Warum wurde kein interlaced CRT-Scan durchgeführt?

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Ich habe mich mit dem Scannen alter CRT-Bildschirme und der Interlacing-Strategie für Videos befasst und mich etwas gefragt.

Der Raster-Scan-Vorgang lief bei ungeraden Zeilen von oben nach unten und dann nach oben, um die geraden Zeilen zu rastern. Es gibt daher ein vertikales Austastintervall, um den Elektronenstrahl zurück in die obere Position zu schicken.

Warum wurde das ursprüngliche Design der vertikalen CRT-Abtastung nicht so erstellt, dass die vertikale Abtastung bei ungeraden Zeilen von oben nach unten und bei geraden Zeilen von unten nach oben erfolgte, wodurch die Notwendigkeit der vertikalen Austastung beseitigt wurde? Es würde natürlich erfordern, dass das Signal der geraden Leitungen umgekehrt wird.

crt

— Stefano Borini
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Ich bin mir nicht ganz sicher, ob Ihr Vorschlag die Notwendigkeit einer vertikalen Austastung beseitigen würde (obwohl dies möglicherweise zu einer Reduzierung führen würde) ... Aber vielleicht kann jemand, der besser versteht, wie CRTs funktionieren, dies erweitern.

— März

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ausgezeichnete Frage zum

— Systemdesign

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Bei einer ähnlichen Idee, bei der eine dreieckige Ablenkung anstelle einer sägezahnförmigen horizontalen Ablenkung verwendet wird, würde die horizontale Strahlrichtung bei jeder zweiten Abtastzeile umgekehrt, so dass kein horizontaler Rücklauf erforderlich ist. Ich denke, die Präzision, ein solches Bild perfekt auszurichten, war damals nicht möglich.

— Dienstag,

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CRT-Interlacing wurde durchgeführt, um das beste Gleichgewicht zwischen Phosphor-Zerfallsrate und Bildwiederholrate zu erhalten. Jeder Leuchtstoffpunkt hat tatsächlich eine Intensitätshalbwertszeit, die seine Abklingrate bestimmt.

Ohne Interlacing müsste die Halbwertszeit in der Größenordnung von 1/25 Sekunden (Europa) liegen und dies hätte ein merkliches Flimmern, da dies am Rande der menschlichen Flimmererkennung liegt. Zusätzlich würde die erforderliche längere Abklingrate eine Unschärfe bei der Bildbewegung verursachen. Durch Interlacing wird jede Zone des Bildschirms alle 1/50 Sekunden aktualisiert. Dies verringert das Flimmern und ermöglicht die Verwendung eines Leuchtstoffs mit kürzerem Abfall, was wiederum die Bewegungsunschärfe verringert.

Wenn Sie das tun, was Sie vorschlagen, wird das Bild auf dem Bildschirm auf und ab gespült, und die Bilder werden oben und unten abwechselnd mit hoher und niedriger Intensität und in der Mitte mit einigermaßen gleichmäßiger Intensität angezeigt. Non-Interlaced wäre wahrscheinlich besser und weniger Ärger.

In Wikipedia's Interlaced Video heißt es:

Interlaced-Video (auch als Interlaced-Scan bezeichnet) ist eine Technik zum Verdoppeln der wahrgenommenen Bildrate einer Videoanzeige, ohne zusätzliche Bandbreite zu verbrauchen. Das Interlaced-Signal enthält zwei Halbbilder eines Videoframes, die zu zwei verschiedenen Zeitpunkten aufgenommen wurden. Dies verbessert die Bewegungswahrnehmung für den Betrachter und reduziert das Flimmern, indem das Phi-Phänomen ausgenutzt wird.

Die Jungs haben es richtig verstanden, als sie es interlaced haben, wie sie es getan haben.

Bonus:

Schauen Sie sich an, wie ein Fernseher in Zeitlupe von den Slow-Mo-Leuten funktioniert, um eine großartige Analyse zu erhalten.

— Transistor
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Nun, du hättest immer noch Interlacing. Anstatt nach oben -> unten, oben -> unten zu gehen, würden Sie nach oben -> unten, unten -> oben gehen. Das vertikale Signal wäre eine Dreieckswelle anstelle eines Sägezahns.

— Stefano Borini

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@StefanoBorini Nein, am oberen und unteren Rand des Scans wurde der Bildschirm zweimal in schneller Folge aktualisiert, gefolgt von einer Lücke, während alles andere zweimal aktualisiert wurde. Sie erhalten ein effektives Interlacing nur in der Mitte des Bildschirms.

— alephzero

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@StefanoBorini: Lies nochmal meinen dritten Absatz. Ich habe versucht, das Problem zu erklären. Für eine gleichmäßige Intensität ohne Flimmern müssen Sie jeden Bereich des Bildschirms in gleichen Intervallen aktualisieren. Ihr System macht das nicht.

— Transistor

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Interlacing, wie es gemacht wurde, "hat es nur richtig gemacht", wenn das Signal in vertikaler Richtung, z. B. durch die Optik, bandbegrenzt war. Wie es getan wurde, war / ist das Aliasing übel.

— R ..

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Meine anfängliche Überlegung beim Lesen der Frage war, dass es unpraktisch wäre, die Übergänge nach oben und unten richtig auszurichten, aber Sie stoßen tatsächlich auf ein noch größeres Problem. Wenn die Ausrichtung kein Problem wäre, könnte die horizontale Abtastung bidirektional erfolgen, um das erforderliche horizontale Austastintervall zu verringern, wenn man die vertikale Ablenkspannung in jeder Zeile pulsiert und die Ausrichtung dort zum Funktionieren bringt.

— Supercat

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Es ist schlimmer, als Transistor vorschlägt ... Die Abtastwellenform wurde von einer einfachen analogen Schaltung erzeugt und war ein Segment einer exponentiellen Wellenform, keine perfekt lineare Sägezahnwellenform. Es würde also in der Mitte durchhängen.

Auf einem guten Fernseher war es einigermaßen linear, so dass die Fehler nicht offensichtlich waren. Wenn die Rückverfolgung jedoch auch Bildinformationen enthielte, würden Sie doppelte Bilder sehen, da der Durchhang die Mittellinie beim Abwärtsscannen unterhalb der Mitte und beim Aufwärtsscannen oberhalb derselben platzieren würde. Es wäre ziemlich offensichtlich, dass sich die beiden Kopien nicht an derselben Stelle befanden. In der Mitte des Bildschirms werden doppelte Bilder angezeigt.

Der Fernseher musste mit unvollkommenen Schaltkreisen arbeiten.

Als die Farbe auch unter den idealen Bedingungen identischer Abtastkreise in die gleiche Richtung kam, war es groß genug, dass alle Farben richtig ausgerichtet wurden. Erwähnen Sie einem Oldtimer einfach ein "Konvergenzpanel" und beobachten Sie, wie er schaudert. Es war eine Platine voller interaktiver Anpassungen ...

— Brian Drummond
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Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass die Wellenform exponentiell war. Die Ablenkung in Fernsehgeräten ist nahezu universell magnetisch, und durch Anlegen einer Rechteckspannung kann eine sehr lineare Stromrampe in der Ablenkspule erzeugt werden. Aber Sie haben Recht damit, dass bidirektionale Scans richtig ausgerichtet und verschachtelt werden, was ein großes Problem darstellt. Es ist viel einfacher, einen unidirektionalen Scan zu verwenden, der jedes Mal genau dasselbe ausführt.

— Dave Tweed

@ Dave Tweed Das Anlegen einer Spannung mit Sprungfunktion an eine Induktivität erzeugt ein exponentielles Stromsignal, richtig? Das Anwenden einer Rechteckwelle ist wie das Anwenden einer Reihe von Schrittfunktionen, richtig? Wollen Sie damit nur sagen, dass der Exponent des Stromsignals vernachlässigbar klein ist, oder weist die Sprungantwort der Ablenkspule eine gewisse Nichtlinearität auf, die sich auf das Stromsignal auswirkt?

— Vaelus

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Durch Anlegen einer konstanten Spannung an einen idealen Induktor wird eine lineare Stromrampe erzeugt. Bei einer realen Induktivität und einer realen Spannungsquelle treten Streuwiderstände und Kapazitäten auf, die zu einem nichtlinearen Verhalten führen.

— Peter Green

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@ Dave gibt es einen sehr guten Grund , so zu denken ... die Scan - Signalgeneratoren für ein TV - Gerät (405 Linie) RC Kippschwinger mit triodes.Seen in einem Ventildatenbuch vom August 1939 ...

— Brian Drummond

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Und auf jeden Fall war die "konstante" Spannung unter Last von Schaltungen aus den 1950er Jahren wahrscheinlich eher optimistisch.

— Brian Drummond

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Interessant, aber es würde die Elektronik sowohl auf der Kamera- als auch auf der TV-Seite komplizieren, und nur Linien in der Mitte des Bildschirms werden mit gleicher Zeitdauer und Linien in der Nähe von oben und unten ungleichmäßig aktualisiert. Es ist einfacher und sieht auf diese Weise besser aus.

— Nur ich
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CRTs haben Leuchtstoffe, deren Intensität vergleichsweise schnell abnimmt, um die Anzeige von bewegten Bildern zu unterstützen (Oszilloskopröhren und Textterminals verwenden in der Regel erheblich langsamere Leuchtstoffe). In bewegten Bildern wurden 24 Bilder / Sekunde verwendet, es gab jedoch keine Verfallsprobleme: Stattdessen wurde ein Mechanismus zum nächsten Bild verschoben. Selbst dann wären 24 Hz ein bisschen flackernd gewesen, und die Projektoren unterbrachen das Licht nicht nur beim Umschalten von Bildern, sondern ein weiteres Mal in der Mitte, wodurch die Flimmerfrequenz 48 Hz betrug.

Der Fernseher imitierte den Film bei der Übertragung von Vollbilddaten mit einer Rate von 24 Hz (auf die Hälfte der Frequenz des Wechselstromnetzes aufgerundet), während er mit der doppelten Rate "flackerte". Fernsehgeräte hatten keinerlei Speicherplatz (es gibt einige Verzögerungslinien bei Farbfernsehgeräten, aber diese wurden erst viel später eingestellt), sodass das gespeicherte Bild nicht wiederholt werden konnte, ohne dass das Bild erneut gesendet wurde (wie dies bei 100-Hz-Fernsehgeräten jetzt der Fall ist). . Stattdessen mussten die Daten ein zweites Mal gesendet werden, und es war sinnvoller, die Bandbreite zu nutzen, um tatsächlich Bildzeilen mit Zeilensprung zu senden, um eine bessere Übereinstimmung zwischen horizontaler und vertikaler Auflösung zu erzielen.

Tatsächlich ist es ein Timing-Trick für vertikales und horizontales Austasten, der das Interlaced-Display erzeugt: Die Elektronik des Fernsehgeräts ist nicht besonders darauf eingestellt (und könnte auch nicht interlaced anzeigen). Dies ist eine Folge davon, wie vertikale und horizontale Austastimpulse erhalten werden eingestreut.

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Frühe Kinofilme verwendeten häufig schnellere Bildraten. Ich würde vermuten, dass dies bevor jemand entdeckte, dass das zweimalige Flashen des Bildes pro Bild zu Ergebnissen führen würde, die fast so gut sind wie das Flashen einzelner Bilder mit der gleichen Geschwindigkeit, wenn halb so viel Film verwendet wird.

— Supercat

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Sie hätten zum einen ein deutliches Flimmern erhalten, da Sie den Frame nicht auf dem gesamten Bildschirm mit der gleichen Rate ausfüllen würden.

Es gab PAL, SECAM und Varianten von NTSC und PAL. Keines von diesen würde von oben nach unten und dann von unten nach oben gehen. Wenn Sie dies tun, werden Sie am Ende den gesamten unteren und oberen Rand des Bildschirms zeichnen, und dann dauert es fast 1/60 Sekunde, bis sie aktualisiert werden. Die Bildschirmmitte wird im Durchschnitt in 1/30 Sekunde aktualisiert. Als Ergebnis würden Sie das schlechteste Flackern oben und unten im Rahmen und das geringste in der Mitte erwarten.

Felder in der Anzeige enthielten nicht nur Ortsinformationen, sondern auch Zeitinformationen. Interlace war im Grunde genommen ein Hack, um mehr Informationen ohne übermäßige Bandbreite einzufügen. Man muss bedenken, dass dieser Standard Mitte der 1950er Jahre erstellt wurde. Ziemlich beeindruckend für diese Zeit, und sie haben eine bemerkenswerte Arbeit geleistet, die mittlerweile völlig veraltet ist.

— Jimminy Doe
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Willkommen bei EE.SE. Ich denke, Sie haben Ihr 1/60 und 1/30 nach vorne gebracht.

— Transistor

Ich denke nicht, die unteren beiden Zeilen des Bildschirms sollten gezeichnet und dann nacheinander neu gezeichnet werden. Es wäre ein voller Rahmen (zwei Felder), bevor diese beiden Zeilen erneut gezeichnet würden. Gleiches gilt für die beiden oberen Zeilen.

— Jimminy Doe

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Der schnelle Rücklauf (von der Jochstromumkehr) erzeugte die Hochspannung (L di / dt), die für die CRT benötigt wurde. L ist die Induktivität der Horizontalablenkspule.

— John Reed
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