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Monitor


Der Monitor gibt die von der Grafikkarte berechneten Bilder aus. Für jedes Einsatzgebiet (z.B. Büro/Freizeit, professionelle Grafikbearbeitung/Desktop-Publishing, PC-Spiele oder Filme) gibt es Monitore in unterschiedlichen Größen und Ausführungen.
Aufbau und Funktionsweise

Der Bildschirm eines Monitors*, auch Panel genannt, besteht aus vielen einzelnen Bildelementen (engl. PIcture ELements, auch PIxEL genannt), die zu einer Matrix aus m Zeilen und n Spalten angeordnet sind. Jedes Bildelement besteht aus jeweils drei Teilbildelementen (auch Subpixel oder Zellen) in den Grundfarben Rot, Grün und Blau (s.Abb.). Diese sind so eng nebeneinander angeordnet, dass sie bei größerer Enfernung zu einem farbigen Bildpunkt verschmelzen. Durch unterschiedliche Intensität der einzelnen Farbanteile können Millionen verschiedener Farbwerte erzeugt werden. Je nach Art der Ansteuerung der einzelnen Bildzellen unterscheidet man zwei Anzeigetypen:

Passiv-Matrix-Anzeige

Be diesem mittlerweile veralteten Anzeigetyp sind die einzelnen Bildzellen über ein Netz aus horizontalen und vertikalen Leiterbahnen miteinander verbunden. Über die horizontalen Leitungen wird zuerst die Zeile aktiviert, in der sich die Zelle befindet. Anschließend wird durch Anlegen einer Spannung an die entsprechende vertikale Leitung die Helligkeit der Zelle verändert. Damit die Flüssigkristalle im Zeitverlauf nicht wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, müssen die Zellen regelmäßig aufgefrischt werden. Aus diesem Grund haben Passiv-Matrix-Anzeigen eine relativ hohe Reaktionszeit.

Aktiv-Matrix-Anzeige

Bei diesem Anzeigetyp ist jede einzelne Bildzelle mit einer Schaltung aus einem speziellen Transistor (TFT = Thin Film Transistor, engl. für Dünnfilmtransistor) und einem Kondensator verbunden, der den aktuellen Helligkeitswert der Zelle speichert. Da es sich hierbei um aktive Bauelemente handelt, wird dieser Aufbau auch als Aktiv-Matrix bezeichnet. Im Gegensatz zur Passiv-Matrix-Anzeige kann jede Zelle direkt angesprochen werden. Dadurch sind die Reaktionszeiten viel geringer als dei Passiv-Matrix-Anzeigen. In modernen Bildschirmen findet man deshalb ausschließlich diesen Anzeigetyp.

*Bildschirm und Monitor werden oft synonym verwendet. Streng genommen bezeichnet man als Monitor die Gesamtheit von Bildschirm, Gehäuse, Ständer, Steuerungselektronik, Netzteil und Anschlusspanel.
LCD-/LED-Bildschirm

Der im PC-Bereich am weitesten verbreitete Bildschirmtyp ist der LCD-Bildschirm (LCD = Liquid Crystal Display). Das Funktionsprinzips dieses Bildschirmtyps beruht auf Flüssigkristallen, die beim Anlegen einer Spannung ihre Ausrichtung und damit auch die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts an die des elektrischen Feldes anpassen. Je nachdem, in welcher Richtung sich das Licht ausbreitet, wird es von Polarisationsfiltern entweder absorbiert oder durchgelassen. Als Lichtquelle dienen meistens weißleuchtende Leuchtdioden (LEDs), weshalb Flüssigkristall-Bildschirme auch häufig als LED-Bildschirme bezeichnet werden. Es gibt verschiedene Arten von LCD-Panels:

TN (Twisted Nematic, engl. für nematische Drehzelle)

Die Teilbildelemente sind in Form sogenannter TN-Zellen ausgeführt. Diese bestehen aus einer Schicht Flüssigkristallen, die zwischen zwei hauchdünnen Glasplatten angeordnet ist, die mit um 90° zueinander verdrehten Polarisationsfiltern beschichtet sind. Die Glasplatten sind jeweils zusätzlich mit einer Elektrodenschicht überzogen. Da die Flüssigkristalle um den gleichen Winkel verdreht ausgerichtet sind wie der zweite Polarisationsfilter, ist die Zelle ohne angelegte Spannung lichtdurchlässig, also transparent. Sobald aber eine Spannung angelegt wird, wird die Verdrehung aufgehoben und die Flüssigkristalle richten sich schließlich senkrecht zu den Glasplatten aus. In diesem Zustand lässt der Plarisationsfilter kein Licht mehr passieren. Je größer die angelegte Spannung, desto weniger Licht gelangt durch die Zelle hindurch.

IPS (In-Plane Switching, engl. für "auf einer Ebene schaltend")

Bei dieser Ausführung sind die Teilbildelemente ähnlich wie TN-Zellen aufgebaut, allerdings befinden sich die Elektroden auf derselben Glasplatte, also auf einer Ebene. Aus diesem Grund richten sich die Flüssigkristalle nicht senkrecht, sondern parallel zu den Glasplatten aus.

Verwandte Technologien: PLS (Plane-To-Line Switching), AHVA (Advanced Hyper Viewing Angle)

VA (Vertical Alignment, engl. für vertikale Ausrichtung)

Der Unterschied zur TN-Zelle liegt, wie der Name bereits verrät, in der Ausrichtung der Flüssigkristalle: Im Ruhezustand sind diese stets senkrecht zu den Glasplatten ausgerichtet und lassen kein Licht hindurch. Sobald eine Spannung angelegt wird, richten sich die Flüssigkristalle parallel zu den Glasplatten aus - die Zelle wird transparent. Ein VA-Zelle verhält sich also genau umgekehrt wie eine TN-Zelle: Je größer die angelegte Spannung, desto mehr Licht kann die Zelle passieren.
Bei der verbesserten Variante MVA (Multi-domain VA) ist die Zelle in mehrere Bereiche, sog. Domänen, unterteilt. In jeder Domäne sind die Flüssigkeitskristalle anders ausgerichtet. Dadurch wird der Betrachtungswinkel der Zelle vergrößert.

Verwandte Technologien: S-PVA (Super Patterned VA), AMVA (Advanced Multi-domain VA)
LED-Dimm-Techniken

LCD-Bildschirme mit LED-Hintergrundbeleuchtung haben den Nachteil, dass sie keinen komplett dunklen Schwarzwert (engl. black level) darstellen können, weil die Flüssigkristallzellen stets einen Teil des Lichts durchlassen. Deshalb haben sie im Vergleich zu anderen Bildschirmtypen nur ein relativ kleines Kontrastverhältnis. Um den Kontrast des Bildes zu verbessern, werden verschiedene Dimm-Techniken (dimmen =  abdunkeln) eingesetzt.

Globale Dimmung

Die Stärke der Hintergrundbeleuchtung wird automatisch an die allgemeine Helligkeit des aktuellen Bildes angepasst. Dabei wird das gesamte Bild heller oder dunkler. Das hat den Nachteil, dass etwa in hell beleuchteten Szenen auch die im Dunkeln liegenden Bereiche heller werden.

Lokale Dimmung

Die Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms ist in mehrere Zonen eingeteilt, die unabhängig voneinander gedimmt werden können. Durch die lokale Abdunkelung einzelner Bildbereiche kann ein besseres Kontrastverhältnis hergestellt werden.

Bauformen

Die technische Umsetzung hängt von der Bauform der Hintergrundbeleuchtung ab::

  • Direct-LED: Die LEDs sind über die gesamte Fläche des Bildschirms verteilt. Diese Lösung ist zwar teurer, liefert aber ein gleichmäßiger ausgeleuchtetes Bild.

  • Edge-LED: Die LEDs sind seitlich am Rand des Bildschirms befestigt und auf die Mitte gerichtet. Diese Bauform ermöglicht flachere und billigere Bildschirme, die aber eine ungleichmäßige Hellgkeitsverteilung aufweisen: Die Bildbereiche am Rand sind etwas heller als die in der Mitte.
OLED-Bildschirm

OLED- oder AMOLED-Bildschirme (AM = Aktiv-Matrix) sind im PC-Bereich aufgrund des sehr hohen Preises noch sehr selten anzutreffen. Bei diesem Bildschirmtyp bestehen die einzelnen Zellen aus organischen Leuchtdioden (Organic Light Emitting Diodes). Eine OLED besteht aus mehreren Schichten organischen Materials, die zwischen zwei Elektroden (Kathode und Anode) angeordnet sind. Eine wesentliche Rolle spielen die Emitterschicht (Emitter Layer, EL), die einen organischen Farbstoff enthält, und die Lochleitungsschicht (Hole Transport Layer, HTL). Sobald eine elektrische Spannung angelegt wird, werden von der Kathode Elektronen (negative Ladungsträger) in die Emitterschicht eingebracht, während die Anode Löcher (positive Ladungsträger) in die Lochleitungsschicht injiziert.  Wenn sich Elektronen und Löcher vereinigen, senden sie Photonen aus, welche die in der Emitterschicht enthaltenen Farbstoffmoleküle zum Leuchten bringen. Der Einsatz organischer Leuchtdioden ermöglicht flachere und energiesparendere Bildschirme, da sie im Gegensatz zu Flüssigkristallzellen weder Hintergrundbeleuchtung noch Farbfilter benötigen.
Bildschirmtypen im Vergleich
Technische Merkmale

Bildschirmdiagonale

Die Bildschirmdiagonale gibt die Diagonale des sichtbaren Bildes in Zoll (1 Zoll = 2,54 cm) an. Die meisten PC-Monitore haben Bildschirmdiagonalen von 19 bis 28 Zoll.

Auflösung

Die Auflösung bestimmt, aus wie vielen Zeilen und wie vielen Spalten der Bildschirm besteht. Je höher die Auflösung, desto feiner und detailreicher erscheint das Bild. Die am weitesten verbreiteten nativen Bildschirmauflösungen sind 1920x1080 (FullHD), 2560x1440 (WQHD = Wide Quad HD) und 3840x2160 (U(tra)HD oder 4K). Ein Bildschirm kann zwar verschiedene Auflösungen bzw. Auflösungsmodi anzeigen, da die Bildelemente aber in einem festen Raster angeordnet sind, wird das Bild unscharf dargestellt, wenn der Bildschirm nicht mit der Auflösung des Rasters (auch native Auflösung) betrieben wird.

Bildwiederholungsrate

Die Bildwiederholungsrate oder -frequenz wird in Hz (Hertz) angegeben und bestimmt, wie viele Einzelbilder der Bildschirm pro Sekunde ausgeben kann. Je höher diese ist, desto weicher und flüssiger kann der Bildschirm schnelle Bewegungen darstellen. Die Bildwiederholungsrate eines Standardmonitors beträgt 60 Hz, für Spiele optimierte Bildschirme unterstützen sogar bis zu 240 Hz. Von der Bildwiederholungsrate ist auch die Reaktionszeit des Bildschirms abhängig: Je höher die Bildwiederholungsrate, desto niedriger ist die Reaktionszeit. Ein Bildschirm, der 60 Einzelbilder pro Sekunde (60 Hz) darstellen kann, hat z.B. eine Reaktionszeit von 1/60 s, das entspricht 0,01667 s oder 16,67 ms.
Die Bildwiederholungsrate des Bildschirms sollte immer mit der Bildrate der Grafikkarte übereinstimmen, da es sonst zu Darstellungsfehlern wie "zerissenen" Bildern (engl. Tearing) oder stockenden, ungleichmäßigen Bewegungen (engl. Stuttering) kommen kann. Zur Synchronisation von Grafikkarte und Bildschirm gibt es verschiedene Techniken:

  • V-Sync (Vertikale Synchronisation) ist ein rein softwarebasiertes Verfahren, das keinen speziellen Monitor erfordert. Wenn V-Sync in der entsprechenden Anwendung aktiviert ist, wird die Bildrate der Grafikkarte auf die Bildwiederholungsrate des Monitors eingestellt, auch wenn die Grafikkarte mehr Bilder pro Sekunde berechnen kann. Dadurch treten zwar weniger Darstellungsfehler auf, aber Bewegungen werden nicht mehr so flüssig dargestellt. Außerdem führt V-Sync zu einer spürbaren Verzögerung von Eingaben (engl. input lag).
  • AMD FreeSync und NVidia G-Sync sind hardwarebasierte Techniken, die sowohl vom Monitor als auch von der Grafikkarte unterstützt werden müssen. Diese sorgen dafür, dass sich die Bildwiederholungsrate des Monitors dynamisch an die aktuelle Bildrate der Grafikkarte anpasst. Wenn die Grafikkarte beispielsweise aktuell nur eine Bildrate von 49 Bildern pro Sekunde liefern kann, senkt auch der Monitor seine Bildwiederholungsrate auf 49 Hz.

Reaktionszeit

Die Reaktionszeit gibt entweder die Zeitdauer in Millisekunden (ms) an,

  • die eine Bildschirmzelle benötigt, um ihren Zustand zu wechseln (Reaktionszeit des Panels),
oder
  • die zwischen zwei Auffrischungszyklen des Bildes liegt (Reaktionszeit des Monitors)

In der Regel wird allerdings nur die Reaktionszeit des Panels angegeben. Je kürzer die Reaktionszeit, desto weniger verschwommen bzw. unscharf erscheinen schnelle Bewegungen. Dieser Effekt kann auch eintreten, wenn die Reaktionszeit des Monitors höher als die der Zelle ist. Vor allem in actionlastigen PC-Spielen sind niedrige Reaktionszeiten deshalb sehr wichtig. Es existieren zwei unterschiedliche Definitionen:

  • Die Grauwert-Reaktionszeit (engl. Grey-to-Grey, GtG) ist die durchschnittliche Zeitspanne, welche die Zelle zum Wechsel von einem Grauwert zu einem anderen Grauwert benötigt.

  • Die Reaktionszeit für Schwarz-Weiß-Wechsel (Black-White-Time, BWT) bestimmt die durchschnittliche Zeitspanne, die eine Zelle braucht, um vom schwarzen Zustand in den weißen Zustand und wieder zurück zu schalten.

Da in der Praxis nur selten ein Wechsel von Schwarz auf Weiß stattfindet, geben die Hersteller meist die Grauwert-Reaktionszeit (GtG) an. TN-Bildschirme liegen mit einer Grauwert-Reaktionszeit von 2 bis 3 ms an der Spitze, IPS-Bildschirme ordnen sich mit 5 bis 7 ms im Mittelfeld ein, während die VA-Bildschirme mit 8 bis 10 ms das Schlusslicht bilden. [Quelle]

Um die Reaktionszeit zu steigern, setzen die Hersteller sog. Overdrive-Technologien ein. Dabei werden die Zellen kurzfristig einer Überspannung ausgesetzt, um die Ausrichtung der Flüssigkristalle zu beschleunigen. Meistens muss diese Funktion im OSD-Menü (On-Screen Display) des Monitors zuerst aktiviert werden.

Blickwinkel

Bei LCD-Bildschirmen ist die Helligkeit des Bildes vom Blickwinkel abhängig. Je weiter man das Bild von der Seite aus betrachtet, desto dunkler erscheint es. Das liegt an einer besonderen Eigenschaft der Flüssigkristalle: Sie sind doppelbrechend, d.h. sie spalten das senkrecht zur optischen Achse einfallende Licht in zwei Teilstrahlen auf: Wenn das Licht allerdings parallel zur optischen Achse, also der Kipprichtung der Kristalle, einfällt, findet diese Aufspaltung nicht statt und die Zelle bleibt schwarz. Je weiter sich der Einfallswinkel des Lichts der optischen Achse der Flüssigkristalle nähert, desto dunkler wird die Zelle.

Der Blickwinkel ist der Sichtbereich, in dem Helligkeit und Kontrast innerhalb eines bestimmten Bereichs (1/10 oder 1/5 des Kontrastverhältnisses [Quelle]) bleiben, ausgehend von senkrechter Betrachtung. Typische Werte liegen zwischen 160° und 170°. Den größten Blickwinkel haben mit bis zu 178° IPS-Bildschirme, den kleinsten Blickwinkel besitzen TN-Bildschirme. [Quelle]

Farbtreue

Die Farbtreue bestimmt, wie originalgetreu der Monitor Farben darstellen kann und ist abhängig von der der Farbtiefe des Bildschirms. Diese wird in Bit angegeben und bestimmt die maximale Anzahl darstellbarer Farben. Ein VA-Bildschirm mit einer Farbtiefe von 8 Bit pro Subpixelfarbe (Rot, Grün und Blau) kann beispielsweise jede Farbe in 256 (2^8) verschiedenen Helligkeitsstufen darstellen. Das entspricht einer theoretisch darstellbaren Palette von etwa 16,7 Millionen Farben (2^8 x 2^8 x 2^8). Wie viele Farben ein Monitor innerhalb des sichtbaren Farbspektrums tatsächlich anzeigen kann, hängt vom Farbraum, auch Gamut genannt, ab. Am weitesten verbreitet sind der Standard-RGB- (sRGB) und der Adobe-RGB-Farbraum. Monitore, die den erweiterten Farbraum (Wide Color Gamut) unterstützen, können noch größere Farbräume darstellen. Wichtige Farbräume jenseits des sRGB-Farbraums sind der für digitale Fimprojektion und im Heimkino-Bereich genutzte DCI-P3-Farbraum und der für UltraHD-Fernsehgeräte bestimmte Rec.2020-Farbraum.
Gerade im Bereich der professionallen Grafikbearbeitung ist eine hohe Farbtreue wichtig. IPS--Bildschirme haben die höchste Farbtreue, da sie sogar Farbtiefen bis zu 10 Bit erreichen. Die geringste Farbtreue weisen TN-Bildschirme auf: Sie haben meist nur eine Farbtiefe von 6 Bit; alle nicht darstellbaren Farben müssen durch ein als Dithering bezeichnetes Verfahren nachgebildet werden. Dabei wird eine nicht darstellbare Farbe aus benachbarten Bildelementen mit ähnlichen Farben (aus der Palette der verfügbaren Farben) erzeugt. Bei einer anderen Form des Dithering, die als temporales Dithering oder als FRC (Frame Rate Control) bezeichnet wird, wechselt ein Bildelement jeweils zwischen zwei Annäherungswerten. Während beim normalen Dithering das Bild grobkörniger erscheinkt, kann temporales Dithering ein leichtes Flimmern verursachen.

Kontrastverhältnis

Das Kontrastverhältnis, auch als Kontrast- oder Dynamikumfang bezeichnet, gibt den relativen Unterschied zwischen der hellsten darstellbaren Farbe (Weiß) und der dunkelsten darstellbaren Farbe (Schwarz) des Bildschirms an. Je größer das Kontrastverhältnis, desto schärfer wirkt das Bild und desto brillanter erscheinen Farben. Ein Bildschirm mit einem Kontrastverhältnis von 1000:1 kann z.B. einen weißen Bildpunkt 1000-mal heller darstellen als einen schwarzen Bildpunkt. Bei LCD-Bildschirmen wird ein dynamisches Kontrastverhältnis angegeben, da diese Dimming-Techniken (engl. für Abdunkelung) einsetzen: Die Stärke der LED-Hintergrundbeleuchtung wird jeweils an die allgemeine Helligkeit des aktuellen Bildes angepasst. Dadurch wird zwar der Kontrast zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern vergrößert, nicht aber innerhalb eines Bildes. Aus diesem Grund ist das dynamische Kontrastverhältnis um ein Vielfaches höher als das statische Kontrastverhältnis. TN- und IPS-Bildschirme kommen auf ein dynamisches Kontratsverhältnis von 700:1 bis 1000:1. VA-Bildschirme erreichen mit mindestens 2000:1 ein doppelt so großes Kontrastverhältnis. [Quelle]
Ausstattungsmerkmale
Profil
Büro / Freizeit
Medien
Grafik / DTP
Spiele
Anschlüsse
DisplayPort, DVI-D*, USBHDMI, DisplayPortDisplayPortDisplayPort
Adaptive Synchronisation
(FreeSync/G-Sync)

Hoher Dynamikumfang (HDR)
Pivot-Funktion

Curved
* veraltet, nur für den Anschluss an ältere Grafikkarten
Anschlüsse

  • HDMI (High Definition Multimedia Interface) ist die Standard-Schnittstelle für sämtliche Geräte der Unterhaltungselektronik (Fernseher, Beamer, Spielekonsolen, DVD-/Blu-ray-Player, Set-Top-Boxen, Lautsprecher etc.). Sie unterstützt in der aktuellen Version 2.1 Ultra-HD-Auflösung bei max. 120 Hz, dynamisches HDR (High Dynamic Range) und variable Bildwiederholungsraten (VRR = Variable Refresh Rate). Mit Kompression sind auch sehr hohe Auflösungen bis hin zu 10K (horizontale Auflösung max. 10.000 Bildpunkte) möglich. Die Datenrate beträgt bei unkomprimierten Daten etwa 5,3 GB/s, die vom HDMI-Forum spezifizierte maximale Kabellänge liegt bei 10 m, kann aber durch entsprechend abgeschirmte Kabel verlängert werden.
  • DisplayPort (DP) ist eine von der VESA (Video Electronics Standard Association) hauptsächlich für Monitore geschaffene Schnittstelle. Im Gegensatz zu HDMI ist DisplayPort ein lizenzfreier Standard. In seiner aktuellen Version 2.0 unterstützt DisplayPort UltraHD-Auflösung bei bis zu 240 Hz, dynamisches HDR und variable Bildwiederholungsraten. Die Datenrate ist mit 9,69 GB/s auch aufgrund einer effizienteren Leitungskodierung höher als bei HDMI: Bei DP sind 128 Bits von 132 übertragenen Bits Nutzdaten (97%), bei HDMI sind nur 16 Bits von 18 Bits Nutzdaten (88,8%). So lassen sich Auflösungen bis zu 8K (entspr. 7620x4380 Bildpunkten) bei 120 Hz (Ultra-HD bei max. 240 Hz) darstellen. Bei HDMI ist dies nur durch Einsatz des verlustbehafteten Kompressionsverfahrens DSC möglich. Dafür ist die maximale Kabellänge auf 3 m begrenzt. Ein besonderes Merkmal von DisplayPort ist die Fähigkeit, mehrere Monitore an einem Anschluss gleichzeitig betreiben zu können (Multi-Stream Transport). Dies kann via Verteiler (Hub) oder Daisy-Chaining erfolgen. Als Daisy-Chain bezeichnet man die Reihenschaltung mehrerer Monitore. Voraussetzung dafür ist, dass der Monitor neben einem DisplayPort-Eingang auch einen DisplayPort-Ausgang besitzt.

Sowohl HDMI als auch DisplayPort können neben Video- auch Audiosignale übertragen. Grafikkarten mit HDMI- oder DP-Anschluss besitzen deshalb in der Regel einen eigenen HD-Audio-Chip. Aus diesem Grund verfügen auch viele Monitore über integrierte Lautsprecher, die seitlich oder am unteren Rand befestigt sind. Außerdem unterstützen beide Schnittstellen das Verschlüsselungssystem HDCP (High-bandwidth Digital Copy Protection), das verhindern soll, dass Video- und/oder Audiodaten illegal aufgenommen werden, sowie das Kompressionsverfahren DSC (Display Stream Compression), um höhere Auflösungen mit höheren Bildwiederholungsraten übertragen zu können.

  • DVI: Die Digital Visual Interface war die erste Standard-Schnittstelle zur gemeinsamen Übertragung analoger und digitaler Bildsignale. Sie wurde mittlerweile weitgehend durch die HDMI-Schnittstelle ersetzt. Einige Monitore besitzen zum Anschluss älterer Grafikkarten noch eine DVI-Schnittstelle, über die allerdings nur digitale Bildsignale übertragen werden können (DVI-D).

  • USB (Universal Serial Bus) ist die Standard-Schnittstelle für Peripheriegeräte wie Maus, Tastatur, Drucker oder externe Laufwerke. Viele Monitore stellen einen USB-Hub zur Verfügung, der ein USB-Signal auf mehrere einzelne USB-2.0- oder 3.0-Anschlüsse verteilt. Neben mehreren USB-Typ-A-Anschlüssen findet man oft auch einen USB-Typ-C-Anschluss. Dieser kann unterschiedliche Funktionen besitzen: USB-Stromversorgung (ermöglicht z.B. das Aufladen eines Notebooks), DisplayPort und/oder HDMI.

Pivot-Funktion

Die Pivot-Funktion ermöglicht es, den Bildschirm um 90 Grad zu drehen (engl. to pivat = schwenken). Bildschirminhalt und Seitenverhältnis werden dabei entsprechend angepasst. Dadurch können auch hochformatige Dokumente oder Bilder komplett dargestellt werden - lästiges Scrollen entfällt. In der Regel wird für diese Funktion keine spezielle Software benötigt, da diese bereits in der Steuerungssoftware der Grafikkarte enthalten ist.

Curved

Curved-Monitore haben einen gewölbten Bildschirm und sind extrem breit, wodurch der Sichtbereich erweitert wird und v.a. bei Spielen der Eindruck entsteht, man befände sich mittendrin im Geschehen.
Unterschiede zwischen AMD FreeSync und Nvidia G-Sync

Nvidias G-Sync und AMDs FreeSync basieren zwar auf demselben Funktionsprinzip, es gibt aber einige bedeutende Unterschiede:

  • G-Sync erfordert den Einbau eines speziellen Hardwaremoduls (der sogenannte "Scaler") von Nvidia in den Monitor. Außerdem müssen sich die Hersteller einem strengen Zertifizierungs- und Qualitätssicherungsprozess unterwerfen, der auch mit entsprechenden Kosten verbunden ist. FreeSync baut hingegen auf einem offenen Standard (VESA Adaptive-Sync als Bestandteil von DisplayPort 1.2a) auf; die Art der Umsetzung bleibt also weitgehend den Monitorherstellen überlassen. Es fallen keinerlei Lizenzkosten an. Aus diesem Grund sind FreeSync-Monitore in der Regel günstiger als entsprechende G-Sync-Modelle.

  • Im UHD-Modus unterstützt G-Sync höhere Bildwiederholungsraten als Freesync: Während normale FreeSync-Monitore nur maximal 60 Hz anzeigen können, beherrschen entsprechende G-Sync-Modelle bis zu 144 Hz.

  • Während G-Sync die Bildrate der Grafikkarte durch die maximal vom Monitor unterstütze Bildwiederholungsrate begrenzt. erlaubt FreeSync auch höhere Bildraten. Vor allem bei den grafisch anspruchsloseren eSports-Titeln mit hoher Bildrate (z.B. Fortnite, Dota 2) kann so die Eingabeverzögerung minimiert werden. Allerdings werden Bewegungen unschärfer. [Quelle]

  • Freesync-Monitore unterstützen Bildratenkompensation (LFC = Lower Framerate Compensation): Wenn die Bildrate der Grafikkarte unter die minimal unterstützte Bildwiederholungsrate des Monitors fällt, verdoppelt dieser automatisch Bilder, um wieder in den Synchronisationsbereich zu kommen. Wenn etwa die Grafikkarte aktuell nur 30 Bilder pro Sekunde ausgibt, verdoppelt der Monitor Bilder, um eine Bildwiederholungsrate von 60 Hz zu erreichen. Dadurch werden ruckelnde Bewegungen vermieden.

  • Im Gegensatz dazu ist ULMB (Ultra-Low Motion Blur, engl. für "extrem geringe Bewegungsunschärfe") nur auf G-Sync-Monitoren verfügbar. Dabei wird durch schnelles Ein-/Ausschalten der LED-Hintergrundbeleuchtung ein leichtes Flimmern wie bei alten Kathodenstrahlröhren-Monitoren erzeugt, um bewegte Objekte klarer erscheinen zu lassen. Nachteil: ULMB kann nicht gleichzeitig mit G-Sync aktiv sein.
Vergleich zwischen AMD FreeSync und Nvidia G-Sync
Technologie / Merkmal
AMD FreeSync
Nvidia G-Sync
VariantenFreeSync
FreeSync Premium
FreeSync Premium Pro
G-Sync
Compatible**
G-Sync

G-Sync Ultimate
Synchronisationsbereich (Hz)30 - 240 (FullHD)
30 - 60 (UHD)
30 - 240 (FullHD)
40 - 144 (UHD)
48 - 165 (FullHD)
48 - 144 (*)
30 - 240 (FullHD)
40 - 120 (UHD)
1 - 240 (FullHD)
1 - 144 (UHD)
1 - 144 (UHD)
LFC
-
ULMB-
HDR
Voraussetzungen
GPU
AMD-Radeon-GPU, Nvidia-GeForce-10-GPU oder besser
Nvidia-GeForce-GPU
Schnittstellen
DisplayPort 1.2a (Adaptive-Sync), HDMI
DisplayPort 1.4, HDMI 2.0aDisplayPort 1.2a, HDMIDisplayPort 1.4, HDMI 2.0a
*3840x1200 | **erlmöglicht entsprechend zertifizierten Freesync-Monitoren die Verwendung von G-Sync
Quellen: https://www.nvidia.com/en-us/geforce/products/g-sync-monitors/ | https://www.amd.com/en/technologies/free-sync
HDR (High Dynamic Range)

Normale LCD-Bildschirme sind nicht in der Lage, extreme Helligkeitsunterschiede so darzustellen, wie sie das menschliche Auge wahrzunehmen vermag. Dies äußert sich besonders bei Darstellungen, die einen sehr hohen Kontrastumfang besitzen: Entweder sind die sehr hellen Stellen detailreich dargestellt und die sehr dunklen Stellen kaum zu erkennen oder umgekehrt. Aus diesem Grund gibt es immer mehr Monitore, die einen besonders hohen Dynamik- bzw. Kontrastumfang (High Dynamic Range) darstellen können.
Es existieren mehrere unterschiedliche HDR-Standards:
DisplayHDR

DisplayHDR ist ein von der VESA (Video Electronics Standards Association) verabschiedeter, offener Standard, der mehrere Stufen umfasst: DisplayHDR 400, DisplayHDR 500, DisplayHDR 600, DisplayHDR 1000 und DisplayHDR 1400 für LCD-Bildschirme sowie DisplayHDR True Black 400/500 für OLED-Bildschirme, wobei die Zahl am Ende jeweils für die maximal (kurzzeitig) erreichbare Helligkeit des Bildschirms in cd/m² steht. Alle Stufen müssen den HDR10-Standard unterstützen. Um eine Zertifizierung für die erste Stufe DisplayHDR 400 zu erhalten, muss der Monitor folgende Mindestanforderungen erfüllen: 10 Bit Farbtiefe (8 Bit+FRC), maximale Helligkeit 400 cd/m², 95% Abdeckung des Standard-RGB-Farbraums und globale Dimmung. Da diese Werte mittlerweile aber jeder Standard-Bildschirm erreicht, ist die erste Stufe im Grunde überflüssig. Für die Wiedergabe von HDR10-Inhalten muss der Bildschirm ohnehin eine maximale Helligkeit von mindestens 1000 cd//m² erreichen und einen größeren Farbraum als Standard-RGB (Wide Color Gamut) darstellen können.
VESA-Standards für HDR-Monitore
VESA HDR-Standard
Max. Helligkeit (cd/m²)
Max. Helligkeit Schwarzwert (cd/m²)
Farbtiefe (Bit)
Min. Farbraum
Typische Dimm-Technik
DisplayHDR 4004000,41095% sRGBglobal
DisplayHDR 5005000,1>sRGB (Wide Color Gamut)lokal (Zone)
DisplayHDR 600600
DisplayHDR 100010000,05
DisplayHDR 140014000,0295% DCI-P3 (WCG)
DisplayHDR 400 True Black4000,0005
>sRGB (Wide Color Gamut)
lokal (Pixel)
DisplayHDR 500 True Black500
HDR10

HDR10 ist ein gemeinsam von der Blua-ray Disc Association, der UHD Alliance und dem HDMI-Forum (High Definition Media Interface) vorrangig für UHD- bzw. 4K-Inhalte (Inhalte mit einer Auflösung von 3840x2160 Bildpunkten) entwickelter, offener HDR-Standard. HDR10 ist der zur Zeit am weitesten verbreitete HDR-Standard. Die meisten HDR10-Inhalte werden auf Amazon Prime und Netflix angeboten. Viele Filme auf UHD/4K-Blu-ray-Discs sind in HDR10 gemastered. Mittlerweile gibt es auch eine große Anzahl an Spielen, die HDR10 unterstützen.

Merkmale

  • 10 Bit Farbtiefe

Mit einer Farbtiefe von 10 Bit lassen sich 1.024 Helligkeitsstufen unterscheiden, wodurch weichere Übergänge zwischen Bereichen unterschiedlicher Sättigung oder Helligkeit dargestellt werden können. Im Gegensatz dazu kann e
in normaler Bildschirm ohne HDR mit einer Farbtiefe von 8 Bit nur 256 Helligkeitsstufen anzeigen.

  • Erweiterter Farbraum (Wide Color Gamut)

Der bei HDR10 verwendete Rec.2020-Farbraum deckt etwa 75,8% aller sichtbaren Farbtöne ab, der Standard-RGB-Farbraum (Rec.709) hingegen nur etwa 35,9% [CIE 1931]. Deshalb erscheinen Farben lebendiger und das Bild wirkt insgesamt realistischer.

  • maximale Helligkeit 1000 cd/

Normale LCD-Bildschirme haben nur eine maximale Helligkeit bzw. Leuchtdichte von etwa 400 cd/m².

  • Verwendung statischer Metadaten

Metadaten werden zusammen mit dem eigentlichen Bilddatenstrom an den Monitor übertragen und beschreiben wesentliche Bildcharakteristika wie Farbraum und maximale Helligkeit. Man unterscheidet hierbei zwischen statischen und dynamischen Metadaten. Während bei statischen Metadaten die Tonwertanpassung basierend auf der Szene mit der höchsten Helligkeit erfolgt, wird diese bei dynamischen Metadaten individuell für jede Szene oder sogar jedes Einzelbild durchgeführt. Die Verwendung von statischen Metadaten kann dazu führen, dass einzelne Szenen zu hell dargestellt werden.

HDR10+

HDR10+ ist der von Samsung und Panasonic entwickelte Nachfolgestandard von HDR10. Im Gegensatz zum Vorgänger verwendet HDR10+ wie der konkurrierende Dolby-Vision-Standard dynamische Metadaten, um einen höheren Kontrastumfang und damit eine noch realistischere Farbdarstellung zu erreichen. Außerdem wurde die maximale Helligkeit von 1000 auf 4000 cd/m² erhöht. Bei Amazon Prime werden viele HDR10-Inhalte mittlerweile auch in einer HDR10+-Variante angeboten.
Dolby Vision

Dolby Vision ist ein von Dolby Laboratories entwickelter, proprietärer HDR-Standard; d.h. Inhaltsanbieter und TV-Hersteller müssen Lizenzgebühren entrichten, um entsprechend zertifizierte Inhalte bzw. Geräte anbieten zu können. Die Bildqualität ist besser als beim Konkurrenzformat HDR10, da Dolby Digital nicht nur dynamische Metadaten verwendet, sondern auch eine Farbtiefe von 12 Bit (= 4.096 Helligkeitsstufen) und eine maximale Helligkeit von 10.000 cd//m² unterstützt. Allerdings gibt es derzeit noch keinen Bildschirm für den Massenmarkt, der ein mit diesen Parametern codiertes Bildmaterial darstellen kann.
Bei Dolby Vision kann der Datenstrom aus zwei Schichten bestehen (Dual-Layer): Eine Schicht enthält entweder den SDR- oder HDR10-Datenstrom und die andere Schicht die zusätzlichen 2 Bit sowie die Metadaten. Dies hat den Vorteil, dass der HDR-Inhalt auch auf Geräten abgespielt bzw. dargestellt werden kann, die Dolby Vision nicht unterstützen. Amazon und Netflix bieten viele Videos sowohl in einer HDR10- als auch in einer Dolby-Vision-Fassung an.
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