Als Auflösung bezeichnet man im technischen Verständnis die Angabe der horizontalen und vertikalen Punkte in einem Punktraster. Die Darstellung entspricht dabei dem Format X * Y. Der zusätzlich angegebene Begriff Pixel ist ein Kunstwort aus den englischen Wörtern Picture und Element. Zudem haben sich für verschiedene, oft verwendete Auflösungen Eigennamen etabliert. Eine der bekanntesten Bezeichnungen ist Full-HD, das einer Auflösung von 1920 * 1080 Pixeln entspricht. Die Auflösung allein beschreibt allerdings weder die physische Größe noch automatisch die wahrgenommene Bildqualität eines Displays.
Geschichtliches zur Auflösung
Die Auflösung spielte bereits bei frühen Computeranzeigen und später bei CRT-Röhrenmonitoren eine wichtige Rolle. Anders als heutige Flachbildschirme besitzen Röhrenmonitore kein festes Raster aus physischen Pixeln und daher keine native Auflösung im heutigen Sinn. Stattdessen wird der Elektronenstrahl durch eine Loch- oder Schlitzmaske auf die Leuchtschicht gelenkt. Betriebssysteme boten mehrere Auflösungen an, aus denen der Nutzer unter Beachtung der Limitierungen von Hardware, Monitor und Grafikkarte wählen konnte. Schließlich müssen größere Bilder berechnet, gespeichert und mit einer geeigneten Bildwiederholrate übertragen werden.
Da bei Röhrenmonitoren keine Skalierung auf ein festes Pixelraster erforderlich war, konnten verschiedene Auflösungen dargestellt werden. Die Bildschärfe hing dennoch unter anderem von der Signalqualität, der Fokussierung, der Lochmaske und der gewählten Bildwiederholrate ab. Die Größe von Schriften, Schaltflächen und anderen Bildschirmelementen veränderte sich mit der Auflösung. Besonders für die Hersteller von Programmen war das ein Problem, da das Userinterface, also Schaltflächen und Menüs, wegen technischer und grafischer Speicherlimitationen häufig nur für eine oder wenige bestimmte Auflösungen angepasst werden konnte. Deswegen wurde damit begonnen, dem Anwender eine Auflösung zu empfehlen. Stand auf einer Packung beispielsweise eine Empfehlung für die Auflösung SVGA, bedeutete dies, dass die Software für eine Auflösung von 800 * 600 Bildpunkten optimiert war.
Auch die Grafikkartenhersteller folgten diesem Prinzip. Deswegen gab es neben der normalen Bezeichnung sowohl die Typisierung VGA-Grafikbeschleuniger als auch später durch VESA standardisierte Grafikmodi. Auch heute noch wird bei Grafikkarten eine maximale Auflösung angegeben. Ob sie praktisch nutzbar ist, hängt jedoch zusätzlich vom Anschluss, vom Monitor, von der Bildwiederholrate, von der Farbtiefe und gegebenenfalls von der Anzahl gleichzeitig betriebener Displays ab. Die maximale Auflösung sollte deshalb nicht isoliert betrachtet werden.
Die native Auflösung
Durch die hohe Verbreitung von Flachbildschirmen mit Flüssigkristallanzeigen, auch TFT- oder LCD-Panel genannt, wurde das Festlegen einer sogenannten nativen Auflösung immer wichtiger. Die Bezeichnung LED-Monitor beschreibt bei vielen Geräten lediglich die Hintergrundbeleuchtung eines LCD-Panels. Anders als Röhrenmonitore arbeiten diese Displays mit einem festen Raster aus physischen Pixeln. Ein Pixel setzt sich häufig aus roten, grünen und blauen Subpixeln zusammen, wobei je nach Displaytechnik auch andere Anordnungen möglich sind. Entspricht die ausgegebene Bildauflösung dem physischen Pixelraster des Panels, spricht man von der nativen Auflösung. Dann kann ein berechneter Bildpunkt ohne geometrische Skalierung einem physischen Pixel zugeordnet werden und das Bild erreicht in der Regel seine größte Schärfe.
Bei einer kleineren oder abweichenden Auflösung muss das Display das Bild skalieren beziehungsweise interpolieren. Dabei werden die Werte der berechneten Bildpunkte auf das vorhandene Pixelraster verteilt, was vor allem bei Text und feinen Linien zu Unschärfen führen kann. Eine größere Auflösung als das physische Raster kann nur verkleinert dargestellt werden und erzeugt keine zusätzlichen physischen Details.
Von den Herstellern wurde dieser Begriff weitgehend übernommen. Statt nur maximale oder minimale Auflösungen anzugeben, wird bei Displays üblicherweise die native Auflösung genannt. Auch in die Betriebssysteme wurde der Begriff integriert. Moderne Monitore übermitteln ihre unterstützten Darstellungsmodi und die bevorzugte Auflösung in der Regel automatisch an das angeschlossene Gerät. Dafür werden unter anderem DDC und EDID verwendet. Dies funktioniert sowohl über verschiedene digitale Anschlüsse wie HDMI, DVI oder DisplayPort als auch bei manchen älteren analogen Verbindungen.
Die Auflösung im Wandel der Zeit
Generell wird dazu übergegangen, immer höhere Auflösungen anzustreben. Dies ist einerseits von Vorteil, da so feinere und detailreichere Bilder dargestellt werden können. Andererseits steigt je nach Anwendung der Bedarf an Rechenleistung, Speicherplatz und Übertragungsbandbreite. Ein Anzeigegerät muss nicht grundsätzlich größer werden, damit eine höhere Auflösung sinnvoll ist: Entscheidend sind das Verhältnis von Auflösung und Displaygröße, der Betrachtungsabstand sowie die Sehschärfe des Betrachters.
Ob der Unterschied zwischen zwei Auflösungen sichtbar ist, lässt sich daher nicht allein aus Bezeichnungen wie Full-HD oder 4K ableiten. Auf einem großen Fernseher bei geringem Sitzabstand können zusätzliche Bildpunkte deutlich erkennbar sein. Bei einem kleinen Display oder einem großen Abstand kann derselbe Unterschied kaum auffallen. Auch die Qualität des Ausgangsmaterials, die Skalierung und die Komprimierung beeinflussen den wahrgenommenen Detailgrad. Höhere Auflösungen können zudem mehr Arbeitsfläche bieten, sofern Betriebssystem und Programme ihre Oberflächen passend skalieren.
Auflösung und Pixeldichte
Ein in den letzten Jahren immer wichtiger gewordener Begriff ist die Pixeldichte. Diese gibt an, wie viele Pixel auf einer bestimmten Strecke eines Displays vorhanden sind, üblicherweise in Pixeln pro Zoll beziehungsweise ppi. Sie darf nicht mit der Gesamtauflösung verwechselt werden: Zwei Displays können dieselbe Auflösung besitzen, aber aufgrund unterschiedlicher Bildschirmgrößen eine verschiedene Pixeldichte aufweisen. Dass dieser Begriff an Bedeutung gewonnen hat, liegt vor allem an mobilen Endgeräten, bei denen eine möglichst hohe Auflösung bei gleichbleibend kleinen Displaygrößen erreicht werden soll. Statt also, wie häufig im Bereich der PC-Monitore und Fernseher, die Anzeigefläche zu vergrößern, verkleinert man den Abstand der Pixel.
Besonders im Zusammenhang mit der Pixeldichte hat sich die Bezeichnung Retina-Display etabliert. Sie ist keine allgemeine technische Einheit und behauptet nicht, dass die Anzahl der Pixel der Anzahl von Sehnerven auf der menschlichen Netzhaut entspricht. Vielmehr handelt es sich um eine Produktbezeichnung für Displays, deren einzelne Pixel bei einem vorgesehenen typischen Betrachtungsabstand möglichst nicht mehr deutlich unterscheidbar sein sollen. Ob dies tatsächlich zutrifft, hängt neben der Pixeldichte vom Abstand, von der individuellen Sehschärfe und von der Art der dargestellten Inhalte ab. Eine höhere Pixeldichte kann auch bei größeren Anzeigegeräten von Vorteil sein, da sie bei geeignetem Ausgangsmaterial feinere Details, glattere Kanten und schärfere Schrift ermöglicht.
Die Auflösung in anderen Bereichen
Ein großer Bereich, in dem die Auflösung immer mehr an Bedeutung gewann, ist die Unterhaltungselektronik. Fernsehgeräte, Handys und Tablets haben eine native Auflösung, mit deren Höhe besonders bei hochwertigen Geräten geworben wird. Auch bei Geräten, die mit Pixelrastern arbeiten, beispielsweise digitalen Fotokameras, wird eine Auflösung angegeben. Hier wird statt des Formats X * Y häufig von der Anzahl der Pixel insgesamt, beispielsweise 10 Megapixeln, gesprochen. Die Megapixelzahl allein erlaubt jedoch keine vollständige Beurteilung der Bildqualität, da unter anderem Sensorgröße, Objektiv, Signalverarbeitung und Lichtverhältnisse eine Rolle spielen. Außerdem verfügen digitale Fotos ebenfalls über eine Auflösung. Diese wird vor allem beim Druck wichtig, da die vorhandenen Bildpunkte auf eine bestimmte Druckgröße verteilt werden. Dabei ist zwischen der Pixeldichte der Bilddatei und der Druckauflösung des Ausgabegeräts zu unterscheiden.
Schließlich hat die Auflösung auch im Bereich der Video- und Fernsehtechnik Einzug gehalten. Mussten die Nutzer früher vor allem auf das Format achten, beispielsweise VHS oder S-VHS, wurde mit der Einführung von DVDs, HD-DVDs und schließlich Blu-Rays die Angabe einer Auflösung immer wichtiger. Neben Bezeichnungen wie HD-Ready und Full-HD existieren weitere Auflösungen und Seitenverhältnisse. Zusätzlich ist zwischen progressiver und interlaced Darstellung zu unterscheiden. Bei einem Interlace-Signal werden abwechselnd Halbbilder mit unterschiedlichen Bildzeilen übertragen. Die Angabe 1080i bezeichnet 1080 sichtbare Zeilen im Zeilensprungverfahren. Bei 50 Halbbildern pro Sekunde enthält jedes Halbbild jeweils die Hälfte der Bildzeilen; daraus entstehen nicht automatisch 50 vollständige Bilder. Ob Interlacing Speicherplatz oder Übertragungsbandbreite spart und wie gut das Ergebnis aussieht, hängt vom Material, vom Übertragungsverfahren und vom Deinterlacing des Wiedergabegeräts ab.
Zusammenfassung
In technischen Begriffen beschreibt Auflösung die horizontale und vertikale Anzahl von Punkten in einem Punktraster, oft im Format X * Y. Ein bekanntes Beispiel ist Full-HD mit 1920 * 1080 Pixeln. Bei Röhrenmonitoren konnten verschiedene Auflösungen ohne Anpassung an ein festes physisches Pixelraster dargestellt werden. Software- und Grafikkartenhersteller empfahlen dennoch bestimmte Standards wie VGA oder SVGA, damit Programme und Hardware sinnvoll zusammenarbeiteten.
Neuere Technologien wie TFT- oder LCD-Panels verwenden eine native Auflösung. Bei ihr entspricht das ausgegebene Bild dem festen Pixelraster des Displays, sodass keine geometrische Skalierung erforderlich ist. Abweichende Auflösungen werden interpoliert und können dadurch unschärfer erscheinen. Neben der Gesamtauflösung ist die Pixeldichte relevant, weil sie die Anzahl der Pixel mit der physischen Größe des Displays in Beziehung setzt.
Der Begriff „Retina-Display“ wurde als Bezeichnung für Displays mit einer hohen, auf den typischen Betrachtungsabstand abgestimmten Pixeldichte populär. Die Auflösung ist nicht nur in der Unterhaltungselektronik wie Fernsehern und Kameras wichtig, sondern auch bei digitalen Bildern, Videos und Druckprodukten. Für die wahrgenommene Qualität sind jedoch zusätzlich Displaygröße, Betrachtungsabstand, Ausgangsmaterial, Skalierung und weitere technische Eigenschaften entscheidend.
Häufige Fragen und Antworten
Die Auflösung bezeichnet die Angabe der horizontalen und vertikalen Punkte in einem Punktraster. Sie wird häufig im Format X * Y angegeben und nennt damit die Anzahl der Pixel in beiden Richtungen. Die Gesamtzahl der Pixel ergibt sich aus der Multiplikation dieser Werte.
Im Laufe der Zeit wurden immer höhere Auflösungen möglich. Sie erlauben feinere und detailreichere Bilder, erhöhen aber je nach Anwendung auch den Bedarf an Rechenleistung, Speicherplatz und Bandbreite. Ob zusätzliche Bildpunkte sichtbar sind, hängt besonders von der Displaygröße, dem Betrachtungsabstand, der Pixeldichte und der Qualität des Ausgangsmaterials ab.
Die native Auflösung entspricht dem festen physischen Pixelraster eines Flachbildschirms. Bei dieser Einstellung kann ein ausgegebener Bildpunkt in der Regel einem physischen Pixel zugeordnet werden, sodass keine geometrische Skalierung erforderlich ist. Abweichende Auflösungen müssen interpoliert werden und können deshalb insbesondere bei Text und feinen Linien unschärfer wirken.
