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Was ist eine CRT und warum verwenden wir sie nicht mehr?


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Sie haben vielleicht den Begriff „CRT“ gehört und wissen vielleicht, dass er etwas mit Fernsehern, Monitoren, Videospielen oder Computern zu tun hat, aber was bedeutet „CRT“ eigentlich? Wir werden es erklären.

Was ist eine CRT?

CRT steht im Zusammenhang mit der Elektronik für „Kathodenstrahlröhre“. Es ist ein Fachbegriff für die gläserne Bildröhre im Inneren eines Vintage-Fernsehers oder Computermonitors – die Art, die verwendet wurde, bevor Flachbildschirme üblich wurden. CRTs sind elektronische Bildanzeigegeräte, die den Vorteil haben, Informationen dynamisch ohne bewegliche Teile anzuzeigen.

Wenn jemand „eine Kathodenstrahlröhre“ sagt, bezieht er sich möglicherweise auch auf einen Fernseher oder Monitor, der eine Kathodenstrahlröhre anstelle der eigentlichen Kathodenstrahlröhre verwendet.

Warum „Kathodenstrahl?“ Vor der Entdeckung des Elektrons nannten Wissenschaftler Elektronenströme „Kathodenstrahlen“, weil diese mysteriösen Strahlen zuerst von einer Kathode (einer negativ geladenen Elektrode) emittiert wurden, Schatten in einer Vakuumröhre werfen. Im Jahr 1897 benannte ein deutscher Ingenieur namens Karl Ferdinand Braun fügte einen phosphoreszierenden Bildschirm und eine magnetische Ablenkungssteuerung hinzu, um die erste Kathodenstrahlröhre zu schaffen, mit der er die Wellenform des Wechselstroms wie ein Oszilloskop.

Karl Ferdinand Brauns 1897-Diagramm der ursprünglichen Kathodenstrahlröhre.
Brauns Diagramm seines ursprünglichen Entwurfs einer Kathodenstrahlröhre von 1897. Karl Ferdinand Braun

Im Laufe der Zeit entdeckten andere Wissenschaftler, dass CRTs verwendet werden können, um bewegte Bilder anzuzeigen, ohne dass mechanische bewegliche Teile erforderlich sind, was ein Schlüsselelement für die Kommerzialisierung des Fernsehens. Später Computer begann, CRT-Monitore zu verwenden auch als Ausgabegeräte, wodurch sie interaktiver werden und die Notwendigkeit von kontinuierliche gedruckte Papierausgabe.

Wie funktionieren CRTs?

CRTs sind versiegelte Glas-Vakuumröhrchen, die drei Hauptkomponenten: eine Elektronenquelle (oft als Elektronenkanone bezeichnet), ein elektromagnetisches Ablenksystem (das den Elektronenstrahl lenkt) und ein phosphoreszierender Schirm, der leuchtet, wenn er vom Elektronenstrahl getroffen wird.

Im Fall einer Farb-CRT-Anzeige gibt es drei Elektronenkanonen: jeweils eine für Rot, Grün und Blau, und sie sind auf farbige Leuchtstoffe gerichtet, die in diesen Farben leuchten, wenn sie von den entsprechenden Strahlen getroffen werden. Auch die Intensität des Strahls kann moduliert werden, wodurch sich die Helligkeit in bestimmten Bildbereichen ändert.

Ein vereinfachtes Kathodenstrahlröhrendiagramm.
Ein vereinfachtes Diagramm einer Kathodenstrahlröhre. Chemiegott / Shutterstock

CRT-Fernseher und die meisten CRT-Computermonitore zeichnen ein Bild auf dem Bildschirm zeilenweise von oben nach unten in einem Rastermuster, 30- oder 60-mal pro Sekunde. Dies nennt man a Rasteranzeige. Andere CRTs, wie sie in Oszilloskopen und in einigen frühen Arcade-Videospielen verwendet werden, zeichnen ein Bild direkt, indem sie Linien auf dem Phosphorschirm mit einer einzelnen Elektronenkanone verfolgen, eher wie eine elektronische Etch-A-Sketch. Diese nennt man Vektoranzeigen.

Natürlich vereinfachen wir hier nur die Dinge. CRTs benötigen eine Menge zusätzlicher unterstützender Schaltungen, wie z. B. eine Stromversorgung und Logik, um die Bildsignale zu empfangen und zu erzeugen, die auf dem Bildschirm angezeigt werden. Diese Komponenten variieren je nach Displaygröße, Typ und Hersteller.

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Warum verwenden wir keine CRTs mehr?

Sicher, einige Leute verwenden CRTs immer noch für spezielle Fälle – auch für ältere Elektronik (wie in einigen älteren Flugzeugcockpits) und für Retro-Gaming – aber ansonsten ist die Zeit der CRT gekommen und vorbei.

CRTs waren zwischen den 1950er und Mitte der 2000er Jahre am beliebtesten, zuerst in Fernsehgeräten und dann auch in Computermonitoren. In den Vereinigten Staaten kommerzielle CRT-Fernsehproduktion Mitte der 2000er Jahre weitgehend eingestellt, mit einigen Holdouts, die bis in die 2010er Jahre andauern. Heute, einige spezialisierte Firmen stellen noch immer CRTs her oder überholen sie, aber hauptsächlich für Nicht-Verbrauchermärkte.

Ein Vizio 4K-Fernseher.
Vizio

Die meisten Leute verwenden keine CRTs mehr, weil die Flachbildschirmtechnologie (vor allem von LCDs) hat erhebliche wirtschaftliche und physikalische Vorteile. Generell sind Flachbildschirme günstiger in der Herstellung, leichter und dünner, weniger Strom verbrauchenund erzeugen weniger Wärme als CRT-Displays. Sie bieten auch Möglichkeiten für digitale Schärfe, Klarheit und Auflösung, die weit über die eines CRT-Displays hinausgehen, und Flachbildschirme können in viel größeren Bildschirmgrößen als CRTs hergestellt werden.

Gibt es Vorteile für CRTs?

In den 2000er und 2010er Jahren boten CRTs in einigen Kategorien noch Vorteile gegenüber Flachbildschirmtechnologien, wie z. B. bessere Farbsättigung, bessere Reaktionszeit und bessere Unterstützung für Multi-Sync-Auflösungen, aber die jüngsten Fortschritte in der Flachbildschirmtechnologie haben die meisten davon geschlossen of Lücken.

Dennoch gibt es Leute, die CRTs für klassische Computer- und Videospielanwendungen bevorzugen, da CRTs die zu dieser Zeit beabsichtigten Anzeigetechnologien waren. Es gibt drei Hauptgründe, warum CRTs für Retrogaming oft besser sind als Flachbildschirme.

Ein Packard-Bell-PC mit einem CRT-Monitor, auf dem Commander Keen läuft.
Benj Edwards

Der erste Grund ist, dass CRTs die seltsamen, nicht standardmäßigen Bildschirmauflösungen alter Spielkonsolen besser verarbeiten als moderne digitale Bildschirme. Bei Verwendung mit modernen HDTVs können alte Spielekonsolengrafiken gestreckt, verwaschen, gezackt oder verschwommen aussehen. Aber wenn man es auf einer Vintage-CRT betrachtet, ist alles klar und richtig proportioniert.

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Zweitens funktionieren einige Videospielzubehörteile, wie zum Beispiel Lichtpistolen, nur mit CRT-Displays. Du kannst nicht Nintendos spielen Entenjagd auf einem HDTV mit einer Original-Lichtkanone, da die Technologie perfekt synchron mit dem Videosignal-Timing einer CRT arbeitet.

Drittens können die visuellen Artefakte, die erzeugt werden, wenn Bilder auf einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden, als Teil des ursprünglich beabsichtigten Kunststils einiger Videospiele betrachtet werden. Tatsächlich nutzten einige Spiele die Eigenschaften eines NTSC-Signal oder die Kathodenstrahlröhre selbst, um Farben zu mischen oder die Illusion von mehr Tiefe, Schattierung und Transparenz zu erzeugen, als dies bei einem pixelperfekten Display der Fall wäre. (Exzellente Beispiele dafür finden Sie unter dieser tiefe Thread auf Twitter.)

Ein Vergleich eines Shining Force-CD-Porträts auf einem Emulator mit einem CRT-Fernsehgerät.
Ein Porträt von Shining Force-CD (Sega CD) wie in Emulator (L) vs. CRT (R) Ausgabe zu sehen. Beachten Sie den Unterschied im Anzeigeverhältnis sowie die Farbschattierung. Benj Edwards

Die meisten dieser positiven grafischen Artefakte gehen verloren, wenn moderne Spiele in pixelgenauen Formaten durch Emulatoren oder auf modernen digitalen Displays präsentiert werden. Sie verlieren die Farbmischung und das Seitenverhältnis kann auch falsch sein, da nicht alle Pixel quadratisch sein sollten.

Mit CRTs auf der Liste der gefährdeten Arten gibt es etwas Angst dass wir den Kontakt zu dieser wichtigen Technologie des 20. Jahrhunderts endgültig verlieren. Aber wenn es um vermeintlich veraltete Technologie geht, rechnen Sie nichts für immer aus. Schau einfach auf der erfolg von vinyl und der Unmögliches Projekt, die Polaroid-Sofortbildfilm wieder in Produktion brachte.

Eines Tages werden CRTs vielleicht wieder für Boutique-Anwendungen auf dem Vormarsch sein, aber bis dahin liegt es an den Technikern von heute, Beispiele dieser kulturell wichtigen Display-Technologie am Leben zu erhalten, damit zukünftige Generationen sehen können, wie sie funktioniert.

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