Wir sagen oft das Wort “Pixel” und sind daran gewöhnt, dass es viele davon geben sollte. Das war aber nicht immer so. Alles begann mit Bildschirmen, auf denen überhaupt nicht über Auflösung gesprochen werden musste. Das Bild wurde in sehr schlechter Qualität gezeigt, aber die Leute glaubten immer noch an das, was geschah und waren schockiert, dass dies überhaupt möglich war. Jetzt sind wir schwer zu täuschen und nehmen das Image zunehmend als selbstverständlich hin. Daran ist nichts auszusetzen, aber diese schnelle Sucht beweist, wie schnell die Technologie voranschreitet. Heute möchte ich mich daran erinnern, wie sich Pixel entwickelt haben und welche interessanten Fakten auf dem Weg zu dieser Entwicklung waren. Werfen wir einen Blick auf dieses Elementarteilchen unseres Alltags.
Bildschirme sind zu einem festen Bestandteil unseres Lebens geworden.
Angesichts der Menge an Inhalten, die wir verbrauchen, und der Abhängigkeit von Bildern auf dem Bildschirm, sei es Arbeit oder Wiedergabe, ist es sehr schwierig, ein kleines, scheinbar unbedeutendes Pixel zu überschätzen. Sie müssen jedoch zugeben, dass wir sie nur in dem Moment beachten, in dem wir auf den Bildschirm schauen und ein „gebrochenes“ Pixel sehen. Aber es sind diese kleinen Quadrate, die ihr Gesicht mehrere Dutzend Mal pro Sekunde ändern, damit wir unsere Lieblingsserien sehen oder durch den Instagram-Feed scrollen können.
Großer Bildschirm
Die ganze Geschichte von dem, was wir jetzt sehen, hat vor langer Zeit begonnen. Es ist schwierig, das erste Datum zu nennen, da die Entwicklungen durchgeführt wurden, und es wäre richtiger, über das Datum der ersten öffentlichen Demonstration zu sprechen. Am 28. Dezember 1885 wurde ihr der Film “Ankunft des Zuges am Bahnhof La Ciotat” gezeigt. Dieses Datum gilt als Geburtstag des Kinos, kann aber auch als Ausgangspunkt für alle modernen Displays, einschließlich Smartphone-Displays, angesehen werden.
In diesem Moment waren die Leute schockiert, dass dies möglich ist und dass nur eine „Wand“ ein Bild zeigen kann. Es gibt sogar Geschichten, dass Leute aus der Halle rannten, als sie einen Zug auf ihnen sahen. Die geringe Qualität des Bildes und die Tatsache, dass es schwarzweiß war, waren ihnen nicht peinlich. Sie konnten einfach nicht verstehen, wie sich ein Bild in der Realität nicht bewegen könnte.
Es stellte sich heraus, dass der erste Bildschirm genau “groß” war und erst spätere Bildschirme für den Heimgebrauch erschienen. Die ersten Heimfernseher wurden, wie Sie sich vorstellen können, erst nach ihrer Erfindung veröffentlicht. Dies geschah einige Jahrzehnte nach der ersten Filmvorführung, und die Autoren der Erfindung waren Konstantin Persky (der als erster den Begriff “Fernsehen” verwendete), Boris Rosing (der das erste Patent für die bisher verwendeten elektronischen Fernsehtechnologien erhielt) und sein Student Vladimir Zvorykin, der als einer der angesehen wird die Schöpfer des modernen Fernsehens.
Boris Rosing bei der Arbeit.
Die erste Übertragung eines bewegten Bildes an einen Fernsehempfänger in der Geschichte fand am 26. Juli 1928 in Taschkent statt. Und die ersten Serienfernseher wurden 1929 von der amerikanischen Firma Western Television verkauft. Das Gerät wurde Visionette genannt. Aufgrund des hohen Preises von 100 US-Dollar (ungefähr 1.500 US-Dollar in unserer Zeit) und der Komplexität des Designs war es zwar nicht weit verbreitet.
Die Komplexität des Entwurfs bestand darin, dass zum Empfangen eines Signals der Fernseher an einen Radioempfänger angeschlossen wurde, der tatsächlich ein Präfix dafür war, und der zweite Radioempfänger den Ton auffing und auf eine andere Frequenz eingestellt wurde. Bei alledem war der Bildschirm nicht größer als eine Briefmarke, und selbst die Linsen machten es unmöglich, die Szene oder die Gesichter der Menschen im Detail zu sehen, außer in einer Nahaufnahme.
Das erste Massenfernsehen in der UdSSR, auf dem es bereits möglich war, Sendungen mehr oder weniger vollständig anzusehen, erschien 1949 und wurde bis 1961 produziert. Es hieß KVN-49 und wurde nach den ersten Buchstaben seiner Schöpfer (Kenigson, Varshavsky, Nikolaevsky) und dem Jahr der Ausgabe benannt.
Die berühmte KVN-49.
Er brauchte auch ein Objektiv, um zu arbeiten. Ein großer Wassertank diente als es. Zuerst wurde destilliertes Wasser hineingegossen, und später stellten sie fest, dass Glycerin gegossen werden konnte, was sich aufgrund seiner besseren optischen Eigenschaften positiv auf die Bildqualität auswirken würde. Dann gab es bereits massive Sendungen und auf einem 10 mal 14 Zentimeter großen Bildschirm konnte nach Vergrößerung mit genau diesem Objektiv sogar eine kollektive Betrachtung arrangiert werden. Obwohl viele Leute es immer noch hauptsächlich im Hintergrund benutzten, um Sound zu spielen.
In jenen Tagen war es irgendwie nicht notwendig, über die Auflösung des Bildes zu sprechen, da das Bild aufgrund der Kathodenstrahlröhre entstand, die die Leuchtstoffbeschichtung der Innenseite des Glases mit Elektronen bombardierte. Aufgrund dieser Beschichtung war das Glas selbst im ausgeschalteten Zustand nicht transparent. Aber das Leuchten dieser Schicht gab das Bild heraus.
CRT-TV-Design.
Fernsehgeräte dieser Zeit mussten einen konvexen Bildschirm haben, damit die Elektronen einen gleichen Weg von der Röhre zu einem beliebigen Punkt auf dem Bildschirm zurücklegen konnten. Die große Größe war darauf zurückzuführen, dass die Elektronen vor Erreichen des Leuchtstoffs beschleunigt werden mussten. Die Pfeife selbst traf nicht in einer Linie, sondern lief mit großer Häufigkeit „entlang der Linien“. So wurden zuerst die ungeraden und dann die geraden Linien gezeichnet. Dieser Scan wurde als Interlaced bezeichnet. Manchmal ist sie jetzt zu finden.
Was sind Fernseher?
Die Zeit verging, Technologien entwickelten sich und die Menschen wollten mehr. Aus offensichtlichen Gründen konnten Fernseher und Computermonitore mit Kathodenstrahlröhre, die etwas später erschienen, keine Vergrößerung bewirken. Es war fast unmöglich, einen großen Glaskolben herzustellen. Es wog nicht nur eine immense Menge, es war auch schwierig zu produzieren, wenn man seine Größe weiter vergrößerte.
Infolgedessen erschienen zuerst Projektionsfernseher, die relativ dünn waren, aber große Bildschirme herstellen durften. Eines der bekanntesten Modelle war das britische Scophony-System, das ein Bild von 2,8 × 3,7 Metern ergab.
So sieht ein Projektionsfernseher aus.
Die Bildqualität solcher Bildschirme war, gelinde gesagt, mittelmäßig. Das Bild wurde auf einen halbtransparenten Bildschirm projiziert, und dies führte zu unzureichender Bildhelligkeit, Verzerrung und Qualitätsverlust, wenn das Bild auf eine so große Größe „gestreckt“ wurde, weil die Bildqualität immer noch gering war. Einige Beispiele für solche Bildschirme wurden bereits zu Beginn dieses Jahrtausends hergestellt, aber hauptsächlich für Präsentationen oder für die Installation an öffentlichen Orten verwendet.
Eine andere Art von Bildschirmen waren Gasentladungssiebe oder, wie sie unter den einfachen Leuten auch Plasma oder „Plasma“ genannt wurden. Der Betrieb des Bildschirms basierte auf dem Leuchten des Leuchtstoffs auf der Innenseite des Bildschirms unter dem Einfluss von ultravioletten Strahlen, die von einer elektrischen Entladung in einem ionisierten Gas, dh in einem Plasma, herrühren.
Die Technologie wurde 1964 von den Entwicklern Dr. Donald Bitzer, H. Gene Slottow und Robert Willson patentiert. Solche Bildschirme waren ziemlich teuer, von relativ schlechter Bildqualität, und nachdem die LCD-Technologie billiger wurde, konnten sie einfach nicht mithalten. Sie wurden seit den frühen 90er Jahren des letzten Jahrhunderts massiv hergestellt. Im Jahr 2014 wurde die Produktion fast eingestellt.
Erster LCD-Bildschirm
Flüssigkristallanzeigen LCD, die vor etwa 30 Jahren auf den Markt kamen, wurden für viele Jahre zu einem echten Hit. Die ersten mit dieser Technologie hergestellten Bildschirme hatten nichts mit Fernsehern zu tun. Sie konnten nicht mehr als 5 Farben anzeigen und wurden in verschiedenen Geräten verwendet. Diese Anwendung wird jetzt fortgesetzt.
Die Flüssigkristalle selbst wurden bereits 1888 vom österreichischen Botaniker F. Rainitzer entdeckt. Obwohl der erste Bildschirm mit dieser Technologie erst 1968 erschien und das erste Seriengerät mit LCD-Bildschirm von Sharp vorgestellt wurde. Dieses Gerät war ein Taschenrechner. Von diesem Moment an wurden solche Bildschirme in Uhren und anderen Geräten verwendet. Zu dieser Zeit war die Technologie für den Einsatz auf großen Bildschirmen ungeeignet.
LCD-Bildschirme sind für uns einfach unersetzlich geworden.
Das erste Farb-LCD ist auch Sharps Stift. Es wurde 1987 veröffentlicht und hat eine Diagonale von 3 Zoll. Ein Jahr später veröffentlichte dieselbe Firma einen 14-Zoll-TFT LCD.
So entstand bei der Herstellung von Displays ein Bild, das in Form kleiner Zellen – Pixel – in seine Bestandteile zerlegt wurde. Davor war es auch nicht nötig, über Pixel zu sprechen, da ein leuchtender Leuchtstoff für das Bild verantwortlich war, das keine solche Unterteilung aufwies.
Nach dem Erscheinen von LCD-Displays teilten sie sich einige Zeit, ohne sich gegenseitig zu stören, eine Nische mit Plasmabildschirmen. Zunächst gab es eine klare Größenverteilung. LCDs konnten nicht groß und Plasmabildschirme nicht klein sein. Später LCD begannen sie, das Gebiet des “Plasmas” zu betreten, und die Senkung der Technologiekosten tötete letztere schließlich.
Wie es funktioniert LCD
Das Herzstück von LCD-Bildschirmen, egal ob es sich um einen Fernseher, ein Smartphone, einen Monitor oder etwas anderes handelt, ist ein scheinbar einfaches Sandwich. Es besteht aus der Flüssigkristallschicht selbst, die ihre optischen Eigenschaften unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms ändern kann, zwei transparenten Elektroden sowie horizontalen und vertikalen Filtern. Es gibt auch einen Farbfilter, mit dem Sie die Merkmale des restlichen Designs anpassen und die Farben des Bildes normalisieren können, was natürlicher oder nur mit einer Marke versehen ist.
Oben ist das Design der Bildquelle beschrieben, aber die Anzeigemodulanordnung weist mehrere weitere Elemente auf. Zum Beispiel Drähte zum Anschließen an eine Quelle, Befestigungselemente, Hintergrundbeleuchtung, falls vorhanden, und ein Gehäuse (mehr Kunststoff mit einem Metallrahmen).
Je höher die Auflösung der Matrix ist, desto komplexer ist sie, verbraucht mehr Strom und erfordert mehr Rechenleistung des Geräts. Aus diesem Grund verfügen einige Smartphones über ein System zur Anpassung der Auflösung. Es wird reduziert, um Energie zu sparen. Monitore und Fernseher sind nicht erforderlich.
Ein wichtiges Merkmal ist die Pixelantwort (die Zeit, die benötigt wird, um ihre Farbe zu ändern). Wenn es nicht sehr groß ist, zum Beispiel mehr als 5 ms, ist ein solcher Bildschirm für fast alles geeignet, außer für Hochgeschwindigkeitsspiele. Die Auflösung der Matrix ist ebenfalls wichtig, aber Sie sollten sie nicht verfolgen und blind glauben, dass je mehr desto besser.
Für ein Smartphone ist beispielsweise eine Auflösung von 1080 Pixel auf der schmalen Seite ausreichend. Mit dieser Auflösung haftet das Auge nicht mehr an einzelnen Pixeln und kann das Bild als real wahrnehmen. Für einen Fernseher reicht diese Auflösung mit einer kleinen Diagonale aus. Wenn wir von einem Panel mit einer Diagonale von 60 Zoll oder mehr sprechen, ist es besser, bereits eine 4K-Auflösung zu haben. Es gibt auch Panels mit einer Auflösung von 8K, aber ihre Zeit ist noch nicht gekommen. Darüber hinaus gibt es Technologien, die ihr Auftreten verhindern können, aber mehr dazu weiter unten.
Warum die Bildschirmauflösung keine Rolle spielt
Viele Benutzer suchen nach hochauflösenden Bildern und maximalen Bildraten, aber es gibt auch eine alternative Meinung. Ihm zufolge sollten Sie das Bild nicht unnötig verbessern. Zum Teil haben die Autoren dieser Meinung Recht und hier ist der Grund dafür.
Filmemacher denken das in der Regel. Sie sind überzeugt, dass es nicht notwendig ist, vom klassischen Format mit 24 Bildern pro Sekunde abzuweichen. Viele kritisierten sogar scharf die Macher von The Hobbit, die den Film mit 50 Bildern pro Sekunde drehten. Laut Fachleuten sollte das Bild etwas verschwommen sein. Dies ermöglicht es ihr, eine bestimmte Stimmung in einer Person und ein Gefühl des Eintauchens in eine fiktive Welt zu erzeugen.
Dieser Film wurde mit 50 fps gedreht und erhielt eine Welle der Kritik.
Natürlich ist es sehr angenehm, Natur, Sport oder Technologie in High Definition zu betrachten, aber es macht immer noch Spaß, einen Film in 4K zu sehen und die Fehler der Visagisten und die Hautunreinheiten der Schauspieler zu sehen. Vielleicht sind Filmemacher deshalb dagegen, die Bildschärfe zu erhöhen. Sie wollen einfach nicht, dass jemand ihre Fehler sieht.
Neue Art der Anzeige. Interpolationsanzeige
Interpolationsanzeigen wurden vor nicht allzu langer Zeit erstellt und haben ihre ernsthaften Aussichten noch nicht bewiesen, aber viele Unternehmen haben die darin festgelegten Grundsätze als Grundlage für ihre zukünftigen Entwicklungen herangezogen. Dies ist kein vollwertiger Schritt nach vorne und in einem Fall kein fertiger Fernseher, sondern ein kleiner Rückblick, aber mit Aussichten für die Zukunft.
Der Bildschirm, auf den das Bild vom Projektor fällt, wird nicht wie ein normaler Bildschirm reflektiert, sondern neu polarisiert. Gleichzeitig basiert es auf einer Leuchtstoffschicht, mit der Sie das Bild klarer machen können. Im Wesentlichen wird ein Bild mit unendlicher Klarheit aufgrund des Fehlens von Pixeln erhalten.
Der Bildschirm selbst hat keine klassische weiße, sondern eine schwarze Struktur. Dies ermöglicht die Wiedergabe von reinem Schwarz, was die Schwachstelle der normalen Projektorwiedergabe darstellt.
Projektoren haben Vor- und Nachteile vor Bildschirmen.
Die Technologie wird sich vielleicht nie durchsetzen, aber wenn alles klappt, wird sich herausstellen, dass wir im Bereich Heimkino in der Zeit zurückgehen und uns von den Pixeln im endgültigen Bild entfernen, die uns in den letzten Jahrzehnten begleitet haben. Dies gilt natürlich nicht für mobile Elektronik, die mit einer solchen Technologie einfach nicht funktionieren kann. Hier ist die Verwendung von OLED Displays am besten geeignet. Natürlich, nachdem sie ihre Mängel verloren haben.
Wie OLED funktioniert – Bildschirm
Ein solcher Nachteil ist Flimmern, insbesondere bei geringer Helligkeit. Das Gehirn interpretiert ein solches Flackern nicht und wir denken, dass wir es nicht sehen, aber es tut unseren Augen sehr weh. IPS-Displays weisen in dieser Hinsicht immer noch eine bessere Leistung auf, obwohl sie keine so tiefschwarze Farbe liefern können.
Die Technologie basiert auf organischen Leuchtdioden (Abk. OLED). Es ist ein Halbleiterbauelement aus organischen Verbindungen, das effektiv Licht emittiert, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt.
Aufgrund seiner Besonderheiten kann ein solcher Bildschirm ohne externe Beleuchtung arbeiten. Die Helligkeit des Bildes wird durch das Leuchten jedes einzelnen Pixels erreicht. Auf diese Weise können Sie dunkle Bereiche nicht “überbelichten” und sie grau machen. Dank dieser Funktionen bieten die Bildschirme ein nahezu unendliches Kontrastverhältnis von 2.000.000: 1 oder mehr.
OLED ist gut, aber nicht ohne Mängel.
In diesem Fall ist die Helligkeit normalerweise auf 1000 cd / m² begrenzt, obwohl viel höhere Werte möglich sind, aber von einem normalen Benutzer nicht benötigt werden. Und die Ressource mit zunehmender Helligkeit OLED – das Panel ist stark reduziert.
Es ist auch erwähnenswert, dass diejenigen, die glauben OLED – Bildschirme wirtschaftlicher als IPS sind, nur teilweise Recht haben. Tatsächlich verbrauchen sie mehr Strom, selbst unter Berücksichtigung der Anzeige dunkler Bereiche, deren Pixel inaktiv sind. Es ist nicht die IPS-Technologie selbst, die an Effizienz verliert, sondern ihre unverzichtbaren Begleiter – die Hintergrundbeleuchtung und der Controller. Infolgedessen kommt (insbesondere in einem dunklen Bild) OLED stark heraus. Aber auf dem hellen verliert er.
Welcher Bildschirm soll ausgewählt werden?
Wie Sie sehen können, hat die Entwicklung der Bildschirme einen langen Weg zurückgelegt, der sich nur schwer in den Rahmen eines Artikels einfügen lässt. Aber auch in diesen mehreren tausend Zeichen können Entwicklungstrends verfolgt werden. Wir sprechen zwar davon, die Klarheit zu erhöhen und die Größe zu verringern, aber einige Technologien gehen tendenziell zurück. Und wir können auch daraus schließen, dass alles aus dem Kino ging. Er hat uns das Verständnis gegeben, dass wir wirklich dynamische Informationen anzeigen müssen. Obwohl, wenn nicht für ihn, der “Auslöser” immer noch wäre, nur in etwas anderem.
Jeder wählt einen Bildschirm für sich selbst, aber jetzt gibt es drei Haupttechnologien, die vorerst als modern angesehen werden können – organische LEDs, Flüssigkristalle und verschiedene Projektionsmethoden. Für jeden Bereich ist seine eigene Technologie gut, aber es ist so schön, dass wir Auswahl und Wettbewerb haben, von denen letztendlich nur wir, die normalen Verbraucher, profitieren.