Cómo funciona una pantalla

 (makingsoftware.com)
3 puntos por GN⁺ 2025-07-14 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Una pantalla convierte señales electrónicas en imágenes
  • Está compuesta por píxeles, por lo que muestra información de color y brillo
  • Existen varios tipos de tecnología de pantallas, como CRT, LCD y OLED
  • Cada tecnología se diferencia en el método de iluminación y en el principio de control de los píxeles
  • Convierte señales digitales en analógicas para proporcionar información visual

Principio de funcionamiento de una pantalla

  • Una pantalla recibe señales electrónicas y las convierte en imágenes visuales
  • Una pantalla está formada por miles o millones de píxeles, y cada píxel representa distintos colores mediante una combinación de RGB (rojo, verde, azul)
  • En el pasado, los CRT mostraban imágenes estimulando materiales fosforescentes con un cañón de electrones
  • Las pantallas modernas como LCD y OLED utilizan moléculas de cristal líquido y píxeles autoemisivos, respectivamente
  • La LCD necesita retroiluminación, mientras que en la OLED cada píxel emite su propia luz

Píxeles y procesamiento de señales

  • En una imagen, se transmite una señal de píxel para cada coordenada de la pantalla (fila, columna)
  • El píxel determina su color y brillo según la señal digital de entrada
  • El chipset gráfico dentro de una computadora o un smartphone genera la señal de acuerdo con el formato de pantalla

Tipos de pantalla y diferencias

  • CRT: tiene gran volumen y alto consumo eléctrico, pero una respuesta rápida
  • LCD: destaca por su diseño delgado y bajo consumo de energía; usa una fuente de luz y filtros
  • OLED: es más delgada y puede lograr una alta relación de contraste. Cada píxel emite luz directamente

Resumen

  • Una pantalla crea imágenes mediante un complejo proceso de conversión de señales y tecnologías de control de píxeles
  • Según el tipo de pantalla, cambian el principio de funcionamiento, las ventajas y las desventajas
  • Todo el proceso tiene como objetivo mostrar señales electrónicas como información visual

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1 comentarios

 
GN⁺ 2025-07-14
Comentarios en Hacker News

  • Este artículo tiene algunas frases técnicamente ambiguas que podrían pasarse por alto, pero en sentido estricto no son correctas y podrían llevar a malentendidos

    Dice que "las pantallas modernas no dibujan la imagen línea por línea (...) todos los píxeles se encienden al mismo tiempo y toda la pantalla se refresca de una sola vez", pero en realidad la mayoría de los LCD y OLED todavía se refrescan mediante escaneo línea por línea, de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha
    Esto no es un refresco global, sino un refresco por escaneo
    Si normalmente grabas un smartphone de 60 Hz en cámara lenta, como la cámara también usa escaneo (rolling shutter), eso no afecta el experimento, y puedes ver cómo la pantalla realmente se refresca de arriba hacia abajo
    La dirección real del refresco depende de cada pantalla, pero hablo del caso típico de un monitor de escritorio

    • Me gustó que mencionara cómo IPS (PLS) y VA se diferencian del antiguo TN
      Pero, de nuevo, tanto LCD como OLED actualizan el voltaje almacenado de las celdas más o menos por líneas (por ejemplo, en OLED se usan unas 5 señales de reloj en el GIP para corregir el voltaje de offset de los transistores internos)
      Personalmente, me pareció una lástima que no se mencionara el circular polarizer de los OLED
      En Quantum Dot OLED se está migrando hacia filtros de color, pero la razón por la que los negros se ven tan intensos en los dispositivos mobile OLED es el circular polarizer
      Tampoco se mencionó el patrón de subpíxeles pentile RGGB, que es el dominante en los OLED móviles (se usa en más del 50% de los dispositivos)
      Últimamente están evolucionando hacia OLED apilados tipo tandem para mejorar el brillo y reducir la densidad de corriente, pero no hacia un patrón de subpíxeles lateral plano-en-cuña

    • La gran característica de las pantallas de matriz activa (y también de matriz pasiva) es que, en una pantalla de m x n, solo hacen falta m+n líneas de señal para acceder a los píxeles
      Cuando cambias el color de un píxel específico, se envía una señal por las líneas correspondientes a la fila y columna de ese píxel para seleccionarlo, y por otra línea se entrega el valor real
      Con esta estructura es imposible controlar todos los píxeles al mismo tiempo; de hecho, hacerlo requeriría millones de líneas de control

  • El diagrama presentado al principio ya era suficiente y muy claro
    El sonido de "pop" y "beep" al hacer zoom in y zoom out en la imagen también era divertido, como apretar un juguete de burbujas
    Incluso le añadieron sonido a la regla que aparece a la derecha
    De verdad me parece una página increíble
    Y la landing page https://www.makingsoftware.com/ también sigue mostrando cosas nuevas

    • Es un trabajo terminado con una limpieza impresionante
      Siento que si Dan escribiera los libros de ciencias y matemáticas para todos los grados, el mundo sería mejor para los estudiantes a quienes les cuesta la escuela

    • Es un comunicador con muchísimo talento
      Me hizo recordar el excelente trabajo de Bartosz Ciechanowski
      https://ciechanow.ski/archives/

    • Yo también quiero agregar mis felicitaciones y agradecimientos
      Los gráficos y explicaciones claras, que incluso un semiexperto puede entender con facilidad, forman una plataforma educativa muy poderosa

    • Me parece un proyecto realmente genial
      Le deseo mucho éxito al autor
      Me suscribí al newsletter por primera vez en muchísimo tiempo

  • Las pantallas CRT realmente eran mucho más geniales que sus sucesoras digitales, incluso dentro de las tecnologías analógicas
    Dentro del monitor había literalmente un cañón de rayos, es decir, un acelerador de partículas, que producía la imagen que yo veía

    • Cuando aparecieron los paneles planos de matriz activa en los 90, también se sintieron como una tecnología increíble
      Que cada píxel tuviera un transistor y un capacitor manteniendo directamente su estado parecía magia de fabricación
      Hubo una época en que los píxeles muertos eran un gran problema en los LCD, pero ya llevo más de 20 años casi sin recordar ese problema

  • El CRT todavía me parece un dispositivo medio mágico
    La imagen no existe realmente; es una ilusión completa
    Si el ojo humano funcionara a la velocidad de los electrones, verías un punto extremadamente brillante dibujando continuamente un patrón ráster
    Esto se puede ver de verdad en un video de YouTube de "The Slow Mo Guys"
    https://youtu.be/3BJU2drrtCM?t=190

    • Ese video en cámara lenta puede ser un poco engañoso
      En realidad, el fósforo del CRT sigue emitiendo luz durante un rato, así que buena parte de la imagen siempre permanece visible
      El problema es que en ese video la exposición se ajustó a las zonas muy brillantes, así que el resto se ve oscuro

    • Los píxeles o fósforos tienen cierta persistencia, así que no diría que sea una ilusión completa
      Al final, la visión humana integra la imagen por cuadros
      También está el tema del entrelazado
      Hace poco leí algo interesante: que conforme envejecemos baja la "velocidad de cuadros de integración", aunque no sé si sea cierto

    • Cuando salió la TV por primera vez, me pareció increíble enterarme de que el haz de escaneo de la TV y el de la cámara estaban perfectamente sincronizados en todo el país
      Se sentía como si la cámara controlara directamente mi televisor

    • Personalmente, la parte más asombrosa del CRT es cómo reproduce el color
      Sigo sin entender bien la estructura de la shadow mask
      Hay orificios alineados con cada uno de los tres cañones de electrones, y de alguna manera el haz de cada cañón golpea exactamente solo los puntos de fósforo que le corresponden
      Además, me impresiona que, aunque los haces se desvíen por las bobinas, los tres no terminen interfiriéndose entre sí

    • Dijiste "esto es una ilusión", pero la visión en sí misma también es, en esencia, una ilusión

  • No estoy de acuerdo con usar los términos "píxel" y "subpíxel" para un CRT
    Un CRT en realidad muestra "scanlines", no "píxeles"
    Cada línea es una señal analógica cuyo voltaje cambia continuamente, así que la resolución depende del rendimiento del DAC y del hardware interno del CRT
    Y no hay una correspondencia 1:1 entre este concepto de "píxel" y los puntos reales de fósforo (dots de color)
    Incluso la señal RGB digital deja de ser estrictamente digital dentro del CRT
    Para cada canal de color solo se especifica el voltaje de encendido y apagado, así que no opera de una manera completamente "digital" (a veces incluso hay un pin separado para intensidad)
    El cañón de electrones tampoco responde infinitamente rápido de manera instantánea
    Las verdaderas pantallas digitales masivas solo llegaron de verdad en la era de LCD, DVI y HDMI
    Incluso los CRT HD analógicos podían aceptar señales digitales de este tipo

    • Antes usé una TV CRT LG widescreen de 32 pulgadas
      Elegí ese modelo porque tenía puerto VGA, y se anunciaba con soporte para resolución 640x480
      En la práctica podía seleccionar 848x480 desde la computadora, y funcionaba perfecto, así que estaba feliz
      En esa época esa resolución era más que suficiente para usar la web

  • Al principio pensé que este artículo trataba del programa de terminal screen (el multiplexor de terminal)

    • Yo también estuve como 50-50
      Pero el código fuente de screen era bastante fácil de leer y, para ser código Unix, hasta tenía comentarios amables
      Los nombres de las funciones realmente permitían entender qué hacían

    • Yo también lo leí de esa manera

  • Tengo un microscopio estereoscópico en mi escritorio, así que observé un Pixel 9 con aumento de 100x (ocular 10x x objetivo 10x)
    Si muevo un poco la cabeza, la imagen se desplaza sobre mi retina, y el azul se mueve más rápido, el rojo casi no se mueve y el verde queda más o menos entre ambos

  • Sobre el papel, los LCD tienen muchas desventajas, pero en la práctica la tecnología LCD moderna para TV ha alcanzado un nivel bastante impresionante
    Pronto, al combinar retroiluminación RGB LED con paneles WHVA+, será posible lograr ángulos de visión amplios comparables con IPS, más del 95% de la gama REC 2020 y tiempos de respuesta de 1-2 ms
    Los OLED azules fosforescentes reducirán el consumo de energía de los OLED actuales entre 20% y 30%
    Aun así, parece que todavía falta bastante para que esta tecnología se aplique masivamente en teléfonos o dispositivos de consumo general

    • Normalmente una tecnología tiende a alcanzar su mejor rendimiento justo cuando empieza a ser reemplazada
      Pasó lo mismo con los tubos de vacío, los CRT, los discos ópticos y la película
      A veces una tecnología madura ya perfeccionada superaba en muchos aspectos a la primera generación de la nueva
      Pero OLED realmente tiene demasiadas ventajas en aspectos importantes
      Consume mucha menos energía y, como no necesita retroiluminación, permite estructuras más delgadas y ligeras

    • Incluso esas innovaciones ayudan poco con las desventajas fundamentales del LCD: su bajo contraste y su consumo relativamente alto de energía
      Por la limitación estructural de depender de retroiluminación, esos puntos siempre serán debilidades frente a las pantallas autoemisivas

  • Si pones una lupa sobre un LCD, puedes ver directamente el patrón de subpíxeles
    Hace décadas participé en investigación sobre máquinas enormes que producían directamente filtros de color para LCD

    • Incluso una sola gota de agua produce el mismo efecto

  • Los dibujos están realmente muy bien hechos
    Le mandé un correo al autor para preguntarle qué herramientas usó, pero todavía no me responde

    • Si revisas el FAQ de la página principal, dice:
      "Los dibujos se hacen a mano directamente en Figma. No hay ningún secreto especial; simplemente trabajamos de una forma tan compleja como parece"