Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 Proseminar Computergrafik Thema: Darstellung von Bildern Patrick Heypeter

Inhalt / Gliederung 1. Einführung in Vektorgrafik Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 Inhalt / Gliederung   1. Einführung in Vektorgrafik 2. Bildschirmtechnologien 2.1. CRT 2.2. LCD / TFT 3.Quellen Inhalt / Gliederung Seite 1/12

1. Einführung in Vektorgrafik Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 1. Einführung in Vektorgrafik   • mathematisch definierte Linien (Vektoren) und Kurven (Bezier) • Vektoren beschreiben Bilder anhand geometrischen Eigenschaften • nicht durch festgelegte Pixelanzahl definiert  unabhängig von Auflösung •Vergrößerung durch Skalierung der Vektoren  kein Qualitätsverlust  keine Zunahme Datenmenge •in Auflösung des jeweiligen Ausgabegerätes angezeigt / gedruckt 1. Vektorgrafik Seite 2/12

2. Bildschirmtechnologien Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 2. Bildschirmtechnologien 2.1.1 Cathode Ray Tube - allgemein   • arbeitet nach dem Prinzip der Braunschen Röhre • Kathode sendet Elektronenwolke aus 2. Bildschirmtechnologien / CRT Seite 3/12

• Anode beschleunigt Richtung Bildschirm Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 • Anode beschleunigt Richtung Bildschirm • Intensität durch Wehnelt-Zylinder gesteuert • gebündelt durch Fokussiereinheit • Ablenkung des Strahls durch elektromagnetische Spulen (zeilenweise) 2. Bildschirmtechnologien / CRT Seite 3/12

• trifft Elektronenstrahl auf Bildschirm  starke Abbremsung Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 • trifft Elektronenstrahl auf Bildschirm  starke Abbremsung • Energie durch Beschichtung in sichtbares Licht umgewandelt • für Farbe: 3 Farbkanonen (RGB) • durch Maske trifft jeder Strahl auf entsprechende Leuchtschicht • additive Farbmischung 2. Bildschirmtechnologien / CRT Seite 4/12

• stabil etwa 20mm vor Bildschirm angebracht Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002  2.1.2 Cathode Ray Tube – Lochmaske • stabil etwa 20mm vor Bildschirm angebracht • genauso viele Löcher wie Farbtripel auf Schirm • alle drei Stahlen gehen gemeinsam durch ein Loch • jeder Stahl trifft genau zugeordneten Leuchtpunkt • nur etwa 17 % der Elektronen gelangen durch Löcher • Restenergie größtenteils in Wärme umgewandelt  führt zur Ausdehnung der Maske  Farbreinheitsfehler 2. Bildschirmtechnologien / CRT Seite 5/12

2.1.3 Cathode Ray Tube – Steifenmaske Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 2.1.3 Cathode Ray Tube – Steifenmaske   • etwa 0,1mm dickes Eisenblech mit vertikalen Schlitzen • nur in horizontaler Ausdehnung gewölbt • vertikale Haltedrähte zur Stabilisierung nötig • Leuchtschicht: durchgängige senkrechte Streifen • höhere Transparenz (23%) der Maske  kontrastreiches, brillantes, schärferes, helleres Bild 2. Bildschirmtechnologien / CRT Seite 6/12

Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 2.2. LCD / TFT  2.2.1 LC – allgemein • Flüssigkristalle sind Flüssigkeiten mit stark anisotropem Verhalten • fadenförmige Molekülketten  nematische Flüssigkeit • Lichtwelle durch Kristall  Polarisation und Doppelbrechung • zirkular polarisiertes Licht mit ständig ändernder Polarisationsrichtung 2. Bildschirmtechnologien – LCD / TFT Seite 7/12

• vor und nach LC-Schicht wird Polarisationsfilter gesetzt Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002 • vor und nach LC-Schicht wird Polarisationsfilter gesetzt • bei geeignet dicker LC-Schicht  90°-Drehung der Polarisationsebene  Licht kann zweiten Filter (90° verdreht) passieren • durch E-Feld werden Moleküle in Feldrichtung umgeordnet  keine Doppelbrechung  Licht kann zweiten Filter nicht passieren  Anzeige bleibt dunkel • Kontrast zu gering für brauchbare Anzeige 2. Bildschirmtechnologien – LCD / TFT Seite 8/12

 Verdrehen der umschließenden Glasplatten Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002  • 1971 entdeckt:  Verdrehen der umschließenden Glasplatten  schraubenförmige Verdrehung des Kristalls • Licht passt seine Polarisation der Verdrehung an • auch hier:  steuern der Lichtdurchlässigkeit durch verdrehte Filter und E-Feld • Kontrast trotzdem noch zu gering (3:1) 2. Bildschirmtechnologien – LCD / TFT Seite 9/12

• entwickeln sogenannter STN / DSTN Zellen  180° – 270° Verdrehung Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002   • entwickeln sogenannter STN / DSTN Zellen  180° – 270° Verdrehung • verbesserte Verdrehung der Polarisation  besserer Kontrast (15:1) • aber : verstärkt Farbverfälschungen • zweite Zelle mit entgegengesetzter Drehung  gleicht Farbveränderungen wieder aus • später Kompensationsfolien anstand einer zweiten Zelle  FSTN-Display verbesserter Kontrast (18:1)  stellen derzeit Spitze unter Passiv-Matrix-Anzeigen 2. Bildschirmtechnologien – LCD / TFT Seite 10/12

• Bildpunkte werden zeilenweise angesprochen Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002   • Bildpunkte werden zeilenweise angesprochen  elektrische Ladung liegt nur kurz für Umsteuerung eines Kristalls an • um Kontrast hoch zu halten  Verwendung „langsamer“ Kristalle  hohe Trägheit • Lösung: Aktiv-Matrix-Displays • aktive Bauelemente an Kreuzungspunkten der Ansteuerungsmatrix  Transistoren im Falle von TFT-Displays (Thin Film Transistor) 2. Bildschirmtechnologien – LCD / TFT Seite 11/12

• Transistoren steuern Kondensator für das E-Feld Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002   • Transistoren steuern Kondensator für das E-Feld  Kondensator entlädt sich „langsam“  schnellere nematische Flüssigkeiten möglichkein „verschmieren“ • fließt nur schwacher Strom in der Matrix  Vermeidung induktiver Beeinflussungen (schwammiges Bild etc.) • in Brillanz und Kontrast (700:1) Spitzenreiter • bisher monochrome Displays  für Farbe drei LC-Zellen pro Bildpunkt  additive Farbmischung  dreifache Anzahl an Steuerleitungen • Auflösung: 800x600  ca. 1,5 Mio. Transistoren nötig • immenser Aufwand um On-Pixel zu vermeiden  hohe Kosten 2. Bildschirmtechnologien – LCD / TFT Seite 12/12

Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002   3. Quellen • / • Handbuch der Printmedien, Helmut Kipphan, Heidelberger Druckmaschinen AG • http://www.computerlexikon.com • http://www.tu-chemnitz.de/informatik/RA/kompendium/vortraege_97/monitor/monitor.htm 3. Quellen

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Proseminar Computergrafik SS 2002 Thema: Darstellung von Bildern 10.07.2002   Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen / Kritik ?? Folien zum Download: http://www.tu-chemnitz.de/~sng/compgrafik Danke