Zur Fernsehübertragung wird das optische Bild in ein Raster zerlegt, dessen Feinheit vom Auflösungsvermögen des menschlichen Auges bestimmt wird. Aus wirtschaftlichen Gründen überträgt man die Helligkeitswerte der einzelnen Rasterpunkte nicht gleichzeitig (simultan, parallel), sondern zeilenweise nacheinander (sequentiell). Nimmt man einen Betrachtungsabstand von etwa 2,5m vom Bildschirm und ein durchschnittliches Auflösungsvermögen des menschlichen Auges von 50 - 90 Bogensekunden an, so muß das Bild mit mindestens 480 Zeilen dargestellt werden, damit das Zeilenraster unsichtbar bleibt. In Mitteleuropa gilt seit 1952 die Normzahl von 625 Zeilen auf Beschluß des Comité Consultatif International de Radiodiffusion (CCIR). Bei einem Verhältnis Breite zu Höhe des Bildschirms von 4:3 entspricht dies 833 Bildpunkte pro Zeile.
Für die Darstellung von bewegten Bildern ist wie beim Film die Übertragung von mindestens 25 Bildern pro Sekunde notwendig, damit das Auge den Eindruck einer kontinuierlichen Bewegung erhält. Für sehr helle Bilder genügt eine Auflösung von 25 Bildern pro Sekunde nicht, da solche Bilder merklich flimmern. Ein technischer Trick, das Zeilensprungverfahren, gibt die Bilder nicht in ihrer natürlichen Reihenfolge wieder, sondern in der ersten 1/50 Sekunde nur die ungeraden Zeilen, in der nächsten 1/50 Sekunde nur die geradzahligen Zeilen, wodurch man 50 Bilder mit halber Zeilenzahl erzeugt, die ineinander geschachtelt ``geschrieben'' werden und so flimmerfrei wirken.
Die Unwandlung des Bildes in elektrische Signale gemäß seiner Helligkeit (Luminanz) geschieht in der Fernsehkamera mit Hilfe geeigneter Bildwandler. Über ein photographisches Objektiv wird das Bild auf eine Photokathode der Aufnahmeröhre abgebildet und mittels eines Elektronenstrahles zeilenweise abgetastet.
Schema der Umwandlung eines Bildes in ein Signal.
Das Signal wird auf seine technische Qualität geprüft und dann einem Sender zugeführt oder auf Film- bzw. Magnetband gespeichert. Zur Übertragung eines Films dient ein Filmgeber mit einer sehr leistungsfähigen Kathodenstrahlröhre als Lichtquelle, deren Bildschirmraster jedes Filmbildchen in zwei Halbbildern durchleutet, so daß in einer Photozelle hinter dem Film das elektronische Signal entsteht.
Zur Darstellung eines Fernsehbildes werden 25*625*833, also ca. 13 Millionen Bildpunkte pro Sekunde benötigt, zu deren Übermittlung man mit einer Bandbreite von etwa 5 MHz auskommt. Die Fernsehsender arbeiten in einem Frequenzbereich zwischen 48,25 und 788,75 MHz, also bei Wellenlängen von etwa 6 m bis 0,40 cm (je ein Sender für die Bild- und die Tonsignale). Dabei wird der Bildsender in der Amplitude, der Tonsender wie beim UKW-Rundfunk in der Frequenz moduliert. Da hochfrequente Wellen mit so kurzer Wellenlänge der Erdkrümmung nicht folgen, haben die Sender nur eine begrenzte Reichweite. Es müssen daher Fernsehsender in Abständen von etwa 80 km stehen, um die gleichmäßige Versorgung eines Landes zu gewährleisten. In Großstädten und dicht besiedelten Gebieten wird die Versorgung der Fernsehteilnehmer über ein Kabelnetz gewährleistet (Kabelfernsehen).
Im Empfänger gewinnt man das Bild- und Tonsignal durch Demodulation. Man trennt beide Signale und führt das verstärkte Tonsignal dem Lautsprecher zu, während das Bildsignal den Steuerelektroden einer Braunschen Röhre zugeleitet wird. Dort beeinflußt es einen im Zeilenrythmus der Fernsehkamera über den Leuchtschirm gleitenden Elektronenstrahl gemäß der Bildpunkthelligkeit.
Schematischer Aufbau einer Bildröhre.
Auf diese Weise entsteht durch punktweisen Aufbau und durch rasche Bildfolge ein Punktbild auf dem Bildschirm, dessen Rasterung das Auge aus genügendem Abstand nicht mehr wahrnehmen kann. Um einen exakten Gleichlauf der Elektronenstrahlsteuerung in der Fernsehkamera und der Bildröhre zu gewährleisten, wird der Beginn jeder Zeile durch das Zeilensynchronsignal, der Beginn jeden Halbbildes durch das Bildsynchronsignal gekennzeichnet, die im Aufnahmesystem dem Bildsignal zugesetzt werden.