Dlaczego skanowanie CRT z przeplotem nie było wykonywane tam iz powrotem?

25

Studiowałem skanowanie starych ekranów CRT i strategię przeplotu wideo i zacząłem się zastanawiać.

Proces skanowania rastrowego przebiegał od góry do dołu na liniach nieparzystych, a następnie z powrotem na górę, aby rastrować linie parzyste. Istnieje zatem pionowy odstęp wygaszania, aby wysłać wiązkę elektronów z powrotem do najwyższej pozycji.

Dlaczego nie wykonano wstępnego projektu skanu pionowego CRT, aby skanowanie pionowe odbywało się od góry do dołu na liniach nieparzystych i od dołu do góry na liniach parzystych, co neguje potrzebę pionowego wygaszania? Oczywiście wymagałoby to odwrócenia sygnału linii parzystych.

Stefano Borini
źródło
2
Nie jestem do końca pewien, czy twoja propozycja wyeliminowałaby potrzebę pionowego wygaszania (chociaż może to zmniejszyłaby?) ... Ale może ktoś, kto lepiej rozumie, jak działają CRT, może to rozwinąć.
marcelm
3
doskonałe pytanie dotyczące projektowania systemu
analogsystemsrf
1
podobny pomysł, używając trójkątnego zamiast piłokształtnego odchylenia w poziomie, spowodowałby odwrócenie kierunku poziomej wiązki co drugą linię skanowania, eliminując całkowicie potrzebę poziomego cofania. Wydaje mi się, że precyzja uzyskania takiego obrazu idealnie dopasowanego nie była wtedy możliwa.
dlatikay

Odpowiedzi:

35

Wykonano przeplot CRT, aby uzyskać najlepszą równowagę między szybkością zaniku fosforu a częstotliwością odświeżania. Każda kropka luminoforu ma w efekcie okres półtrwania intensywności, który określa jego szybkość zaniku.

Bez przeplotu okres półtrwania musiałby być rzędu 1/25 sekundy (Europa), a to miałoby zauważalne migotanie, ponieważ jest to na granicy wykrywania migotania u ludzi. Ponadto wymagana większa szybkość rozpadu spowodowałaby rozmycie obrazu w ruchu. Dzięki temu, że wykonujemy przeplot, każda strefa ekranu jest aktualizowana co 1/50 sekundy. Zmniejsza to migotanie i pozwala na zastosowanie krótszego rozpadu luminoforu, co z kolei zmniejsza rozmycie ruchu.

Robienie tego, co sugerujesz, spowodowałoby mycie obrazu w górę i w dół ekranu, naprzemiennie obrazowanie o wysokiej i niskiej intensywności u góry i u dołu z dość równomierną intensywnością na środku. Bez przeplotu byłoby prawdopodobnie lepsze i mniej kłopotów.


Wikipedia z przeplotem wideo stwierdza:

Wideo z przeplotem (znane również jako skanowanie z przeplotem) to technika podwajania postrzeganej liczby klatek na sekundę wyświetlacza wideo bez zużywania dodatkowej przepustowości. Sygnał z przeplotem zawiera dwa pola klatki wideo uchwycone w dwóch różnych momentach. Zwiększa to postrzeganie ruchu przez widza i zmniejsza migotanie, wykorzystując zjawisko phi.

Chłopaki dobrze to zrobili, kiedy to przeplatali.


Premia:

Zobacz, jak telewizor działa w zwolnionym tempie przez facetów Slow-Mo, aby uzyskać super analizę.

Tranzystor
źródło
1
Nadal miałbyś przeplot. Tyle że zamiast iść góra-> dół, góra-> dół, pójdziesz góra -> dół, dół -> góra. Sygnał pionowy byłby falą trójkątną zamiast piły.
Stefano Borini,
17
@StefanoBorini Nie, na górze i na dole skanu ekran będzie odświeżany dwa razy w krótkim odstępie czasu, a następnie przerwa, podczas gdy wszystko inne zostanie odświeżone dwukrotnie. Skuteczne przeplot można uzyskać tylko na środku ekranu.
alephzero
8
@StefanoBorini: Przeczytaj ponownie mój trzeci akapit. Próbowałem wyjaśnić problem. Aby uzyskać równomierną intensywność bez migotania, należy odświeżyć każdy obszar ekranu w równych odstępach czasu. Twój system tego nie robi.
Tranzystor
1
Przeplot, jak to zrobiono, „poprawił” tylko wtedy, gdy sygnał był odpowiednio ograniczony pasmowo w kierunku pionowym, np. Przez optykę. Po zakończeniu aliasing był / jest mdły.
R ..
1
Po przeczytaniu pytania początkowo myślałem, że prawidłowe podanie w górę i w dół byłoby właściwie niepraktyczne, ale w rzeczywistości natrafiłeś na jeszcze większy problem. Gdyby wyrównanie nie stanowiło problemu, skanowanie poziome można wykonać dwukierunkowo, aby zmniejszyć wymagany interwał wygaszania poziomego, jeśli pulsuje się napięciem odchylania pionowego na każdej linii, doprowadzając wyrównanie do działania, byłoby zabójstwo.
supercat
19

Jest gorzej, niż sugeruje Tranzystor ... przebieg skanowania został wygenerowany przez prosty obwód analogowy i był segmentem fali wykładniczej, a nie idealnie liniowym przebiegiem piłokształtnym. Więc opadnie na środku.

Na dobrym telewizorze był dość liniowy, wystarczająco dobry, aby błędy nie były oczywiste. Jednak, jeśli retrace również zawierały informacje o obrazie, zobaczysz podwójne obrazy, ponieważ ugięcie umieści środkową linię poniżej środka podczas skanowania w dół, ale nad nią podczas skanowania w górę. Byłoby raczej oczywiste, że dwie kopie nie były w tym samym miejscu; zobaczysz podwójne obrazy w środkowej części ekranu.

Telewizja musiała działać z niedoskonałymi obwodami.

Kiedy pojawił się kolor, nawet w idealnych warunkach identycznych obwodów skanujących w tym samym kierunku, ból głowy był wystarczająco duży, aby wszystkie kolory były prawidłowo ustawione. Wystarczy wspomnieć o „panelu konwergencji” staremu zegarowi i obserwować, jak drży. To była płytka drukowana pełna interaktywnych korekt ...

Brian Drummond
źródło
2
Nie ma powodu sądzić, że przebieg był wykładniczy. Ugięcie w telewizorach jest prawie uniwersalne magnetycznie, a cewkę odchylającą można wytworzyć bardzo liniowo, poprzez przyłożenie do niej napięcia fali prostokątnej. Ale masz rację, jeśli skanowanie dwukierunkowe w celu prawidłowego wyrównania i przeplotu jest dużym problemem. O wiele łatwiej jest korzystać ze skanowania jednokierunkowego, który za każdym razem robi dokładnie to samo.
Dave Tweed
@Dave Tweed Przyłożenie napięcia funkcji krokowej do cewki indukcyjnej powoduje wykładniczy sygnał prądowy, prawda? A zastosowanie fali prostokątnej jest jak zastosowanie szeregu funkcji krokowych, prawda? Czy mówisz tylko, że wykładnik sygnału prądu jest pomijalnie mały, czy jest jakaś nieliniowość w odpowiedzi skokowej cewki odchylającej, która wpływa na sygnał prądu?
Vaelus
6
Przyłożenie stałego napięcia do idealnej cewki indukcyjnej spowoduje liniowy wzrost prądu. Przy rzeczywistym cewce i prawdziwym źródle napięcia występuje zbłąkany opór i pojemność, co powoduje zachowanie nieliniowe.
Peter Green,
3
@Dave, jest bardzo dobry powód, aby tak myśleć ... generatory przebiegów skanowania dla odbiornika telewizyjnego (405 linii) wykazujące RC oscylatory relaksacyjne z wykorzystaniem triodes.Seen w Katalogu CCTV zaworu dnia sierpnia 1939 ...
Brian Drummond
2
W każdym razie „stałe” napięcie pod obciążeniem z obwodów z lat 50. było prawdopodobnie raczej optymistyczne.
Brian Drummond
3

Ciekawe, ale skomplikowałoby elektronikę zarówno po stronie kamery, jak i telewizora, a tylko linie na środku ekranu są odświeżane z jednakowym okresem czasu i liniami w pobliżu góry i dołu nierówno. Jest po prostu prostszy i wygląda lepiej w ten sposób.

Tylko ja
źródło
3

CRT mają luminofory, które zanikają intensywnie stosunkowo szybko, aby wspierać wyświetlanie ruchomych obrazów (lampy oscyloskopowe i końcówki tekstowe zwykle używają znacznie wolniejszych luminoforów). Filmy wykorzystywały 24 klatki na sekundę, ale nie miały problemów z rozkładem: zamiast tego mechanizm został przeniesiony do następnej klatki. Nawet wtedy 24Hz byłoby nieco migotliwe, więc projektory przerywały światło nie tylko podczas przełączania klatek, ale jeden dodatkowy czas pośrodku, dzięki czemu częstotliwość migania wynosiła 48 Hz.

Telewizja naśladowała film, przesyłając pełne dane obrazu z częstotliwością 24 Hz (w zaokrągleniu do połowy częstotliwości sieci prądu przemiennego), a jednocześnie „migotała” z podwójną prędkością. Telewizory nie miały żadnego rodzaju pamięci (w telewizorach kolorowych występuje pewna linia opóźniająca, ale pojawiły się znacznie później), więc nie można było po prostu powtórzyć tego samego obrazu, który został zapisany bez ponownego nadawania obrazu (tak jak telewizory 100Hz robią to teraz) . Zamiast tego dane musiały zostać przesłane po raz drugi i lepiej było wykorzystać szerokość pasma, aby faktycznie wysyłać linie obrazu z przeplotem dla lepszego dopasowania rozdzielczości poziomej i pionowej.

To właściwie sztuczka wyczucia czasu dla wygaszania w pionie i poziomie, który tworzy wyświetlacz z przeplotem: elektronika telewizora nie jest specjalnie przystosowana do niego (i równie dobrze może wyświetlać bez przeplotu), jest to konsekwencja tego, jak powstają impulsy wygaszania w pionie i poziomie przeplatane.


źródło
1
Wczesne filmy często używały szybszych klatek; Sądzę, że było to zanim ktoś odkrył, że dwukrotne flashowanie obrazu przyniosłoby rezultaty, które byłyby prawie tak dobre, jak flashowanie pojedynczych zdjęć w tym samym tempie, przy użyciu o połowę mniejszej ilości filmu.
supercat
1

Skończyłoby się to znacznym migotaniem dla jednego, ponieważ nie wypełniłbyś ramki z tą samą szybkością na całym ekranie.

Były PAL, SECAM i warianty NTSC i PAL. Żadne z nich nie przejdzie od góry do dołu, a następnie od dołu do góry. Jeśli to zrobisz, rysujesz całą dolną i górną część ekranu, a następnie zostaną one odświeżone w 1/60 sekundy. Środek ekranu byłby odświeżany średnio w 1/30 sekundy. Można oczekiwać, że w rezultacie zobaczysz najgorsze migotanie u góry iu dołu ramki, a najmniej w środku.

Pola na wyświetlaczu nie tylko zawierały informacje o lokalizacji, ale także informacje o czasie. Przeplot był w zasadzie włamaniem, aby zmieścić więcej informacji bez nadmiernej przepustowości. Trzeba pamiętać, że ten standard powstał w połowie lat pięćdziesiątych. Imponujące jak na swój czas i wykonali niesamowitą robotę, która jest teraz całkowicie przestarzała.

Jimminy Doe
źródło
3
Witamy w EE.SE. Myślę, że masz 1/60 i 1/30 tyłem do przodu.
Tranzystor
Nie wydaje mi się, aby dolne dwie linie ekranu były narysowane, a następnie przerysowane od tyłu do tyłu, byłoby to pełna klatka (dwa pola) przed ponownym przerysowaniem tych dwóch linii. To samo dotyczy dwóch górnych linii.
Jimminy Doe
1

Szybki powrót (z odwrócenia prądu jarzma) wytworzył wysokie napięcie (L di / dt) potrzebne do CRT. L jest indukcyjnością cewki odchylania poziomego.

John Reed
źródło