Datorskärmar

De flesta datorskärmar idag har bildproportionen (förhållandet mellan bredd och höjd) 16:9. Det innebär att det går 16 pixlar på bredden för var nionde pixel på höjden, eller att bredden är 1,78 gånger längre än höjden. Tidigare var det vanligaste bildförhållandet 4:3 (tänk gamla tjockskärmar med nästan kvadratisk bildyta). När 16:9-förhållandet lanserades kallades det widescreen, ett begrepp som sedan dess nästan försvunnit.

Ett bildförhållande som blivit vanligare är 21:9 (kallas även 2,37:1). 21:9-skärmar brukar kallas för ultrabreda skärmar och är generellt ganska stora. Det största användningsområdet för en ultrabred skärm är nämligen att ersätta två skärmar med en. I stället för att använda två skärmar bredvid varandra används en ultrabred för att slippa skarven mellan skärmarna. Många spel har även stöd för 21:9-proportioner.

Eftersom vi oftast sitter nära en datorskärm spelar upplösningen stor roll för hur vi upplever bilden. Upplösningen mäts med två siffor, till exempel 1920x1080. Den första siffran visar hur många pixlar skärmen har på bredden och den andra hur många pixlar skärmen har på höjden. Här följer några vanliga upplösningar och deras namn.

Hur ofta en skärm uppdaterar bilden mäts i hertz (Hz). En standardskärm uppdateras 60 gånger per sekund, alltså 60 Hz. Detta räcker för att bilden inte ska upplevas hackig vid normalt användande.

60 Hz brukar dock inte räcka vid snabba spel. Då vill spelaren ha en så hög bilduppdateringsfrekvens som möjligt. Av den anledningen finns skärmar som kan uppdatera bilden 120 eller 144 gånger per sekund. Högre bilduppdateringsfrekvens ger ett bättre flyt i bilden och mindre hackighet som resultat. Det finns även spelskärmar med uppdateringsfrekvens upp till 360 Hz.

Responstiden beskriver, något förenklat, hur lång tid det tar för varje pixel att ändra färg och mäts i millisekunder (ms). Ju snabbare pixlarna kan ändra sig, desto mindre blir eftersläpen. Eftersläps syns som skuggor och konturer efter ett objekt när det flyttas på skärmen.

Problemet med specifikationen är att responstiden skiljer beroende på hur pixeln ska ändras. Det tar olika lång tid att gå från vitt till svart som från ljusgrått till mörkgrått. Responstiden skiljer beroende på vilka förändringar som sker. Specifikationen säger därför inte så mycket om hur skärmen beter sig.

Många skärmar har eftersläpsreducering för att minska eftersläpen. Detta är normalt väldigt effektivt, men kan ge upphov till flimmer.

Den vanligaste paneltypen är TN-panelen (Twisted Nematic). Fördelarna med en TN-panel är att den är billig att tillverka och att den generellt har mindre eftersläp än andra paneltyper. Många spelskärmar använder TN-paneler då det är relativt billigt att tillverka en TN-skärm med hög uppdateringsfrekvens och låga eftersläp.

Nackdelen med en TN-panel är framförallt betraktningsvinklarna och färgerna. Färgerna på en TN-panel förändras mycket beroende på vinkel. Det gör att bilden aldrig blir likadan över hela skärmen. TN-skärmar använder dessutom ofta ett lågt färgdjup (6-bitars).

Där TN-panelen har sina svagheter har IPS-panelen (In-Plane Switching) sina styrkor. IPS-paneler används där det finns höga krav på korrekta färger, till exempel vid bildbearbetning. IPS-paneler har mycket bra betraktningsvinklar som gör att färgerna är likadana oavsett vinkel (om inte vinkeln är extrem). Tidigare fanns inte IPS-paneler med hög uppdateringsfrekvens. Numera finns det IPS-baserade skärmar med uppdateringsfrekvenser hela vägen upp till 360 Hz.

IPS-panelerna har mer eftersläp än TN-paneler, och kostar mer att tillverka. IPS-paneler drar även mer ström vid samma ljusstyrka och är sällan lika ljusstarka som TN-paneler. Även om inte färgerna påverkas i vinkel påverkas svärtan (det svarta i bilden blir ljusare vid hög betraktningsvinkel, vilket kallas IPS-glow).

IPS-tekniken förekommer under många olika namn, till exempel PLS, AHVA och S-IPS. I grunden är det samma teknik, men utvecklad av olika företag.

VA (Vertical Alignment) är den tredje vanligaste paneltekniken. VA-paneler är vanliga på TV-apparater tack vare en hög kontrast (djup svärta). Tekniken ligger någonstans mittemellan TN och IPS på många punkter. VA-paneler är inte lika känsliga för breda betraktningsvinklar som TN, men inte lika bra som IPS. Färgerna är sämre än hos en IPS-panel, men bättre än hos en TN-panel.

VA-paneler finns med hög uppdateringsfrekvensen men de dras generellt med mer eftersläp än både TN och IPS. Även VA-tekniken har många namn som till exempel MVA, A-MVA och PVA.

OLED

En allt vanligare paneltyp som används både inom TV och Datorskärmar är OLED som står för Organic-LED. I en OLED-panel finns det inte någon bakgrundsbelysning som lyser genom ett färgfilter, utan varje pixel är sin egen ljuskälla. Detta leder till att du får perfekt svärta eftersom man helt enkelt stänger av de pixlar som ska vara svarta. Till skillnad från andra skärmtekniker för bättre svärta får man inte samma problem med glorior kring ljusa objekt på OLED-paneler.

OLED har sina egna problem dock, där det största är något som kallas ”inbränning”, vilket innebär att statiska objekt som visats på skärmen kan komma att stanna kvar. Detta fenomen kräver dock att objektet visats på skärmen upprepat över längre perioder, som tex logotypen från en nyhetskanal, eller mini-kartan i ett tv-spel, och de flesta tillverkarna har en del tekniker i skärmarna som ska minska inbränningsrisken.

En lösning på tearing är V-sync (vertikal synkronisering). Med V-sync väntar grafikkortet med att leverera bilden till skärmen tills skärmen ska uppdateras igen. Det gör att skärmen och grafikkortet alltid är i synk. Nackdelen är att uppdateringsfrekvensen kan bli mycket lägre. Om grafikkortet inte kan rendera 60 bildrutor per sekund sänks uppdateringsfrekvensen till 30 Hz och bilden upplevs hackig.

V-sync fungerar bäst när grafikkortet levererar högre FPS än skärmens uppdateringsfrekvens. Om grafikkortet renderar färre FPS sänks uppdateringsfrekvensen. Av denna anledning har AMD och Nvidia en funktion de kallar adaptiv V-sync som stänger av V-sync om grafikkortets FPS understiger skärmens bilduppdateringsfrekvens. Risken är då att tearing uppstår.

I stället för att anpassa grafikkortet efter skärmens uppdateringsfrekvens kan en anslutning använda adaptiv synkronisering. Det innebär att skärmen anpassar sig efter grafikkortet. Om grafikkortet kan rendera 70 bildrutor i sekunden uppdateras bilden på skärmen 70 gånger i sekunden, helt i synk med grafikkortet. Om antalet bilder per sekund förändras anpassas skärmens uppdateringsfrekvens.