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Textaufgaben: Monitor

Einen Monitor anhand seines Datenblatts auswerten und für eine Familie zwischen LCD- und OLED-Fernseher abwägen.

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Ein Monitor für den Informatikraum

AFB I–II

Für den Lehrerarbeitsplatz im Informatikraum soll ein neuer Monitor angeschafft werden. Die Fachschaft hat sich für das Modell „Studio 27“ entschieden, dessen Datenblatt die Abbildung zeigt.

Der bisherige Monitor hatte bei gleicher Bildbreite von 60 cm eine Full-HD-Auflösung.

Auszug aus dem Datenblatt
Monitor „Studio 27“ — DatenblattBauweiseLCDAuflösung2560 × 1440 PixelBildwiederholrate165 HzReaktionszeit1 msKontrast1000 : 1Breite des Bildes60 cm
Herstellerangaben, gekürzt
  1. Nennen Sie die Bauweise des Monitors und die Eigenschaft beim Darstellen von Schwarz, die sich aus dieser Bauweise ergibt.
  2. Ermitteln Sie die Pixelanzahl des neuen Monitors sowie die Anzahl der Pixel pro Zentimeter Bildbreite beim neuen und beim alten Monitor.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Die Bauweise steht direkt im Datenblatt. Überlege, was beim LCD hinter den Flüssigkristallen sitzt.
Hinweis zu Aufgabe b)
Pixelanzahl = Spalten · Zeilen. Für die Dichte teilst du die Anzahl der Spalten durch die Bildbreite in Zentimetern. Full-HD hat 1920 Spalten.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Bauweise: LCD. Die weiße Hintergrundbeleuchtung leuchtet immer; Schwarz bedeutet nur „Ventil zu“. Ein Rest Licht kommt durch, daher wirkt Schwarz leicht grau, vor allem im dunklen Raum.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Pixelanzahl: \(2560\cdot1440 = 3\,686\,400\) Pixel, also rund 3,7 Millionen. Dichte neu: \(2560 : 60\text{ cm} \approx 42{,}7\) Pixel pro cm. Dichte alt (Full-HD): \(1920 : 60\text{ cm} = 32\) Pixel pro cm. Der neue Monitor stellt auf derselben Breite also etwa ein Drittel mehr Pixel pro Zentimeter dar.

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Der Fernseher für den Filmabend

AFB II–III

Familie Özdemir kauft einen neuen Fernseher für das Wohnzimmer. Abends schauen sie bei abgedunkeltem Licht gern Filme, nachmittags läuft bei der Großmutter oft stundenlang ein Nachrichtensender mit dauerhaft eingeblendetem Senderlogo und Laufband.

Zur Auswahl stehen zwei 55-Zoll-Geräte mit 4K-Auflösung (3840 × 2160 Pixel) und einer Bildbreite von 122 cm: ein LCD-Fernseher für 600 € mit einem Kontrast von 5000 : 1 und ein OLED-Fernseher für 1100 € mit „praktisch unendlichem“ Kontrast. Der alte Fernseher der Familie hatte 32 Zoll, Full-HD (1920 × 1080 Pixel) und eine Bildbreite von 71 cm.

Ein Pixel im Querschnitt
LCDOLEDHintergrundlicht (immer an)VentilBlau „aus“: Ventil zu, Restlichtkein HintergrundlichtBlau „aus“: Leuchtdiode aus
Schematisch: Rot und Grün leuchten, Blau soll dunkel sein (das Pixel erscheint gelb).
  1. Erläutern Sie mithilfe der Abbildung, warum der OLED-Fernseher einen praktisch unendlichen Kontrast erreicht, der LCD-Fernseher dagegen nicht.
  2. Zeigen Sie, dass der neue 4K-Fernseher trotz viermal so vieler Pixel in der Breite nur etwa 16 % mehr Pixel pro Zentimeter hat als der alte Fernseher.
  3. Bewerten Sie, welcher der beiden Fernseher für Familie Özdemir besser geeignet ist.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Kontrast ist das Verhältnis aus hellstem und dunkelstem Punkt. Was passiert mit dem dunkelsten Punkt, wenn er gar kein Licht mehr abgibt?
Hinweis zu Aufgabe b)
Teile jeweils die Anzahl der Spalten durch die Bildbreite und vergleiche die beiden Ergebnisse als Verhältnis.
Hinweis zu Aufgabe c)
Lege Kriterien fest (z. B. Bild im dunklen Raum, stundenlang stehende Bildteile, Preis) und prüfe beide Geräte daran. Am Ende steht ein klares Urteil.Bewerten heißt: den Sachverhalt an Kriterien messen und daraus ein begründetes Urteil ableiten.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Kontrast = hellster Punkt : dunkelster Punkt. Beim LCD leuchtet die Hintergrundbeleuchtung immer; ein schwarzes Pixel entsteht nur durch geschlossene Ventile, durch die trotzdem ein Rest Licht dringt. Der dunkelste Punkt ist also nie ganz dunkel, der Kontrast bleibt endlich (hier 5000 : 1). Beim OLED ist jedes Subpixel eine eigene Leuchtdiode; für Schwarz wird sie ausgeschaltet und gibt gar kein Licht ab. Wird durch einen Wert nahe null geteilt, wird das Verhältnis „praktisch unendlich“.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Neu: \(3840 : 122\text{ cm} \approx 31{,}5\) Pixel pro cm. Alt: \(1920 : 71\text{ cm} \approx 27{,}0\) Pixel pro cm. Verhältnis: \(31{,}5 : 27{,}0 \approx 1{,}16\), also nur etwa 16 % mehr Pixel pro Zentimeter. Die Pixelanzahl ist zwar viermal so groß, die Fläche aber auch deutlich gewachsen — die Dichte, nicht die Anzahl entscheidet über die Schärfe.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Kriterium Filmabend im Dunkeln: OLED ist klar besser — echtes Schwarz, sehr hoher Kontrast; beim LCD wirkt ein dunkler Nachthimmel grau. Kriterium Nachrichtensender: Senderlogo und Laufband stehen stundenlang an derselben Stelle. Beim OLED können sich solche Bildteile über die Jahre einbrennen; das LCD hat dieses Problem nicht. Kriterium Preis: Das LCD kostet rund 500 € weniger. Auflösung und Größe sind gleich und entscheiden nichts. Mögliche Urteile: LCD, weil die tägliche Nutzung mit stehenden Bildteilen und der Preis schwerer wiegen als das bessere Schwarz — oder OLED, wenn die Filmabende der Familie besonders wichtig sind und das Einbrennrisiko bewusst in Kauf genommen wird. Vollständig ist die Antwort, wenn mindestens zwei Kriterien fachlich begründet gegeneinander abgewogen und ein eindeutiges Urteil formuliert wird.