CEFET-RS Curso de Eletrônica

Transcrição

1 CEFET-RS Curso de Eletrônica 7 - Vídeo Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva robertacnobre@gmail.com e sandro@cefetrs.tche.br Unidade 07.1

2 Vídeo Principal periférico de saída desde o final da década de 70; Objetivo: Criar, por emissão de luz em uma tela, uma imagem; originalmente esta imagem deveria ser uma réplica de uma cena do mundo real; Unidade 07.2

3 Olho Humano Unidade 07.3

4 Sensibilidade do Olho Humano sensibilidade relativa do olho humano 100% 75% 50% 25% 0 visão à noite visão normal à luz do dia nm Pouca luminosidade: somente bastonetes (visão monocromática) Luminosidade normal: cones e bastonetes (visão colorida) Unidade 07.4

5 Sensibilidade do Olho Humano sensibilidade relativa do olho humano 100% 75% 50% 25% 0 visão à noite visão normal à luz do dia nm Pouca luminosidade: somente bastonetes (visão monocromática) Luminosidade normal: cones e bastonetes (visão colorida) Unidade 07.5

6 Sensibilidade do Olho Humano sensibilidade relativa do olho humano 100% 75% 50% 25% 0 cones verdes cones azuis cones vermelhos nm Pouca luminosidade: somente bastonetes (visão monocromática) Luminosidade normal: cones e bastonetes (visão colorida) Unidade 07.6

7 Imagem As cores percebidas pelo olho humano podem ser produzidas por: Emissão de luz Qualquer cor é obtida pela soma entre as cores primárias Vermelho, Verde e Azul (RGB) Branco = 30% vermelho + 59% verde + 11% azul Absorção de luz Qualquer cor é obtida pela soma entre as cores complementares Ciano, Magenta e Amarelo (CMYK) Unidade 07.7

8 Monitor de Vídeo Tecnologias: Emissores de Luz: Tubo de raios catódicos Refletores de Luz LCD Liquid Crystal Display PMLCD Passive-Matrix LCD AMLCD Active-Matrix LCD FLCD Ferroeletric LCD PALC Plasma Addressed LC TNLCD Twisted Nematic LCD ACPDP AC Plasma Display Panel ACTFEL AC Thin-Film Electroluminescent FED Field Emission Display VFD Vacuum Fluorescent Display LED Light Emission Diode Unidade 07.8

9 Tubo de Raios Catódicos (TRC ou CRT) 1 Bobinas de deflexão vertical 2 Bobinas de deflexão horizontal 3 superfície interna do tubo 4 grade de foco 5 grade aceleradora 6 catodo 7 anodo (MAT) 8 camada de fósforo Unidade 07.9

10 Formação da Imagem Proporção da tela: 4x3 (1,33) mesmo padrão da TV Proporção 5x3 (1,67) HDTV Cinema: 9x5 (1,8) cada linha é composta por pixels. Pixel: ponto de luz na tela; Unidade 07.10

11 Formação da Imagem Varredura Horizontal cada linha é produzida pelo deslocamento do feixe de elétrons, da esquerda para a direita Unidade 07.11

12 Formação da Imagem Varredura Vertical após cada linha ser produzida, o feixe deve produzir a linha imediatamente abaixo Unidade 07.12

13 Formação da Imagem Retraço Horizontal: a cada troca de linha, o feixe de elétrons deve se deslocar apagado para o inicio da linha (entre 8% e 16% do período total). Retraço Vertical: ao chegar ao fim da última linha, o feixe de elétrons deve se deslocar apagado para o inicio da tela (entre 5% e 10% do período total). Unidade 07.13

14 Formação da Imagem Uma imagem em movimento é formada por seqüências de imagens paradas; Cada imagem parada é chamada de quadro ou frame; O olho humano consegue perceber a mudanças de quadros, quando a taxa de troca de quadro for de até ±50Hz; Unidade 07.14

15 Formação da Imagem Sistemas em que a taxa de mudança de quadros resultar menor que 50Hz, utiliza-se a técnica de imagem entrelaçada; Imagem entrelaçada consiste em formar apenas metade das linhas de cada quadro. Uma varredura para as linhas pares e a varredura seguinte para as linhas ímpares; Freqüência horizontal: 15KHz a 60KHz; Quantidade de traços e retraços horizontais por segundo; Freqüência vertical: 48Hz a 90Hz; Quantidade de quadros (considerando o retraço vertical) por segundo; Unidade 07.15

16 Pixel e Dot Pitch Pixel: é o menor ponto que pode existir na tela, de acordo com a resolução utilizada. Dot Pitch: é o menor ponto que pode existir na tela, independente da resolução utilizada (limite físico do dispositivo). O tamanho do pixel deve ser sempre maior que o tamanho do dot pitch. Monitor de 14 polegadas 284mm x 213mm Resolução 640x480 tam_pixel = 284/640 = 0,44375 mm Dot pitch = 0,34mm 284/0,34 = 835 pixels (máximo para monitor de 14 pol) Dot pitch = 0,28mm 284/0,28 = 1014 pixels Dot pitch = 0,26mm 284/0,26 = 1092 pixels Unidade 07.16

17 Grade de cores Dot Pitch RGB Red Green Blue (cores primárias) Unidade 07.17

18 Modo de operação do Sistema de Vídeo Alfanumérico ou texto: cada unidade a ser mostrada no vídeo é um caracter e a resolução é determinada em linhas e colunas; Gráfico: cada unidade a ser mostrada no vídeo é um pixel e a resolução é determinada pela quantidade de pixels na horizontal e na vertical; Unidade 07.18

19 Placas Controladoras MDA (Monochome Display Adapter): opera apenas em modo texto; CGA (Color Graphics Adapter): opera em modo texto e modo gráfico; EGA (Enhanced Graphics Adapter): sucessor das placas MDA e CGA; MCGA (Multi-Color Graphics Array): utilizada originalmente no PS/2; VGA (Video Graphics Array): utilizada originalmente no PS/2; sucessora da placa EGA; se tornou o padrão mínimo atualmente; Unidade 07.19

20 Placas Controladoras HGC (Hercules Graphics Card): suporta modo gráfico monocromático; emula modo texto do MDA; não é padrão da IBM; SVGA (Super Video Graphics Array): não é padrão da IBM; compatível com VGA; permite modos de resolução maiores (requer driver próprio) XGA (extended Graphics Array): padrão IBM para SuperVGA; Unidade 07.20

21 Memória de Vídeo É uma memória que está: Fisicamente localizada na placa controladora de vídeo; Seus dados são continuamente lidos e mostrados na tela; É parte do espaço de endereçamento do processador: endereço inicial: A000 H :0000 H endereço final: B000 H :FFFF H A quantidade de memória utilizada varia de acordo com o modo de vídeo utilizado. Modo texto (bytes): colunas*linhas*2 dado+atributo Modo gráfico (bits): res_horizontal*res_vertical*log 2 (num_cores) Unidade 07.21

22 Modos de Operação modo Tipo resolução cores 0,1 texto 40x25 endereço inicial controladora memória utilizada bits/ unidade 16 B800 CGA, EGA, MCGA, VGA H /carac 2,3 4, texto gráfico gráfico texto gráfico gráfico gráfico gráfico gráfico gráfico gráfico 80x25 320x x200 80x25 320x x x x x x x mono mono B800 H B800 H B800 H B800 H A000 H A000 H A000 H A000 H A000 H A000 H A000 H CGA, EGA, MCGA, VGA CGA, EGA, MCGA, VGA CGA, EGA, MCGA, VGA MDA, EGA, VGA EGA, VGA EGA, VGA EGA, VGA EGA, VGA MCGA, VGA VGA MCGA, VGA /carac 2/pixel 1/pixel 16/carac 4/pixel 4/pixel 2/pixel 4/pixel 1/pixel 4/pixel 8/pixel Unidade 07.22

23 Modos SVGA Resoluções: 640x x x x x x x x x x1536 Quantidade de cores: 1bit - 2 2bits - 4 4bits bits bits bits (high color) 24bits (true color) 32bits Unidade 07.23

24 Placas Controladoras de Vídeo Placas VGA: Suporte mínimo atual; Possuem 256KB ou 512KB de memória; Suporta somente os modos IBM; Placas SVGA: Permitem utilização de funções básicas definidas pelo BIOS (leitura e escrita de pixels); Possuem tipicamente 1MB de memória; Unidade 07.24

25 Placas Controladoras de Vídeo Placas Aceleradoras: Possuem modos gráficos de alta resolução; Hardware adicional; Rotinas de BIOS extras (que não seguem nenhum padrão) para realizar desenhos de segmentos de reta, retângulos, círculos, elipses e preenchimento de área; Bit Block Transfer: mover áreas na memória de vídeo; Sprites: pequenas imagens na tela que se comportam como um único elemento; Windowing: tratamento, superposição, movimentação, etc... de janelas no ambiente gráfico; Panning: permitir operação com área gráfica maior que a área visível na tela; Unidade 07.25

26 Placas Controladoras de Vídeo Placas 3D: Possuem funções específicas para tratamento de modelos tridimensionais: Tesselização: modelagem como polígonos elementares (retângulos e triângulos); Mapeamento de texturas; Remoção de objetos ocultos; Adição de sombras e outros efeitos luminosos; Adição de efeitos atmosféricos; Transparência; Tratamento de arestas: eliminar o efeito de escada; Tratamento de múltiplas texturas; Tratamento de efeitos de ambiente; Tratamento de profundidade e elementos estáticos; Unidade 07.26

27 Sincronismo sistema PAL-M linhas horizontais 525 frames por segundo *30 /2 *92% freqüência horizontal = Hz = 483 linhas por frame 262,5 * Hz freqüência vertical 8% = tempo de retraço vertical Quantidade de linhas visíveis Unidade 07.27

28 Sincronismo sistema PAL-M 4,2MHz *2 8,4M pixels/s / Canal de vídeo freqüência horizontal =533,33 pixels *84% =448pixels Pixels por linha 16% = tempo de retraço horizontal Pixels visíveis em cada linha Unidade 07.28

29 Sincronismo 640x linhas +9,3% = 525 linhas *60 = Hz linhas visíveis tempo de retraço vertical (5% a 10%) freqüência vertical freqüência horizontal 1024x linhas 768 linhas +4,8% = 805 linhas *60 = Hz +4,8% = 805 linhas *44 = Hz Unidade 07.29

30 Sincronismo 800x linhas +5% = linhas * = Hz 600 linhas +5% = linhas * = Hz Unidade 07.30

31 Lúmen quantidade de luz emitida por um corpo luminoso. Simplificando: vela acesa no centro de uma esfera oca ilumina a superfície interna com 12,6 lúmens 1 vela = 12 lúmens É independente do diâmetro da esfera quanto maior for a esfera mais dispersos os raios emitidos pela vela área maior mesma quantidade total de luz projetada A unidade vela (candela em inglês) é às vezes utilizada. Unidade 07.31

32 Lux equivale a 1 lúmen / m 2 valores típicos: luz do luar = 1 lux vela acesa a 30cm de distância = 10 lux isqueiro aceso a 30cm de distância = 15 lux vela acesa a 5cm de distância = 100 lux lâmpada incandescente de 100W em um ambiente de 9m 2 = 100 lux flash comum a 1 metro de distância = 250 lux dia claro, uma hora após o pôr do Sol = 1000 lux dia nublado, uma hora depois do nascer do Sol = 2000 lux refletores de uma sala cirúrgica = lux dia nublado às 10 horas da manhã = lux luz do Sol em dia claro = lux Unidade 07.32