tecLab-Report

20.12.2000 von Malte Jeschke und Christian Vilsbeck
Welcher Röhrentyp ein Monitor besitzt und welche maximale Horizontalfrequenz er verkraftet, lässt kaum Rückschlüsse auf die Bildqualität zu. Aufwendige Testverfahren sind erforderlich.

Neben der unerlässlichen subjektiven Beurteilung der Darstellungsqualität eines Monitors erfolgt bei tecChannel die Prüfung mit aufwendigem Messequipment. Schwachstellen der Testkandidaten lassen sich damit auch objektiv belegen.

Vor jedem Testlauf hatten die Monitore mindestens eine Stunde Zeit, um auf Betriebstemperatur zu kommen. Um Einflüsse von Fremdlichtquellen bei den Messungen und Bildbeurteilungen zu minimieren, wurde der Testraum im tecChannel-Labor komplett abgedunkelt.

Bewertet wurden folgende Kategorien:

Als Grafikkarte kommt eine speziell für tecChannel angefertigte Gloria II von Elsa zum Einsatz. Dieser Karte wurde ihrer Signaldämpfung beraubt, die sie ansonsten benötigt um den CE-Spezifikationen zu entsprechen. Das Resultat dieses Eingriffs ist ein Grafiksignal, das in der Qualität deutlich über handelsüblichen Grafikkarten liegt. Bestückt ist die Grafikkarte mit einem Quadro-Chip von Nvidia sowie einem 350 MHz RAMDAC.

Alle Messungen, soweit nicht anders erwähnt, wurden bei einer Auflösung von 1280x1024 Bildpunkten, 8-Bit-Farbtiefe sowie einer Bildwiederholfrequenz von 85 Hz durchgeführt. Für die Messungen stellen wir nach der Aufwärmphase den sogenannten Cut-Off-Punkt ein. Dieser ist erreicht wenn bei einem schwarzen Bild kein Hintergrundleuchten mehr erkennbar ist. Hierzu wird zunächst auf 100 Prozent Kontrast geregelt und dann per Helligkeitseinstellung der Cut-Off-Punkt gesucht.

Bildschärfe

Die Bildschärfe ist das Hauptkriterium zur Beurteilung der Bildqualität. Neben einer unerlässlichen subjektiven Beurteilung der Bildschärfe verwenden wir ein speziell für tecChannel angefertigtes Kamerasystem. Anhand verschiedener Testmuster und Textdarstellungen überprüfen wir die Schärfe eines Monitor. Für die Veranschaulichung der Monitorschärfe wählen wir für die veröffentlichten Kamerabilder ein Gittermuster mit einem Pixel Linienbreite.

In Bild 3 sehen Sie ein Kreuz aus zwei je ein Pixel breiten Linien. Im Idealfall (obere Bildhälfte) dürfte eine Linie nur aus drei Linien (Streifenmaske) beziehungsweise Punkten (Lochmaske) bestehen. Die Realität sieht anders aus: Durch Fokussierprobleme des Elektronenstrahls werden auch benachbarte Phosphorpunkte getroffen mit der Folge einer unscharfen Darstellung. Die stärksten Probleme beim Fokussieren tauchen in den Ecken des Monitors auf.

Die Erklärung für eine unschärfere Bilddarstellung in den Randbereichen des Monitors ist einfach: In der Bildschirmmitte trifft der Elektronenstrahl senkrecht auf die Phosphorschicht und kann somit einen Punkt am besten fokussieren. In den Ecken kommt der Elektronenstrahl dagegen schräg auf dem Phosphor an und regt eine größere Fläche zum Leuchten an. Benachbarte Punkte werden leicht angeregt und sorgen für eine verschwommene (unschärfere) und ellipsenförmige Darstellung des fokussierten Punktes. Besonders Shortneck-Monitore (geringer Bautiefe), bei denen der Elektronenstrahl einen Winkel von 100 Grad durchläuft, haben in den Ecken mit Schärfeproblemen zu kämpfen.

Farben und Helligkeit

Wie gut es um Farbreinheit sowie Farbstabilität bestellt ist, ermitteln wir mit dem Color Analyzer CA 110 von Minolta. Dessen Messkopf ist mit einem speziellen Spiegelreflex-Optiksystem zur perfekten Fokussierung auf den jeweiligen Maskentyp ausgerüstet.

Die Farbreinheit wird in mehreren Messläufen ermittelt. Bei allen Durchgängen wird die Bildschirmfläche in der Mitte und den vier Ecken gemessen. Zunächst erfolgt die Prüfung bei einem weißen Bildschirm mit 100 Prozent Rot, Grün und Blau. Danach verifizieren wir die Einzelfarben Rot, Grün und Blau bei je 100 Prozent. Die Angabe der Abweichungen erfolgt in Prozent. Monitore, die das Einstellen der Farbreinheit erlauben, wurden entsprechend auf den optimalen Wert justiert.

Mit dem Color Analyzer ermitteln wir die mittlere Leuchtdichte der Monitore. Der ermittelte Wert gibt die Helligkeit des Monitors in Cd/m² an. Je höher das Ergebnis, desto heller ist der Monitor. Darüber hinaus überprüfen wir, ob die voreingestellte Farbtemperatur mit der tatsächlichen übereinstimmt.

Farb- und Helligkeitsstabilität

Wie stabil ist die Darstellung? Dieser Frage gehen wir mit zwei Testbildern nach. Eines zeigt ein weißes Quadrat auf schwarzem Grund. Die gemessenen Helligkeitswerte innerhalb des Quadrates müssen denen des voll weißen Bildschirms (zweites Testbild) entsprechen. Je höher die Abweichungen zwischen Quadrat und Vollbild sind, desto schlechter ist es um die Farb- und Helligkeitsstabilität bestellt. Ein qualitativ hochwertiges Netzteil muss den unterschiedlichen Energiebedarf regeln können, um die Energiedichte des Elektronenstrahls konstant zu halten. Vor allem bei Billig-Monitoren wird hier an der Elektronik oft gespart. Die Auswirkungen sind schon im alltäglichen Windows-Betrieb zu beobachten: Oft genügt es, ein Fenster mit weißem Hintergrund zu maximieren, und das Bild präsentiert sich mit einer geringeren Helligkeit.

Bildgeometrie und Konvergenz

Zur Feststellung der Geometriefehler und Konvergenzprobleme verwenden wie ein Messgerät von Minolta. Das Minolta IA-1200 arbeitet mit zwei Kameras, die jeweils mit drei CCDs für Rot, Grün und Blau ausgestattet sind. Das Gerät misst die einzelnen Parameter mit einem Gitter von 100 Meßpunkten, das ein externer Videogenerator erzeugt. Die grafische Darstellung der Konvergenzfehler in Punktform entspricht den Richtlinien der VESA . Die entsprechenden Messwerte für die Ecken werden je 10 Prozent vom darstellbaren Bildschirmrand vorgenommen. Im Idealfall müssten sich alle drei Farben übereinanderliegen um eine weißen Punkt darzustellen.

Die zweite Grafik in Sachen Konvergenz müsste im Idealfall ein rein weißes Gitter sein. Abweichungen der einzelnen Farben werden durch ein entsprechend verschobenes Gitter in der Fehlerfarbe angezeigt. Der maximale Konvergenzfehler ergibt sich aus dem Messpunkt, an dem der Abstand aller Farben zueinander in der Summe am größten ist.

Anhand des Gitters bestimmt das Messgerät wie es um die Qualität der Bildgeometrie bestellt ist. Neben der Linearität prüft das Minolta IA-1000 auch Parameter wie Trapez-, Parallelogramm- und Kissenverzeichnung. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt außer mit Zahlenwerten zusätzlich anhand eines grünen Gitters, dass die entsprechenden Abweichungen verdeutlicht. Aus Gründen der Anschaulichkeit ist die Darstellung der Abweichungen stark vergrößert.

Entspiegelung

Entscheidenden Einfluss auf die Ergonomie eines Monitors im alltäglichen Betrieb hat die Entspiegelung der Bildröhre. Es ist nicht nur ärgerlich, sondern auch anstrengend für die Augen, wenn sich jede Lichtquelle der Umgebung und der Betrachter selbst sich im Monitor spiegeln. Die Entspiegelung kommt um so stärker zu Tragen, je dunkler das dargestellte Bild ist. Bei den Monitoren gehen die Hersteller einen Kompromiss zwischen guter Entspiegelung und einer klaren und scharfen Darstellung. Eine gut entspiegelte Glasoberfläche ist weniger lichtdurchlässig und nimmt dem Monitor Leuchtkraft und Darstellungsbrillanz.

Zum Messen der Entspiegelung verwenden wir eine speziell angefertigte Entspiegelungslehre. In ihr befindet sich die tecChannel-Referenzkarte, deren aufgedruckte schwarze Symbole (auf weißem Hintergrund) zum Beurteilen der Spiegelung dienen.

Die Bildröhre ist beim Messen einer definierten Lichtquelle senkrecht von oben ausgesetzt. In der Minimalstellung des Helligkeitsreglers (weißes Vollbild als Signalquelle) ist der Spiegeleffekt zunächst am höchsten. Über die Entspiegelungslehre sind die an der Glasoberfläche gespiegelten Symbole klar zu erkennen. Bei kontinuierlichem Erhöhen der Bildschirmhelligkeit wird dann geprüft, ab wann die Konturen der gespiegelten Symbole nicht mehr eindeutig zu erkennen sind. Mit dem Minolta Color-Analyzer CA 110 messen wird dann die aktuelle Helligkeit des Monitors. Die gemessene Helligkeit lässt sich direkt mit der Güte der Entspieglung assoziieren. Je geringer der gemessene Wert, umso besser ist der Monitor entspiegelt. Der Idealfall wäre, wenn sich die Symbole auch im dunklen Bild nicht spiegeln würden.

Bedienung

Auch wenn ein Monitor nicht Tag für Tag neu eingestellt werden muss: Zwischen zwei ansonsten gleichwertigen Monitoren ist in jedem Fall dem mit der besseren Bedienung der Vorzug zu geben. Wir bewerten sowohl die gebotenen Funktionen als auch das Bedienkonzept. Die Beschränkung auf wenige Tasten und dafür mehr Funktionen im OSD geht meist zu Lasten des Bedienkomforts. Helligkeit und Kontrast sollten auf jeden Fall direkt zugänglich sein. So kann der Monitor auch bei wechselnden Lichtverhältnissen schnell nachjustiert werden.

Gerne sehen wir wenn zusammengehörende Funktionen wie Bildlage und -grösse auch im Menü vereint sind. Besitzen Geräte zwei Signaleingänge, sollte auch eine direkte Umschaltung zwischen den Eingängen vorhanden, und nicht in einem Untermenü des OSD versteckt sein.

Leistungsaufnahme und Abmessungen

Nicht zu vernachlässigen ist der Energieverbrauch der Monitore, der oft doppelt so hoch ist wie beim eigentlichen PC. Besonders ärgerlich ist, wenn ein Monitor selbst ausgeschaltet noch Restenergie verbraucht.

Die Leistungsaufnahme der Monitore messen wir mit einem kalibrierten Messgerät im Vollbetrieb bei eingeschaltetem Bildschirm. Gemessen wird bei Cut-Off-Einstellung, weißem Bild sowie einer Auflösung von 1280x1024 Bildpunkten, 24 Bit Farbtiefe und 85 Hz Bildwiederholfrequenz. Darüber hinaus messen wir die Leistungsaufnahme bei allen Energiesparstufen sowie im ausgeschalteten Zustand. Wie bei anderen Peripheriegeräten, trennt auch bei Monitoren der vermeintliche Netzschalter das Gerät nicht immer völlig vom Netz. Mit dieser Messung spüren wir die heimlichen Leistungskonsumenten auf.

Abmessungen

Neben den eigentlichen Abmessungen des Gerätes ermitteln wir die sogenannte Arbeitstiefe. Diese beinhaltet die Tiefe des Monitors plus genügend Raum für das Drehen des Gerätes und liefert damit einen praxisgerechten Wert. Zusätzlich messen wir die Länge des Signalkabels. Es ist sehr ärgerlich, wenn sich der Computer unterm Schreibtisch befindet und das Kabel vom Monitor zu kurz ist, um es anschließen zu können. (cvi/mje)