Kilka amatorskich pytań na temat monitorów LCD/CRT

Szanowni forumowicze,
Jestem studentem i szukam odpowiedzi na kilka pytań związanych z moją pracą inżynierską. Bedę podczas niej musiał wykorzystać monitor, który daje mi szeroki zakres manipulacji "częstością odświeżania", którą to teraz producenci się lubią chwalić, że mają taką dużą... W czasie poszukiwania odpowiedniego monitora pojawiło mi się kilka pytań, na które nie znalazłem jasnej odpowiedzi, a mianowicie:
1. Różnica między CRT a LCD. z tego co mi wiadomo to w standardowych monitorach CRT ta częstotliwość odświeżania osiąga większe wartości niż w monitorach LCD, oraz można nią w łatwy sposób manipulować.... lecz tam obraz tworzy się pasek po pasku? jeśli bym zrobił zdjęcie w odpowiedniej chwili, to bym widział monitor wypełniony tylko w części-> jeśli tak, to wyklucza to ten typ na starcie.
2. Chciałbym się dowiedzieć, czy monitory LCD pracują w trybie ciągłym. Czy jeśli puszczę np 60 "klatek" w trakcie 1 sekundy takich samych, a jedną "klatkę" 1-sekundową, to czy jest różnica. Wyczytałem, że są różne standardy pomiaru czasu reakcji GTG lub WtW, i chodzi o to, czy w standardowo wyświetlanym obrazie (jak np. gdy czytasz ten tekst i przewijasz w dół) jest coś między kolejnymi klatkami.
Innymi słowy, co dzieje się pomiędzy 2 klatkami (jedynie z perspektywy obserwatora monitora, czy jest coś takiego jak w ebookach, że przy przewijaniu strony między jedną a drugą pojawia mi się czarny ekran?)
3. Czas reakcji a częstotliwość odświeżania. Ogólnie według mnie jedno powinno wynikać z drugiego, bo jeśli mam monitor 60 Hz to 1/60 Hz = 0,01666 s = ~16 ms. Ja rozumiem, że czas reakcji w tym monitorze to 16 ms. A co producenci rozumieją przez tę wartość?
4. Czy zamiast monitora, który ma standardowo np. 60 Hz, mogę przytargać z domu 100-Hz TV i otrzymam blisko 2-krotnie lepszą częstość odświeżania?
5. Co jeśli będę nadawał na wyświetlacz obrazy z większą częstością, niż on jest w stanie przetworzyć? Np. powiem: wyświetlaj mi obraz co 10 ms (co odpowiada 100 Hz) a monitor ma 60 Hz, czy mogę go jakoś rozregulować albo popsuć?
6. Poniekąd wynikające pytanie z 5., czy monitor może spowalniać mi np. grę? Mam sprzęcik, co daje mi możliwość osiągnięcia tych 60 Hz, monitor w teorii też tyle osiąga, ale tylko w teorii, to w rezultacie monitor mi spowolni grę, bo np. zbyt bujne kolory, kontrast nie ten, rozdzielczość wysoka i on nie nadąża?

Z góry przepraszam, jeśli to nieodpowiedni wątek, prosiłbym wtedy o przeniesienie, wydał mi się sensowny do takiego tematu. Oraz byłbym wdzięczny za konkretne odpowiedzi, albo linki do artykułów które wyczerpią temat. Nie muszą być po polsku.

Pamiętaj że na jeden punkt w monitorze LCD składa się z trzech lub więcej części składowych, które w sumie reagują inaczej niż wyliczyłbyś to dla jednej, czas reakcji to też sztuka marketingowa niż faktycznie techniczne parametry.
Jeśli przesyłasz każdą klatkę identyczną to nic się nie dzieje i nie ma zmian, ciekawiej zaczyna się jeśli co druga klatka będzie np czarna/biała, wtedy może się okazać że z tą reakcją będzie zabawnie.

Ad5, teoretycznie mają monitory jakieś zabezpieczenia, ale jak to działa, to nie wiem. Znam historię monitora CRT na który dano za dużo i szlag go trafił...
AD6 - Monitor to odbiornik - nie spowalnia. Co dostaje to wyświetla.

marcode napisał:

Pamiętaj że na jeden punkt w monitorze LCD składa się trzy lub więcej diod

kol. marcode co znaczy LCD ?

No właśnie. Takimi odpowiedziami wprowadzamy tylko w błąd pytającego. Kolego marcode niech się kolega zrehabilituje i poprawi swoją wypowiedź na temat LCD.

marcode napisał:

Pamiętaj że na jeden punkt w monitorze LCD składa się trzy lub więcej diod, które w sumie reagują inaczej niż wyliczyłbyś to dla jednej, czas reakcji to też sztuka marketingowa niż faktycznie techniczne parametry.
Jeśli przesyłasz każdą klatkę identyczną to nic sie nie dzieje i nie ma zmian, ciekawiej zaczyna się jeśli co druga klatka będzie np czarna/biała, wtedy może się okazać że z tą reakcją będzie zabawnie.

Jeśli chodzi o różne czasy wyświetlania dla różnych kolorów to w zupełności to pomijam. Będę pracował jedynie z różnymi natężeniami białego i czarnego, które będą cyklicznie powtarzane. Myślisz że jeśli będą właśnie naprzemiennie wyświetlane 2 obrazy mogę osiągnąć różne 'czasy trwania' (nie wiem jak to inaczej nazwać) każdej z nich?

Andrzej42 napisał:

Ad5, teoretycznie mają monitory jakieś zabezpieczenia, ale jak to działa, to nie wiem. Znam historię monitora CRT na który dano za dużo i szlag go trafił...

tutaj z kolei wyczytałem, że przy za dużej częstości najczęściej wyświetlaną reakcją jest blue screen oraz komunikat coś w desen za duża częstotliwość... wtedy trzeba restartować i w trybie bezpiecznym/awaryjnym zmienić parametry

garouman napisał:

wtedy trzeba restartować i w trybie bezpiecznym/awaryjnym zmienić parametry

Niekoniecznie. Zmieniając tryby wyświetlania (Win) musimy ją zatwierdzić. Jeśli tego nie zrobimy system wraca do poprzednich ustawień.

edit

ad 4. cytat z innego forum:
"Wartość odświeżania jest mierzona jednostką czestotliwości czyli hertzem (Hz). Z definicji jeden hertz to jeden cykl na sekundę. W świecie wyświetlaczy ta wartość odnosi się do umiejętności wyświetlania jednego obrazu określoną ilość razy. I tak na przykład monitor 144 Hz będzie wstanie wyświetlić ten sam obraz 144 razy w ciągu jednej sekundy.
CZY TO OZNACZA, ŻE ILOŚĆ KLATEK NA SEKUNDĘ JEST UWARUNKOWANA CZESTOTLIWOSCIĄ WYŚWIETLACZA?
Nie - są to dwie oddzielne wartości. FPS to wartość jaką generuje ŹRÓDŁO obrazu, zaś Hz to wartość, która pozwala określić jak często WYŚWIETLACZ odświeży ten obraz. Wyświetlacz nie może wpłynąć na ilość klatek generowanych przez źródło. JEDNAKOWOŻ w sytuacji kiedy konsola czy inny piec generują więcej klatek na sekundę niż wyświetlacz ma hertzów, wtedy monitor/tv nie będą w stanie wyświetlić wszystkich klatek wyprodukowanych przez źródło. Pomimo tego, że technicznie wartość Hz tv nie ogranicza konsol i komputerów w zakresie produkcji FPS, to jednak faktycznie wyznacza górny pułap, wartość najwyższą jaką jesteśmy w stanie oglądać w domowych pieleszach.

Dla przykładu kiedy grasz w takiego DOOMa na PC w 120 klatkach na tv, który ma 60 Hz, twoje oko zobaczy tylko I wyłącznie połowę klatek generowanych przez PC, ponieważ tv jest w stanie wyświetlić tylko połowę klatek, które otrzymuje od źródła. Stąd między innymi opinie w internecie, że przecież różnicy nie widać. Widać, widać. Oko ludzkie jest bardzo surowym arbiter i szybko rozpoznaje co jest lepsza, a co gorszą iluzją prawdziwego ruchu."

rimot napisał:

No właśnie. Takimi odpowiedziami wprowadzamy tylko w błąd pytającego. Kolego marcode niech się kolega zrehabilituje i poprawi swoją wypowiedź na temat LCD.

Poprawione

rimot napisał:

ad 4. cytat z innego forum:
"Wartość odświeżania jest mierzona jednostką czestotliwości czyli hertzem (Hz). Z definicji jeden hertz to jeden cykl na sekundę.
...
Oko ludzkie jest bardzo surowym arbiter i szybko rozpoznaje co jest lepsza, a co gorszą iluzją prawdziwego ruchu."

W sumie dość logiczne- jeśli coś potrafi przetworzyć dajmy na to jeden klocek na minute to choćbyśmy mu rzucili 20 na minute to przetworzy tylko jeden. To by rozwiązywało problem spowalniania oraz możliwego rozregulowania monitora (5,6 punkt)

Jednak wciąż pozostają moje 2 największe mankamenty, które ciężko jest wydedukować: co się dzieje pomiędzy różnymi klatkami, i przełożenie czasu reakcji na częstotliwość odświeżania.

Bo rozumiem nawiasem mówiąc, że dłużej może zająć przejście z nadawanego przez komputer białego na czarny jak z mocno ciemnego szarego na czarny (stąd producenci stosują 'pseudo standard gray to gray- pixel przechodzi z szarego- do wyłączonego- i znów szary, zamiast biały-zgaszony-biały)) -> przynajmniej tak mówi ciocia Wikipedia.

Teraz rzucę przykładem, który mi chodzi po głowie:
mówimy o maksymalnych osiągach monitora( np 144Hz, 1 ms reakcji)-> gra działa np w 144fps na monitorze 144hz -> 1/144hz=~7ms -> tyle wynosi 'czas trwania jednej klatki'( wydaje się logiczne), oraz co 7 ms obraz jest nadawany na monitor.
To jak mam połączyć czas reakcji z tym odświeżaniem: klatka trwa 7+1(aż monitor zareaguje)=8ms?

Cytat "Czas reakcji oznacza czas, jakiego wymaga piksel do zmiany swojego stanu. Jest mierzony w milisekundach. Im niższy parametr, tym lepszy czas reakcji.

Czas reakcji określa czas niezbędny na podświetlenie/wygaszenie pojedynczego piksela matrycy. Im krótszy jest czas reakcji matrycy, tym mniejsze prawdopodobieństwo zaobserwowania spadku ostrości obrazu lub tzw. efektu smużenia podczas wyświetlania na ekranie dynamicznych obrazów i szybko zmieniających się ujęć (np. podczas meczów piłki nożnej)."

garouman napisał:

To jak mam połączyć czas reakcji z tym odświeżaniem:

Masz kolego pewność że monitor LCD wyświetla obraz klatkami ? Być może odświeża obraz wierszami lub kolumnami - to sterownik decyduje jak obsługiwane są poszczególne piksele. Nie łączyłbym bezpośrednio czasu reakcji matrycy z odświeżaniem. Owszem wolna matryca nie będzie miała dużej częstotliwości odświeżania ale czas odświeżania zawsze będzie dłuższy niż reakcja pojedynczego piksela. Zanim sterownik "przemiecie" wszystkie wiersze lub kolumny lub ustawi cały ekran to pojedynczy piksel wysterowany we wcześniejszej sekwencji zdąży zareagować

garouman napisał:

co się dzieje pomiędzy różnymi klatkami, i przełożenie czasu reakcji na częstotliwość odświeżania

Rysowanie w CRT następuje dużo szybciej niż w LCD które mają dużo większą bezwładność - stąd tzw. smużenie w słabszych matrycach w których zanim punkt "zgaśnie" pojawia się następny obraz (klatka). Stąd paskudne migotanie "sieciowe" w starszych telewizorach częściowo rozwiązane w tv 100Hz co i tak nie było ideałem bo obraz i tak nie był do końca stabilny. Luksus pojawił się w momencie pojawienia się dużych monitorów do obróbki grafiki. Pamiętam, że na jakimś Eizo ustawiałem 200 Hz - było pięknie! Zwróć uwagę na fakt, że kamery przy wyższych częstotliwościach CRT przestają "widzieć" klatkowanie obrazu. LCD- ekom wystarczy 60 Hz plus opóźnienie matrycy i wszystko jest sztywne.

zworys napisał:

Być może odświeża obraz wierszami lub kolumnami - to sterownik decyduje jak obsługiwane są poszczególne piksele. Nie łączyłbym bezpośrednio czasu reakcji matrycy z odświeżaniem.

To mnie najbardziej interesuje. W takim razie to w jaki sposób jest zmieniany obraz na ekranie jest uzależnione od karty graficznej i jej sterownika, sam monitor tutaj nie ma nic do powiedzenia? Jest to może w jakiś sposób znormalizowane, albo można to wyczytać w specyfikacji danej karty graficznej?

garouman napisał:

W takim razie to w jaki sposób jest zmieniany obraz na ekranie jest uzależnione od karty graficznej i jej sterownika, sam monitor tutaj nie ma nic do powiedzenia?

Raczej to wewnętrzny sterownik matrycy ( w monitorze ) decyduje o tym jak wygląda sterowanie pikselami. Przy okazji producenci dodają swoje programowe "sztuczki" żeby ukryć mankamenty samej matrycy. Karta graficzna "wystawia" standaryzowany sygnał żeby każdy typ monitora mógł działać poprawnie.

Dla karty "wisi" co jest do niej podłączone. LCD również wyświetla;

garouman napisał:

pasek po pasku

w zasadzie linia po linii.
W pierwszych monitorach CRT częstotliwości synchronizacji były ściśle określone i jakakolwiek odchyłka od normy była od razu widoczna.
Czasami prowadziło to nawet do uszkodzenia monitora. Częściej jednak skutkowało rozjechaniem obrazu.
Po wejściu do użytku zaawansowanych wideo procesorów sytuacja się poprawiła, gdyż to procesor "pilnował" aby sygnał wejściowy nie przekroczył parametrów.
Po przekroczeniu blue screen i komunikat w stylu: "Out of range" lub "No signal". Było to spowodowane konstrukcją CRT i układów odchylania wiązki elektronów.
W tym przypadku, w większości konstrukcji układ odchylania poziomego pracował również jako zasilacz wytwarzający napięcie anodowe, i w związku z tym praca jak najbliższa częstotliwości rezonansowej (FBT+cewki odchylania poziomego) była wskazana.
Wideo procesory umożliwiły zmianę parametrów poprzez dołączanie dodatkowych pojemności i indukcyjności zależnie od sygnału wejściowego tak, aby zachować parametry obrazu.

Witam Wszystkich. Nie jestem pewny, ale raczej na monitorach CRT nie zobaczymy "częściowego obrazu", co najwyżej kilka linii, gdyż czas poświaty plamki jest dość krótki.
A CRT działa na zasadzie wyświetlania tylko 1 pixela.

ptero napisał:

Nie jestem pewny, ale raczej na monitorach CRT nie zobaczymy "częściowego obrazu", co najwyżej kilka linii,

Jak synchronizacja się rozjedzie, to zobaczysz.

ptero napisał:

A CRT działa na zasadzie wyświetlania tylko 1 pixela.

Ciekawa teoria. Jak już to trzech pikseli(RGB).

ptero napisał:

czas poświaty plamki jest dość krótki.

Wtedy zanim wyświetlona linia dotarła by do końca ekranu, początku już byś nie widział.
Do tego dochodzi bezwładność oka ludzkiego, które obrazy zmieniające się z częstotliwością powyżej ok. 16Hz widzi jako stały obraz.

Dziękuję za wyjaśnienie, ale dalej nie jestem pewien (od razu mówię, że od strony elektronicznej jestem totalnym laikiem, proszę o wyrozumiałość):
skoro w LCD też jest wyświetlanie pasek po pasku, tudzież jak mu sterownik nakazuje w bliżej niewiadomy sposób to czas reakcji rozumiem jako czas który potrzebuje cały monitor albo każdy pixel z osobna przeszedł do właściwego stanu-> wyświetlał to co chce, wtedy
*zamiast go dodawać do średniego czasu trwania klatki( odwrotności częstotliwości na jakiej będę pracował, nie tej monitora) uwzględniam go już w tym czasie
* czy może jednak po prostu nie próbować opisywać go liczbami, a jedynie jako kryterium w smużeniu ekranu?
Dodam że jest to ważne dla mnie o tyle, że będę manipulował czasem jaki jest wyświetlany dany obraz na wyświetlaczu-> tym samym każdą milisekundę muszę uwzględnić

Nie zamierzam teoretyzować przebiegu piksela od lewa do prawa, bo i tak oko ludzkie ma dużą bezwładność, zakładający post opierał się na jakiejś tam grze, gdzie główną rolę odgrywa procesor grafiki potem wyświetlanie. Pracowałem kiedyś na bardzo drogich i skomplikowanych oscyloskopach i też nie wszystkie przebiegi można było widzieć. Dobry monitor można ocenić przy pracy "Auto Cadem", Dla mnie na dziś najlepszym monitorem jest 4K BENQ , wprawdzie nie do końca go wykorzystuje, dodam, że nie gram!Na koniec nie wszystko co się świeci to złoto jest pewna firma przereklamowana jako producent drogich,ale czy dobrych? Ja się starzeję i jestem praktykiem elektronikiem od 1959 roku i budząc się każdego ranka mogę spotkać coś nowego nie zbadanego i drogiego marketingowo, bo są tzw. mocni producenci na świecie! Pozdrawiam wszystkich , non stop uczących się Praktyków!

arturavs napisał:

Do tego dochodzi bezwładność oka ludzkiego, które obrazy zmieniające się z częstotliwością powyżej ok. 16Hz widzi jako stały obraz.

Wszystko wskazuje na to, że jestem człowiekiem. Z tego wynika że mam ludzkie oko a ono pomimo tego że jest ludzkie jakimś cudem widzi np. miganie monitora CRT nawet takiego 100Hz, wszelkich telewizorów CRT i tych OLED, niektórych smartfonów, niektórych "żarówek" LED a wszystkie te urządzenia pracują powyżej tych 16Hz.

garouman napisał:

Jeśli chodzi o różne czasy wyświetlania dla różnych kolorów to w zupełności to pomijam

W starych (nazwę to ) wyświetlaczach CRT był tylko jeden kolor. W chwili obecnej są trzy kolory - czy chcesz, czy nie.
A ogólnie, to nie widziałem jeszcze opisu działania.
W pierwszej telewizji mono, informacja była przesyłana szeregowo o obrazie czyli o jasności punkt po puncie. Po nadejściu koloru trzeba był wprowadzić dane dwójkami: kolor i jasność danego punktu (chrominacja i luminacja- tak dla wszystkiego).
Wspomnę tylko, że wciąż nadawano 25 pełnych obrazów. 50hz to wyświetlanie półobrazów - raz parzyste linie drugi nieparzyste. Potem weszły telewizory 100hz - miały pamięć ostatniego obrazu - więc wyświetlały obrazy po dwa razy...
A cały pic z hercami polega na czasie reakcji: dla CRT kiedy na luminofor padła wiązka elektronów, musiał rozświetlić się, a kiedy wiązka zgasła, luminofor pomału wygasał ( i tu było [pole dla popisu w wynalezieniu optymalnego luminoforu) - i czas, jaki był potrzebny na tę całą operację, to zdolność wyświetlacza;
z kolei dla LCD (wszyscy chyba pamiętają początki LCD, tę ich powolność w zmianie z jasnego w ciemny i odwrotnie) determinuje zdolność w przewodzeniu podświetlenia - jak szybko dany piksel (czy subpiksel) jest w stanie po pobudzeniu w pełni się otworzyć i w pełni zgasnąć.
Jedynie nowe rodzaje wyświetlaczy opartych na LED (czy OLED) są w stanie zrobić wszystko - po podaniu prądu na strukturę natychmiast zaczynają świecić, a po zatrzymaniu prądu, natychmiast gasną.
Za wikipedią :Dla telewizorów analogowych rozdzielczość jest związana z przepustowością sygnału luminancji i jest określany w „liniach” jako największa liczba naprzemiennych białych i czarnych pionowych pasków, które mogą być wyświetlone wszerz ekranu bez nakładania się na siebie.
Na chwilę obecną, z mojego stanu wiedzy wynika, że jedynie wyświetlacze OLED są w stanie pracować na większych częstotliwościach.