Warum sind Sync on Luma- und CSync Kabel so teuer?

[Heretic]

@Heretic
Hätte jetzt nicht erwartet das es interessant ist.

Doch doch, höchst interessant!  Ich hatte immer mal wieder irgendwo Kontakt damit, sogar beruflich. Aber immer nur bruchstückhaft, unkomplett und auch eher laienhaft und hobbymäßig. Auf dem 18ten von meinem kleinen Bruder vor einer halben Ewigkeit hatte ich im angetüdelten Zustand mit einem guten Freund eine stundenlange Diskusion darüber, ob DLP- oder LCD-Beamer nun besser sind, wer welche Vorteile und welche Nachteile hat. Das Gespräch ist heute noch legen......warte.....DÄR! Wir wissen beide nicht mehr viel davon, nur daß es diverse Stunden andauerte und wir auf keinen grünen Zweig kamen.  Aber das schweift auch schon wieder alles ab.

Wenn ich so genau darüber nachdenke, gibt es eigentlich keinen Unterschied zwischen 480i60 und 240p60.

Ohne zu wissen, was i(nterlaced) und p(rogressive) wirklich bedeutet lese ich in euren Ausführungen raus, daß i Halbbilder macht und p Vollbilder, kann man das darauf runterbrechen? Wenn dem so ist, reime ich mir daraus diesen Unterschied zurecht (vergebt mir, denn ich weiß nicht wovon ich rede  ):
Bei 480i60 wird mit einer Taktung von 60Hz auf jedem Takt ein Halbbild übertragen, und zwar im Wechsel. Also auf dem (nennen wir ihn mal) ersten Takt das erste "obere" (weil es mit der ersten Zeile anfängt) Halbbild, auf dem zweiten Takt das erste (oder doch schon das zweite?) "untere" (weil es mit der zweiten Zeile anfängt) Halbbild, auf dem dritten Takt das nächste  "obere" Halbbild, auf dem vierten Takt das nächste "untere" Halbbild usw. Das Bild wird also "zerhackstückelt", aus SCEE wird SCFF wenn eines der Halbbilder konstant ausfällt. Da das menschliche Auge aber garnicht so schnell mitbekommt was da genau passiert, bleibt bei beiden vorhandenen Halbbildern im 60Hz-Wechsel SCEE auch SCEE.
Bei 240p60 wird auf jedem Takt ein ganzes Bild übertragen. SCEE bleibt immer SCEE, selbst wenn jedes zweite Bild fehlt.
Hieße also, daß 240p60 doppelt so viele "neue" Bilder anzeigt (=ein flüssigeres Bild hat?) wie 480i60, da letzteres doppelt so lang für die Anzeige eines vollen Bildes braucht.
Nach dieser Theorie könnte man dann 480i60 am ehesten mit 240p30 vergleichen, da in der Zeit, in der bei 240p30 ein Bild angezeigt wird, bei 480i60 zwei Halbbilder=ein ganzes Bild angezeigt werden.
Und damit das anzeigende Gerät auch weiß, womit es arbeitet, gibt es die Sync(-on-irgendwas - oder doch Irgendwas-on-Sync? )-Signale, auf die das Gerät die Bilder dann synchronisiert und ggf. auch weiß, wann ein Bild zuende ist und das nächste anfängt.

Irgendwie hab ich das Gefühl, daß ich damit komplett daneben liege. Ich fühl' mich grad ein bisschen wie bei Genial daneben, Herr Balder bitte lösen sie.  (Manchmal hilft es, einem anderen etwas zu erklären, damit man es selbst besser versteht - das Weltbild soll nicht mehr wanken)

[Takeshi]

"i" steht für Halbbilder, "p" für Vollbilder. Bei Halbbildern besteht das erste Bild aus allen geraden Zeilen und beim zweiten aus allen ungeraden Zeilen. Zu Beginn wurde auf Halbbilder gesetzt, weil es technisch nicht möglich war den Punkt so langsam und genau nach unten zu bewegen, dass man am Ende auf der Höhe der nächsten Zeile war, also wählte man die übernächste. Da das menschliche Auge so träge ist, dass es nur rund 20 bis 25 Bilder pro Sekunde sieht und die Bilder auf der Netzhaut nachleuchten, hat man damals grob die doppelte Frequenz gewählt. In Europa waren es 50 Hz, in den USA und Japan 60 Hz. Jede Zeile wird dann mit 25 bis 30 Hz aktualisiert.

Ganz gut zu sehen ist das auf dem animierten Bild hier: https://www.uchrin.de/blog/2000/08/aufloesung/
Wenn man es weiß, sieht man auch, dass die Bewegung nach unten (Y-Richtung) immer gleich schnell ist. Dadurch, dass die seitliche Bewegung (X-Richtung) kontinuierlich läuft und am Ende wieder zum Anfang springt, landet man danach automatisch unter der vorherigen Zeile, ohne in Y-Richtung springen zu müssen.

Die Zahl vor dem Buchstaben steht für die Anzahl der Zeilen eines Vollbildes, egal ob bei i oder p. 480i bedeutet, dass zwei zu einem Vollbild zusammengesetzte Halbbilder haben 480 Zeilen, ein Halbbild damit 240 Zeilen.

Die Zahl hinter dem Buchstaben gibt die Anzahl der Bilder pro Sekunde an, egal ob Halb- oder Vollbilder.
- 480i60 steht für 60 Halbbilder mit je 240 Zeilen pro Sekunde.
- 480p60 steht für 60 Vollbilder mit je 480 Zeilen pro Sekunde.

Ich wollte hierfür auf einen Wikipedia-Artikel verweisen, der das erklärt, aber es gibt keinen, auch nicht im englischsprachigen Wikipedia. Und was es gibt, ist teilweise mindestens verwirrend bis falsch.

Halbbilder enthalten keine "Leerzeilen" zwischen den Zeilen mit Bildinhalt! Die Konvention ist natürlich etwas verwirrent, da man nicht einfach die beiden Zahlen multiplizieren kann, um immer auf die Anzahl der Zeilen pro Sekunde zu gelangen. Der ganze Spaß wurde mit HDTV eingeführt, denn vorher gab es praktisch nur eine Auflösung. Bim HDTV kam 720p, 1080i und 1080p hinzu. Nun füllen sowohl 1080i als auch 1080p ein Bild mit 1920×1080 Pixeln. Die echte Zeilenanzahl pro übertragenem Bild hätte Konsumenten nur verwirrt. Gleichzeitig kommt sowohl bei 1080i50 als auch bei 1080p50 alle 20 ms ein neues Bild. Da entschied man sich wohl das in den Vordergrund zu stellen.

Das heißt:
- 480i60 hat 60 Bilder mit je 240 Zeilen (insgesamt 14.400)
- 480p60 hat 60 Bilder mit je 480 Zeilen (insgesamt 28.800)
- 480p30 hat 30 Bilder mit je 480 Zeilen (insgesamt 14.400)
- 240p60 hat 60 Bilder mit je 240 Zeilen (insgesamt 14.400)

Wie man sieht, ist 480i60 und 240p60 das Gleiche. 480p30 hat zwar die gleiche Anzahl an Zeilen pro Sekunde, aber sie werden anders angeordnet übertragen. Das Bildsignal enthält einmal einen Signalteil, der den Beginn einer neuen Zeile signalisiert und einen Signalteil, der den Beginn eines neuen Bildes signalisiert. Das sind die Sync-Impulse, die der Fernseher auswerten und sich drauf synchronisieren muss. Danach wandert der Strahl einfach zur Seite, Zeile für Zeile. Eine Auflösung in X-Richtung kennen analoge Signale daher nicht, die ist theoretisch unendlich. Praktisch sieht es anders aus, weil eine maximale Signalfrequenz nicht überschritten werden darf. Alles darüber fällt eventuell unter den Tisch. Und sind die Inhalte digital generiert, wie es bei Spielekonsolen der Fall ist, ist die zeitdiskrete Information im zeitkontinulierlichen Signal erkennbar.
Sowohl 480i60 als auch 240p60 haben in einer Sekunde 60 mal einen Impuls, dass ein neues Bild beginnt und insgesamt 14.400 mal einen Impuls, dass eine neue Zeile beginnt.

Übrigens: Theoretisch ist 480i50 und 576i60 denkbar, aber rechnen wir mal nach. 567i50 hat 50 Bilder mit je 288 (576/2) Zeilen, ergibt 14.400 Zeilen pro Sekunde. Die Zahl sollte euch bekannt vorkommen Da die Anzahl der Zeilen identisch ist, ist die "Zeilengeschwindigkeit" bei 480i60 und 576i50 gleich oder zumindest fast gleich, bin nicht ganz sicher. Das war wohl die Geschwindigkeit, die man damals technisch maximal umsetzen konnte. Nun konnte man sich entscheiden, ob man lieber mehr Bilder pro Sekunde oder lieber mehr Zeilen pro Bild möchte. Europa hat sich für mehr Zeilen pro Bild entschieden, die USA für eine höhere Bildfrequenz und damit eine geringere Auflösung.
Gleichzeitig hat man sich in Europa dazu entschieden die RGB-Informationen auf das Y-Signal (Luma) mit dem Standard "PAL" zu modulieren ("kodieren" würde man heute in der Digitaltechnik sagen), die USA haben die RGB-Informationen nach dem NTSC-Standard draufoduliert. Deshalb gibt es eine Korrelation zwischen PAL und 576i50 und eben NTSC und 480i60. Daraus leiten dann viele ab, dass beides das Gleiche wäre, aber das wäre so, als würde man sagen "PAL ist 230 V Netzspannung" und "NTSC ist 110 V Netzspannung", was totaler Blödsinn ist, aber bei der Netzspannung fällt es leichter auf. Untermauert wird diese Fehlinformation, dass besonders zu Beginn der Digitaltechnik die Geräte genau zwei Modi konnten, nämlich einen mit 576i50 und PAL und einen mit 480i60 und NTSC. Es war eben nicht so einfach jede beliebige Kombination zu realisieren und auch nicht nötig, da es zwei Märkte mit jeweils einer Konstellation gab. Lag die Bildinformation mit 480 Zeilen vor, war die Ausgabe damit automatisch in NTSC, auch wenn technisch gesehen überhaupt nichts gegen PAL gesprochen hätte. Und umgekehrt wurden Bilder mit 576 Zeilen in PAL ausgegeben, obwohl NTSC genau so möglich gewesen wäre.

Irgendwie hab ich das Gefühl, daß ich damit komplett daneben liege. Ich fühl' mich grad ein bisschen wie bei Genial daneben, Herr Balder bitte lösen sie.  (Manchmal hilft es, einem anderen etwas zu erklären, damit man es selbst besser versteht - das Weltbild soll nicht mehr wanken)

Ganz so daneben lagst du also nicht. Ob es gereicht hätte, damit der Zuschauer keine 500 € bekommt, weiß ich aber nicht, das müsste Herr Balder entscheiden

[Heretic]

Ha, dann lag ich ja tatsächlich garnicht sooo sehr daneben!  Hugo-Egon hätte da bestimmt ein Auge oder beide zugedrückt! 

[...] Allerdings stelle ich mir gerade die Frage, was eigentlich der Unterschied zwischen Halb- und Vollbildern ist, wenn ich es mir einmal messtechnisch ansehen würde.
[...]
Wenn das bis hierhin so stimmt, ist mir noch nicht ganz klar, wie deine TV-Karte erkennt, dass es sich bei dem 240p60-Signal nicht um 480i60 handelt. Eventuell gibt es eine Zusatzinformation zwischen den Bildern, wo auch ein Kopierschutz versteckt ist.

Das läuft dann ja logisch gesehen zwangsweise darauf hinaus, daß es irgendwo irgendein Signal geben muß, aus dem das empfangende Gerät sich zurecht reimt, ob es grade i-Halbbilder oder p-Vollbilder empfängt. Ich hätte das irgendwo mit in die Sync-Information gesteckt - z.B. zwei kurz aufeinander folgende Signale für ein Vollbild und nur eines für ein Halbbild oder einfach die Pegel-Größe. Die Informationen für "neue Zeile" und "neues Bild" werden ja sicher auch irgendwie digitaler Art sein - ein Peak der über die Skala der analogen Darstellungs-Informationen hinaus geht oder so, das wäre dann mit einem Schwellwertschalter auch leicht zu erfassen oder mit dem Ossi zu messen, sofern diese Theorie stimmt.

Tante Edit hat vergessen:

Ganz gut zu sehen ist das auf dem animierten Bild hier: https://www.uchrin.de/blog/2000/08/aufloesung/

Den Link find ich super-interessant!  Mir war z.B. bisher garnicht bewußt, daß bei Röhren die Zeilen garnicht 100% horizontal verlaufen sondern eine entsprechende vertikale Komponente haben - was dann im Kontext aber auch wieder total logisch und klar ist.  Da muß ich mir mal Zeit nehmen und weiterlesen!

[Takeshi]

Das läuft dann ja logisch gesehen zwangsweise darauf hinaus, daß es irgendwo irgendein Signal geben muß, aus dem das empfangende Gerät sich zurecht reimt, ob es grade i-Halbbilder oder p-Vollbilder empfängt. Ich hätte das irgendwo mit in die Sync-Information gesteckt - z.B. zwei kurz aufeinander folgende Signale für ein Vollbild und nur eines für ein Halbbild oder einfach die Pegel-Größe. Die Informationen für "neue Zeile" und "neues Bild" werden ja sicher auch irgendwie digitaler Art sein - ein Peak der über die Skala der analogen Darstellungs-Informationen hinaus geht oder so, das wäre dann mit einem Schwellwertschalter auch leicht zu erfassen oder mit dem Ossi zu messen, sofern diese Theorie stimmt.

Nicht unbedingt. Das ist nur notwendig, wenn zwischen 240p60 und 480i60 unterschieden werden muss. Gibt es eines von beidem nicht, ist eine Unterscheidung nicht notwendig. Und wenn man es dem TV separat mitteilen muss, ist es auch egal. Zuletzt bleibt noch die Information abseits der Bilder und des Sync-Impulses, wo der Kopierschutz sitzt.

Man muss sich vor Augen führen, dass eine beliebige Bild- und Zeilenanzahl nie vorgesehen war, denn das ist bei Analogtechnik extrem komplex das so variabel zu realisieren. Ich kann gerade nur mutmaßen, aber ich denke, dass es 240p60 Zeilen einfach nie gab, sondern dann nur 480p30. Sobald sich die Gelegenheit bietet, prüfe ich das mal bei einem Sega Master System, NES oder SNES nach, ob es sich da immer um 576 Zeilen handelt, oder auch mal um 288. Laut Wikipedia haben das europäische NES und SMS eine Auflösung von 256×240 Pixel, sprich 240 Zeilen. Das ist nicht einmal die genaue Hälfte von 576. Ich nehme an, die geben jede Zeile doppelt aus, so dass es 480 Zeilen sind, der Rest ist dann ein einfarbiger Kasten. Die Angabe zielt sicherlich mehr auf die Grafikleistung und die angezeigte Information ab. Wären es lediglich 240 analoge Bildzeilen, würde man das locker merken. Man sieht beim Umschalten von 50 Hz auf 60 Hz schon, dass der Abstand zwischen den Bildzeilen (Scanlines) größer wird, weil die Breite einer Zeile sich nicht verändern kann. Dargestellt wird ein Punkt und wird er in Y-Richtung größer, wird er es auch in X-Richtung. Bei lediglich 240 Zeilen wäre entweder ein dicker Spalt zwischen den Zeilen, oder aber das Bild müsste in X-Richtung super matschig werden. Also auch die Funktion der Bildröhre spricht erst einmal dagegen.

Der Sync-Impuls ist in dem von Anakin verlinkten Thread dargestellt: CSYNC bei RGB
Zweites Bild, roter Kasten. Das sind zwei Flanken, heißt ein Rechteck. Der zeitliche Abstand zwischen zwei gleichen Flanken zweier Impulse gibt dem TV die zeitliche Information zur Zeilenlänge. Zusätzlich geben die Pegel eine Information über den Schwarzwert an. Der Puls hat deshalb immer -0,3 V, bezogen auf die Referenz. Das Bildsignal selbst liegt dann bsi 0 bis +0,7 V, macht eine Gesamtamplitude von genau 1 V. In dem Bild geht es nur bis +0,6 V, weil kein reines Weiß enthalten ist.

Mir war z.B. bisher garnicht bewußt, daß bei Röhren die Zeilen garnicht 100% horizontal verlaufen sondern eine entsprechende vertikale Komponente haben - was dann im Kontext aber auch wieder total logisch und klar ist.

Man muss sich, bei dem Versuch das zu verstehen, ein wenig von dem heutigen digitalen Verständnis lösen. Es gibt keine feste Pixelzuordnung, es gibt nicht einmal feste Ausrichtung. Das Bild kann beliebig gedreht werden. Die Zeilen sind im ersten Moment schräg nach unten verlaufend. Drehst du nun das Bild ein klein wenig, dann sind die Zeilen wieder gerade, aber die seitlichen Kanten sind schräg. Dazu muss nicht einmal die Bildröhre gedreht werden, es reicht schon die Ablenkeinheit ... oder der Kopf. Da das Bild sowieso nie pixelgenau ist und sogar atmet, fällt das gar nicht mehr auf. Und selbst wenn, Röhrenfernseher haben eine meist einstellbare Korrektur für "Trapez" und "Parallelogramm", womit das auch wieder ausgeglichen wird.

Alles ein sehr spannendes Thema um Wissen, das immer mehr verloren geht

[Anakin94]

Da möchte ich noch etwas ergänzen.

Ich kann gerade nur mutmaßen, aber ich denke, dass es 240p60 Zeilen einfach nie gab, sondern dann nur 480p30.

Warum sollte es 240p nie gegeben haben?
Du hast doch selber beschrieben, dass es von den Bildpunkten her keinen Unterscheid zu einem Halbbild von 480i macht.
Wenn der CRT das 240p Bildsignal als Halbbild darstellt, sieht man die Scanlines.
Denn es gibt ja kein wechselndes oberes und unteres Halbbild, ist ja kein Interlacesignal was von der Konsole ausgegeben wird.
Bei 480i wechseln die Zeilen, hast du ja sehr verständlich erklärt.

480p30 denke ich eher nicht, mir ist so eine Bildfrequenz bei der PS1 jedenfalls nicht bekannt.
Die gibt entweder 49,76 Hz bei PAL oder 59,29 Hz bei NTSC aus.
Können CRTs überhaupt 30 Hz?

In dem Video (Bitte mit 60fps abspielen) bei 1:24 sieht man die Linien, bei 1:37 wechselt er zu 480i und man sieht den Zeilenwechsel.
Pausiert man es, kann man da die Halbbilder und die Scanlines sehen.
480i vs 240p on an old TV

Eine weitere Nahaufnahme bei 1:03 mit 320x224 und bei 1:17 mit 320x448i.
Da sieht man dasselbe.
240p vs 480i - Again

Takeshi, wenn die Konsolen tatsächlich immer 480i ausgeben würden, dann müssten die ja 2 mal dasselbe Halbbild ausgeben, das geht doch glaube ich gar nicht.
In den Videos siehst du doch auch wie ruhig das Bild bei 240p ist, das müssen 60 Bilder sein, es gibt dort auch keinen Zeilenwechsel.
480p30 schließe ich da auch aus, weil das Bild flackern müsste.
Ich bleibe dabei es sind 240p60.
Wenn du danach immer noch anderer Meinung bist und weiter technisch argumentieren kannst, muss ich aufgeben. 
Ich kann nicht weiter kontern.

Sobald sich die Gelegenheit bietet, prüfe ich das mal bei einem Sega Master System, NES oder SNES nach, ob es sich da immer um 576 Zeilen handelt, oder auch mal um 288.

Hier es gibt für verschiedene Konsolen die 240p Test Suite.
240p Test Suite

Andernfalls kannst das auch an einer PS1 und PS2 mit einem PS1 Spiel prüfen.
Oder an der PS2 mit GSM 0.23.


EDIT:
Hier ist noch ein Video, da sollte alles erklärt werden.
The History of 240p