Scanzeile

Eine Scanzeile ist ein einzelner horizontaler Durchlauf, den ein Elektronenstrahl (bei analogen Displays) oder eine logische Zeichenfolge (bei digitalen Systemen) ausführt, während er von links nach rechts über den Bildschirm fährt. Bei einem Fernseher oder CRT-Monitor startet der Strahl oben links, fährt horizontal über den Bildschirm, um eine Zeile von Pixeln oder Bildelementen zu zeichnen, und kehrt dann schnell zur linken Kante in einer etwas tieferen vertikalen Position zurück, um den Vorgang zu wiederholen. Dies geschieht Zeile für Zeile von oben nach unten, viele Male pro Sekunde, und baut das komplette Bild durch das Phänomen der Bildpersistenz auf.

Die Anzahl der Scanzeilen bestimmt direkt die vertikale Auflösung des Displays. Standard-NTSC-Fernsehen nutzte 525 Scanzeilen (von denen 480 nach Berücksichtigung der Austastlücken sichtbar waren), während PAL-Systeme 625 Zeilen (575 sichtbar) nutzten. Computermonitore unterschieden sich erheblich: frühe VGA-Displays nutzten 480 Zeilen, während moderne High-Definition-Displays 1080 Zeilen oder mehr nutzen. Die Horizontalfrequenz (wie schnell der Strahl von links nach rechts fährt) und die vertikale Bildwiederholfrequenz (wie viele komplette Durchläufe pro Sekunde) sind voneinander abhängig; zusammen definieren sie die Bandbreiteanforderungen und Flimmercharakteristiken des Displays.

Jede Scanzeile ist keine kontinuierliche Bildinformation. Der Strahl muss ohne Zeichnen zur linken Kante zurückfahren (genannt die Horizontalaustastlücke oder Vorderporch), die typischerweise 20 bis 30 Prozent der Zeilendauer verbraucht. Bei NTSC dauert jede Zeile insgesamt etwa 63,5 Mikrosekunden. Während der Verticalaustastlücke am unteren Ende des Bildes sind typischerweise 21 Scanzeilen für die Rückkehr des Strahls nach oben und für Synchronisierungssignale reserviert; dieser Bereich wurde historisch verwendet, um Daten für geschlossene Untertitel und Vertical-Interval-Timecode zu übertragen.

Die Sichtbarkeit von Scanzeilen wird bei niedrig auflösenden Displays ein praktisches Problem, besonders wenn diese aus der Nähe betrachtet werden, wo die einzelnen Zeilen als Flimmern oder Muster wahrgenommen werden können. Deshalb arbeiten CRT-Monitore mit 60 Hz oder höher (in Nordamerika und Asien) oder 50 Hz (in Europa und anderswo), um das Flimmern unterhalb der Wahrnehmungsschwelle des Menschen zu halten. Interlaced-Scanning, bei dem ungerade Zeilennummern in einem Feld und gerade Zeilennummern im nächsten Feld abgetastet werden, war eine Bandbreitenspartechnik, die die Zeilenrate-Anforderung halbierte, aber während der Bewegung sichtbare Kammeffekte verursachen konnte.

Der Begriff ist weiterhin relevant bei modernen Flachbilddisplays und digitalen Projektoren, obwohl diese keine Elektronenstrahlen verwenden. Ihre Display-Controller organisieren die Pixelausgabe immer noch als Scanzeilen, und die Vertikal- und Horizontalsynchronisierungssignale, die einst einen physischen Strahl steuerten, sind jetzt Impulse, die Zeilen- und Spalten-Decoder antreiben. Das Verständnis der Scanzeilen-Struktur ist wesentlich für die Videosignalintegrität, Timing-Constraint-Analyse und die Diagnose von Bildfehlern wie rollenden Zeilen oder vertikalen Verzerrungen.