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Pixel und Bildschirme

Zunächst: Was ist ein Pixel? Ein Pixel ist ein Bildpunkt mit spezifischen Farbinformationen und physikalischen Eigenschaften. Und ein Pixel ist der kleinste Bestandteil eines Bildes oder Bildschirms.

Hier sehen Sie eine ein Pixel große rote Graphik:

Dass man ein Bild mit Hilfe von Punkten malen kann, kennen Sie aus dem Impressionismus - tausende von Punkten eines Bildes fügen sich zu einem Motiv, wenn man etwas weiter vom Bild weggeht oder die Augen zusammenkneift.

Was bei den Impressionisten eine Spielart der Maltechnik war, ist beim Bildschirm ein Muss: Bildpunkt für Bildpunkt werden die Bilder zusammengesetzt.

Wie gelangt nun aber das Bild auf den Bildschirm? Dazu erst einmal ein paar Informationen zu unterschiedlichen Bildschirmarten.

Arten von Bildschirmen

Am häufigsten vertreten sind (noch) so genannte CRT-Monitote (Cathodic Ray Tube - Kathodenstrahlröhren -, ähnlich dem althergebrachten Fernseher) und TFT-Monitore (mit Flüssigkristallen und Transistortechnik - thin-film transistor -, schick und flach). Aufgrund der völlig unterschiedlichen Technik ergeben sich erhebliche Unterschiede bei der Bilddarstellung.

CRT-Monitore

Funktionsweise: Mittels eines gebündelten Elektronenstrahls werden einzelne Punkte (Pixel) des Bildschirms zum Leuchten gebracht. Die Technologieen unterscheiden sich dabei im Detail. Üblich ist es, eigentlich drei Elektronenstrahlen zu verwenden - je einen für Rot, Grün und Blau. Dabei bilden drei (rot, grün, blau) phosphoreszierende Stoffe (also Stoffe, die nach einer Bestrahlung nachleuchten) auf dem Bildschirm ein Pixel, in dem die drei Farben dann "zusammengemischt" werden. Wer gute Augen und ein Vergrößerungsglas, kann versuchen, die einzelnen Bestandteile zu erkennen.

Die Größe der Pixel wird durch die physikalischen Parameter der Lochmaske des Bildschirms bestimmt (0,21 bis 0,29 mm), die die einzelnen Pixel von einander abgrenzt. Die Grenzen sind allerdings mit bloßem Auge nicht erkennbar. Der Elektronenstrahl tastet den Monitor horizontal und vertikal ab. Man kann es mit dem gewöhnlichen Schreibvorgang vergleichen (von links nach rechts und von oben nach unten), nur dass dabei jeder Punkt des Papiers zu beschreiben wäre.
Der Strahl tastet den kompletten Bildschirm 60 bis 120 mal pro Sekunde ab - ab einer Frequenz von 75 Hz empfindet man das Bild flimmerfrei.

Auflösung und Pixelanzahl: Obwohl jeder CRT-Monitor eine feste Bildschirmgröße hat (15, 17, 19, 21 Zoll usw.) und die Anzahl der darstellbaren Pixel durch die Größe der Löcher in der Lochmaske vorgegeben ist, ist es möglich, unterschiedliche Auflösungen in guter Qualität anzuzeigen. Das hängt mit der relativ freien Ansteuerung der Farbtripel (=Pixel) durch die Elektronenstrahlen zusammen. Außerdem ist es praktisch unmöglich, mit dem bloßen Auge ein Pixel von seinem Nachbarpixel zu unterscheiden. Übliche Auflösungen (=Anzahl der horizontalen und vertikalen Bildpunkte/Pixek) sind 800x600, 1024x768 und 1280x1024. Die Auflösung der ersten 14-Zoll-Monitore von 640x480 dürfte nur noch selten anzutreffen sein.

Flüssigkristallmonitore/TFT-Monitore

Funktionsweise: Diese Bildschirme sind großfächige elektronische Schaltungen aus Dünnschichttransistoren, die Flüssigkristallzellen mit unterschiedlichen Farbeigenschaften ansteuern. Drei Farbzellen (rot, grün, blau) bilden ein Pixel. Die Zellen leuchten jedoch nicht infolge eines Elektronenbeschusses, sondern lassen nur ein bestimmtes Spektrum der Hintergrundbeleuchtung passieren. Jede Farbzelle wird dabei von einem Transistor angesteuert. Ein Bildschirm mit einer nativen Auflösung von 1280x1024 besteht also aus knapp 4 Millionen Farbzellen und Transistoren. (Geht so ein Transistor kaputt, was bedeutet, dass er sich nicht mehr umschalten lässt, leuchtet er permanent in einer Farbe - oder bleibt dunkel. Man spricht dann von Pixelfehlern.)

Auflösung und Pixelanzahl: Ein 15-Zoll-TFT-Monitor mit einer Auflösung von 1024x768 besteht z. B. aus 786.432 Pixeln, wobei jedes Pixel etwa eine Seitenlänge von 0,29 mm hat. Es gibt eine Vielzahl von Transistoren unterschiedlicher Größe und Qualität und demzufolge auch eine Vielzahl von Bezeichnungen von Bildschirmformaten insbesondere im Laptopbereich. Generell gilt: Je kleiner die Transistoren umso höher die Auflösung.
Im Gegensatz zu CRT-Monitoren sind die einzelnen Pixel auf TFT-Monitoren bei genauem Hinsehen relativ gut erkennbar. Kleinere Auflösungen als die native werden in der Regel nur unter Qualitätsverlust dargestellt. Größere Auflösungen sind nicht möglich.