- Un écran convertit des signaux électroniques en images
- Il est composé de pixels qui affichent des informations de couleur et de luminosité
- Il existe différents types de technologies d’affichage, comme les CRT, LCD et OLED
- Chaque technologie se distingue par son mode de source lumineuse et son principe de contrôle des pixels
- Il convertit des signaux numériques en signaux analogiques pour fournir des informations visuelles
Principe de fonctionnement d’un écran
- Un écran reçoit des signaux électroniques et les convertit en images visuelles
- Un affichage est constitué de milliers à plusieurs millions de pixels, et chaque pixel exprime différentes couleurs grâce à une combinaison RGB (rouge, vert, bleu)
- Autrefois, les CRT affichaient les images en stimulant des substances phosphorescentes à l’aide d’un canon à électrons
- Les écrans modernes comme les LCD et OLED utilisent respectivement des molécules de cristaux liquides et des pixels auto-émissifs
- Les LCD nécessitent un rétroéclairage, tandis que dans les OLED, chaque pixel émet sa propre lumière
Pixels et traitement du signal
- Pour une image, des signaux de pixels sont transmis à chaque coordonnée (ligne, colonne) de l’écran
- Les pixels déterminent leur couleur et leur luminosité en fonction du signal numérique reçu
- Le chipset graphique à l’intérieur d’un ordinateur ou d’un smartphone génère les signaux adaptés au format d’affichage
Types d’affichage et différences
- CRT : volumineux et énergivore, mais avec un temps de réponse rapide
- LCD : fin et économe en énergie, utilise une source lumineuse et des filtres
- OLED : encore plus fin et capable d’offrir un contraste élevé. Chaque pixel émet directement sa propre lumière
Résumé
- Un écran produit des images grâce à un processus complexe de conversion du signal et à des technologies de contrôle des pixels
- Selon les différents modes d’affichage, le principe de fonctionnement ainsi que les avantages et inconvénients varient
- L’objectif de l’ensemble du processus est, au final, de transformer des signaux électroniques en informations visuelles
1 commentaires
Commentaires sur Hacker News
Cet article contient des formulations techniquement ambiguës qui peuvent passer inaperçues, mais qui, à strictement parler, sont incorrectes et risquent d’induire une mauvaise compréhension
J’ai apprécié qu’il soit mentionné en quoi l’IPS (PLS) et le VA diffèrent de l’ancien TN
Mais là encore, aussi bien les LCD que les OLED mettent à jour la tension stockée dans les cellules approximativement ligne par ligne (par exemple, pour les OLED, le GIP utilise environ 5 cycles d’horloge pour corriger la tension d’offset des transistors internes)
J’ai personnellement trouvé dommage qu’il n’y ait aucune mention du « circular polarizer » des OLED
Même si les Quantum Dot OLED passent aux filtres colorés, la raison pour laquelle les noirs des appareils OLED mobiles sont si profonds est le circular polarizer
Il n’a pas non plus été question du motif de sous-pixels « pentile RGGB », majoritaire sur les OLED mobiles (utilisé sur plus de 50 % des appareils)
Récemment, les OLED évoluent vers des structures en pile « tandem » pour augmenter la luminosité et réduire la densité de courant, mais pas vers un motif de sous-pixels latéral en plan biseauté
La grande caractéristique des écrans à matrice active (et aussi à matrice passive), c’est que sur un écran m x n, il suffit de m+n lignes de signal pour accéder aux pixels
Pour changer la couleur d’un pixel donné, un signal est envoyé sur les lignes correspondant à sa rangée et à sa colonne pour le sélectionner, puis une autre ligne transmet la valeur réelle
Avec une telle structure, il est impossible de contrôler tous les pixels simultanément ; sinon, il faudrait des millions de lignes de commande
Le diagramme présenté au début était déjà à lui seul suffisant et très clair
Les petits sons « pop » et « bip » lors du zoom avant/arrière sur l’image étaient aussi amusants que de manipuler un jouet à bulles
Il y a même du son ajouté à la règle graduée sur la droite
Je trouve que c’est une page vraiment superbe
Et la landing page https://www.makingsoftware.com/ continue elle aussi à proposer de nouvelles choses
C’est un résultat vraiment d’une grande propreté
J’ai le sentiment que si Dan écrivait les manuels de sciences et de mathématiques pour tous les niveaux scolaires, le monde serait meilleur pour les élèves en difficulté
C’est un communicateur extrêmement talentueux
Cela m’a rappelé l’excellent travail de Bartosz Ciechanowski
https://ciechanow.ski/archives/
Je voudrais moi aussi ajouter mes félicitations et mes remerciements
Des graphismes et des explications clairs, compréhensibles même pour un semi-spécialiste, forment ici une plateforme pédagogique très puissante
Je trouve que c’est un projet vraiment formidable
Je souhaite beaucoup de succès à l’auteur
Cela faisait très longtemps que je ne m’étais pas abonné à une newsletter
Les écrans CRT étaient vraiment, même parmi les technologies analogiques, bien plus impressionnants que leurs successeurs numériques
Il y a littéralement un canon à rayons, autrement dit un accélérateur de particules, dans le moniteur pour produire l’image que je regarde
Le fait que chaque pixel conserve son propre état grâce à un transistor et un condensateur donnait à lui seul l’impression que le procédé de fabrication relevait de la magie
À une époque, les pixels morts étaient un gros problème sur les LCD, mais cela fait déjà plus de 20 ans que je n’en garde presque plus le souvenir
Le CRT reste encore aujourd’hui un appareil un peu magique
L’image n’existe pas réellement ; c’est une illusion complète
Si l’œil humain fonctionnait à la vitesse des électrons, on verrait un point extrêmement lumineux tracer sans cesse un motif raster
On peut réellement observer cela dans une vidéo YouTube de « The Slow Mo Guys »
https://youtu.be/3BJU2drrtCM?t=190
Cette vidéo au ralenti peut être légèrement trompeuse
En réalité, le phosphore du CRT reste lumineux pendant un certain temps, donc une grande partie de l’image est toujours visible
Le problème vient du fait que l’exposition de la vidéo a été réglée sur les zones trop lumineuses, ce qui a assombri le reste
Les pixels ou le phosphore ont une certaine persistance, donc il est difficile de parler d’une illusion totale
Au final, la vision humaine intègre l’image image par image
Il y a aussi l’entrelacement
J’ai lu récemment quelque chose d’intéressant selon lequel la « fréquence d’intégration des images » diminuerait avec l’âge, mais je ne sais pas si c’est vrai
Quand la télévision est apparue, j’ai trouvé fascinant d’apprendre que le faisceau de balayage du téléviseur et celui de la caméra étaient parfaitement synchronisés dans tout le pays
J’avais l’impression que la caméra contrôlait directement ma télévision
Personnellement, l’aspect le plus mystérieux du CRT reste le rendu des couleurs
Je ne comprends toujours pas vraiment la structure du shadow mask
Il y a des trous alignés sur chacun des trois canons à électrons, et chaque faisceau semble, d’une manière ou d’une autre, n’atteindre que les points de phosphore qui lui correspondent exactement
Et le plus étonnant, c’est que même si les faisceaux sont déviés par des bobines, ceux des trois canons ne semblent pas interférer entre eux
On dit que « c’est une illusion », mais en réalité la vision elle-même est fondamentalement une illusion
Je conteste l’usage des termes « pixel » et « sous-pixel » pour les CRT
Un CRT affiche en réalité des « lignes de balayage » et non des « pixels »
Chaque ligne correspond à un signal analogique dont la tension varie en continu, si bien que la résolution dépend des performances du DAC et du matériel interne du CRT
Et il n’existe pas de correspondance 1:1 entre cette notion de « pixel » et les véritables points de phosphore (points de couleur)
Même un signal RVB numérique n’est pas strictement numérique à l’intérieur d’un CRT
Pour chaque canal de couleur, on ne spécifie que des tensions d’activation et de désactivation ; le fonctionnement n’est donc pas entièrement « numérique » (il peut aussi y avoir une broche d’intensité distincte)
Le canon à électrons lui-même ne réagit pas instantanément avec une vitesse infinie
Les véritables écrans numériques grand public n’ont vraiment été possibles qu’à l’époque des LCD, du DVI et du HDMI
Même les CRT HD analogiques pouvaient accepter ce type de signal numérique
Je l’avais choisi parce qu’il avait un port VGA et qu’il était annoncé comme compatible avec une résolution de 640x480
En pratique, je pouvais sélectionner du 848x480 sur l’ordinateur, et cela fonctionnait parfaitement, ce qui m’avait ravi
À l’époque, une telle résolution suffisait largement pour naviguer sur le web
Au début, j’ai cru que cet article parlait du programme terminal
screen(le multiplexeur de terminal)Moi aussi, j’ai vraiment hésité à 50/50
Cela dit, le code source de screen est assez facile à lire et, pour du code Unix, plutôt bien commenté
Les noms de fonctions permettent réellement de comprendre ce qu’elles font
Moi aussi, je l’ai lu comme ça
J’ai un stéréomicroscope sur mon bureau, alors j’ai observé un Pixel 9 avec un grossissement de 100x (oculaire 10x x objectif 10x)
Si je bouge légèrement la tête, l’image se déplace sur ma rétine ; le bleu se déplace plus vite, le rouge presque pas du tout, et le vert se situe quelque part entre les deux
Sur le papier, les LCD ont beaucoup de défauts, mais en pratique la technologie LCD moderne pour téléviseurs atteint un niveau vraiment remarquable
Bientôt, une combinaison de rétroéclairage LED RGB et de dalle WHVA+ pourra offrir des angles de vision larges comparables à l’IPS, plus de 95 % de l’espace colorimétrique REC 2020, ainsi qu’un temps de réponse de 1 à 2 ms
Les OLED bleus phosphorescents réduiront de 20 à 30 % la consommation énergétique des écrans OLED actuels
Mais il semble qu’il reste encore un long chemin avant une adoption massive de cette technologie dans les téléphones et les appareils grand public
En général, c’est souvent au moment où une technologie est en train d’être remplacée qu’elle atteint ses meilleures performances
Cela a été le cas des tubes à vide, des CRT, des disques optiques, de la pellicule, etc.
Il arrivait même qu’une technologie mature de l’ancienne génération soit supérieure sous plusieurs aspects aux premières versions de la nouvelle
Mais l’OLED a réellement trop d’avantages sur des points essentiels
Une consommation bien plus faible, l’absence de rétroéclairage, donc une structure plus fine et plus légère, etc.
Même ce type d’innovation n’aide pas beaucoup à corriger les défauts fondamentaux du LCD, à savoir un faible contraste et une consommation d’énergie relativement élevée
À cause des limites structurelles du rétroéclairage, ces points resteront toujours des faiblesses face aux écrans auto-émissifs
Si l’on regarde un LCD avec une loupe, on peut voir directement le motif des sous-pixels
Il y a des décennies, j’ai participé à la recherche sur une énorme machine qui fabriquait directement des filtres de couleur pour LCD
Les illustrations sont vraiment impressionnantes et très bien réalisées
J’ai envoyé un e-mail à l’auteur pour lui demander quels outils il utilisait, mais je n’ai pas encore reçu de réponse
« Les illustrations sont dessinées à la main directement dans Figma. Il n’y a pas de secret particulier ; le travail est aussi complexe qu’il en a l’air »