Jak funguje přepínání rozlišení u CRT monitorů?

7.7.2006 19:26 | Přečteno: 3415× | Jen tak

Vím, proč lítá balon, i když v něm není skrytá vrtule. Vím, co jsou radiový vlny. Vím, jak funguje zobrazování u klasického CRT monitoru. Ale všude, kde se vysvětluje princip televizní obrazovky, se předpokládá pouze jedno pevné rozlišení. Zobecnění na možnost přepínat rozlišení, jako to mají počítačové monitory, si laskavý čtenář doplní sám. Ale jak?

Všude (třeba na wikipedii) je popisován ten známý princip: elektronové dělo vytřeluje elektrony, ty jsou elektromagneticky vychylovány a trefují se do červených, modrých nebo zelených fluorescenčních terčíků. Ale když si představím nějakou matici takových terčíků, je to vždy matice o x×y bodech, tedy žádné změny rozlišení. A různé korekce obrazu (změna výšky, šířky, soudkovitost atd.) by také byly problém – znamenalo by to mít terčíky na nějakém pružném podkladu, párkrát bych upravil deformaci obrazu, a pak by to někde prasklo…

Chápu, jak je to u LCD panelů. Tam je opravdu pevná maska, displej má nějaké nativní rozlišení a ostatní rozlišení zobrazuje buď jako zmenšený obraz nebo umožňujě obrazem na displeji posunovat, nebo nověji se snaží dané rozlišení emulovat a obraz přepočítávají (smysl čehož mi uniká).

Ale jak to dělají ty klasické CRT monitory? Trpaslíci, kteří při změně rozlišení jednu matici terčíků dají pryč a novou tam nasadí, to asi nebudou…

       

Anketa

Komentáře

[#Tom]

Řekl bych, že v tom monitoru bude nějaký obvod, který zná uspořádání barevných teček na stínítku a vybere intenzitu odpovídající patřičné barvě. Na fyzické rozlišení se pak zajisté žádný ohled nebere, protože je, mám ten pocit, výrazně větší, než to, s nímž pracuje grafická karta, navíc jej upravují třeba ovládací prvky šířky a výšky obrazu.

Jednoduše: kam ten paprsek dopadne, tam se to rozsvítí. Proto jsou body na monitoru trochu chlupaté, zejména na těch starších s trojúhelníkovým uspořádáním bodů (invarové, nebo jak se jim říká).

[#Tom]

Zapomněl jsem dodat, že jsem si to právě vymyslel a nic lepšího mě nenapadlo.

[Filip Jirsák]

To mě taky napadlo, ale ten paprsek musí trefit tu správnou barvu, což nejde moc dohromady s tím "rozsvítí se to, kam dopadne". Všechno ostatní mluví pro to, že je to právě takhle, tj. velikost terčíku je << velikost pixelu. Ale jak je to tedy s tím zacílením na správnou barvu?

[Luk]

Viz níže

[Luk]

Jednoduše: kam ten paprsek dopadne, tam se to rozsvítí. Proto jsou body na monitoru trochu chlupaté, zejména na těch starších s trojúhelníkovým uspořádáním bodů (invarové, nebo jak se jim říká).

V zásadě máš pravdu. Konstrukce je taková, že maska (normální nebo trinitronová) nedovolí paprsku pro určitou barvu dopadnout jinam než na luminofor příslušné barvy. Takže skutečně, kam to dopadne, tam to dopadne a rozsvítí se to.

Zbývá tedy vyřešit jediný problém, a to je řádkový a snímkový kmitočet. Staré monitory (před cca 15 lety) mívaly pár kmitočtů napevno a dokázaly ze synchronizačních signálů rozpoznat, který z nich to je - a pro nic dalšího nefungovaly.

"Moderní" monitory multisync mají obvody, které jsou schopny pracovat v širokém rozsahu kmitočtů. Podle synchronizačních signálů se automaticky nakalibrují tak, aby vodorovná i svislá rychlost pohybu paprsku odpovídala logickému umístění bodu na obrazovce. Není v tom žádná věda.

[kyknos]

Jak funguje ta maska? Jak dokáže rozlišit mezi paprsky pro různé barvy?

[Luk]

STFW Nebo mrkni třeba sem.

[0lda]

Ivarová může být maska a to uspořádání se jmenuje DELTA. Za rozlišení může deflekce a refresh rate neboli frekvence horizontální a když si to spojíme dohromady tak pochopíme proč je frekvence spojena s rozlišením a s módy interlaced a noninterlaced a proč se nám může při změně rozlišení jevit posunutý line, frame, sawtooth, owerscan, a s-correction, nebo podle toho jak je to v OSD menu monitoru.

[Jan Martinek]

Jojo, tak nějak. Něco jako pixely (tedy pevné rozlišení) sice existuje, ale nevyužívá se to jedna ku jedné. Velikost obrazového bodu je dána roztečí otvorů na invarové masce (invar = slitina s nízkou tepelnou roztažností) nebo vzdálenosti mezi nataženými drátky (u trinitronu). Ta maska tam být musí právě kvůli tomu, aby se trefil luminofor té správné barvy. Velikost bodu obvykle činí cca 0.24 mm, což u 17" odpovídá rozlišení asi 1500 krát 1000, takže příliš velká rezerva tam nebývá. Obrazovka je analogová záležitost a body se skutečně rozsvěcují "padni kam padni". Při přiblížení magnetu k obrazovce vznikají ďábelské efekty. Někdy natrvalo
Vše, co se týče frekvencí, se zajišťuje vlastními kmitočtovými generátory pilových kmitů, které se pomocí fázových závěsů synchronizují s frekvencemi, které posílá grafická karta. Dál asi nemá cenu to rozepisovat - těch systémů existuje moc.

[Filip Jirsák]

Aha, takže když to u nějakého obrazového bodu vyjde, představuje ho třeba polovina jednoho a polovina sousedního fyzického bodu. To se teda divím, že na tom monitoru je vůbec něco vidět

[JiK]

tady z tohodle obrazku to snad pochopis.

[Filip Jirsák]

Díky všem. Tak už zbývá jediná otázka: jaké rozlišení má zhruba ta stínící maska resp. luminofory? Nebo jinak, z kolika těchto fyzických bodů se zhruba skládá jeden pixel? Tipoval bych, že to musí být v řádu minimálně stovek…

A když je fyzické rozlišení monitoru daleko vyšší, než jaké používají grafické karty, neuvažovalo se o tom nějak tohle využít pro antialiasing? Znamenalo by to do monitoru posílat digitální data obohacená o informace, co má být zjemněno, ale to by teoreticky neměl být problém…

[Heron]

Znamenalo by to do monitoru posílat digitální data obohacená o informace, co má být zjemněno, ale to by teoreticky neměl být problém…

Což prakticky znamená data ve vyšším rozlišení. Pro 1600*1200 (na 19'') snad nikdo antialiasing nepotřebuje

[Filip Jirsák]

1600×1200 na 19" je přibližně 100 dpi. Přičemž u výstupu z tiskárny je poznat rozdíl mezi 300 dpi a 600 dpi. Takže by se asi muselo s tím rozlišením přidat… No ale samozřejmě by bylo nejlepší ta data posílat vektorově…

[kyknos]

Rastrová data lze těžko posílat vektorově. A většina toho, co můj monitor zobrazuje, je primárně rastrová záležitost.

[Filip Jirsák]

Většina toho, co zobrazuje můj monitor, je primárně vektorová záležitost, spolu s GLX už si toho začíná všímat i můj počítač

Jinak dotaz s antialiasingem padá, podle toho, co tady padlo jinde v diskuzi, nejsou ty fyzické body o mnoho menší než zobrazované pixely, takže žádný antialising na úrovni luminoforů nepožaduju, jsem vděčný už za to, že dva body stejné barvy vedle sebe se i na monitoru zobrazí přibližně stejně

[kyknos]

To jsi ale asi netypický uživatel. Vektorová jsou pravda písma, ale jinak? Já dělám hodně grafiku, tedy rastrovou grafiku a fotografie. A i ta písma používám rád rastrová, jak v terminálu tak ve vimu...

[vencour]

Co jsem poznal Corel, tak si bez něj nebo něčeho podobného těžko představuju grafiku. Zažil jsem kdysi i Venturu, při instalaci x hodin u generování písmen, dneska by to možná bylo jiné, ale je to pro mne pěkná vzpomínka .

[kyknos]

Co jsem poznal Corel, přestal jsem se grafikou živit :)))))))

[vencour]

: To proč? Že to nemá budoucnost?

[kyknos]

Protože mi prostě rastr vyhovuje mnohem víc. Je to svobodnější médium. Z vektoru lze cokoliv převést do rastru, obráceně ale ne (pokud samozřejmě nebudeme vektory popisovat jednotlivé pixely :) I na papíře mám mnohem radši malbu než kresbu.

[Filip Jirsák]

Kromě písma ještě ovládací prvky okenního systému (tlačítka, lišty apod.) Což mimo rastrovou grafiku a multimédia pokrývá téměř 100 % toho, co typicky lidé s počítačem dělají – psaní textů, programování, internetové stránky – tam všude je hlavně písmo a ovládací prvky oken. Když k tomu přidám i vektorové ikony, běžný uživatel vlastně mimo fotografie rastrovou grafiku nepotřebuje

[kyknos]

Ale vektorové porno se asi neprosadí a jak všichni víme, porno je hlavní náplní Internetu :DDDDDDDDDDDDD

[Filip Jirsák]

Když je možné něco takového vytvořit jako marketingovou prezentaci, půjde to jistě využít i jinak

[kyknos]

Nelze porovnávat tiskárnu a monitor. Proč? Protože tiskárna vlastně ani DPI nemá: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:DPI_and_PPI.png

[Filip Jirsák]

Tiskárna DPI má, neopak by bylo těžké určovat u ní PPI. Moje původní představa byla, že i pixel na monitoru sestává z mnoha ještě menších bodů ve významu bodů u tiskárny.

[kyknos]

Tiskárna DPI nemá, alespoň ne ve stejném smyslu jako monitor. Protože neumí vytisknout třeba blankytně modrý "dot". Monitor to umí. Tiskárna ho musí skládat z malých teček jiných barev.

Ať tomu říkáme tak či onak, 300 dpi výstup z monitoru je pro oko nesrovantelně kvalitnější než 300 dpi z tiskárny (na běžném principu).

[kyknos]

A máš samozřejmě pravdu, tiskárna má DPI a monitor PPI. Já to pořád pletu, stejně jako mnoho programů termíny volně zaměňuje. Podstatné je však to, že ta čísla prostě nejde jednoduše porovnávat z hlediska kvality výstupu.

[Jan Martinek]

Monitor s rozlišením 600 DPI (nebo pro začátek 300 DPI) bych fakt chtěl mít
Tak aby to bylo k nerozeznání od papírového výtisku. Doufejme, že třeba za pár let ...

[Jan Martinek]

No a vlastně rastr displejů některých foťáků, pédéáček či mobilů dosahuje cca 200 (bodů na palec), což už je docela slušné.
Teď ještě aby z toho někdo vyrobil jednadvacítku monitor

[Kyosuke]

Smůla, kámo... IBM byla rychlejší...

http://en.wikipedia.org/wiki/T221

[Kníže Ignor]

Předpokládám, že monitor podporuje pouze předem daná rozlišení. Nechť jsou to rozlišení r1, .., rN a uvažujme pro jednoduchost pouze např. horizontální složku, pak fyzický počet bodů by měl asi být k*NSN(r1, .., rN), kde k je nějaké přirozené číslo a NSN značí nejmenší společný násobek. Tedy tak aby na jeden pixel připadal celočíselný počet obrazovkových bodů.

[Filip Jirsák]

Takhle asi ne To by pak nebylo možné obrazem po monitoru posouvat, měnit velikost zobrazené plochy a opravovat různé deformace obrazu (soudkovitost apod.)

[Kníže Ignor]

Tak podle toho, jak se dá s obrazem posouvat a měnit velikost zobrazené plochy, by se dopočítalo to k Deformace obrazu je něco, co nechceme, takže nevadí, když by se to s deformovaným obrazem chovalo špatně.

Ne, uznávám, že to je blbost CRT monitor jsem naštěstí neviděl už hóódně dlouho...

[.li]

Nechápu, co tady řešíte pro masku platí jenom pravidlo, aby ten počet děr odpovídal tomu fosforu pod ní (logicky, jinak by tam dost překážela), pro názornost tam ta maska vůbec být nemusí. Když budu uvažovat třeba jenom jednu vodorovnou řadu červený barvy, rozlišení nastavím na 800x600, tak musím vedle sebe nacpat 800 bodů. Když bude na obrazovce přesně těch 800 fosforovejch srágor, vyjde to akorát. když jich tam bude 1000, vyjde to na jeden a kousek. No a co? , vždyť je to propáníčka jenom obrazovka, bude svítít jenom kousek bodu (ve skutečnosti to vypadá tak, že když máte třeba čáru, tak ty fosfory uprostřed čáry svítí nejvíc a ke krajům se to ztmavuje, stačí si vzít lupu a prohlídnout si to).

[kyknos]

A není to SW antialiasingem? Prohlédnout si to nemůžu, protože nemám CRT. Mně pořád není jasné, jak je zajištěno, že určitý paprsek rozsvítí fosfor určité barvy. Přesným mířením to přeci být nemůže, vzhledem k tomu, jak posunutý/zkreslený/... obraz na CRT může být. Jak je to zařízeno?

[vencour]

Těch "srágor" tam jsou přece 3 vrstvy, padaj na ně 3 paparsky, vždycky se někam trefěj, takže jde "jen" o vyštelování? /Nebo ne?)

[Jan Martinek]

Je to zajištěno tou maskou a geometrií elektronových děl. Elektron, který letí mimo správný luminofor, maska sežere. Maska musí být dokonale seřízena vzhledem k luminoforům.

[kyknos]

To mi tedy jasné není. Červený luminofor od zeleného či modrého je jistě vzdálen méně, než o kolik se celý paprsek může běžně odchýlit (na CRT není vzácností makroskopicky viditelný posun celého obrazu o mnoho centimetrů stranou). Takže jak maska pozná, že paprsek dopadající na zelený luminofor byl skutečně určen zelenému a ne třeba červenému luminoforu?

[Filip Jirsák]

Jde o to, že elektrony nevystřeluje jedno dělo, ale tři – pro každou barvu jedno. Takže si udělám spojnici mezi příslušným luminoforem a příslušným dělem, a tam, kde mi ta přímka protne masku, udělám do masky díru…

[kyknos]

A ta děla jsou daleko od sebe a rozlišuje se podle úhlu dopadu?

[Filip Jirsák]

Zapomněl jsem napsat, že ty díry v masce jsou umístěné tak fikaně, že pro všechny tři barvy jednoho bodu vyjde ta díra na stejné místo. Takže když elektron třeba z červeného děla proletí dírou, nezbývá mu už než trefit červený terčík, protože letí po jedné z přímek, kterou jsem "vyvrtal" ten otvor. Viz obrázek. Ve skutečnosti elektroni v monitoru nelétají po přímkách, ale ve výsledku je to stejné, protože místo vychylování elektronů bych teoreticky mohl hýbat dělem, čímž bych dostal opravdu přímky. Takhle je to zpočátku přímka, pak asi nějaká kuzelosečka a pak od určité vzdálenosti před maskou zase přímka.

[Jan Martinek]

Je lepší si to namalovat nebo se podívat na obrázek. Platí přímá úměrnost:
poměr vzdálenost mezi děly (cca centimetr) ku vzdálenosti dělo-maska(desítky cm) je stejný jako poměr vzdálenosti maska-stínítko (řádově mm) ku velikosti "subpixelu" (zlomky mm).
Slovy se to dost blbě popisuje

[Jan Martinek]

Vtip je v tom, že barvy nevycházejí z jednoho bodu. Např. u delta systému jsou elektronová děla uspořádána do trojúhelníku. Elektrony se sbíhají se v místě, kde je maska. Po průchodu malou dírkou v masce musí opět vzniknout trojúhelník. Kdyby paprsek (jako celek) někam uhnul, nic se neděje. Buď ho maska sežere nebo prostě projde vedlejší dírkou. Důležité je, že ten trojúhelníček zůstane beze změny.

[0lda]

Zkze tu masku se fotosenzitivní metodou dělá matrix i ty luminofory. Takže ten fosfor a maska jsou přímo pokrevně spářeny a jináč to prostě nejde.

[Jan Martinek]

Díky všem. Tak už zbývá jediná otázka: jaké rozlišení má zhruba ta stínící maska resp. luminofory? Nebo jinak, z kolika těchto fyzických bodů se zhruba skládá jeden pixel? Tipoval bych, že to musí být v řádu minimálně stovek…

A když je fyzické rozlišení monitoru daleko vyšší, než jaké používají grafické karty, neuvažovalo se o tom nějak tohle využít pro antialiasing? Znamenalo by to do monitoru posílat digitální data obohacená o informace, co má být zjemněno, ale to by teoreticky neměl být problém…

Kdepak stovky! Je to sotva pár desítek procent.

[Michal Kubeček]

Ostatně není problém si to spočítat - slušní výrobci velikost bodu uvádějí v parametrech monitoru. Typicky se jedná o hodnoty někde kolem 0.25 mm.

[0lda]

Je to problém i teoreticky, protože u CRT je každý kus slepený z několika dílů. Důležité je, aby byl "prodejný" a to vyšší rozlišení je jako toaletní papír co je širší, než je nezbytně nutné.

[Sandik]

Jen tak mimochodem, ta písnička od Ebena je myšlena jako podobenství o víře v Boha.

A přitom vzhůru / nese tě to vzhůru / nedá se to nahmatat / ani změřit...

[Filip Jirsák]

Ech, co to je za novinku, přispívat do měsíce starých diskuzí? 1, 2, 3 – toho 9. 7. vás nějak zaujalo… Na robota je to až moc sofistikované, většinou komentář nějak vzdáleně souvisí s tématem. Tak že by nudící se člověk? Projíždíte celou historii Abíčka? A proti směru času, nebo už se blížíte k dnešku?

[Sandik]

Ne.

Hledal jsem cosi fultextem a pak zareagoval na pár věcí, ani jsem si nevšiml, že je to tak staré ;o)

PS: Hezká patka ;o)

[Filip Jirsák]

Aha Já narazil během několika minut na dva vaše nové příspěvky do starých diskuzí, tak mi to nedalo