هر آنچه که بایستی در رابطه با نمایشگرهای CRT و دلیل منسوخ شدن آن‌ها بدانید

احتمالا واژه CRT را شنیده و می‌دانید که ربطی به تلویزیون‌ها، مانیتور، بازی‌های ویدیویی و یا کامپیوترها دارد. در این مطلب قصد داریم که دقیق‌تر به واژه CRT پرداخته و توضیحاتی را در رابطه با آن به شما ارائه دهیم.

CRT چیست؟

در مباحث مربوط به الکترونیک، CRT به‌معنای Cathode Ray Tube یا همان لامپ پرتوی کاتدی است. CRT یک اصطلاح فنی بوده و به لامپ تصویر موجود در دستگاه‌های تلویزیون و یا مانیتورهای قدیمی اشاره دارد. در اینجا منظور نمایشگرهایی هستند که پیش از نمایشگرهای صفحه-تخت وجود داشتند. CRTها دستگاه‌های الکترونیکی نمایش‌دهنده تصویر بوده که می‌توانند اطلاعات را به‌صورت پویا و بدون نیاز به جابجایی قطعات، نمایش دهند. وقتی که کسی نامی از CRT می‌برد، منظور وی به جای خود لامپ پرتوی کاتدی، می‌تواند تلویزیون و یا مانیتوری باشد که از CRT استفاده می‌کند.

خب چرا پرتو کاتدی؟ پیش از کشف الکترون، دانشمندان جریان الکترون‌ها را اشعه‌های کاتدی می‌نامیدند. این قضیه نیز بدین دلیل بود که این اشعه‌های مرموز، اولین بار در حال ساطع شدن توسط یک الکترون منفی یا همان کاتد دیده شدند. این فرایند باعث سایه‌اندازی در داخل یک لامپ خلاء می‌شد. در سال 1897، یک مهندس آلمانی به نام کارل فردیناند براون (Karl Ferdinand Braun)، جهت ساخت اولین لامپ پرتوی کاتدی، یک نمایشگر فسفری و همچنین یک کنترل انحراف مغناطیسی را به ترکیب اضافه کرد. وی از این لامپ کاتدی جهت نمایش شکل موجی یک جریان غیرمستقیم همانند اسیلسکوپ یا همان نوسان‌نما استفاده می‌کرد.

در طول زمان، سایر دانشمندان نیز پی بردند که می‌توان از CRTها جهت نمایش تصاویر متحرک، آن‌هم بدون نیاز به قطعات مکانیکی تکان‌خورنده، استفاده کرد. همین یافته، گامی مهم جهت تجاری‌سازی تلویزیون‌ها بود. در ادامه نیز کامپیوترها از مانیتورهای CRT به‌عنوان دستگاه خروجی استفاده کردند. این موضوع باعث افزایش سطح تعامل با کامپیوترها شد و همچنین نیاز به کاغذهای پیوسته پرینت شده جهت تهیه خروجی را از بین می‌برد.

این مطلب را نیز بخوانید: پنل‌های مانیتور چه تفاوتی با یکدیگر داشته و کدام یک برای شما مناسب هستند؟

CRTها چگونه کار می‌کنند؟

CRTها، لامپ‌های بسته خلاء بوده که دارای 3 بخش مهم هستند: یک منبع الکترون (معمولا تفنگ الکترونی نامیده می‌شود)، یک سیستم انحراف الکترومغناطیسی (که پرتو الکترون‌ها را هدایت می‌کند) و همچنین یک نمایشگر فسفری که در هنگام برخورد پرتو الکترون‌ها با آن، شروع به تابیدن می‌کند.

در رابطه با نمایشگرهای CRT رنگی، 3 تفنگ الکترونی وجود دارند: یکی قرمز، یک سبز و دیگری هم آبی. این تفنگ‌ها به سمت فسفرهای رنگی، نشانه‌روی می‌کنند. در هنگام برخورد پرتو مربوطه با فسفرها، آنگاه رنگ موردنظر نیز بر روی نمایشگر، نشان داده خواهد شد. شدت پرتو نیز قابل تعدیل است. این قضیه خود را در روشنایی بخش‌های خاصی از تصویر، نشان می‌دهد.

تلویزیون‌ها و اکثر مانیتورهای CRT، تصویر را به‌‎صورت خط-به-خط بر روی مانیتور به نمایش درمی‌آورند. این فرایند از بالا به پایین شروع شده، دارای یک الگوی شطرنجی (رستر) است و همچنین در هر ثانیه 30 یا 60 بار، تکرار می‌شود. این نمایشگرها را رستر یا همان شطرنجی می‌نامند. سایر CRTها نیز همانند آن‌هایی که در نوسان‌نماها و همچنین برخی از کنسول‌های اولیه بازی‌های آرکید استفاده می‌شدند، از طریق رهگیری خطوط موجود بر روی نمایشگرهای فسفری (با استفاده از تنها یک تفنگ الکترون)، تصویر را طرح‌ریزی می‌کردند (همانند ابزار Etch-A-Sketch). این‌ها را نمایشگرهای برداری (وکتور) می‌نامند.

واضح است که ما در اینجا قصد ساده‌تر کردن چیزها را داریم وگرنه CRTها نیازمند اجزاهای اضافی بیشتری همانند منبع تغذیه و مدار منطقی جهت دریافت و ایجاد سیگنال‌های تصویری (که بر روی نمایشگر نشان داده می‌شوند) هستند. این قطعات بسته به اندازه نمایشگر، نوع و شرکت سازنده، متفاوت هستند.

چرا دیگر از این فناوری استفاده نمی‌شود؟

طبیعتا هنوز هم در مواردی خاص، از نمایشگرهای CRT استفاده می‌شود. از این موارد می‌توان به تجهیزات الکترونیکی قدیمی همانند آن‌هایی که در کابین خلبان هواپیماهای قدیمی یافت می‌شوند و همچنین موارد مربوط به بازی‌های کلاسیک (رترو)، اشاره کرد.

CRTها در بین دهه‌های 1950 و اواسط 2000 میلادی، اول در تلویزیون‌ها و سپس در مانیتور کامپیوترها، بیشترین محبوبیت را داشتند. در ایالات متحده، تولید تلویزیون‌های CRT به‌طرز گسترده‌ای در اواسط دهه 2000 میلادی، متوقف شد. البته همچنان تولیداتی به‌صورت پراکنده در دهه 2010 میلادی، وجود داشتند. امروزه مؤسسات خاصی نسبت به تولید و یا نوسازی نمایشگرهای CRT اقدام می‌کنند که البته بخش بزرگی از بازار آن‌ها، مربوط به رده‌های غیر مصرف‌کننده است.

امروزه اکثر مردم دیگر از نمایشگرهای CRT استفاده نمی‌کنند، زیرا هم تبلیغ بیشتری برای نمایشگرهای صفحه-نخت می‌شود (با رهبری LCDها) و هم اینکه دومی برتری‌های گوناگونی نسبت به اولی دارد. در حالت کلی، تولید نمایشگرهای صفحه-تخت ارزان‌تر بوده، این نمایشگرها سبک‌تر و باریک‌تر هستند، مصرف انرژی کمتری دارند و همچنین در قیاس با CRTها، گرمای کمتری نیز تولید می‌کنند. نمایشگرهای مدرن این امکان را فراهم کرده‌اند که تصاویر پخش شده بر روی آن‌ها در قیاس با CRTها، دارای تیزی (Sharpness)، روشنی (Clarity) و همچنین رزولوشن بسیار بالاتری باشند. همچنین نمایشگرهای صفحه-تخت را می‌توان در اندازه‌های بسیاری بزرگ‌تری نسبت به CRTها تولید کرد.

این مطلب را نیز بخوانید: زمان پاسخگویی مانیتور چیست و چه اهمیتی دارد؟

آیا نمایشگرهای CRT هنوز هم مزیت‌هایی دارند؟

در دهه 2000 و 2010 میلادی، نمایشگرهای CRT همچنان برتری‌هایی نسبت به نمایشگرهای صفحه-تخت داشتند. از این موارد می‌توان به غنای رنگ بیشتر، زمان پاسخگویی بهتر و همچنین پشتیبانی بهتر از همگام‌سازی چندگانه رزولوشن، اشاره کرد. البته پیشرفت‌های حاصل شده در این چند سال، توانسته که این شکاف‌ها را تا حد زیادی کمتر کند.

هنوز هم افرادی هستند که در رابطه با کامپیوترهای قدیمی و یا بازی‌های قدیمی، نمایشگرهای CRT را ترجیح می‌دهند. این قضیه نیز می‌تواند به این موضوع بازگردد که این مانیتورها در آن زمان‌ها، به قصد چنین استفاده‌هایی تولید و ابداع شده بودند. 3 دلیل اصلی وجود دارند که با استناد به آن‌ها می‎‌توان گفت که صفحه‌نمایش‌های CRT جهت اجرای بازی‌های رترو، از نمایشگرهای صفحه‌تخت بهتر هستند.

دلیل اول این است که CRTها می‌توانند رزولوشن مربوط به بازی‌های قدیمی را بهتر مدیریت کنند. اگر بخواهید که یک بازی با رزولوشن پایین را بر روی یک تلویزیون HD امروزی پخش کنید، آنگاه بازی موردنظر چندان خوشایند و زیبا به نظر نمی‌رسد و بیشتر حالت تاری به خود می‌گیرد. حال اگر همین بازی را بر روی یک نمایشگر قدیمی CRT بخش کنید، آنگاه همه‌چیز خیلی بهتر نشان داده خواهد شد.

دلیل دوم این است که برخی از لوازم جانبی مربوط به بازی‌ها همانند تفنگ‌های نوری، فقط با نمایشگرهای CRT سازگار هستند. مثلا نمی‌توانید بازی Duck Hunt نینتندو را بر روی یک تلویزیون HD اجرا کرده و همچنین بخواهید که از تفنگ نوری نیز استفاده کنید. این قضیه نیز بدین دلیل است که چنین ابزارهایی بهترین هماهنگی را با زمان‌بندی سیگنال‌های ویدیویی تلویزیون‌های CRT دارند.

دلیل سوم نیز این است که مصنوعات تصویری ایجاد شده در بازی‌های قدیمی، هنگامی می‌توانند خود را بهتر نشان دهند که این بازی‌ها بر روی نمایشگرهای CRT اجرا شوند. در حقیقت، برخی از بازی‌ها از مزیت‌های سیگنال NTSC و یا خود CRT استفاده کرده تا بدین ترتیب رنگ‌ها را ترکیب کرده و یا اینکه توهم عمق، سایه‌زنی و شفافیت بیشتر را در ذهن مخاطب به وجود آورند (در قیاس با نمایشگرهای مدرن).

بسیاری از جنبه‌های مثبت مصنوعات گرافیکی بازی‌های قدیمی، در هنگام اجرای این عناوین از طریق شبیه‌سازهای تمام پیکسلی و یا نمایشگرهای مدرن، از بین می‌روند. بدین ترتیب ترکیب رنگ‌ها از دست رفته و همچنین امکان دارد که نسبت صفحه نیز مختل شود، زیرا قرار نیست که همه پیکسل‌ها، مربعی‌شکل باشند.

اکنون که فناوری CRT در خطر فراموشی کامل است، این احتمال وجود دارد که برای همیشه دسترسی به این تکنولوژی را از دست بدهیم. البته هنگامی‌که بحث بر سر منسوخ شدن یک فناوری باشد، این موضوع لزوما قرار نیست که دائمی و همیشگی باشد. به‌عنوان مثال می‌توان به موفقیت شرکت vinyl در Impossible Project جهت بازگردانی دوربین عکس فوری Polaroid، به چرخه تولید اشاره کرد.

شاید روزی فرا برسد که مجددا تولید نمایشگرهای CRT جهت استفاده در بوتیک‌ها افزایش یابد، اما تا آن روز، این وظیفه متخصصان فعال در این زمینه است که نمونه‌های این فناوری را نگه داشته تا نسل‌های آینده نیز بتوانند بهتر با چنین نمایشگرهایی و همچنین شیوه کار آن‌ها، آشنا شوند.