Bagaimana Layar Bekerja

• Layar mengubah sinyal elektronik menjadi gambar
• Terdiri dari unit-unit piksel yang menampilkan informasi warna dan kecerahan
• Teknologi display mencakup berbagai jenis seperti CRT, LCD, dan OLED
• Masing-masing teknologi berbeda dalam metode sumber cahaya dan prinsip pengendalian piksel
• Mengubah sinyal digital menjadi analog untuk menyediakan informasi visual

---

Prinsip Kerja Layar

• Layar menerima sinyal elektronik dan mengubahnya menjadi gambar visual
• Display terdiri dari ribuan hingga jutaan piksel, dan setiap piksel menampilkan berbagai warna melalui kombinasi RGB (merah, hijau, biru)
• CRT di masa lalu menampilkan gambar dengan cara merangsang fosfor menggunakan tabung sinar elektron
• Display modern seperti LCD dan OLED masing-masing memanfaatkan molekul kristal cair dan piksel self-emissive
• LCD memerlukan backlight, sedangkan OLED membuat setiap piksel memancarkan cahayanya sendiri

Piksel dan Pemrosesan Sinyal

• Pada gambar, sinyal piksel dikirim ke setiap koordinat layar (baris, kolom)
• Piksel menentukan warna dan kecerahan berdasarkan sinyal digital yang masuk
• Chipset grafis di dalam komputer atau smartphone menghasilkan sinyal sesuai format layar

Jenis Display dan Perbedaannya

• CRT: berukuran besar dan konsumsi daya tinggi, tetapi kecepatan responsnya cepat
• LCD: unggul dalam bentuk yang tipis dan konsumsi daya rendah, serta menggunakan sumber cahaya dan filter
• OLED: lebih tipis dan mampu menghasilkan rasio kontras tinggi. Setiap piksel memancarkan cahaya secara langsung

Ringkasan

• Layar mewujudkan gambar melalui proses konversi sinyal dan teknologi kendali piksel yang kompleks
• Bergantung pada metode display yang digunakan, prinsip implementasi, kelebihan, dan kekurangannya berbeda-beda
• Semua proses ini pada akhirnya bertujuan menampilkan sinyal elektronik sebagai informasi visual

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Ada beberapa kalimat dalam tulisan ini yang secara teknis terasa agak kabur, tetapi kalau mau tepat sebenarnya tidak benar dan bisa memicu pemahaman yang keliru

  Dikatakan bahwa "display modern tidak menggambar gambar per baris (...) semua piksel menyala secara bersamaan, dan seluruh display di-refresh sekaligus", tetapi kenyataannya sebagian besar LCD dan OLED masih melakukan scanning refresh per baris dari atas ke bawah, dari kiri ke kanan
  Ini bukan global refresh, melainkan scanning refresh
  Biasanya jika ponsel dengan refresh rate 60Hz direkam dalam slow motion, karena kamera juga memakai metode scanning (rolling shutter), hal itu tidak mengganggu eksperimen, dan kita bisa melihat layar benar-benar di-refresh dari atas ke bawah
  Arah refresh sebenarnya berbeda-beda tergantung display, tetapi ini berbicara tentang monitor desktop pada umumnya

  • Senang melihat ada bagian yang menyinggung bagaimana IPS(PLS) dan VA berbeda dari TN lama
    Namun sekali lagi, baik LCD maupun OLED sama-sama memperbarui tegangan penyimpanan sel kurang lebih per baris juga (misalnya pada OLED, sekitar 5 clock dipakai di GIP untuk mengoreksi tegangan offset transistor internal)
    Secara pribadi saya juga menyayangkan tidak adanya pembahasan tentang circular polarizer pada OLED
    Memang Quantum Dot OLED sedang beralih ke color filter, tetapi alasan hitam pada perangkat mobile OLED bisa tampil sangat pekat adalah karena circular polarizer
    Selain itu, pola subpiksel pentile RGGB, yang menjadi arus utama pada mobile OLED, juga tidak disebutkan (ini dipakai di lebih dari 50% perangkat)
    Belakangan ini OLED juga berevolusi ke struktur stack tandem untuk meningkatkan kecerahan dan menurunkan densitas arus, tetapi bukan pola subpiksel planar-baji (lateral)

  • Ciri besar dari display active matrix (dan juga passive matrix) adalah bahwa pada display m x n, piksel bisa diakses hanya dengan m+n jalur sinyal
    Saat warna piksel tertentu diubah, sinyal dikirim ke jalur yang sesuai dengan baris dan kolom piksel itu untuk memilihnya, lalu nilai sebenarnya dikirim lewat jalur lain
    Dengan struktur seperti ini, mustahil mengendalikan semua piksel sekaligus; kalau dipaksakan, justru akan dibutuhkan jutaan jalur kontrol

• Diagram yang diperkenalkan di awal sendiri sudah cukup dan sangat jelas
  Suara "pop"-"beep" saat gambar di-zoom in/zoom out juga menyenangkan, seperti memainkan mainan bubble wrap
  Bahkan ada suara ditambahkan ke penggaris di sisi kanan
  Menurut saya ini halaman yang sangat keren
  Dan landing page https://www.makingsoftware.com/ juga terus memberi hal-hal baru

  • Hasil akhirnya benar-benar rapi dan matang
    Saya merasa kalau Dan menulis buku pelajaran sains/matematika untuk semua tingkat sekolah, dunia akan jadi tempat yang lebih baik bagi siswa yang kesulitan belajar

  • Dia komunikator yang sangat berbakat
    Mengingatkan saya pada karya hebat Bartosz Ciechanowski
    https://ciechanow.ski/archives/

  • Saya juga ingin menambahkan ucapan selamat dan terima kasih
    Grafik dan penjelasan yang jelas, yang mudah dipahami bahkan oleh semi-profesional, menjadikannya platform edukasi yang kuat

  • Menurut saya ini proyek yang sangat keren
    Saya mendoakan penulisnya sukses
    Sudah lama sekali saya tidak berlangganan newsletter, tetapi kali ini saya mendaftar

• Display CRT benar-benar salah satu teknologi analog yang jauh lebih keren daripada penerus digitalnya
  Di dalam monitor ada raygun sungguhan, semacam akselerator partikel, yang menciptakan gambar yang saya lihat

  • Saat panel datar active matrix muncul pada 1990-an, itu juga terasa seperti teknologi luar biasa
    Cara tiap piksel memiliki transistor dan kapasitor sendiri untuk mempertahankan status piksel terasa seperti sihir dalam proses manufakturnya
    Dulu dead pixel pada LCD sempat menjadi masalah besar, tetapi sudah lebih dari 20 tahun saya nyaris tidak mengingat masalah seperti itu lagi

• CRT sampai sekarang masih terasa agak seperti sihir
  Gambar itu sebenarnya tidak benar-benar ada, melainkan ilusi sepenuhnya
  Jika mata manusia bekerja secepat elektron, kita akan melihat satu titik yang sangat terang terus-menerus menggambar pola raster
  Hal ini benar-benar bisa dilihat dalam video YouTube "The Slow Mo Guys"
  https://youtu.be/3BJU2drrtCM?t=190

  • Video slow motion itu bisa sedikit menyesatkan
    Sebenarnya fosfor CRT tetap memancarkan cahaya untuk beberapa saat, jadi sebagian besar gambar selalu tetap terlihat
    Masalahnya video tersebut mengatur eksposur untuk bagian yang sangat terang sehingga sisanya tampak gelap

  • Piksel atau fosfor memiliki tingkat persistensi tertentu, jadi agak sulit menyebutnya ilusi sepenuhnya
    Pada akhirnya penglihatan manusialah yang mengintegrasikan gambar per frame
    Ada juga metode interlacing di sini
    Hal menarik yang baru-baru ini saya baca adalah bahwa seiring bertambahnya usia, "laju frame integrasi" menurun, meski saya tidak yakin apakah itu benar

  • Saat TV pertama kali muncul, saya merasa sangat keren ketika tahu bahwa sinar pindai TV dan kamera tersinkronisasi sempurna secara nasional
    Rasanya seperti kamera langsung mengendalikan TV saya

  • Buat saya, bagian paling menakjubkan dari CRT adalah cara menghasilkan warna
    Sampai sekarang saya masih belum benar-benar memahami struktur shadow mask
    Ada lubang-lubang yang disesuaikan dengan masing-masing dari tiga electron gun, dan berkas dari tiap electron gun entah bagaimana hanya mengenai titik fosfor yang tepat
    Lebih menakjubkan lagi, walaupun berkas dibelokkan oleh koil, berkas dari ketiga electron gun itu tidak saling mengganggu

  • Dibilang "ini ilusi", tetapi sebenarnya penglihatan itu sendiri pada dasarnya juga ilusi

• Saya keberatan dengan penggunaan istilah "piksel" dan "subpiksel" pada CRT
  CRT sebenarnya menampilkan scanline, bukan piksel
  Tiap garis merupakan sinyal analog dengan tegangan yang berubah terus-menerus, sehingga resolusinya bergantung pada kinerja DAC dan hardware internal CRT
  Dan tidak ada korespondensi 1:1 antara konsep "piksel" ini dan titik fosfor sebenarnya (titik warna)
  Bahkan sinyal RGB digital pun di dalam CRT tidak benar-benar digital dalam arti ketat
  Untuk tiap kanal warna, yang ditentukan hanya tegangan nyala dan mati; jadi kerjanya tidak sepenuhnya "digital" (kadang juga ada pin intensity terpisah)
  Electron gun juga tidak bisa merespons secara tak terbatas cepat pada setiap saat
  Display digital yang benar-benar massal baru menjadi mungkin setelah era LCD, DVI, dan HDMI
  Bahkan CRT HD analog pun bisa menerima sinyal digital seperti ini

  • Saya dulu pernah memakai TV CRT widescreen LG 32 inci
    Saya memilih model itu karena ada port VGA, dan iklannya menyebut dukungan resolusi 640x480
    Nyatanya di komputer saya bisa memilih resolusi 848x480, dan itu bekerja sempurna, jadi saya sangat senang
    Pada masa itu, web masih sangat bisa dipakai pada resolusi sebesar itu

• Awalnya saya mengira tulisan ini membahas program terminal screen (terminal multiplexer)

  • Saya juga sempat ragu hampir 50:50
    Tapi source code screen cukup mudah dibaca dan, untuk ukuran kode Unix, komentarnya juga cukup ramah
    Nama fungsinya benar-benar dibuat sehingga maknanya bisa dipahami

  • Saya juga membacanya seperti itu

• Saya punya mikroskop stereo di meja, jadi saya coba mengamati Pixel 9 pada pembesaran 100x (okuler 10x x lensa objektif 10x)
  Saat saya sedikit menggerakkan kepala, gambar bergerak di atas retina saya; biru bergerak lebih cepat, merah hampir tetap, dan hijau berada di tengah-tengah

• Di atas kertas, LCD memang tampak punya banyak kelemahan, tetapi dalam praktiknya teknologi LCD modern untuk TV sudah berada di tingkat yang sangat bagus
  Dalam waktu dekat, kombinasi backlight RGB LED dengan panel WHVA+ kemungkinan akan mampu menghadirkan sudut pandang lebar setara IPS, cakupan warna REC 2020 lebih dari 95%, dan waktu respons 1-2ms
  OLED biru berfosfor akan menurunkan konsumsi energi display OLED yang ada saat ini sebesar 20~30%
  Namun tampaknya jalan menuju penerapan massal teknologi ini pada ponsel atau perangkat umum masih cukup panjang

  • Biasanya saat sebuah teknologi mulai tergantikan, performanya justru mencapai puncaknya
    Hal yang sama terjadi pada tabung vakum, CRT, cakram optik, film, dan lain-lain
    Bahkan dalam beberapa aspek, teknologi lama yang sudah matang bisa lebih unggul daripada generasi awal teknologi baru
    Tetapi OLED memang punya terlalu banyak kelebihan pada hal-hal yang benar-benar penting
    Konsumsi daya jauh lebih rendah, tidak perlu backlight sehingga strukturnya lebih tipis dan ringan, dan sebagainya

  • Inovasi seperti itu pada akhirnya tidak banyak membantu kelemahan mendasar LCD, yaitu rasio kontras yang rendah dan konsumsi energi yang relatif tinggi
    Karena keterbatasan struktural dari metode backlight, titik-titik ini akan selalu menjadi kelemahan dibanding display self-emissive

• Kalau melihat LCD dengan kaca pembesar, kita bisa langsung melihat pola subpikselnya
  Beberapa dekade lalu saya pernah terlibat dalam riset mesin raksasa yang benar-benar memproduksi color filter LCD

  • Meneteskan satu tetes air saja juga bisa memberi efek yang sama

• Gambarnya benar-benar digambar dengan sangat mengesankan
  Saya penasaran pakai tool apa, jadi saya mengirim email ke penulisnya, tetapi belum mendapat balasan

  • Jika melihat FAQ di halaman utama
    "Gambarnya digambar manual langsung di Figma. Tidak ada rahasia khusus; prosesnya memang serumit kelihatannya"