Perché la scansione CRT interlacciata non è stata eseguita avanti e indietro?

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Stavo studiando la scansione dei vecchi schermi CRT e la strategia di intreccio per i video, e ho iniziato a chiedermi qualcosa.

Il processo di scansione raster è andato dall'alto verso il basso su linee dispari, quindi di nuovo all'inizio per rasterare le linee pari. Vi è quindi un intervallo di soppressione verticale per riportare il fascio di elettroni nella posizione più alta.

Perché la progettazione iniziale della scansione verticale CRT non è stata fatta in modo tale che la scansione verticale avvenisse dall'alto verso il basso su linee dispari e dal basso verso l'alto su linee pari, annullando così la necessità del blanking verticale? Naturalmente sarebbe necessario invertire il segnale delle linee pari.

crt

— Stefano Borini
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Non sono del tutto sicuro che la tua proposta eliminerebbe la necessità del blanking verticale (anche se forse lo ridurrebbe?) ... Ma forse qualcuno che capisce meglio come funzionano i CRT può espandersi su questo.

— marzo

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eccellente domanda di progettazione del sistema

— analogsystemsrf

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un'idea simile, l'uso della deflessione orizzontale triangolare anziché a dente di sega avrebbe invertito la direzione del raggio orizzontale ogni seconda linea di scansione, eliminando del tutto la necessità di un flyback orizzontale. Immagino che la precisione per ottenere un'immagine del genere perfettamente allineata all'epoca non fosse possibile.

— dlatikay,

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L'interlacciamento CRT è stato fatto per ottenere il miglior equilibrio tra la velocità di decadimento del fosforo e la frequenza di aggiornamento. Ogni punto di fosforo ha, in effetti, un'emivita di intensità che determina il suo tasso di decadimento.

Senza intrecciare l'emivita dovrebbe essere nell'ordine di 1/25 secondi (Europa) e questo avrebbe un notevole sfarfallio poiché questo è al limite del rilevamento dello sfarfallio umano. Inoltre, il tasso di decadimento più lungo richiesto provocherebbe la sfocatura del movimento dell'immagine. Interlacciandosi nel modo in cui facciamo ogni zona dello schermo viene aggiornata ogni 1/50 secondi. Ciò riduce lo sfarfallio e consente di utilizzare un fosforo a decadimento più breve e questo a sua volta riduce il mosso.

Fare come suggerisci porterebbe a un'immagine che scorre su e giù sullo schermo, alternando l'imaging ad alta e bassa intensità nella parte superiore e inferiore con un'intensità ragionevolmente uniforme nel mezzo. Non intrecciati sarebbe probabilmente meglio e meno problemi.

Il video interlacciato di Wikipedia afferma:

Il video interlacciato (noto anche come scansione interlacciata) è una tecnica per raddoppiare la frequenza dei fotogrammi percepita di un display video senza consumare ulteriore larghezza di banda. Il segnale interlacciato contiene due campi di un fotogramma video acquisito in due momenti diversi. Ciò migliora la percezione del movimento per lo spettatore e riduce lo sfarfallio sfruttando il fenomeno phi.

I ragazzi hanno capito bene quando l'hanno intrecciato come hanno fatto.

Bonus:

Guarda come funziona una TV al rallentatore dei ragazzi di Slow-Mo per alcune super analisi.

— Transistor
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Bene, avresti ancora un intreccio. Solo che invece di andare in alto-> in basso, in alto-> in basso, andresti in alto -> in basso, in basso -> in alto. Il segnale verticale sarebbe un'onda triangolare anziché un dente di sega.

— Stefano Borini,

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@StefanoBorini No, nella parte superiore e inferiore della scansione lo schermo verrebbe aggiornato due volte in rapida successione, seguito da uno spazio vuoto mentre tutto il resto veniva aggiornato due volte. Otterresti un efficace intreccio solo al centro dello schermo.

— alephzero,

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@StefanoBorini: rileggi il mio terzo paragrafo. Ho provato a spiegare il problema. Per un'intensità uniforme senza sfarfallio, è necessario aggiornare ciascuna area dello schermo a intervalli uguali. Il tuo sistema non lo fa.

— Transistor

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L'interlacciamento come è stato fatto solo "ha fatto bene" se il segnale è stato limitato in modo appropriato nella direzione verticale, ad esempio dall'ottica. Come è stato fatto, l'aliasing era / è nauseabondo.

— R ..

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Il mio pensiero iniziale sulla lettura della domanda era che ottenere passaggi ascendenti e discendenti per essere correttamente allineati sarebbe impraticabile, ma in realtà hai riscontrato un problema ancora più grande. Se l'allineamento non fosse un problema, la scansione orizzontale potrebbe essere eseguita in modo bidirezionale per ridurre l'intervallo di soppressione orizzontale richiesto se si pulsasse la tensione di deflessione verticale su ciascuna linea, facendo funzionare l'allineamento ci sarebbe un killer.

— supercat

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È peggio di quanto suggerisce Transistor ... la forma d'onda di scansione è stata generata da semplici circuiti analogici, ed era un segmento di una forma d'onda esponenziale non una forma d'onda a dente di sega perfettamente lineare. Quindi si abbasserebbe nel mezzo.

Su un buon televisore era ragionevolmente lineare, abbastanza buono da non rendere evidenti gli errori. Tuttavia, se la traccia avesse anche informazioni sull'immagine, si vedrebbero immagini doppie perché l'abbassamento posizionerebbe la linea centrale sotto il centro durante la scansione verso il basso, ma sopra di essa durante la scansione verso l'alto. Sarebbe piuttosto ovvio che le due copie non fossero nello stesso posto; vedresti doppie immagini nella parte centrale dello schermo.

La TV ha dovuto lavorare con circuiti imperfetti.

Quando arrivava il colore, anche nelle condizioni ideali di identici circuiti di scansione nella stessa direzione, era un mal di testa abbastanza grande da allineare correttamente tutti i colori. Basta menzionare un "pannello di convergenza" per un vecchio timer e guardarlo rabbrividire. Era un circuito pieno di regolazioni interattive ...

— Brian Drummond
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Non c'è motivo di pensare che la forma d'onda fosse esponenziale. La deflessione nei televisori è quasi universalmente magnetica e una bobina di corrente molto lineare può essere prodotta nella bobina di deflessione applicando una tensione ad onda quadra ad essa. Ma hai ragione a fare in modo che le scansioni bidirezionali siano allineate e interfogliate correttamente, rappresentando un grosso problema. È molto più facile usare una scansione unidirezionale, che fa sempre la stessa cosa ogni volta.

— Dave Tweed

@Dave Tweed L'applicazione di una tensione di funzione passo a un induttore produce un segnale di corrente esponenziale, giusto? E applicare un'onda quadra è come applicare una serie di funzioni step, giusto? Stai solo dicendo che l'esponente del segnale corrente è trascurabilmente piccolo, o c'è qualche non linearità nella risposta al gradino della bobina di deflessione che influenza il segnale corrente?

— Vaelus,

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Applicare una tensione costante a un induttore ideale produrrà una rampa lineare in corrente. Con un induttore reale e una sorgente di tensione reale vi è resistenza e capacità parassite che si traducono in un comportamento non lineare.

— Peter Green,

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@Dave, c'è un'ottima ragione per pensarlo ... i generatori di forme d'onda di scansione per un televisore (linea 405) che mostra gli oscillatori di rilassamento RC usando i triodi.

— Brian Drummond

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E in ogni caso, la tensione "costante" sotto carico dei circuiti degli anni '50 era probabilmente piuttosto ottimistica.

— Brian Drummond,

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Interessante, ma complicherebbe l'elettronica sia sul lato telecamera che su quello TV, e solo le linee al centro dello schermo vengono aggiornate con un uguale periodo di tempo e le linee nella parte superiore e inferiore irregolarmente. È semplicemente più semplice e ha un aspetto migliore in questo modo.

— Solo io
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I CRT hanno fosfori che decadono in intensità relativamente velocemente al fine di supportare la visualizzazione di immagini in movimento (tubi dell'oscilloscopio e terminali di testo tendevano ad usare fosfori considerevolmente più lenti). I filmati hanno usato 24 fotogrammi / secondo ma non hanno avuto problemi di decadimento: invece un meccanismo è passato al fotogramma successivo. Anche allora, 24Hz sarebbe stato un po 'sfarfallio, quindi i proiettori hanno interrotto la luce non solo durante il cambio di fotogrammi ma una volta in più nel mezzo, rendendo la frequenza di sfarfallio 48Hz.

La TV ha imitato il filmato nel trasferimento di dati di immagini complete a una frequenza di 24Hz (arrotondata per metà alla frequenza della rete di alimentazione CA) mentre "sfarfalla" a una velocità doppia. I televisori non avevano alcun tipo di archiviazione (c'è una linea di ritardo nei televisori a colori, ma quelli sono arrivati molto più tardi), quindi non poteva semplicemente ripetere la stessa immagine memorizzata senza che l'immagine venisse trasmessa di nuovo (come fanno i televisori a 100Hz ora) . Invece, i dati dovevano essere inviati una seconda volta ed era più logico utilizzare la larghezza di banda per inviare effettivamente linee di immagini interlacciate per una migliore corrispondenza della risoluzione orizzontale e verticale.

In realtà è un trucco di temporizzazione per il blanking verticale e orizzontale che crea il display interlacciato: l'elettronica del televisore non è particolarmente adatta ad esso (e potrebbe anche visualizzare non interlacciati), è una conseguenza di come stanno ottenendo gli impulsi di blanking verticale e orizzontale intervallati.

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I primi film spesso utilizzavano frame rate più veloci; Immagino che fosse prima che qualcuno scoprisse che il flashing dell'immagine due volte per fotogramma avrebbe prodotto risultati quasi uguali a quelli del flashing di singole immagini alla stessa velocità, mentre si utilizzava la metà della stessa quantità di pellicola.

— supercat

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Avresti finito con uno sfarfallio significativo per uno dato che non avresti riempito il frame con la stessa velocità su tutto lo schermo.

C'erano PAL, SECAM e varianti di NTSC e PAL. Nessuno di questi andrebbe dall'alto verso il basso, quindi dal basso verso l'alto. Se lo facessi, finiresti per disegnare l'intero fondo e la parte superiore dello schermo e quindi sarebbe quasi 1/60 di secondo prima che vengano aggiornati. Il centro dello schermo verrebbe aggiornato in media in 1/30 di secondo. Ti aspetteresti di vedere il peggior sfarfallio nella parte superiore e inferiore del telaio di conseguenza e il minimo al centro.

I campi nel display non contenevano solo informazioni sulla posizione, ma anche informazioni sul tempo. Interlace era sostanzialmente un trucco per adattarsi a più informazioni senza eccessiva larghezza di banda. Devi ricordare che questo standard è stato fatto a metà degli anni '50. Abbastanza impressionante per il momento, e hanno fatto un lavoro straordinario, che ora è completamente obsoleto.

— Jimminy Doe
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Benvenuti in EE.SE. Penso che tu abbia ottenuto 1/60 e 1/30 di fronte.

— Transistor

Non credo, le due linee inferiori dello schermo dovrebbero essere disegnate, quindi ridisegnate da una parte all'altra, sarebbe un fotogramma completo (due campi) prima che queste due linee vengano ridisegnate di nuovo. Lo stesso sarebbe vero per le prime due righe.

— Jimminy Doe

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Il ritracciamento rapido (dall'inversione della corrente del giogo) ha prodotto l'alta tensione (L di / dt) necessaria per il CRT. L è l'induttanza della bobina di deflessione orizzontale.

— John Reed
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