Kleine Panelkunde

Welche Paneltypen gibt es und wofür eignen sie sich am besten?

Bei aktuellen Monitoren kommen vier verschiedene Displaytypen zum Einsatz: TN (Twisted Nematic), VA (Vertical Alignment), IPS (In-plane Switching) oder OLED (Organic Light-Emitting Diode). Bei den ersten drei richtet sich ein Flüssigkristall vor der Hintergrundbeleuchtung aus, um dessen Licht durchzulassen (heller Bildinhalt) oder zu blockieren (Schwarz). Bei OLED-Displays leuchtet hingegen jedes Pixel direkt und ist deshalb individuell dimmbar.

Früher bevorzugten Spieler TN-Panels, die besonders kurze Schaltzeiten und so hohe Bildwiederholfrequenzen mit geringer Bewegungsunschärfe schaffen. Inzwischen holen die anderen Panel-Techniken allerdings bei der Geschwindigkeit auf. Im Vergleich sind TN-Displays zudem kontrastärmer und weniger blickwinkelstabil; Farben verändern sich schon bei geringen Kopfbewegungen schnell, sodass beispielsweise Weiß von der Seite gelb aussieht.

Als Monitor für den heimischen Arbeitsplatz, auf dem man abends auch mal ein Video schaut, eignen sich VA-Displays aufgrund ihrer zumeist satten Farben und hohen Kontraste; gute Displays schaffen 3000:1 und mehr. Sie sind weniger blickwinkelabhängig und meist farbstärker als TN-Displays. Da die Pixel beim Hell-Dunkel-Wechsel nicht in beide Richtungen gleich schnell schalten, sind sie auf eine Beschleunigung durch Overdrive angewiesen. Der zieht oft unschöne Nebeneffekte nach sich. Es gibt aber auch besonders spieletaugliche Modelle wie Samsungs Odyssey Neo G9 [1].

IPS-Panels sind die Allrounder unter den Displays, die für die Bild- oder Videobearbeitung ebenso taugen wie zum Spielen – und fürs Büro sowieso. Sie sind besonders blickwinkelstabil, kommen aber beim Kontrast nicht an VA-Panels heran. Sie schalten langsamer als TN-Displays und ungefähr so schnell wie VA-Panels, dafür aber gleichmäßiger: Bei ihnen dauert der Bildwechsel von hell nach dunkel oder umgekehrt in etwa gleich lang.

OLED-Displays sind auf dem Desktop noch rar, sie spielen bislang nur im Hochpreissegment eine Rolle [2]. Weil sie jedes ihrer Pixel einzeln dimmen, können sie anders als die drei oben beschriebenen LCD-Techniken Tiefschwarz darstellen und erzielen somit einen extrem hohen In-Bild-Kontrast. Zudem zeigen Sie meist sehr satte Farben und erreichen auch ohne Overdrive sehr kurze Schaltzeiten. Größter potenzieller Nachteil ist die begrenzte Lebensdauer der OLED-Leuchtschicht. Statische Bildelemente wie die Windows-Taskleiste oder in Spielen Elemente wie die Umrandung der Mini-Karte oder eine Schnellwahlleiste drohen einzubrennen, wenn sie dauerhaft angezeigt werden. Dem versuchen die Hersteller mit verschiedenen Maßnahmen entgegenzuwirken, doch bei Monitoren gibt es noch keine Langzeiterfahrungen.

Was bedeutet QLED, OLED und Mini-LED?

Die Namen ähneln einander zwar, bezeichnen aber unterschiedliche Dinge. Wie beschrieben besteht bei OLED-Displays jedes einzelne Pixel aus selbstleuchtenden organischen Leuchtdioden. Mit Mini-LEDs versuchen die Panel-Hersteller in eine ähnliche Richtung zu gehen: Die Hintergrundbeleuchtung besteht aus vielen kleinen LEDs, in einigen Fällen wie bei Apples iPad Pro (2021) sind es mehrere tausend. Damit lässt sich die Helligkeit unterschiedlicher Bildbereiche bereits viel feiner regeln als mit konventionellen LEDs – an OLED-Displays mit ihren Millionen Einzelpixeln kommt diese Gattung aber immer noch nicht heran.

QLED ist hingegen eine Markenbezeichnung von Samsung für Displays mit konventionellem LED- oder Mini-LED-Backlight, in denen farbverstärkende Quantenpunkte (Quantum Dots) zum Einsatz kommen. Über die verwendete Panel-Art sagt die Bezeichnung nichts aus, es kann sich um VA-, IPS- oder sogar OLED-Technik handeln.

Welche Größe und Auflösung sollte mein Monitor haben?

Darauf gibt es keine pauschale Antwort, denn viele Faktoren spielen eine Rolle – und nicht zuletzt Ihre eigene Präferenz. Die meisten Monitore haben das Seitenverhältnis 16:9. Geräte mit 16:10-Format zeigen oben und unten ein wenig mehr Bildinhalt, was bei der Büroarbeit mit Tabellen und Texten von Vorteil ist. Breitformate wie 21:9 eignen sich für Multitasker, die Fenster vieler gleichzeitig laufender Anwendungen nebeneinander auf den Schirm holen wollen. Spieler fühlen sich durch die Breite mehr in die Spielewelt hineingezogen. Noch stärker ist dieser Effekt bei 32:9-Displays ausgeprägt.

Die meisten 24-Zoll-Displays zeigen 1920 × 1080 Bildpunkte (Full HD) im Seitenverhältnis 16:9 und kommen auf eine Pixeldichte von knapp 92 dpi (Dots per Inch, Punkte pro Zoll). Bei 24-Zoll-Modellen im 16:10-Format mit 1920 × 1200 Pixeln sind es 94 dpi. Je mehr dpi, desto schärfer die Darstellung.

Manchen Nutzern kann das Bild nicht scharf genug sein, für sie empfiehlt sich ein 24-Zöller mit 4K-Auflösung (3840 × 2160 Pixel, 183 dpi). Wer dagegen vor allem größere Symbole und Schrift wünscht, ist mit einem 27-Zöller mit Full-HD-Auflösung und 82 dpi besser bedient.

Die Tabelle auf Seite 178 zeigt an einigen Beispielen das Verhältnis zwischen Monitorgröße, Auflösung und Bildschärfe; einen dpi-Rechner finden Sie über ct.de/y679.

Bildwiederholfrequenzen

Was bringt mir ein Monitor mit mehr als 60 Hertz?

Durch die Trägheit des Auges wirkt die Wiedergabe zwar bereits ab einer Wiederholfrequenz von 60 Bildern pro Sekunde flüssig (Frames per Second, fps), wenn also alle 16,7 Millisekunden ein neues Bild gezeigt wird. Es bleibt aber eine gewisse Bewegungsunschärfe. Bei 100 Hertz erscheint alle 10 Millisekunden ein neues Bild, bei 144 Hertz alle 7 Millisekunden, bei 200 Hertz schon nach 5 Millisekunden. Bewegte Objekte sehen durch den zusätzlichen Bild-Refresh schärfer aus. Voraussetzung ist aber außer einem schnellen Display auch eine leistungsfähige Grafikkarte.

Nicht nur in Spielen profitiert man von höheren Bildraten: Beim Scrollen im Browser bleibt Schrift klar lesbar und wenn man auf dem Desktop ein Fenster verschiebt, ist der Inhalt währenddessen gut zu erkennen.

Wofür brauche ich G-Sync, FreeSync, AdaptiveSync oder VRR?

Bei Monitoren darf man VRR (Variable Refresh Rate) als Oberbegriff einer Technik verstehen, bei der die Monitorelektronik ihre Bildwiederholfrequenz dynamisch an die Grafikkartensignale anpasst. Das ist gerade bei Displays mit hoher Auflösung oder grafisch fordernden Spielen sinnvoll, bei denen die Grafikkarte keine fest vorgegebene Bildwiederholfrequenz erzielen kann. Liefert sie zu wenige Bilder, würde der Bildaufbau ruckeln; bei zu vielen zerreißt das Bild, weil mitten im Bildaufbau bereits das nächste Teilbild geliefert und angezeigt wird.

AMD und Nvidia haben mit FreeSync und G-Sync zueinander zunächst inkompatible Interpretationen entwickelt. FreeSync ist an den von der VESA in DisplayPort 1.2 optional eingeführten Standard Adaptive Sync angelehnt.

Die ersten G-Sync-Monitore enthielten hingegen ein Hardwaremodul, das nur Nvidia-Karten ansprechen konnten. Seit dem Treiber 417.71 erlaubt auch Nvidia seinen GeForce-Karten, FreeSync-Displays mit dynamischer Bildwiederholfrequenz anzusprechen. Umgekehrt klappt es erst mit jüngeren G-Sync-Monitoren (frühestens ab Baujahr 2020), deren G-Sync-Module mit Adaptive-Sync-Signalen umgehen kann [4].

Hochkontrastinhalte

Was muss ich bei HDR beachten?

Das Standardisierungsgremium VESA hat für Monitore unter dem Namen DisplayHDR diverse HDR-Stufen spezifiziert, deren Namen sich von der vorgeschriebenen Mindesthelligkeit ableiten (siehe ct.de/y679). So muss ein Display mindestens 400 cd/m² erzielen, um das Logo für DisplayHDR 400 zu tragen. Die weiteren Stufen schreiben aber nicht nur eine höhere Helligkeit vor, sondern auch einen erweiterten Farbraum (WCG, Wide Color Gamut) und einen geringeren Schwarzwert. Für die Stufen DisplayHDR 500 bis 1400 muss das Backlight des Panels zudem in Zonen dimmbar sein und innerhalb von acht Frames die Zielhelligkeit erreichen.

Die derzeit strengsten Stufen tragen den Zusatz „True Black“, verschärfen die Kriterien beim Schwarzwert und verlangen Dimming auf Pixel-Ebene innerhalb von zwei Bildern. De facto ist das derzeit nur mit OLED-Displays möglich.

Anschlüsse

Welchen Signaleingang brauche ich für welche Auflösung?

Das hängt von der gewünschten Bildfrequenz und der Farbtiefe ab – je mehr Informationen übertragen werden, desto mehr Bandbreite muss die Verbindung bereitstellen. DisplayPort in Version 1.2 oder HDMI 1.4 reichen mit ihren 17,3 respektive 10,2 Gbit/s für Full HD bis 144 Hertz. Für 4K ab 90 Hertz muss der Monitor bereits DisplayPort 1.4 oder HDMI 2.0 beherrschen. Doch auch diese Anschlussgenerationen schaffen manche Auflösung nur, indem sie die Bilddaten mittels Display Stream Compression (DSC) eindampfen.

Die aktuellen Generationen sind DisplayPort 2.0 und HDMI 2.1. Sie erzielen enorme Bandbreiten von knapp 80 Gbit/s respektive 48 Gbit/s. DisplayPort 2.0 schafft auch ohne DSC 8K-Auflösung bei 85 Hertz; mit DSC sind bis zu 120 Hertz möglich. Die erreicht HDMI 2.1 mit DSC ebenfalls, muss die Kompression aber schon für 60 Hertz zu Hilfe nehmen.

Alle Versionen von HDMI und DisplayPort können das Bildsignal mit 10 Bit pro Farbkanal übertragen. Das erlaubt die Darstellung mit über einer Milliarde Farbabstufungen statt mit 16,7 Millionen und ist auch Voraussetzung für die Wiedergabe von Hochkontrastinhalten (HDR). Dadurch steigt der Bandbreitenbedarf bei gleicher Pixelzahl und Bildwiederholrate allerdings um 25 Prozent. Mit HDR-Metadaten, die für die Hochkontrastdarstellung benötigt werden, können erst Anschlüsse umgehen, die HDCP 2.2 beherrschen. Das ist bei DisplayPort ab Generation 1.3 und bei HDMI ab 2.0b der Fall. Ausnahme: Intels integrierte Grafikchips ab der siebten Core-i-Generation, auch wenn sie nur DisplayPort 1.2 können.

Die Tabelle auf Seite 180 zeigt die für die am häufigsten genutzten Auflösungen erforderliche Anschlussgeneration. Das aussterbende DVI lassen wir außen vor.

Warum herrscht um HDMI 2.1 so viel Verwirrung?

Im ursprünglichen Entwurf war klar geregelt, was Monitore können müssen, die das HDMI-2.1-Logo tragen. Dazu gehörten neben höheren Bildwiederholraten bei hohen Auflösungen und besserer HDR-Unterstützung unter anderem Funktionen wie Variable Refresh Rates (HDMI VRR) und bei Fernsehern der Auto Low Latency Mode (ALLM) für niedrige Eingabelatenzen beim Spielen. Inzwischen will das HDMI-Konsortium die Spezifikation HDMI 2.0 nicht mehr fortführen und macht dessen Funktionen zur Teilmenge von HDMI 2.1 . Alle Fähigkeiten und Funktionen der HDMI-2.1-Spezifikation sind für die Kennzeichnung optional.

Das Ergebnis: Selbst einfachste Full-HD-Geräte, die keine der neuen Funktionen haben, dürfen das neue Logo tragen. Das kann insbesondere bei PC-Monitoren irreführend sein, die etwa 3840 × 2160 Pixel (4K/UHD) mit 144 Hertz über DisplayPort 1.4 anzeigen, über HDMI 2.0 aber nur 60 Hertz oder ein stark komprimiertes Bild darstellen (siehe Tabelle).

USB-C

Kann ich an jede USB-C-Buchse einen Monitor anschließen?

Kurz gesagt: nein, nur an solche, die ein DisplayPort-Signal ausgeben. Bei Notebooks funktioniert es oft nur an bestimmten Buchsen, die mit dem DisplayPort-Symbol gekennzeichnet sein sollen – aber es nicht immer sind. Auch Thunderbolt-Buchsen, die ebenfalls das Typ-C-Format haben und an immer mehr Notebooks, allen Apple-Rechnern und vielen Varianten von Intels Kompaktrechnern der NUC-Serie zu finden sind, geben ein DisplayPort-Signal aus.

Bei Mainboards kann die Thunderbolt-Buchse DisplayPort ausgeben, muss es aber nicht – selbst wenn der eingebaute Prozessor einen Grafikchip enthält. Ob die Thunderbolt- oder USB-C-Buchse Ihres Mainboards ein Bildsignal ausgibt, steht im Handbuch oder im Datenblatt.

Kann ich meinen alten Monitor am USB-C-Ausgang meines neuen Notebooks betreiben?

Prinzipiell ja, aber nur über einen Umweg. Moderne Notebooks geben an ihrer USB-C-Buchse DisplayPort-Signale aus, sodass Sie nur ein entsprechendes Kabel von USB-C auf DisplayPort benötigen. Hat Ihr Monitor statt des DisplayPorts nur einen HDMI- oder DVI-Eingang, brauchen Sie einen Adapter oder ein USB-C-Dock mit passenden Anschlüssen.

Curved Displays

Warum gibt es gebogene Monitore?

Durch die Krümmung variiert der Sehabstand für den frontal sitzenden Nutzer gerade bei breiten Bildschirmen nicht so stark zwischen der Displaymitte und den Rändern. In der Folge müssen die Augen beim Lesen seltener neu fokussieren und ermüden weniger. Außerdem bleibt die Farbdarstellung an den Displayseiten von der Mitte aus betrachtet stabiler, weil der Betrachtungswinkel geringer ist.

Die Krümmung wird als Bogenradius angegeben: Wie groß wäre der Radius des Kreises, wenn man mehrere Displays desselben Typs so aneinanderreiht, dass sie einen geschlossenen Kreis bilden? Je kleiner die Zahl (der Bogenradius R in Millimeter), desto stärker die Krümmung. Aus der Mitte des Kreises sieht man jeden Punkt auf dem Display unter demselben Blickwinkel und aus derselben Entfernung: Bei einem Monitor mit einer Biegung von 1000R wäre das eine Entfernung von einem Meter.

Welche Krümmung ist optimal?

Das hängt von der Anwendung, der Größe des Monitors und dem eigenen Empfinden ab. Allgemein: Je breiter das Display, umso positiver macht sich die Krümmung bemerkbar: Bei einem überbreiten 49-Zöller sind die Bildränder weiter vom Betrachter entfernt als bei einem 27-Zöller. Es kommt aber aufs Maß an: Viele Tester empfanden die starke Krümmung von 1000R bei einem 34-Zöller als angenehm; dieselbe Krümmung war den meisten bei einem 49-Zöller für Gamer zu viel [1, 3]. Im Office-Betrieb reichen Radien von 2300R bis 3800R.

Bei Spielemonitoren darf die Krümmung stärker sein, denn dadurch steigt gerade bei ultrabreiten Displays das Immersionsgefühl. Allerdings hängt es vom Genre ab, wie gut das funktioniert. Immer da, wo man die Seiten im peripheren Sichtfeld halten muss – etwa im Rennspiel oder im Flugsimulator – steigt das „Mittendrin-Gefühl“ durch Breite und Krümmung. Und im Shooter erweitert sich das Blickfeld sehr praktisch, denn so sieht man schneller, von wo man seitlich unter Beschuss gerät. Blickt man hingegen im Strategie- oder Aufbauspiel auf die Karte, muss man entweder den Blick viel schweifen lassen oder die Karte verschieben. (bkr@ct.de)

dpi-Rechner, VESA DisplayHDR: ct.de/y679