Разрешение дисплея или режимы отображения цифрового телевизора , компьютерного монитора или другого устройства отображения — это количество отдельных пикселей в каждом измерении, которые могут быть отображены. Это может быть неоднозначный термин, особенно потому, что отображаемое разрешение контролируется различными факторами в дисплеях с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), плоских дисплеях (включая жидкокристаллические дисплеи ) и проекционных дисплеях, использующих фиксированные массивы элементов изображения (пикселей).
Обычно указывается как ширина × высота , с единицами в пикселях: например, 1024 × 768 означает, что ширина составляет 1024 пикселя, а высота — 768 пикселей. Этот пример обычно произносится как «десять двадцать четыре на семь шестьдесят восемь» или «десять двадцать четыре на семь шестьдесят восемь».
Термин «разрешение дисплея» в одном из случаев применяется к дисплеям с фиксированной пиксельной матрицей, таким как плазменные панели (PDP), жидкокристаллические дисплеи (LCD), проекторы с цифровой обработкой света (DLP), OLED- дисплеи и аналогичные технологии, и представляет собой просто физическое количество столбцов и строк пикселей, создающих дисплей (например, 1920 × 1080 ). Следствием наличия дисплея с фиксированной сеткой является то, что для многоформатных видеовходов всем дисплеям требуется «масштабирующий механизм» (цифровой видеопроцессор, включающий массив памяти) для соответствия формату входящего изображения дисплею.
Для дисплеев устройств, таких как телефоны, планшеты, мониторы и телевизоры, использование термина разрешение дисплея , как определено выше, является неправильным, хотя и распространенным. Термин разрешение дисплея обычно используется для обозначения размеров пикселей , максимального количества пикселей в каждом измерении (например, 1920 × 1080 ), что ничего не говорит о плотности пикселей дисплея, на котором фактически формируется изображение: разрешение правильно относится к плотности пикселей , количеству пикселей на единицу расстояния или площади, а не к общему количеству пикселей. В цифровых измерениях разрешение дисплея будет указано в пикселях на дюйм (PPI). В аналоговых измерениях, если экран имеет высоту 10 дюймов, то горизонтальное разрешение измеряется по квадрату шириной 10 дюймов. [1] Для телевизионных стандартов это обычно указывается как «горизонтальное разрешение строк на высоту изображения»; [2] Например, аналоговые телевизоры NTSC обычно могут отображать около 340 строк горизонтального разрешения «на высоту изображения» из эфирных источников, что эквивалентно примерно 440 общим строкам фактической информации об изображении от левого края до правого края. [2]
Некоторые комментаторы также используют разрешение дисплея для указания диапазона входных форматов, которые будет принимать входная электроника дисплея, и часто включают форматы, превышающие собственный размер сетки экрана, даже если их приходится уменьшать для соответствия параметрам экрана (например, прием ввода 1920 × 1080 на дисплее с собственным массивом пикселей 1366 × 768 ). В случае телевизионных входов многие производители берут вход и уменьшают его, чтобы « пересканировать » дисплей на целых 5%, поэтому входное разрешение не обязательно является разрешением дисплея.
На восприятие глазом разрешения дисплея может влиять ряд факторов – см. разрешение изображения и оптическое разрешение . Одним из факторов является прямоугольная форма экрана дисплея, которая выражается как отношение физической ширины изображения к физической высоте изображения. Это известно как соотношение сторон . Физическое соотношение сторон экрана и соотношение сторон отдельных пикселей не обязательно могут быть одинаковыми. Массив 1280 × 720 на дисплее 16:9 имеет квадратные пиксели, но массив 1024 × 768 на дисплее 16:9 имеет продолговатые пиксели.
Пример влияния формы пикселя на «разрешение» или воспринимаемую резкость: отображение большего количества информации на меньшей площади с использованием более высокого разрешения делает изображение намного четче или «четче». Однако большинство последних технологий экранов фиксируются на определенном разрешении; уменьшение разрешения на таких экранах значительно снизит резкость, поскольку для «фиксации» неродного входного разрешения в выходном родном разрешении дисплея используется процесс интерполяции .
Хотя некоторые дисплеи на основе ЭЛТ могут использовать цифровую обработку видео , которая включает масштабирование изображения с использованием массивов памяти, в конечном итоге «разрешение дисплея» в дисплеях типа ЭЛТ зависит от различных параметров, таких как размер пятна и фокус, астигматические эффекты в углах дисплея, теневая маска шага цветного люминофора (например, Trinitron ) в цветных дисплеях и полоса пропускания видеосигнала.
Большинство производителей телевизионных дисплеев «растягивают» изображение на своих дисплеях (ЭЛТ и плазма, ЖК-дисплеи и т. д.), так что эффективное изображение на экране может быть уменьшено с 720 × 576 (480) до 680 × 550 (450), например. Размер невидимой области в некоторой степени зависит от устройства отображения. Некоторые HD-телевизоры делают то же самое, в похожей степени.
Компьютерные дисплеи, включая проекторы, обычно не используют оверскан, хотя многие модели (особенно ЭЛТ-дисплеи) это позволяют. ЭЛТ-дисплеи, как правило, имеют недоскан в стандартных конфигурациях, чтобы компенсировать увеличивающиеся искажения по углам.
Чересстрочное видео (также известное как чересстрочная развертка ) — это метод удвоения воспринимаемой частоты кадров видеодисплея без потребления дополнительной полосы пропускания . Чересстрочный сигнал содержит два поля видеокадра, снятых последовательно. Это улучшает восприятие движения для зрителя и уменьшает мерцание , используя преимущество явления фи .
Европейский вещательный союз выступил против чересстрочного видео в производстве и вещании. Главный аргумент заключается в том, что независимо от того, насколько сложным может быть алгоритм деинтерлейсинга, артефакты в чересстрочном сигнале не могут быть полностью устранены, поскольку некоторая информация теряется между кадрами. Несмотря на аргументы против этого, организации по телевизионным стандартам продолжают поддерживать чересстрочную развертку. Она по-прежнему включена в форматы передачи цифрового видео, такие как DV , DVB и ATSC . Новые стандарты сжатия видео, такие как High Efficiency Video Coding , оптимизированы для видео с прогрессивной разверткой , но иногда поддерживают чересстрочное видео.
Прогрессивная развертка (также называемая нечересстрочной разверткой ) — это формат отображения, хранения или передачи движущихся изображений , в котором все строки каждого кадра рисуются последовательно. Это контрастирует с чересстрочным видео, используемым в традиционных аналоговых телевизионных системах, где попеременно рисуются только нечетные строки, а затем четные строки каждого кадра (каждое изображение называется видеополем ) , так что для создания видео используется только половина фактических кадров изображения.
Телевизоры имеют следующие разрешения:
Что касается цифровой кинематографии , стандарты разрешения видео зависят в первую очередь от соотношения сторон кадров в кинопленке (которое обычно сканируется для цифрового промежуточного постпроизводства), а затем от фактического количества точек. Хотя не существует уникального набора стандартизированных размеров, в киноиндустрии принято ссылаться на « качество» изображения « n K», где n — это (небольшое, обычно четное) целое число, которое переводится в набор фактических разрешений в зависимости от формата пленки . В качестве справки рассмотрим, что для соотношения сторон 4:3 (около 1,33:1), в которое, как ожидается, будет вписываться по горизонтали кадр пленки (независимо от его формата) , n — это множитель 1024, такой что горизонтальное разрешение составляет ровно 1024•n точек. [ необходима цитата ] Например, эталонное разрешение 2K составляет 2048 × 1536 пикселей, тогда как эталонное разрешение 4K составляет 4096 × 3072 пикселей. Тем не менее, 2K может также относиться к таким разрешениям, как 2048 × 1556 (полная апертура), 2048 × 1152 ( HDTV , соотношение сторон 16:9) или 2048 × 872 пикселей ( Cinemascope , соотношение сторон 2,35:1). Стоит также отметить, что хотя разрешение кадра может быть, например, 3:2 ( 720 × 480 NTSC), это не то, что вы увидите на экране (т. е. 4:3 или 16:9 в зависимости от предполагаемого соотношения сторон исходного материала).
Компьютерные мониторы традиционно обладают более высоким разрешением, чем большинство телевизоров.
Многие персональные компьютеры, представленные в конце 1970-х и 1980-х годах, были разработаны для использования телевизионных приемников в качестве устройств отображения, что делало разрешения зависимыми от используемых телевизионных стандартов, включая PAL и NTSC . Размеры изображений обычно ограничивались, чтобы обеспечить видимость всех пикселей в основных телевизионных стандартах и широком диапазоне телевизоров с различным количеством развертки. Фактическая область прорисовки изображения была, таким образом, несколько меньше, чем весь экран, и обычно была окружена рамкой статического цвета (см. изображение ниже). Кроме того, чересстрочная развертка обычно опускалась, чтобы обеспечить большую стабильность изображения, фактически вдвое уменьшая вертикальное разрешение в процессе. 160 × 200 , 320 × 200 и 640 × 200 в NTSC были относительно распространенными разрешениями в эпоху (224, 240 или 256 строк развертки также были распространены). В мире IBM PC эти разрешения стали использоваться в 16-цветных видеокартах EGA .
Одним из недостатков использования классического телевизора является то, что разрешение дисплея компьютера выше, чем может декодировать телевизор. Разрешение цветности для телевизоров NTSC/PAL ограничено полосой пропускания максимум 1,5 МГц или приблизительно 160 пикселями в ширину, что приводит к размытию цвета для сигналов шириной 320 или 640 и затрудняет чтение текста (см. пример изображения ниже). Многие пользователи перешли на более качественные телевизоры с входами S-Video или RGBI , которые помогли устранить размытие цветности и создать более разборчивые изображения. Самое раннее и самое дешевое решение проблемы цветности было предложено в Atari 2600 Video Computer System и Apple II+ , обе из которых предлагали возможность отключить цвет и просматривать устаревший черно-белый сигнал. На Commodore 64 GEOS отражал метод Mac OS использования черно-белого цвета для улучшения читаемости.
Разрешение 640 × 400i ( 720 × 480i с отключенными границами) впервые было представлено домашними компьютерами, такими как Commodore Amiga и, позднее, Atari Falcon. Эти компьютеры использовали чересстрочную развертку для увеличения максимального вертикального разрешения. Эти режимы подходили только для графики или игр, поскольку мерцающая чересстрочная развертка затрудняла чтение текста в текстовом процессоре, базе данных или программном обеспечении для работы с электронными таблицами. (Современные игровые консоли решают эту проблему путем предварительной фильтрации видео 480i до более низкого разрешения. Например, Final Fantasy XII страдает от мерцания, когда фильтр отключен, но стабилизируется после восстановления фильтрации. Компьютеры 1980-х годов не имели достаточной мощности для запуска подобного программного обеспечения для фильтрации.)
Преимуществом компьютера с разрешением 720 × 480i overscanned был простой интерфейс с чересстрочной телевизионной продукцией, что привело к разработке Video Toaster от Newtek. Это устройство позволило использовать Amigas для создания CGI в различных новостных отделах (например, наложения погоды), драматических программах, таких как SeaQuest на NBC и Babylon 5 на The WB .
В мире ПК встроенные графические чипы IBM PS/2 VGA (многоцветные) использовали нечересстрочное (прогрессивное) разрешение 640 × 480 × 16 цветов, которое было легче читать и, таким образом, более полезно для офисной работы. Это было стандартное разрешение с 1990 по 1996 год. [ необходима цитата ] Стандартное разрешение было 800 × 600 примерно до 2000 года. Microsoft Windows XP , выпущенная в 2001 году, была разработана для работы с минимальным разрешением 800 × 600 , хотя можно выбрать исходное разрешение 640 × 480 в окне дополнительных параметров.
Программы, разработанные для имитации старого оборудования, такого как игровые консоли Atari, Sega или Nintendo (эмуляторы) при подключении к мультисканирующим ЭЛТ, обычно используют гораздо более низкие разрешения, такие как 160 × 200 или 320 × 400 для большей аутентичности, хотя другие эмуляторы использовали распознавание пикселизации на кругах, квадратах, треугольниках и других геометрических элементах на меньшем разрешении для более масштабированного векторного рендеринга. Некоторые эмуляторы при более высоких разрешениях могут даже имитировать апертурную решетку и теневые маски ЭЛТ-мониторов.
В 2002 году самым распространенным разрешением дисплея было 1024 × 768 eXtended Graphics Array . Многие веб-сайты и мультимедийные продукты были перепроектированы с предыдущего формата 800 × 600 на макеты, оптимизированные для 1024 × 768 .
Доступность недорогих ЖК-мониторов сделала разрешение с соотношением сторон 5:4 1280 × 1024 более популярным для использования на настольных компьютерах в течение первого десятилетия 21-го века. Многие пользователи компьютеров, включая пользователей САПР , графических художников и игроков в видеоигры, использовали свои компьютеры с разрешением 1600 × 1200 ( UXGA ) или выше, например, 2048 × 1536 QXGA, если у них было необходимое оборудование. Другие доступные разрешения включали увеличенные аспекты, такие как 1400 × 1050 SXGA+, и широкие аспекты, такие как 1280 × 800 WXGA , 1440 × 900 WXGA+ , 1680 × 1050 WSXGA+ и 1920 × 1200 WUXGA ; Мониторы, созданные по стандарту 720p и 1080p, также не были редкостью среди домашних медиаплееров и видеоигр, благодаря идеальной совместимости экрана с выпусками фильмов и видеоигр. Новое разрешение более чем HD 2560 × 1600 WQXGA было выпущено в 30-дюймовых ЖК-мониторах в 2007 году.
В 2010 году 27-дюймовые ЖК-мониторы с разрешением 2560 × 1440 были выпущены несколькими производителями, а в 2012 году Apple представила дисплей 2880 × 1800 на MacBook Pro . Панели для профессиональных сред, таких как медицинское использование и управление воздушным движением, поддерживают разрешения до 4096 × 2160 [3] (или, что более актуально для диспетчерских, 1∶1 2048 × 2048 пикселей). [4] [5]
В последние годы соотношение сторон 16:9 стало более распространенным в дисплеях ноутбуков, а разрешение 1366 × 768 ( HD ) стало популярным для большинства недорогих ноутбуков, в то время как разрешение 1920 × 1080 ( FHD ) и выше доступны для ноутбуков более высокого класса.
Когда разрешение дисплея компьютера установлено выше физического разрешения экрана ( родное разрешение ), некоторые видеодрайверы делают виртуальный экран прокручиваемым по физическому экрану, таким образом реализуя двумерный виртуальный рабочий стол с его областью просмотра. Большинство производителей ЖК-дисплеев обращают внимание на родное разрешение панели, поскольку работа в неродном разрешении на ЖК-дисплеях приведет к ухудшению изображения из-за отбрасывания пикселей для подгонки изображения (при использовании DVI) или недостаточной выборки аналогового сигнала (при использовании разъема VGA). Немногие производители ЭЛТ будут указывать истинное родное разрешение, поскольку ЭЛТ по своей природе аналоговые и могут изменять свое отображение от 320 × 200 (эмуляция старых компьютеров или игровых консолей) до максимально возможного для внутренней платы, или изображение становится слишком подробным для воссоздания вакуумной трубкой (т. е. аналоговое размытие). Таким образом, ЭЛТ обеспечивают изменчивость разрешения, которую не могут обеспечить ЖК-дисплеи с фиксированным разрешением.
