Pourquoi le balayage CRT entrelacé n'a-t-il pas été fait d'avant en arrière?

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J'étudiais la numérisation d'anciens écrans CRT et la stratégie d'entrelacement pour la vidéo, et j'ai commencé à me demander quelque chose.

Le processus de numérisation raster est allé de haut en bas sur les lignes impaires, puis de nouveau en haut pour raster les lignes paires. Il y a donc un intervalle de suppression vertical pour renvoyer le faisceau d'électrons en position haute.

Pourquoi la conception initiale du scan vertical CRT n'a-t-elle pas été faite de telle sorte que le scan vertical se fasse de haut en bas sur les lignes impaires et de bas en haut sur les lignes paires, annulant ainsi le besoin de suppression verticale? Il faudrait bien entendu que le signal des lignes paires soit inversé.

crt

— Stefano Borini
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Je ne suis pas tout à fait sûr que votre proposition éliminerait le besoin de suppression verticale (même si cela le réduirait peut-être?) ... Mais peut-être que quelqu'un qui comprend mieux le fonctionnement des tubes cathodiques peut développer cela.

— marcelm

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excellente question de conception de système

— analogsystemsrf

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une idée similaire, en utilisant une déflexion horizontale triangulaire au lieu de dents de scie, la direction horizontale du faisceau serait inversée toutes les deux lignes de balayage, éliminant ainsi le besoin d'un retour en arrière horizontal. Je suppose que la précision pour obtenir une telle image parfaitement alignée n'était pas possible à l'époque.

— dlatikay

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L'entrelacement CRT a été fait pour obtenir le meilleur équilibre entre le taux de désintégration du phosphore et le taux de rafraîchissement. Chaque point luminophore a, en effet, une demi-vie d'intensité qui détermine son taux de désintégration.

Sans entrelacement, la demi-vie devrait être de l'ordre de 1/25 seconde (Europe) et cela aurait un scintillement notable car il est à la limite de la détection du scintillement humain. De plus, le taux de décroissance plus long requis provoquerait un flou sur le mouvement de l'image. En entrelaçant dans la façon dont nous le faisons, chaque zone de l'écran est mise à jour toutes les 1/50 secondes. Cela réduit le scintillement et permet d'utiliser un phosphore de décroissance plus court, ce qui à son tour réduit le flou de mouvement.

Faire ce que vous suggérez résulterait en une image lavant de haut en bas de l'écran, alternant une imagerie de haute et basse intensité en haut et en bas avec une intensité raisonnablement uniforme au milieu. Les non-entrelacés seraient probablement meilleurs et moins problématiques.

La vidéo entrelacée de Wikipedia déclare:

La vidéo entrelacée (également connue sous le nom de balayage entrelacé) est une technique permettant de doubler la fréquence d'images perçue d'un affichage vidéo sans consommer de bande passante supplémentaire. Le signal entrelacé contient deux champs d'une image vidéo capturés à deux moments différents. Cela améliore la perception du mouvement pour le spectateur et réduit le scintillement en tirant parti du phénomène phi.

Les gars ont bien compris quand ils l'ont entrelacé comme ils l'ont fait.

Prime:

Voir Comment fonctionne un téléviseur au ralenti par les gars de Slow-Mo pour une super analyse.

— Transistor
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Eh bien, vous auriez toujours un entrelacement. Juste qu'au lieu d'aller en haut -> en bas, en haut -> en bas, vous iriez en haut -> en bas, en bas -> en haut. Le signal vertical serait une onde triangulaire au lieu d'une dent de scie.

— Stefano Borini

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@StefanoBorini Non, en haut et en bas de la numérisation, l'écran serait rafraîchi deux fois de suite, suivi d'un vide tandis que tout le reste était rafraîchi deux fois. Vous n'obtiendrez qu'un entrelacement efficace au milieu de l'écran.

— alephzero

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@StefanoBorini: relisez mon troisième paragraphe. J'ai essayé d'expliquer le problème. Pour une intensité uniforme sans scintillement, vous devez rafraîchir chaque zone de l'écran à intervalles égaux. Votre système ne fait pas cela.

— Transistor

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L'entrelacement, comme cela a été fait, ne "réussissait" que si le signal était limité en bande de manière appropriée dans le sens vertical, par exemple par l'optique. Au fur et à mesure, l'aliasing était / est nauséeux.

— R ..

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Ma pensée initiale à la lecture de la question était qu'obtenir des passes ascendantes et descendantes pour être correctement alignées ne serait pas pratique, mais vous rencontrez en fait un problème encore plus important. Si l'alignement n'était pas un problème, un balayage horizontal pourrait être effectué bidirectionnellement pour réduire l'intervalle de suppression horizontal requis si l'on pulsait la tension de déviation verticale sur chaque ligne, ce qui ferait fonctionner l'alignement serait un tueur.

— supercat

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C'est pire que ce que Transistor suggère ... la forme d'onde de balayage a été générée par de simples circuits analogiques et était un segment d'une forme d'onde exponentielle et non pas une forme d'onde en dents de scie parfaitement linéaire. Il s'affaisserait donc au milieu.

Sur un bon téléviseur, il était raisonnablement linéaire, suffisamment bon pour que les erreurs ne soient pas évidentes. Cependant, si la trace contenait également des informations sur l'image, vous verriez des images doubles car l'affaissement placerait la ligne centrale sous le centre pendant la numérisation vers le bas, mais au-dessus pendant la numérisation vers le haut. Il serait assez évident que les deux exemplaires n'étaient pas au même endroit; vous verriez des images doubles dans la partie centrale de l'écran.

La télévision devait fonctionner avec des circuits imparfaits.

Lorsque la couleur est arrivée, même dans les conditions idéales de circuits de balayage identiques dans la même direction, c'était un mal de tête assez grand pour que toutes les couleurs s'alignent correctement. Il suffit de mentionner un "panneau de convergence" à un vieux temporisateur et de le regarder frissonner. C'était une carte de circuits imprimés remplie de réglages interactifs ...

— Brian Drummond
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Il n'y a aucune raison de penser que la forme d'onde était exponentielle. La déviation dans les téléviseurs est presque universellement magnétique, et une rampe de courant très linéaire peut être produite dans la bobine de déviation en lui appliquant une tension d'onde carrée. Mais vous avez raison d'obtenir que les analyses bidirectionnelles soient correctement alignées et entrelacées, ce qui est un énorme problème. Il est beaucoup plus facile d'utiliser une analyse unidirectionnelle, qui fait exactement la même chose à chaque fois.

— Dave Tweed

@Dave Tweed L'application d'une tension de fonction pas à pas à une inductance produit un signal de courant exponentiel, n'est-ce pas? Et appliquer une onde carrée, c'est comme appliquer une série de fonctions pas à pas, non? Voulez-vous simplement dire que l'exposant du signal actuel est négligeable, ou y a-t-il une certaine non-linéarité dans la réponse en échelon de la bobine de déviation qui affecte le signal actuel?

— Vaelus

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L'application d'une tension constante à une inductance idéale produira une rampe linéaire de courant. Avec une inductance réelle et une source de tension réelle, il existe une résistance et une capacité parasites qui entraînent un comportement non linéaire.

— Peter Green

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@ Dave, il y a une très bonne raison de le penser ... les générateurs de forme d'onde de balayage pour un téléviseur (405 lignes) montrant des oscillateurs de relaxation RC à l' aide triodes.Seen dans un recueil de données de la valve du Août 1939 ...

— Brian Drummond

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Et en tout cas, la tension "constante" sous charge des circuits des années 50 était probablement plutôt optimiste.

— Brian Drummond

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Intéressant mais cela compliquerait l'électronique du côté de la caméra et du téléviseur, et seules les lignes au centre de l'écran sont rafraîchies avec une période de temps égale et les lignes près du haut et du bas de manière inégale. C'est simplement plus simple et semble mieux de cette façon.

— Juste moi
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Les tubes cathodiques ont des luminophores qui diminuent d'intensité relativement rapidement afin de prendre en charge l'affichage d'images en mouvement (les tubes d'oscilloscope et les terminaux de texte ont tendance à utiliser des luminophores considérablement plus lents). Les images animées utilisaient 24 images / seconde mais n'avaient pas de problèmes de décroissance: à la place, un mécanisme passait à l'image suivante. Même alors, 24 Hz aurait été un peu scintillant, donc les projecteurs ont interrompu la lumière non seulement lors du changement d'images mais une fois de plus au milieu, ce qui rend la fréquence de scintillement 48 Hz.

La télévision a imité l'image animée en transférant des données d'image complètes à un taux de 24 Hz (arrondi à la moitié de la fréquence du réseau électrique CA) tout en "scintillant" au double du taux. Les téléviseurs n'avaient aucun type de stockage (il y a une certaine ligne de retard dans les téléviseurs couleur, mais ceux-ci sont venus beaucoup plus tard), il ne pouvait donc pas simplement répéter la même image qu'elle avait stockée sans que l'image ne soit à nouveau diffusée (comme les téléviseurs 100 Hz le font maintenant) . Au lieu de cela, les données devaient être envoyées une deuxième fois et il était plus judicieux d'utiliser la bande passante pour envoyer des lignes d'image entrelacées pour une meilleure correspondance de la résolution horizontale et verticale.

C'est en fait une astuce de synchronisation pour la suppression verticale et horizontale qui crée l'affichage entrelacé: l'électronique du téléviseur ne le traite pas particulièrement (et pourrait également afficher non entrelacé), c'est une conséquence de la façon dont les impulsions de suppression verticales et horizontales deviennent entrecoupées.

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Les premières images animées utilisaient souvent des fréquences d'images plus rapides; Je suppose que c'était avant que quelqu'un ne découvre que le fait de faire clignoter l'image deux fois par image produirait des résultats presque aussi bons que de faire clignoter des images individuelles au même rythme, tout en utilisant la moitié du film.

— supercat

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Vous auriez fini avec un scintillement important pour un, car vous ne rempliriez pas le cadre au même rythme sur tout l'écran.

Il y avait PAL, SECAM et des variantes de NTSC et PAL. Aucun de ces éléments n'irait de haut en bas, puis de bas en haut. Si vous faisiez cela, vous finiriez par dessiner tout le bas et le haut de l'écran, puis ce serait presque 1 / 60e de seconde avant qu'ils ne soient rafraîchis. Le centre de l'écran serait rafraîchi en 1 / 30ème de seconde en moyenne. Vous vous attendriez à voir le pire scintillement en haut et en bas du cadre en conséquence et le moins au centre.

Les champs affichés ne contiennent pas seulement des informations de localisation, mais aussi des informations de temps. Interlace était essentiellement un hack pour intégrer plus d'informations sans bande passante excessive. Vous devez vous rappeler que cette norme a été élaborée au milieu des années 1950. Assez impressionnant pour l'époque, et ils ont fait un travail remarquable, qui est maintenant absolument obsolète.

— Jimminy Doe
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Bienvenue à EE.SE. Je pense que vous avez obtenu votre 1 / 60e et 1 / 30e dos à l'avant.

— Transistor

Je ne pense pas, les deux dernières lignes de l'écran devraient être dessinées, puis redessinées dos à dos, ce serait un cadre complet (deux champs) avant que ces deux lignes soient redessinées. Il en irait de même pour les deux premières lignes.

— Jimminy Doe

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Le retour rapide (à partir de l'inversion du courant de culasse) a produit la haute tension (L di / dt) nécessaire pour le CRT. L est l'inductance de la bobine de déviation horizontale.

— John Reed
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