Rozdzielczość wyświetlacza - Display resolution
W rozdzielczości wyświetlacza lub tryby wyświetlania w telewizji cyfrowej , monitora komputerowego lub urządzenia wyświetlającego jest liczba odrębnych pikseli , które mogą być wyświetlane w każdym wymiarze. Może to być termin niejednoznaczny, zwłaszcza że wyświetlana rozdzielczość jest kontrolowana przez różne czynniki w wyświetlaczach z lampami katodowymi (CRT), wyświetlaczach płaskoekranowych (w tym wyświetlaczy ciekłokrystalicznych ) i wyświetlaczach projekcyjnych wykorzystujących matryce nieruchomych elementów obrazu (pikseli).
Zwykle jest podawany jako szerokość × wysokość , z jednostkami w pikselach: na przykład 1024 × 768 oznacza, że szerokość to 1024 piksele, a wysokość to 768 pikseli. Ten przykład byłby normalnie wypowiadany jako „dziesięć dwadzieścia cztery na siedem sześćdziesiąt osiem” lub „dziesięć dwadzieścia cztery na siedem sześć osiem”.
Jedno użycie terminu „ rozdzielczość wyświetlania” dotyczy wyświetlaczy o stałej matrycy pikseli, takich jak panele plazmowe (PDP), wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD), projektory z cyfrowym przetwarzaniem światła (DLP), wyświetlacze OLED i podobne technologie, i jest po prostu fizyczna liczba kolumn i rzędów pikseli tworzących wyświetlacz (np. 1920 × 1080 ). Konsekwencją posiadania wyświetlacza o stałej siatce jest to, że w przypadku wieloformatowych wejść wideo wszystkie wyświetlacze wymagają „silnika skalującego” (cyfrowego procesora wideo, który zawiera tablicę pamięci), aby dopasować format obrazu przychodzącego do wyświetlacza.
W przypadku wyświetlaczy urządzeń, takich jak telefony, tablety, monitory i telewizory, użycie terminu „ rozdzielczość wyświetlania” zdefiniowanego powyżej jest mylące, choć powszechne. Termin „ rozdzielczość wyświetlania” jest zwykle używany do oznaczania wymiarów w pikselach , czyli maksymalnej liczby pikseli w każdym wymiarze (np. 1920 × 1080 ), co nie mówi nic o gęstości pikseli wyświetlacza, na którym faktycznie tworzony jest obraz: rozdzielczość właściwie odnosi się do do gęstości pikseli , liczby pikseli na jednostkę odległości lub obszaru, a nie całkowitej liczby pikseli. W pomiarach cyfrowych rozdzielczość wyświetlania byłaby podawana w pikselach na cal (PPI). W pomiarach analogowych, jeśli ekran ma wysokość 10 cali, rozdzielczość pozioma jest mierzona na kwadracie o szerokości 10 cali. W przypadku standardów telewizyjnych jest to zwykle określane jako „rozdzielczość pozioma linii na wysokość obrazu”; na przykład telewizory analogowe NTSC mogą zazwyczaj wyświetlać około 340 linii rozdzielczości poziomej „na wysokość obrazu” ze źródeł bezprzewodowych, co odpowiada łącznie około 440 linii rzeczywistej informacji o obrazie od lewej do prawej krawędzi.
Tło
Niektórzy komentatorzy używająrozdzielczości wyświetlacza do wskazania zakresu formatów wejściowych akceptowanych przez elektronikęwejściowąwyświetlacza i często zawierająformaty większe niżnatywny rozmiar siatki ekranu nawet jeśli musząbyćskalowane w dół, aby pasowały do parametrów ekranu (np. akceptacja 1920 Wejście × 1080 na wyświetlaczu z natywną macierzą 1366 × 768 pikseli). W przypadku wejść telewizyjnych wielu producentów bierze wejście i pomniejsza je, aby „ przeskanować ” wyświetlacz nawet o 5%, więc rozdzielczość wejściowa niekoniecznie jest rozdzielczością wyświetlania.
Na postrzeganie przez oko rozdzielczości ekranu może mieć wpływ wiele czynników – patrz rozdzielczość obrazu i rozdzielczość optyczna . Jednym z czynników jest prostokątny kształt ekranu wyświetlacza, wyrażony jako stosunek fizycznej szerokości obrazu do fizycznej wysokości obrazu. Nazywa się to współczynnikiem proporcji . Fizyczne proporcje ekranu i proporcje poszczególnych pikseli niekoniecznie muszą być takie same. Tablica 1280 × 720 na wyświetlaczu 16:9 ma piksele kwadratowe, ale tablica 1024 × 768 na wyświetlaczu 16:9 ma piksele podłużne.
Przykład kształtu piksela wpływającego na „rozdzielczość” lub postrzeganą ostrość: wyświetlanie większej ilości informacji na mniejszym obszarze przy użyciu wyższej rozdzielczości sprawia, że obraz jest znacznie wyraźniejszy lub „ostrzejszy”. Jednak najnowsze technologie ekranowe mają określoną rozdzielczość; obniżenie rozdzielczości na tego typu ekranach znacznie zmniejszy ostrość, ponieważ proces interpolacji jest używany do „naprawienia” wejścia innej rozdzielczości do wyjściowej rozdzielczości natywnej wyświetlacza.
Podczas gdy niektóre wyświetlacze oparte na CRT mogą wykorzystywać cyfrowe przetwarzanie wideo, które obejmuje skalowanie obrazu za pomocą macierzy pamięci, ostatecznie na „rozdzielczość wyświetlacza” w wyświetlaczach typu CRT mają wpływ różne parametry, takie jak rozmiar plamki i ostrość, efekty astygmatyczne w rogach wyświetlacza, kolor maska cienia luminoforu (taka jak Trinitron ) w kolorowych wyświetlaczach oraz przepustowość wideo.
Aspekty
Overscan i underscan
Większość producentów wyświetlaczy telewizyjnych „przeskakuje” obrazy na swoich wyświetlaczach (CRT i PDP, LCD itp.), tak że na przykład efektywny obraz na ekranie może zostać zmniejszony z 720 × 576 (480) do 680 × 550 (450). . Rozmiar niewidocznego obszaru zależy w pewnym stopniu od urządzenia wyświetlającego. Niektóre telewizory HD również to robią, w podobnym stopniu.
Wyświetlacze komputerowe, w tym projektory, generalnie nie przeskalowują, chociaż wiele modeli (zwłaszcza wyświetlacze CRT) na to pozwala. Wyświetlacze CRT mają tendencję do niedoskanowania w standardowych konfiguracjach, aby zrekompensować rosnące zniekształcenia w rogach.
Skanowanie z przeplotem a skanowanie progresywne
Wideo z przeplotem (znane również jako skanowanie z przeplotem ) to technika podwojenia postrzeganej szybkości klatek wyświetlacza wideo bez zużywania dodatkowej przepustowości . Sygnał z przeplotem zawiera dwa pola klatki wideo przechwycone kolejno. Poprawia to postrzeganie ruchu przez widza i zmniejsza migotanie dzięki wykorzystaniu zjawiska phi .
European Broadcasting Union argumentował przeciwko przeplotem w produkcji i nadawania. Głównym argumentem jest to, że bez względu na to, jak złożony może być algorytm usuwania przeplotu, artefaktów w sygnale z przeplotem nie można całkowicie wyeliminować, ponieważ niektóre informacje są tracone między ramkami. Pomimo argumentów przeciwko temu, organizacje standardów telewizyjnych nadal popierają przeplot. Jest nadal uwzględniany w formatach cyfrowej transmisji wideo, takich jak DV , DVB i ATSC . Nowe standardy kompresji wideo, takie jak High Efficiency Video Coding, są zoptymalizowane dla wideo ze skanowaniem progresywnym , ale czasami obsługują wideo z przeplotem.
Skanowanie progresywne (alternatywnie określane jako skanowanie bez przeplotu ) to format wyświetlania, przechowywania lub przesyłania ruchomych obrazów, w którym wszystkie linie każdej klatki są rysowane po kolei. Jest to w przeciwieństwie do wideo z przeplotem stosowanego w tradycyjnych systemach telewizji analogowej , w których tylko linie nieparzyste, a następnie linie parzyste każdej klatki (każdy obraz nazywany polem wideo ) są rysowane naprzemiennie, dzięki czemu wykorzystywana jest tylko połowa liczby rzeczywistych klatek obrazu do produkcji wideo.
Telewizory
Aktualne standardy
Telewizory mają następujące rozdzielczości:
- Telewizja standardowej rozdzielczości ( SDTV ): zgodny z NTSC, wykorzystujący dwa pola z przeplotem po 243 linie każde)
- 576i ( standard cyfrowy zgodny z PAL, wykorzystujący dwa pola z przeplotem po 288 linii każde)
- 480p ( 720 × 480 progresywne skanowanie )
- 576p ( 720 × 576 skanowanie progresywne)
Monitory komputerowe
Monitory komputerowe mają tradycyjnie wyższą rozdzielczość niż większość telewizorów.
Ewolucja standardów
Wiele komputerów osobistych wprowadzonych pod koniec lat 70. i 80. XX wieku zostało zaprojektowanych do używania odbiorników telewizyjnych jako urządzeń wyświetlających, co uzależnia ich rozdzielczość od używanych standardów telewizyjnych, w tym PAL i NTSC . Rozmiary obrazu były zwykle ograniczone, aby zapewnić widoczność wszystkich pikseli w głównych standardach telewizyjnych i szerokiej gamie telewizorów z różnymi wartościami przeskanowania. Rzeczywisty obszar obrazu do rysowania był zatem nieco mniejszy niż cały ekran i zwykle był otoczony ramką w kolorze statycznym (patrz ilustracja po prawej). Ponadto skanowanie z przeplotem było zwykle pomijane, aby zapewnić większą stabilność obrazu, skutecznie zmniejszając o połowę rozdzielczość pionową. 160 × 200 , 320 × 200 i 640 × 200 na NTSC były stosunkowo powszechnymi rozdzielczościami w erze (224, 240 lub 256 linii skanowania były również powszechne). W świecie IBM PC rozdzielczości te zaczęły być używane przez 16-kolorowe karty graficzne EGA .
Jedną z wad korzystania z klasycznego telewizora jest to, że rozdzielczość ekranu komputera jest wyższa niż telewizor mógłby dekodować. Rozdzielczość chromatyczna dla telewizorów NTSC/PAL jest ograniczona do szerokości pasma maksymalnie 1,5 MHz lub około 160 pikseli, co prowadziło do rozmycia kolorów dla sygnałów o szerokości 320 lub 640 i utrudniało odczytywanie tekstu (patrz przykładowy obraz poniżej ). Wielu użytkowników przeszło na telewizory o wyższej jakości z wejściami S-Video lub RGBI, które pomogły wyeliminować rozmycie chromatyczne i zapewnić bardziej czytelne wyświetlacze. Najwcześniejsze, najtańsze rozwiązanie problemu chrominancji było oferowane w systemie komputerowym Atari 2600 i Apple II+ , które oferowały opcję wyłączenia koloru i podglądu starszego sygnału czarno-białego. Na Commodore 64 GEOS odzwierciedlał metodę Mac OS polegającą na używaniu czerni i bieli w celu poprawy czytelności.
400i 640 x rozdzielczość ( 720 x 480i z granicami niepełnosprawnych) został po raz pierwszy wprowadzony przez komputerów domowych, takich jak Commodore Amiga , a później, Atari Falcon. Komputery te używały przeplotu, aby zwiększyć maksymalną rozdzielczość pionową. Te tryby były odpowiednie tylko do grafiki lub gier, ponieważ migoczący przeplot utrudniał czytanie tekstu w edytorze tekstu, bazie danych lub oprogramowaniu arkusza kalkulacyjnego. (Nowoczesne konsole do gier rozwiązują ten problem, wstępnie filtrując wideo 480i do niższej rozdzielczości. Na przykład Final Fantasy XII cierpi na migotanie, gdy filtr jest wyłączony, ale stabilizuje się po przywróceniu filtrowania. Komputerom z lat 80. brakowało wystarczającej mocy uruchomić podobne oprogramowanie filtrujące).
Zaletą przeskanowanego komputera 720 × 480i był łatwy interfejs z produkcją telewizyjną z przeplotem, co doprowadziło do opracowania tostera wideo firmy Newtek . To urządzenie pozwoliło Amigom być używanym do tworzenia CGI w różnych działach informacyjnych (np. nakładki pogodowe), programach teatralnych, takich jak seaQuest NBC , Babylon 5 The WB .
W świecie komputerów PC wbudowane układy graficzne IBM PS/2 VGA (wielokolorowe) wykorzystywały bez przeplotu (progresywną) rozdzielczość 640 × 480 × 16 kolorów, która była łatwiejsza do odczytania, a przez to bardziej użyteczna w pracy biurowej. Była to standardowa rozdzielczość od 1990 do około 1996 roku. [ potrzebne źródło ] Standardowa rozdzielczość wynosiła 800 × 600 do około 2000 roku. Microsoft Windows XP , wydany w 2001 roku, został zaprojektowany do pracy przy minimum 800 × 600 , chociaż można wybrać oryginał 640 × 480 w oknie Ustawienia zaawansowane.
Programy zaprojektowane do naśladowania starszego sprzętu, takiego jak Atari, Sega lub konsole do gier (emulatory) Nintendo, gdy są podłączone do multiscan CRT, rutynowo używają znacznie niższych rozdzielczości, takich jak 160 × 200 lub 320 × 400 dla większej autentyczności, chociaż inne emulatory wykorzystały to rozpoznawania pikselizacji na okręgu, kwadracie, trójkącie i innych elementach geometrycznych przy mniejszej rozdzielczości, aby uzyskać bardziej skalowane renderowanie wektorowe. Niektóre emulatory, w wyższych rozdzielczościach, mogą nawet naśladować kratkę apertury i maski cieni monitorów CRT.
W 2002 roku najpopularniejszą rozdzielczością wyświetlania była 1024 × 768 eXtended Graphics Array . Wiele witryn internetowych i produktów multimedialnych zostało przeprojektowanych z poprzedniego formatu 800 × 600 do układów zoptymalizowanych pod kątem 1024 × 768 .
Dostępność niedrogich monitorów LCD sprawiła, że w pierwszej dekadzie XXI wieku rozdzielczość proporcji 5∶4 ( 1280 × 1024) stała się bardziej popularna w zastosowaniach biurkowych. Wielu użytkowników komputerów, w tym użytkownicy CAD , graficy i gracze gier wideo, używało swoich komputerów w rozdzielczości 1600 × 1200 ( UXGA ) lub wyższej, takiej jak 2048 × 1536 QXGA, jeśli mieli niezbędny sprzęt. Inne dostępne rozdzielczości obejmowały ponadwymiarowe aspekty, takie jak 1400 × 1050 SXGA+ i szerokie aspekty, takie jak 1280 × 800 WXGA , 1440 × 900 WXGA+ , 1680 × 1050 WSXGA+ i 1920 × 1200 WUXGA ; Monitory zbudowane w standardzie 720p i 1080p również nie były niczym niezwykłym wśród domowych odtwarzaczy multimedialnych i gier wideo, ze względu na doskonałą kompatybilność ekranu z filmami i grami wideo. W 2007 roku w 30-calowych monitorach LCD pojawiła się nowa rozdzielczość ponad HD 2560 × 1600 WQXGA .
W 2010 roku wielu producentów wypuściło 27-calowe monitory LCD o rozdzielczości 2560 × 1440 , a w 2012 roku Apple wprowadził wyświetlacz 2880 × 1800 do MacBooka Pro . Panele do środowisk profesjonalnych, takich jak zastosowania medyczne i kontrola ruchu lotniczego, obsługują rozdzielczości do 4096 × 2160 (lub, bardziej odpowiednie dla pomieszczeń kontrolnych, 1∶1 2048 × 2048 pikseli).
Na tym obrazie ekranu startowego Commodore 64 obszar overscan (jasniejsze obramowanie) byłby ledwo widoczny podczas wyświetlania na normalnym telewizorze.
Typowe rozdzielczości wyświetlania
Dalsze informacje: Lista wspólnych uchwał
W poniższej tabeli wymieniono udział wykorzystania rozdzielczości wyświetlania z dwóch źródeł, według stanu na czerwiec 2020 r. Liczby nie są ogólnie reprezentatywne dla użytkowników komputerów.
Standard | Współczynnik proporcji | Szerokość ( px ) | Wysokość (piks.) | Megapiksele | Para (%) | StatCounter (%) |
---|---|---|---|---|---|---|
nHD | 16:9 | 640 | 360 | 0,230 | Nie dotyczy | 0,47 |
SVGA | 4:3 | 800 | 600 | 0,480 | Nie dotyczy | 0,76 |
XGA | 4:3 | 1024 | 768 | 0,786 | 0,38 | 2,78 |
WXGA | 16:9 | 1280 | 720 | 0,922 | 0,36 | 4,82 |
WXGA | 16:10 | 1280 | 800 | 1,024 | 0,61 | 3,08 |
SXGA | 5:4 | 1280 | 1024 | 1.311 | 1,24 | 2,47 |
HD | ≈16:9 | 1360 | 768 | 1,044 | 1,55 | 1,38 |
HD | ≈16:9 | 1366 | 768 | 1,049 | 10.22 | 23.26 |
WXGA+ | 16:10 | 1440 | 900 | 1,296 | 3.12 | 6.98 |
Nie dotyczy | 16:9 | 1536 | 864 | 1,327 | Nie dotyczy | 8.53 |
HD+ | 16:9 | 1600 | 900 | 1.440 | 2,59 | 4.14 |
WSXGA+ | 16:10 | 1680 | 1050 | 1,764 | 1,97 | 2,23 |
FHD | 16:9 | 1920 | 1080 | 2.074 | 64,81 | 20.41 |
WUXGA | 16:10 | 1920 | 1200 | 2.304 | 0,81 | 0,93 |
QWXGA | 16:9 | 2048 | 1152 | 2,359 | Nie dotyczy | 0,51 |
Nie dotyczy | ≈21:9 | 2560 | 1080 | 2,765 | 1.13 | Nie dotyczy |
QHD | 16:9 | 2560 | 1440 | 3,686 | 6.23 | 2.15 |
Nie dotyczy | ≈21:9 | 3440 | 1440 | 4,954 | 0,87 | Nie dotyczy |
4K UHD | 16:9 | 3840 | 2160 | 8,294 | 2.12 | Nie dotyczy |
Inne | 2.00 | 15.09 |
W ostatnich latach proporcje 16:9 stały się bardziej powszechne w wyświetlaczach notebooków. 1366 × 768 ( HD ) stało się popularne w przypadku większości tanich notebooków, podczas gdy 1920 × 1080 ( FHD ) i wyższe rozdzielczości są dostępne dla większej liczby notebooków premium.
Gdy rozdzielczość ekranu komputera jest ustawiona na wyższą niż fizyczna rozdzielczość ekranu (rozdzielczość natywna ), niektóre sterowniki wideo umożliwiają przewijanie wirtualnego ekranu na ekranie fizycznym, tworząc w ten sposób dwuwymiarowy wirtualny pulpit z jego portem widzenia. Większość producentów LCD zwraca uwagę na natywną rozdzielczość panelu, ponieważ praca w innej rozdzielczości na ekranach LCD spowoduje gorszy obraz z powodu upuszczania pikseli w celu dopasowania obrazu (przy użyciu DVI) lub niewystarczającego próbkowania sygnału analogowego (w przypadku korzystania ze złącza VGA). Niewielu producentów kineskopów poda prawdziwą rozdzielczość natywną, ponieważ kineskopy mają charakter analogowy i mogą zmieniać swój wyświetlacz od 320 × 200 (emulacja starszych komputerów lub konsol do gier) do tak wysokich, jak pozwala na to wewnętrzna płyta lub obraz staje się zbyt szczegółowy, aby lampa próżniowa mogła ją odtworzyć ( tj. analogowe rozmycie). W ten sposób monitory CRT zapewniają zmienność rozdzielczości, której nie zapewniają monitory LCD o stałej rozdzielczości.
Branża filmowa
Jeśli chodzi o kinematografię cyfrową , standardy rozdzielczości wideo zależą najpierw od proporcji klatek na taśmie filmowej (który jest zwykle skanowany do cyfrowej postprodukcji pośredniej ), a następnie od rzeczywistej liczby punktów. Chociaż nie istnieje unikalny zestaw standardowych rozmiarów, w branży filmowej powszechne jest odwoływanie się do „jakości obrazu n K”, gdzie n jest (małą, zwykle parzystą) liczbą całkowitą, która przekłada się na zestaw rzeczywistych rozdzielczości, w zależności od formatu filmu . Jako odniesienie weźmy pod uwagę, że dla formatu obrazu 4:3 (około 1,33:1), w którym klatka filmu (bez względu na jej format) ma zmieścić się w poziomie , n jest mnożnikiem 1024 takim, że rozdzielczość pozioma jest dokładnie 1024•n punktów. Na przykład rozdzielczość referencyjna 2K to 2048 × 1536 pikseli, podczas gdy rozdzielczość referencyjna 4K to 4096 × 3072 piksele. Niemniej jednak 2K może również odnosić się do rozdzielczości takich jak 2048 × 1556 (pełna apertura), 2048 × 1152 ( HDTV , proporcje 16:9) lub 2048 × 872 pikseli ( Cinescoscope , proporcje 2,35:1). Warto również zauważyć, że o ile rozdzielczość klatki może wynosić np. 3:2 ( 720 × 480 NTSC), to nie jest to, co zobaczysz na ekranie (tj. 4:3 lub 16:9 w zależności od zamierzonego aspektu stosunek oryginalnego materiału).
Zobacz też
- Rozdzielczość wyświetlania grafiki
- Standardowy wyświetlacz komputera
- Współczynnik proporcji wyświetlacza
- Rozmiar wyświetlacza
- Formaty ultraszerokie
- Gęstość pikseli wyświetlaczy komputerowych – PPI (na przykład 20-calowy ekran 1680 × 1050 ma PPI 99,06)
- Niezależność rozdzielczości
- Skaler wideo
- Szeroki ekran