Цветное телевидение было далеко не новой идеей. В конце XIX века русский ученый по имени А. А. Полумордвинов разработал систему вращающихся дисков Нипкова и концентрических цилиндров с щелями, закрытыми красным, зеленым и синим фильтрами. Но он сильно опережал технологии того времени; даже до создания самого элементарного черно-белого телевидения оставались десятилетия. В 1928 году Бэрд продемонстрировал в Лондоне систему цветного изображения с использованием диска Нипкова с тремя спиралями с 30 апертурами, по одной спирали для каждого основного цвета в последовательности. Источник света в приемнике состоял из двух газоразрядных трубок, по одной из паров ртути и гелия для зеленого и синего цветов и неоновой трубки для красного. Однако качество света было довольно низким.
В начале XX века многие изобретатели разрабатывали системы цветной печати, которые на бумаге выглядели вполне разумно, но требовали технологий будущего. Их основная концепция была позже названа «последовательной» системой. Они предлагали сканировать изображение с помощью трех последовательных фильтров, окрашенных в красный, синий и зеленый цвета. На приемном устройстве эти три компонента воспроизводились бы последовательно так быстро, что человеческий глаз «видел» бы исходное многоцветное изображение. К сожалению, этот метод требовал слишком высокой скорости сканирования для грубых телевизионных систем того времени. Кроме того, существующие черно-белые приемники не могли воспроизводить такие изображения. Поэтому последовательные системы стали называть «несовместимыми».
Альтернативным подходом — практически гораздо более сложным и даже пугающим поначалу — была бы «одновременная» система, которая передавала бы три основных цветовых сигнала вместе и была бы «совместима» с существующими черно-белыми приемниками. В 1924 году Гарольд Маккри разработал такую систему с использованием катодно-лучевых трубок. Он планировал использовать отдельную катодно-лучевую камеру для сканирования каждого из трех основных цветовых компонентов изображения. Затем он передавал три сигнала одновременно и использовал отдельную катодно-лучевую трубку для каждого цвета на приемном конце. В каждой трубке, когда результирующий электронный луч попадал на «экранный» конец, люминофоры, покрытые им, светились соответствующим цветом. В результате получалось три цветных изображения, каждое из которых состояло из одного основного цвета. Затем серия зеркал объединяла эти изображения в одну картинку. Хотя Маккри так и не смог заставить этот аппарат работать, он важен как первый одновременный патент, а также как первый, в котором использовалась отдельная трубка камеры для каждого первичного цвета и светящиеся цветные люминофоры на приемном конце. В 1929 году Герберт Айвз и его коллеги из Bell Laboratories передавали 50-строчные цветные телевизионные изображения между Нью-Йорком и Вашингтоном; это был механический метод, использующий вращающиеся диски, но передающий три первичных цветовых сигнала одновременно по трем отдельным цепям.
После Второй мировой войны Columbia Broadcasting System (CBS) начала демонстрировать свою собственную систему последовательной передачи цвета, разработанную Питером Голдмарком. Сочетание катодно-лучевых трубок с вращающимися колесами красных, синих и зеленых фильтров было настолько впечатляющим, что газета The Wall Street Journal «почти не сомневалась, что цветное телевидение достигло совершенства черно-белого». Так началась долгая борьба между CBS и RCA за будущее цветного телевидения. В то время как CBS лоббировала разрешение Федеральной комиссии по связи (FCC) на использование системы Голдмарка в коммерческом телевидении, Сарнофф предостерегал от использования системы «лошади и копыта», которая несовместима с монохромным телевидением. В то же время Сарнофф подтолкнул своих сотрудников в RCA к разработке первой полностью электронной совместимой цветной системы.
В 1950 году FCC одобрила цветное телевидение CBS и соответствующие стандарты вещания для немедленного коммерческого использования. Однако из 12 миллионов существующих телевизоров лишь около двух десятков могли принимать цветной сигнал CBS, и уже через несколько месяцев вещание было прекращено. Затем, в июне 1951 года, Сарнофф и RCA с гордостью представили свою новую систему. В ней использовались дихроичные зеркала для разделения синего, красного и зеленого компонентов исходного изображения и фокусировки каждого компонента на отдельной трубке монохромной камеры. Каждая трубка создавала сигнал, соответствующий красному, зеленому или синему компоненту изображения. Приемная трубка состояла из трех электронных пушек, по одной на каждый сигнал основного цвета. Экран, в свою очередь, представлял собой сетку из сотен тысяч крошечных треугольников с дискретными люминофорами, по одному на каждый основной цвет. Каждые 1/60 секунды все изображение сканировалось, разделялось на три цветовых компонента и передавалось; и каждые 1/60 секунды три электронные пушки приемника окрашивали все изображение одновременно в красный, зеленый и синий цвета, слева направо, строка за строкой.
При этом цветная система RCA была совместима с существующими черно-белыми телевизорами. Это достигалось путем преобразования трех цветовых сигналов в два: сигнал общей яркости (сигнал «Y») и сложный второй сигнал, содержащий информацию о цвете. Сигнал Y соответствовал обычному монохромному сигналу, так что любой черно-белый приемник мог принять его и просто проигнорировать цветной сигнал.
В 1952 году Национальный комитет по телевизионным системам (NTSC) был реформирован, на этот раз с целью создания «отраслевой системы цветности». Система NTSC, которая была продемонстрирована прессе в августе 1952 года и прослужила до XXI века, была фактически системой RCA. Первый цветной телевизор RCA, CT-100 (см. фотографию), сошел с конвейера в начале 1954 года. Он имел 12-дюймовый экран и стоил 1000 долларов, в то время как современные 21-дюймовые черно-белые телевизоры продавались за 300 долларов. Цветное телевидение стало рентабельным только в 1960-х годах.
В 1960 году Япония приняла стандарт цветного изображения NTSC. В Европе в последующее десятилетие получили известность две различные системы: в Германии Вальтер Брух разработал систему PAL (чередование фаз), а во Франции Анри де Франс — SECAM (электронная система цветного изображения с памятью). Обе эти системы по сути были системой NTSC с некоторыми незначительными изменениями. Таким образом, к 1970 году Северная Америка и Япония использовали NTSC; Франция, ее бывшие зависимые территории и страны Советского Союза — SECAM; а Германия, Великобритания и остальные страны Европы — PAL. Эти стандарты остаются стандартами цветного телевидения и сегодня, несмотря на появление цифрового телевидения.
