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09.08.1996 - 

Marketing-Aussagen sind oft unrealistisch

Bildröhrentechnik unter der Lupe: Kein Allround-Talent

Wer in einen neuen Rechner investiert, steht bei Grafikkarte und Bildschirm vor der Qual der Wahl. Wenn es das Budget zuläßt, legt man sich einen Grafikbeschleuniger mit großem Video-RAM und einen Monitor zu, der möglichst hohe Auflösungen flimmerfrei darstellen kann. Dabei ist den wenigsten bekannt, wo die signifikanten Unterschiede der angebotenen Bildschirme liegen. Neben dem subjektiven Eindruck sollten auch die benutzten Anwendungen bei der Monitorauswahl eine Hauptrolle spielen: Office-Anwender brauchen zur Darstellung einer möglichst großen Tabellenfläche im Spreadsheet vor allem Detailgenauigkeit, für Präsentationen und Animationen ist eher die Helligkeit ausschlaggebend, ein CAD-Anwender ist auf gleichmäßig ausgeleuchtete Linien angewiesen. Datenblätter und Prospekte sind selten eine Hilfe, denn die technischen Details geben wenig Hinweise auf die Eignung eines Bildschirms für bestimmte Einsatzgebiete.

Drei verschiedene Typen von Bildröhren werden bei Monitoren eingesetzt:

-die Lochmaskenröhre, bei der der Elektronenstrahl durch eine Lochmaske auf den in Punkt-Farbtripeln aufgebrachten Bildschirmphosphor trifft

-die Trinitron- und Diamond- tron-Röhre, bei der die Phosphorschicht aus durchgehenden Streifen besteht und anstelle einer Lochmaske der "Aperture Grill" - ein vertikales Gitter aus feinsten Trenndrähten - eingesetzt wird, und

-die Cromaclear-Röhre, die ebenfalls Streifenphosphor verwendet, jedoch anstelle des Aperture Grills eine Streifenmaske.

Die drei Systeme unterscheiden sich in der "Dot-Trio-Pitch"-Charakteristik. Der Dot Trio Pitch bezeichnet den Abstand zweier Punkte der gleichen Grundfarbe auf der Bildröhre und somit zweier Pixel. Bedingt durch die Anordnung der Phosphorpunkte beim Lochmaskentyp, muß dort der Abstand nicht horizontal, sondern in einem Winkel von 30 Grad gemessen werden. Eine Angabe von 0,26 Millimeter Dot Trio Pitch für einen Lochmaskenmonitor entspricht einem tatsächlichen Punktabstand von 0,225 Millimetern (siehe Grafik).

Daraus resultiert auch eine unterschiedliche Auflösung und Anzahl darstellbarer Bildpunkte. Die folgenden Betrachtungen sind zunächst theoretisch und beziehen sich auf Bildröhren mit 17 Zoll Diagonale (33 Prozent Marktanteil in Deutschland 1995). Die maximalen Auflösungen werden in der Praxis noch durch die Qualität der Fertigung, die Leistung des Videoverstärkers sowie die Einstellungen für Konvergenz und Fokussierung eingeschränkt.

Sie ändern sich während des Betriebs und der Lebensdauer des Monitors.

Aus diesem Grund geben die Hersteller bei der möglichen Auflösung Werte an, die zwar die Elektronik des Monitors verarbeiten, die Bildröhre aber nicht korrekt darstellen kann. Von Herstellerseite war hierzu bis Redaktionsschluß keine eindeutige Stellungnahme zu erhalten. Ein Gesprächspartner aus der Industrie, der ungenannt bleiben möchte, sagte: "Es ist ein offenes Geheimnis, daß zwischen Marketing-Aussagen und Wirklichkeit oft eine große Lücke klafft - das ist bei Autos genauso."

Das Seitenverhältnis von Bildröhren liegt - historisch gewachsen - bei vier zu drei (horizon- tal zu vertikal). Die Trinitron-/Diamondtron-Röhre besitzt bei voller Ausnutzung der Bildbreite von 326 Millimetern 1304 Pixel pro Zeile. Daraus ergibt sich eine mögliche Zeilenzahl von 978. Bei der Cromaclear-Röhre sind es 1280 Pixel je Zeile und 960 Zei- len, die höchsten Werte erreicht die Lochmaskenröhre mit 1422 Pixeln je Zeile und 1066 Zeilen.

Die eigentliche Auflösung kann man sinnvoll in (Bild-)Punkten pro Zoll angeben, wie dies im Druckerbereich seit langem üblich ist. Bei Bildröhren ergibt sich der Wert direkt aus dem Dot Trio Pitch. Aperture-Grill- und Cromaclear-Röhren erreichen einen Wert von 0,25 Millimetern und damit eine Auflösung von 102 Pixel per Inch. Die Lochmaskenröhre mit einem Dot Trio Pitch von 0,225 kommt auf eine höhere Auflösung von 112 Pixel per Inch.

Bei der Anzahl maximal darstellbarer Pixel liegt die Lochmaskenröhre mit 1,52 Millionen vor den Aperture-Grill-Typen mit 1,28 Millionen und der Croma- clear mit 1,23 Millionen Pixel. Bei größeren Bildschirmen ist die Differenz weitaus signifikanter: Eine 21-Zoll-Diamondtron-Röhre (Trinitron-Röhren werden nicht mit 21-Zoll-Diagonale produziert) schafft mit 1350 Pixel je Zeile und 1013 Zeilen nur 1,37 Millionen, eine Lochmaskenröhre hingegen mit 1786 Bildpunkten pro Zeile und 1339 Zeilen 2,39 Millionen darstellbare Pixel.

Viele Anwender betreiben einen 17-Zoll-Monitor mit einer Auflösung von 1280 x 1024 oder gar 1600 x 1280 Pixel. Auch wenn die Leistung der Grafikkarte und die technischen Daten des Bildschirms dies scheinbar zulassen: 1024 oder 1280 Zeilen sind nur möglich, wenn Zeilen ineinandergeschoben werden. Und 1600 Pixel pro Zeile kann überhaupt keine 17-Zoll-Röhre korrekt abbilden, weil der Elektronenstrahl bei der Ansteuerung eines theoretischen Bildpunktes ein physikalisches Pixel mehrfach treffen muß, was ebenfalls eine ungenaue Darstellung zur Folge hat.

Im alltäglichen Betrieb, beispielsweise unter grafischen Benutzeroberflächen wie Windows oder Mac-OS, ist dies nicht unbedingt ausschlaggebend. Hier werden selten Objekte dargestellt, die Konturen von einem Pixel Breite besitzen, sondern meist farbige Flächen. Ganz anders sieht es bei Spezialanwendungen im CAD-Bereich aus, wo Haarlinien auf schwarzem Hintergrund keine Seltenheit sind.

Vor- und Nachteile im Überblick

Die Lochmaskenröhre erreicht die höchste Auflösung, die beste Detailschärfe (siehe Grafik auf Seite 25) und eine symmetrische Ausleuchtung von Objekten - eine ein Pixel breite Linie erscheint horizontal und vertikal gleich dick. Ihre Probleme liegen beim sogenannten "Doming", der thermischen Verformung der Lochmaske und der relativ kleinen Phosphorfläche, die eine geringere Helligkeit zur Folge hat.

Die Cromaclear-Röhre zeigt demgegenüber weniger Doming, da die Schlitzmaske aus weni- ger Material besteht. Sie verfügt wie die Aperture-Grill-Typen über eine größere Phosphorfläche und damit Helligkeit, hat aber eine niedrigere Auflösung und die geringste Anzahl darstellbarer Pixel.

Die Trinitron- und Diamond- tron-Röhren schließlich weisen praktisch kein Doming auf. Da sich aber auch die Trenndrähte des Aperture Grills thermisch verändern, müssen sie durch horizontale Stützfäden fixiert werden. Diese (bei 17-Zöllern zwei) sind auf der Bildfläche sichtbar. Gegenüber der Lochmaske ist die Auflösung geringer, außerdem werden Objekte horizontal und vertikal nicht gleichmäßig ausgeleuchtet.

Rechnung:

Breite einer 17-Zoll-Aperture-Grill-Röhre: 326 Millimeter

geteilt durch Dot Trio Pitch 0,25 Millimeter: 1304 Pixel pro Zeile.

Seitenverhältnis Bildröhre vier zu drei: 1304 mal drei durch vier = 978 Zeilen.

Theoretisch maximal darstellbar: 1304 mal 978 Bildpunkte.