантиметров. Для синхронизации передатчика и приёмника в нём тоже использовался маятник с магнитом. Для обеспечения его точности необходимо было подвесить восьмикилограммовый груз на высоте около двух метров! На портативный факсимильный аппарат эта конструкция совершенно не походила.
К тому же он не был особо быстрым. Для отправки бумажной ленты длиной около 10 сантиметров и шириной около 2,5 сантиметров требовалось более полутора минут. Эта лента могла содержать около двадцати пяти написанных от руки слов. В 1860 году Наполеон III увидел это устройство и приказал предоставить Казелли доступ к телеграфным линиям. Благодаря этому удалось передать подпись композитора Джоаккино Россини на 140 километров.
К 1862 году была смонтирована коммерческая система между Лионом и Парижем, публичный доступ к которой открылся в 1863 году. К 1865 году можно было уже передавать изображения обратно в Лион, а в 1867 году линия была проложена до Марселя. Эта система работала до 1870 году. Царь Николай I тоже проложил такую линию между своими дворцами в Москве и Санкт-Петербурге.
Бидуэлл, Корн и теледиаграф
В 1881 году Шелфорд Бидуэлл спроектировал «сканирующий фототелеграф». Это была первая машина, способная оптически сканировать отправляемые материалы без необходимости писать на фольге и использовать другие средства для преобразования изображения в электрически читаемый формат. Неудивительно, что это изобретение создал Бидуэлл: он был известен своими экспериментами с селеновыми фотоячейками.
Бидуэлл решил проблему синхронизации, закрепив сканирующий и принимающий цилиндры на валу одного двигателя. Из-за этого конструкция больше напоминала фотокопир, нежели факс. Однако его статья об устройстве в выпуске журнала «Nature» за 1881 год познакомила мир с принципом оптического сканирования. В 1908 году Бидуэлл написал в «Nature» ещё одну статью, в которой предсказал некоторые из проблем, связанных с передачей и приёмом того, что сегодня бы мы назвали телевизионным сигналом.
В то время были и другие аппараты, работавшие без оптического сканирования. В 1898 году американец Эрнест Хаммел изобрёл теледиаграф. В этой системе кусок фольги размером 20 х 15 сантиметров покрывался изолирующими чернилами из тонкого шеллака. Фольга располагалась на барабане, в конце каждого оборота сигнал синхронизации перемещал барабан на 1/56-ю дюйма (около 0,45 мм) влево. Эти аппараты использовали многие газеты, в том числе New York Herald, Chicago Times Herald, St. Louis Republic и Philadelphia Inquirer. В статье Pearson’s Magazine за 1900 год есть описание этой машины и представлены фотографии её работы.
Только в 1906 году Артур Корн начал применять фотоячейки в своём билдетелеграфе (см. фото выше). В этой популярной машине использовалась лампа Нернста — лампа накаливания с керамической нитью, способной работать в воздушной среде. Корн передал на более чем полторы тысячи километров фотографию кронпринца Уильяма. Билдетелеграф прославился тем, что по нему в 1908 году отправляли из Парижа в Лондон фотографии разыскиваемых преступников.
Белинограф и Элайша Грей
В 1907 году Эдуар Белин создал белинограф (к счастью, такая традиция давать названия изобретениям вышла из моды, иначе бы сегодня мы пользовались джобсофонами). На фотографии выше показана более новая версия машины. В ней использовалось оптическое сканирование, позже она получила название Wirephoto.
Этот аппарат сильно усовершенствовал в 1929 году Владимир Зворыкин (работавший в Western Electric). Усовершенствованная машина Зворыкина была способна передавать целую страницу всего за одну минуту. Подобные устройства отправляли новостные фотографии по США газетам из таких агентств, как Associated Press и International News Photos. На самом деле, были попытки даже организовать отправку факсом новостей на дом потребителям, но затея оказалась фальстартом.
Удивительно то, что имя Элайши Грея столь малоизвестно. Вероятно, он изобрёл телефон раньше Белла, хоть это и спорный вопрос. Он был сооснователем Western Electric и был одним из основателей Graybar. Благодаря изобретённому им «музыкальному телеграфу» его можно считать одним из множества отцов современного музыкального синтезатора.
У Грея было более семидесяти патентов, но в контексте статьи нас интересует Telautograph. Gray National Telautograph Company была основана в 1888 году, а в 1990-х её купила Xerox. Как можно понять из названия, Telautograph был разработан для передачи подписей и рукописного текста. В нём использовались потенциометры, благодаря которым приёмник копировал движение стилуса в руке отправителя.
Устройство не было очень похоже на традиционный факсимильный аппарат, однако оно пригождалось, когда была необходима подпись, например, в банках и больницах. На некоторых железнодорожных станциях эти машины использовались до 1970-х. Одну из них можно увидеть в фильме 1956 года Earth vs. The Flying Saucers («Земля против летающих тарелок»).
Беспроводной факс и факс будущего
Хотя большинство современных факс-машин было подключено к телефонным сетям, не было недостатка и в радио-факсах; первые подобные устройства появились примерно в 1923 году. Например, изобретение Рудольфа Хелля было своего рода гибридом телетайпа и факса. Также существовал сервис Telefax, позволявший отправлять телеграммы из дома и офиса.
Постепенно конструкции факсимильных аппаратов усложнялись. Герберт Ив разработал цветную факс-машину. В 1964 году Xerox внедрила Long Distance Xerography — первую систему, в которой большинство из нас узнало бы современный факс. К 1966 году изделие под названием Xerox MagnaFax уже могло подключаться к стандартной телефонной сети и отправлять лист формата letter примерно за шесть минут. Однако только в 1980-х появился стандарт ITU G3, наконец-то позволивший передавать факсы между аппаратами разных производителей.
Но сегодня факс-машина почти превратилась в реликт прошлого. Да, разумеется, кто-то ещё пользуется ими. Также можно отправлять и получать факсы при помощи компьютера, по модему или через Интернет. Во многих случаях передача данных между компьютерами через факсы необязательна, но, по крайней мере, она универсальна.
Что дальше? Возможно, 3D-сканеры и 3D-принтеры эволюционируют настолько, что станут новыми факсимильными аппаратами, передающими по миру физические объекты, как факсы отправляли документы. Это не совсем телепорт из Star Trek, но может иметь свои сферы применения.