Frederico Damasceno Bortoloti

Transcrição

1 Dispositivos Gráficos Frederico Damasceno Bortoloti Adaptação de: M. Cristina Claudio Esperança Paulo Roma Cavalcanti

2 Formato dos dadosd Vetorial Matricial Funcionalidade Entrada Saída Processamento Classificação

3 Formato dos dados Natureza Analógica gráficos vetoriais ( vector graphics ) imagens formadas por segmentos de reta geradas a partir de display files Natureza Digital gráficos matriciais ( raster graphics ) imagens formadas pelo preenchimento de matriz de pixels geradas a partir de frame-buffers

4 Formato Vetorial Dados descritos por coordenadas d de um espaço vetorial Posições ou vetores. Estações gráficas vetoriais Tektronix foram muito populares no passado. Flicker (cintilação) )quando o número de vetores crescia muito

5 Arquitetura de Dispositivo de Exibição Vetorial

6 Geração da Imagem em Dispositivo Vetorial Descrição da cena mantida em arquivo denominado display p y file Controlador de vídeo interpreta comandos especificados no display file Comandos primitivos: posiciona no ponto (x,y) traça linha da posição corrente até o ponto traça linha da posição corrente até o ponto (x,y)

7 Dispositivos Vetoriais: Características Representação, manipulação e display da cena baseadas na representação geométrica dos objetos (mantida na display list). Restauração da tela é feita retraçando os vetores que definem os objetos (varredura por rastreio aleatório) )

8 Dispositivos Vetoriais: Vantagens Operações podem ser aplicadas diretamente sobre objetos Transformações podem ser aplicadas apenas aos pontos extremos Pouca memória mesmo para cenas complexas Ausência de aliasing

9 Dispositivos Vetoriais: Desvantagens Difícil preencher interiores dos objetos Flicker em imagens complexas Restauração da tela depende da complexidade idd da cena Alto custo Tecnologia ultrapassada (há muito tempo)

10 Formato Matricial Barateamento do custo da memória torna os monitores matriciais bastante populares (4MB: 1024x1024x4bytes/pixel). 4b Permite a representação de imagens bidimensionais e volumétricas. Espaço discreto com representação bastante simples: matriz M x N. Principal problema: aliasing.

11 Arquitetura de Dispositivo de Exibição Matricial

12 Representações Matriciais Representação flexível l e muito comum Complexidade de processamento = O (n o de pixels) Muitas operações implicam em perda de precisão (reamostragem) Ex.: rotação, escala Técnicas para lidar com o problema Ex.: técnicas anti-serrilhado (anti-aliasing) aliasing) Exibição Dispositivos matriciais Dispositivos vetoriais (requer uso de técnicas de reconhecimento de padrões)

13 Representação Discreta

14 Varredura por Rastreio Fixo

15 Geração da Imagem em Dispositivo Matricial Descrição da cena mantida no frame buffer, que contém uma posição associada a cada pixel da tela Para cada pixel, o valor armazenado na posição correspondente define a intensidade (ou cor) com que o pixel será traçado Todos os objetos são pixels

16 Pixels Cada pixel corresponde a uma pequena área da imagem armazenados no frame buffer Fonte: E. Angel, Interactive Computer Graphics

17 Conversão Vetorial -> Matricial: rasterização. Matricial -> Vetorial: segmentação.

18 Conversão entre representações Repr. Vetoriais Rasterização, Reconhecimento Scan conversion de padrões Repr. Matriciais

19 Dispositivos de Entrada Teclado Mouse Trackball e Spaceball Joystick Digitalizador (tablet) Touch panel Light pen Data Glove Voz

20 Dispositivos de Entrada mouse trackball light pen data tablet joy stick space ball

21 Dispositivos de Entrada Interface Háptica Refere-se à tecnologia que conecta com o usuário via o sentido do tato t aplicando forças, vibrações, e/ou movimentos do usuário. Esse estímulo mecânico pode ser usado para assistir na criação de objetos virtuais (objetos em simulações de computador), para controle de tais objetos virtuais, e para avançar o controle remoto de máquinas e dispositivos (teleoperadores e force feedback). Essa tecnologia emergente promete alcançar amplas aplicações como já tem em alguns campos.

22 Data Glove

23 Data Glove Permitem pegar um objeto virtual Conjunto de sensores detectam os movimentos da mão e dos dedos, bem como posição e orientação da mão

24 Scanners 3D

25 Scanners 2D e 3D Permitem entrar coordenadas definidas em um espaço 2D e 3D Digitalizar desenhos ou objetos A i d d d é A partir dos pontos de entrada é reconstruído um modelo da superfície do objeto definido no espaço 3D

26 Dispositivos de Entrada 3D Captam uma posição 3D, ou uma variação de posição Retornam 3 valores para o programa: tripla (x, y, z) Alguns retornam também 3 ângulos de rotação Ex. Digitalizador 3D, spaceball, dataglove

27 Dispositivos de Entrada 3D MicroScribe ib 3D Digitizers iti

28 Dispositivos de Entrada 3D CyberGlove

29 Dispositivos de Entrada 3D O sistema CyberForce é uma opção projetada para trabalhar com o exoesqueleto CyberGrasp, o sistema de reflexão de força pesoleve que se acopla sobre uma data glove CyberGlove e adiciona um force feedback de resistência a cada dedo.

30 Dispositivos de Entrada 3D Spaceball 2003 Spaceball

31 Dispositivos de Entrada 3D Advanced Wrist Rest Design

32 Dispositivos de Entrada 3D LCD Workflow Assistant The Function Key Applet Keyboard Modifiers Navigation Setting Keys Function Keys, Outlook Mail, Outlook Calendar, Outlook Tasks, RSS Feeds CATIA V5/V6, NX, SolidWorks, Inventor, Pro/ENGINEER, Solid Edge, 3ds Max, Maya, Softimage e SketchUp Standard 3D Mouse keys Intelligent Function Keys 3Dconnexion Cap QuickView Navigation Keys

33 Conversão de Coordenadas mundo 2D e dispositivos Coordenadas do Mundo (X, Y) Coordenadas do Dispositivo de Entrada (DCX, DCY) NDC (NDCX, NDCY) Coordenadas do Dispositivo de Saída (DCX, DCY)

34 Dispositivos de Saída Monitores CRT LCD Plasma Impressoras Jato de Tinta Laser Impacto (formulário contínuo) Traçadoras (plotters)

35 Monitores Resolução espacial: De 640x480 até 2560x2048 CRT Dot pitch de 0.20 mm (0.60 mm TV) LCD Contraste de 500:1 até 5000:1 Tempo de resposta de 12 ms até 2 ms* Plasma Contraste de 10000:1 *<16ms é suficiente para games <10ms imperceptível ao olho

36 Quantidade de Cores Resolução de cor Monocromático M i (preto e branco) Praticamente restrito a PDAs e equipamentos de baixo custo Colorido 16.2 milhões de cores (24 bits)

37 Personal Display Assistant

38 Seleção de Cores Tabela de cores Cada pixel é representado por um índice de uma tabela de cores (look up table). Entrada RGB (24 bits). Permite poucas cores simultâneas (ex.: 256), escolhidas de um universo grande (ex.: 2 24 ). Problema de quantização. RGB Cor é expressa em RGB: (red), verde (green) e azul (blue). True color: 24 bits (8 bits para cada componente). Quando o número de bits não é divisível por 3, a resolução do azul costuma ser menor do que das outras 2 componentes.

39 Dispositivo de Processamento Hardware especializado Uso de paralelismo para atingir alto desempenho Alivia a CPU do sistema de algumas tarefas, incluindo: Transformações Rotação, translação, escala, etc Recorte (clipping) Supressão de elementos fora da janela de visualização Projeção (3D 2D) Mapeamento de texturas Rasterização Amostragem de curvas e superfícies paramétricas Geração de pontos a partir de formas polinomiais Normalmente usa memória separada da do sistema Maior banda

40 Arquitetura de Sistemas Gráficos CPU Periféricos i Arquitetura Simples Barramento (BUS) Memória Frame Buffer Controlador de vídeo Monitor

41 Arquitetura de Sistemas Gráficos CPU Periféricos i Arquitetura com processador gráfico Barramento (BUS) Memória do Sistema Processador gráfico Memória Frame Buffer Monitor Contro- lador de vídeo

42 Frame Buffer Resolução: número de pixels Implementado c/ memória VRAM/DRAM Video random-access memory Dynamic random-access memory Acesso rápido para re-exibição exibição e atualização Profundidade do f.b. (depth): Número de bits p/ cada pixel, determina o número de cores que o sistema consegue exibir 1 bit = 2 cores; 8 bit = 2 8 = 256 cores 24 bit = 2 24 = sistema true color Sistema RGB: grupos de bits associados a cada uma de 3 cores primárias: Red, Green, Blue

43 Frame Buffer f.b. pode armazenar outras informações além da cor do pixel múltiplas camadas, ou múltiplos buffers Sistemas em geral têm processador gráfico dedicado recebem da aplicação especificações de primitivas gráficas e determinam como traçá-las na tela Quais pixels devem receber valores de maneira a aproximar as primitivas Processo de rasterização, ou conversão matricial Sistemas sofisticados podem ter vários processadores dedicados para funções gráficas específicas

44 Frame Buffer Pixel Depth = Bit Planes (profundidade) depth = d 2 d cores possíveis (reais) Palette Range: Número total de cores que podem ser mostradas simultaneamente, e te, se o valor do pixel for usado como índice para uma tabela de cores (clut). Clut: Color Lookup Table 2 d Palettes possíveis

45 Video Look-up Table

46 Dispositivos Matriciais: Características Representação, manipulação e exibição da cena é feita a partir do frame-buffer contém representação matricial discreta da cena Gerar imagem a partir da descrição geométrica da cena requer um processo de conversão matricial Scan conversion Transforma descrição geométrica em matriz de pixels

47 Dispositivos Matriciais: Placa Gráfica Hardware responsável por receber os comandos de desenho do processador, e controlar o monitor de vídeo Drawing front end (drawing engine): recebe os comandos do processador que definem que pixels estão sendo traçados, e com que valor. Pixels são traçados escrevendo no bitmap (frame buffer) Video back-end: responsável por interpretar os valores contidos no bitmap, mapeando-os em suas respectivas cores e gerando os sinais i que controlam o monitor de vídeo de maneira que as cores possam ser exibidas (isso é feito a cada atualização)

48 Dispositivos Matriciais: Vantagens Possível discretizar i (ou digitalizar) i imagens obtidas por processos físicos (amostragem + quantização) Ambos os processos, conversão matricial e digitalização, resultam em imagens digitais que exibem o fenômeno de aliasing Veja em h/aliasing/alias2a.htm

49 Dispositivos Matriciais: Vantagens Adequados d para monitores coloridos Capacidade de integrar imagens digitalizadas e sintetizadas ti Baixo custo Processo de restauração id independe d da complexidade idd da cena (rastreio fixo) Possibilidade de preenchimento de interiores com cores ou padrões Permitem operações sobre blocos de pixels

50 Dispositivos Matriciais: Desvantagens Imagens digitais: i i gerar cena requer conversão matricial i ou digitalização Imagens digitais: it i exibem aliasing i Transformações não são aplicáveis apenas transformando os pontos extremos dos objetos da cena Requer muita memória e capacidade de processamento

51 Imagem Vetorial x Imagem Matricial

52 Monitores CRT

53 Monitores CRT A TV Surgiu na década d de 40. Os tubos de raios catódicos (Cathode Ray Tube) usam um feixe de elétrons emitido por um catodo aquecido dentro de um tubo de vácuo. O feixe é acelerado por uma diferença de potencial entre o catodo e o anodo (32000 V). A tela possui uma cobertura fosforescente (elementos de transição ou metais raros), que emite luz visível quando excitada pela alta energia dos elétrons. O raio é defletido por um campo eletro-magnético para acender um ponto numa posição da tela.

54 Monitores CRT Tecnologia tradicional é o CRT (Cathode Ray Tube) Fonte: E. Angel, Interactive Computer Graphics

55 CRT Diagrama em corte de um tubo de raios catódicos de deflexão eletromagnética, usado em televisões e monitores coloridos. 1. Três canhões de elétrons (para pontos de fósforo vermelho, verde, e azul) 2. Feixes de elétrons 3. Bobinas focalizadoras 4. Bobinas defletoras 5. Anodo de alta tensão 6. Máscara para separar feixes para parte vermelha, verde, e azul da imagem exibida 7. Camada de fósforo com zonas vermelha, verde, e azul 8. Detalhe do lado interno coberto de fósforo da tela

56 Canhão de Elétrons

57 Shadow Mask x Aperture Grille

58 Estrutura de um CRT Colorido

59 Estrutura de um CRT Colorido 3 feixes de cores, que trabalham em conjunto e ao mesmo tempo: um feixe verde, um feixe vermelho e um feixe azul l( (a combinação destas cores geram as outras). Intensidade dos feixes determina a cor do pixel Ex.: pixel com 3 bits (pixel depth = 3, ou bit planes = 3) permite representar 8 cores distintas pixel depth = d => 2 d cores distintas

60 Cores RGB em 3 bits Valores Valor Binário i COR R G B BLACK BLUE GREEN CYAN RED MAGENTA YELLOW WHITE

61 Características de monitores O que diferencia os inúmeros modelos a venda? Varredura, tamanho, dot pitch, resolução, freqüência de atualização (refresh rate)

62 Varredura

63 Varredura Um feixe de varredura de uma televisão a medida em que ele atualiza a tela.

64 Varredura Entrelaçada (interlaced) progressiva ou Entrelaçada (interlaced), progressiva ou aleatória.

65 Entrelaçamento

66 Progressivo

67 Entrelaçado X Progressivo Vídeo progressivo em um display entrelaçado Vídeo entrelaçado em um display progressivo

68 Largura de banda Fundamentos de Representação Gráfica Varredura A intensidade do canhão é medida em MHz. Geralmente, os monitores possuem essa intensidade (também conhecida por largura de banda, banda passante ou dot rate) entre 100 MHz e 200 MHz. Freqüência horizontal O número de linhas que o canhão do monitor consegue percorrer por segundo. Assim, se um monitor consegue varrer 35 mil linhas, dizemos que sua freqüência horizontal é de 35 khz. O canhão percorre a tela em forma de linhas (daí o nome de horizontal), começando de cima para baixo e da esquerda para direita. Freqüência vertical Freqüência de atualização (refresh rate). Quantidade de vezes que a tela toda é percorrida pelo canhão por segundo. Se for, por exemplo, 56 vezes por segundo, dizemos que a freqüência vertical do monitor é de 56 Hz. O tempo em que o canhão leva para ir do canto superior esquerdo para o canto inferior direito da tela. Se a freqüência vertical for menor que 60 Hz (ou seja, houver menos de 60 quadros por segundo sendo reproduzidos), haverá um fenômeno chamado cintilação ou flickering.

69 Varredura Sistema hipotético simples 1 acesso (à memória)/pixel, resolução 640 x 480, freqüência vertical 60 ciclos/s (60 Hz) tempo necessário para recuperar 1 pixel: 1/(640*480*60) = 54ns sem considerar tempos de horizontal retrace (~7 μs) ) e vertical retrace (~1.250 μs) dual ported video RAM ~20ns (regular RAM de 50 ns é comum) Em geral, recupera vários (p.ex., 16) pixels/ciclo g, p (p, )p / Varredura entrelaçada

70 Tamanhos Entre 12 e 27 polegadas (14, 15, 17, 20, 27,...), ou + Medida da diagonal da área da tela Em geral, tamanhos maiores implicam também em resoluções e freqüências de atualização maiores, e Custos maiores

71 Tamanhos

72 Dot pitch Dot Pitch é a distância em milímetros entre dois pontos da mesma cor. Tamanho dos pontos que compõem a tela 1 pitch = conj. de 3 dots (R,G,B) Medidas comuns: 0,28 mm, ou 0,19, 0,22...0,40, 0,80 Em geral, valores menores indicam melhor qualidade de imagem (nitidez), mas é uma medida que tem pouco significado sozinha A densidade é mais importante...

73 Dot pitch

74 Resolução espacial A resolução espacial de uma televisão ou monitor tipicamente se refere ao número de pixels em cada dimensão que pode ser exibido. Resoluções típicas: x (17 ), x (20 ) Freqüência de atualização ( refresh f h rate ) Freqüências típicas: > 75 Hz (capaz de atualizar a imagem pelo menos 75 vezes por segundo) Freqüências baixas causam o efeito de flickering, ou cintilação: desconfortável e prejudicial aos olhos Freqüência de atualização e resolução são relacionadas!

75 Resolução espacial

76 Resolução espacial

77 Padrão NTSC Varredura entrelaçada. 60Hz, 525 linhas (480 visíveis). Cada campo com 240 linhas. 644 pixels/linha, fps. Razão de aspecto 4:3 É o padrão Americano.

78 Padrão PAL Varredura entrelaçada. 50Hz, 625 linhas (576 visíveis), 25 fps. Razão de aspecto 4:3 É o padrão Europeu.

79 PAL-M 525 linhas, 60 Hz e (30.000/1001) fps. Padrão Brasileiro Híbrido: resolução do NTSC e cores do PAL.

80 Os 5 Perigos do CRT 1. Uso prolongado de CRT causa náusea, vômito, dor de cabeça e confusão. 2. Extremo cansaço devido à radiação eletromagnética do CRT e pode sofrer perda de memória, zumbido nos ouvidos e mais. 3. Dano aos olhos (cataratas, dano na retina, câncer ocular). 4. Níveis de iluminação podem fatigar os olhos e reduzir a acuidade visual. 5. Alguns dos maiores e longos efeitos da radiação eletromagnética incluem erupção cutânea, dano nos nervos, dor nas juntas, espasmos musculares, problemas digestivos, células do sangue que vazam homoglobina e tumores cerebrais.

81 Monitores LCD

82 Monitores LCD O que é o Cristal Líquido? Moléculas l de materiais i sólidos mantém suas orientações e posições fixas em relação às outras móleculas Moléculas de materiais líquidos podem mudar suas orientações e se movimentarem livremente Moléculas dos Cristais Líquidos podem se movimentar, mas tendem a manter as suas orientações misturam características de sólidos e líquidos apesar de originalmente transparentes, a orientação das moléculas pode ser alterada por um campo elétrico, o que as faz assumir diferentes tonalidades de acordo com a intensidade do campo

83 Monitores LCD Propriedades que permitem a construção de um LCD 1) A luz pode ser polarizada 2) Cristais líquidos podem transmitir e mudar a luz polarizada 3) A estrutura do cristal líquido pode ser mudada por corrente elétrica 4) Existem substâncias transparentes que podem conduzir eletricidade

84 Monitores LCD Baseados na polarização da luz. Polarizadores se comportam como uma válvula, que abrem ou fecham a passagem da luz. Monitores ativos possuem uma fonte de luz cilíndrica i na base da tela. Cores são obtidas com a utilização de filtros.

85 Polarizadores Cada pixel consiste de uma camada de moléculas (de cristal nemático) alinhadas entre dois eletrodos e dois filtros polarizadores. Os polarizadores são perpendiculares entre si e bloqueiam os campos elétricos (vertical / horizontal) da luz, respectivamente.

86 Display de cristal líquido nemático reflexivo. 1. Filme de filtro polarizador com um eixo vertical para polarizar a luz a medida que entra. 2. Substrato de vidro com eletrodos. As formas desses eletrodos determinarão as formas que aparecerão quando o LCD é ligado. Sulcos verticais na superfície são suaves 3. Cristal líquido nemático. 4. Substrato t de vidro com filme de eletrodo comum com sulcos horizontais para alinhar com o filtro horizontal. 5. Filme de filtro polarizador com um eixo horizontal para bloquear/passar luz. 6. Superfície reflexiva para enviar luz de volta para o visualizador. (Em um LCD com luz de fundo, essa camada é substituída btitíd com uma fonte de luz.) Polarizadores

87 Física Quando uma voltagem é aplicada através dos eletrodos, age um torque, que alinha as moléculas do cristal líquido paralelamente l ao campo elétrico, distorcendo a estrutura helicoidal do cristal. Se a voltagem for grande o bastante, as moléculas do cristal no centro da camada são praticamente destorcidas e a polarização da luz incidente não é rotacionada ao passar através da camada de cristal líquido.

88 Cristal Nemático

89 Cristal Nemático

90 Tipos TN (Twisted Nematic): é um tipo encontrado nos monitores LCD mais baratos. Nesse tipo, as moléculas de cristal líquido trabalham em ângulos de 90º. Monitores que usam TN podem ter a exibição da imagem prejudicada em animações muito rápidas; STN (Super Twisted Nematic): é uma evolução do padrão TN, capaz de trabalhar com imagens que mudam de estado rapidamente. Além disso, suas moléculas têm movimentação melhorada, fazendo com que o usuário consiga ver a imagem do monitor satisfatoriamente em ângulos muitas vezes superiores a 160º; GH (Guest Host): o GH é uma espécie de pigmento contido no cristal líquido que absorve luz. Esse processo ocorre de acordo com o nível do campo elétrico aplicado. Com isso, é possível trabalhar com várias cores. FLC (Ferroelectric Liquid id Crystal): utilizam substâncias de cristal líquido que têm moléculas quirais em um tipo de arranjo C esmético, porque a natureza espiral dessas moléculas permite que o tempo de resposta em microsegundos, o que fazem FLCs particularmente adaptado às telas avançadas (FLD). SSFLC (Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal): exercem uma pressão controlada através do uso de uma placa de vidro, suprimindo a espiral das moléculas para fazer a mudança ainda mais rápida.

91 Tipo de Matriz Matriz Passiva LCDs com um menor número de segmentos, tais como aqueles usados em relógios digitais e calculadoras de bolso, tem contatos elétricos para cada segmento. Cada linha ou coluna do display tem um único circuito elétrico. Os pixels são endereçados d um por vez por linha e coluna. Esse tipo de display é assim chamado porque o pixel deve reter seu estado entre as atualizações sem o benefício de uma carga elétrica estável. A medida que o número de pixels aumenta, esse tipo de display se torna menos confiável. Tempos de resposta muito baixos e pobreza de contraste são típicos de LCDs de matriz passiva.

92 Tipo de Matriz Monitores TFT (Thin Film Transistor) ) ou Matriz Ativa Displays de alta resolução utilizam uma matriz de TFT, como em monitores e televisores LCD. Essa tecnologia tem como principal característica a aplicação de transistores em cada pixel. Assim, cada unidade pode receber uma tensão diferente, permitindo, entre outras vantagens, a utilização de resoluções altas. Sua fabricação é complexa que é comum encontrar pixels que não funcionam ("dead d pixels").

93 Tipo de Matriz Matriz Passiva Pouca precisão, ângulo de visão restrito, baixo contraste Atualização mais lento (em comparação ao CRT) Matriz Ativa Qualidade superior Precisão e velocidade de atualização Tecnologia usa transístores de filmes finos Três transístores para cada pixel (no caso de LCDs coloridos)

94 Leves. Fundamentos de Representação Gráfica Características Consomem pouca energia (35 a 40W, 19 polegadas). Eram mais caros do que os painéis de plasma, acima de 20 polegadas. Não produzem flickering.

95 OLPC x LCD Monitor OLPC XO-1 e um monitor LCD típico. As imagens mostram uma área de 1 1 mm da tela. Um LCD endereça um grupo de 3 posições como um pixel. O XO-1 endereça cada posição como um pixel separado.

96 Pixels

97 Tamanho reduzido Tela plana Fundamentos de Representação Gráfica Vantagens LCD Elimina distorções e aumenta área útil: um LCD de 15 tem área útil equivalente a um CRT de 17 Consomem menos energia Emitem menor quantidade de radiação Emitem menor quantidade de radiação nociva

98 Desvantagens LCD Custo Trabalham em uma única resolução Ângulo de visão limitado (45 a 60 o ) Imagem perde a resolução em ângulos de observação maiores Problema tende a ser resolvido... Trabalham bem dentro de uma faixa de Trabalham bem dentro de uma faixa de temperatura estreita (máx. -20 C a 60 C)

99 OLED Diodo orgânico emissor de luz ou fotoemissor (Organic i Light-Emitting Diode, em inglês) é uma tecnologia criada pela Kodak em 1980 Promete telas planas muito mais finas, leves e baratas que as atuais telas de LCD. A idéia é usar diodos orgânicos, compostos por moléculas de carbono que emitem luz ao receberem uma carga elétrica. Ao contrário dos diodos tradicionais, essas moléculas podem ser diretamente aplicadas sobre a superfície da tela, usando um método de impressão. Acrescentados os filamentos metálicos que conduzem os impulsos elétricos a cada célula, está pronta uma tela a um custo extremamente baixo.

100 Funcionamento do OLED

101 Vantagens do OLED As telas tl OLED: Possuem luz própria. Com isto não necessitam de luz de fundo ou luz lateral,,(backlightg ou sidelight) ) Ocupam menos espaço Representam uma tecnologia muito interessante para uso em computadores de mão e notebooks. Necessitam de muito menos energia e, quando alimentadas por uma bateria,,podem operar por mais tempo com a mesma carga.

102 Vantagens do OLED Por emitir luz própria cada OLED quando não polarizado torna-se obscuro obtendo-se assim o "preto real", diferentemente do que ocorre com LCDs que não conseguem obstruir completamente a luz de fundo e ainda neste caso não há consumo de energia para a modulação de luz de fundo. Consumo de energia chega a ser 40% menor do que um LCD com as mesmas dimensões.

103 Vantagens do OLED As telas tl OLED: Possuem baixos tempos de resposta: < 0.01 ms (uma das principais p desvantagens do LCD). ) Podem ser visualizadas de diversos ângulos (até 180º, e talvez além...). Têm contraste t muito melhor (de :1 1 contra :1 das telas LCD no escuro). Suportam melhor o calor e o frio. São produzidas de forma mais simplificada e usando menos materiais do que os LCDs. Pixel pitch: > 200 μm. Espessura do painel: 0.3 mm até 1.7 mm.

104 Desvantagens do OLED As telas tl OLED: Tempo de vida Enquanto filmes de OLED vermelhos e verdes tem tempos de vida maiores ( a horas), orgânicos azuis atualmente tem tempo de vida mais curtos (até horas). Fabricação processos de fabricação são caros atualmente. Água pode facilmente danificar OLEDs.

105 OLED Monitor OLED Sony XEL-1 Flexi-OLED da Sony

106 OLED HP LiM. Touch screen de OLED de 19 com um teclado wireless HP Nobag tem sensor de toque com tecnologia de OLED. (design concept)

107 SAIL A HP e o Flexible Display Center (FDC) da Universidade Estadual do Arizona (ASU) anunciaram em 2008 o primeiro protótipo de preço acessível para displays eletrônicos flexíveis. Os displays inquebráveis foram criados pelo FDC e HP usando tecnologia de litografia impressa auto- alinhada (SAIL self-aligned imprint lithography) inventada no HP Labs, em conjunto com a tecnologia de filmes imageantes Vizplex desenvolvido pela E Ink, e substratos da DuPont Teijin Films. SAIL é considerada auto-alinhada porque a informação padronizante é impressa no substrato de tal forma que um alinhamento perfeito é mantido independentemente de uma distorção induzida por qualquer processo. A tecnologia SAIL habilita a fabricação de matrizes de TFTs sobre um material de plástico flexível em um processo de manufatura roll-to-roll de baixo custo.

108 Monitores de Plasma Um monitor de plasma (PDP) é um tipo de monitor plano usado em TVs de largas dimensões (acima de 37 polegadas ou m). Várias células minúsculas entre dois painéis de vidro contêm uma mistura inerte de gases nobres (neon e xenon). O gás das células se transforma eletricamente em plasma, que excita o fósforo, fazendo-o emitir luz.

109 Funcionamento Cada pixel é formado por três células (vermelha, verde e azul). As células são prensadas entre duas superfícies de vidro com eletrodos horizontais e verticais. A descarga elétrica produzida pelos eletrodos ioniza o gás, que emite radiação ultra-violeta, sensibilizando o fósforo e fazendo-o emitir luz visível.

110 TV de Plasma

111 Plasma

112 Painel de Plasma Monitores de descarga de gás Displays de gás plasma: consistem de uma superfície plana coberta com milhões de minúsculas iú cápsulas de vidro Cada cápsula contém uma substância gasosa (o plasma) e uma capa de fósforo As cápsulas são os pixels e cada uma é composta de 3 subpixels que correspondem às cores RGB Uma corrente elétrica, controlada digitalmente, flui através da tela plana, fazendo com que o plasma dentro das bolhas designadas emita raios ultravioleta Essa luz faz o fósforo brilhar na cor apropriada

113 Vantagens da tecnologia a plasma Tl Telas produzem imagens muito nítidas, íid com cores vivas e vibrantes, diversos níveis de tons de cinza Exibem imagem brilhante e uniforme em ambientes com iluminação normal, com ângulo de visão de 160 o em todos os lados Têm alta resolução e excelente capacidade para mostrar movimentos suaves de vídeos Não distorcem a imagem, mesmo nas bordas e nos cantos da tela Tela super fina (3 a 6.5"), ocupa muito pouco espaço, permite designs arrojados Oferecem grandes dimensões. O maior monitor de plasma já construído (2006) tinha 106 polegadas.

114 Desvantagens da tecnologia a plasma Custo ainda relativamente t alto Esquentam muito e são pesados (35 Kg). Alto consumo de energia (acima de 250 W).

115 High Definition TV

116 High Definition TV High-Definition Television (ou HDTV) é um sistema de transmissão de televisão digital com resolução mais alta que os sistemas de televisão tradicionais (standarddefinition TV, or SDTV). HDTV é digitalmente it t transmitida; as implementações iniciais usavam transmissão analógica, mas hoje sinais da televisão digital estão começando a ser usados no Brasil, requerendo menor largura de banda devido a compressão de vídeo digital.

117 High Definition TV HDTVs suportam varredura progressiva com resoluções de 480p e 720p. Monitores de 1080p estão disponíveis, mas são muito caros. Razão de aspecto 16:9 Usam vídeo composto (RGB). Tornará o sinal de vídeo VHF obsoleto.

118 High Definition TV Os formatos de transmissão são descritos conforme a seguinte nomenclatura: O número de linhas horizontais de resolução de tela. O uso de progressive scan (p) ou interlaced scan (i). A cadência, número de quadros (frames) ou campos (fields) )por segundo.

119 High Definition TV Exemplos: 1920x1080p25 identifica o formato de varredura progressiva com 25 quadros por segundo, cada quadro sendo 1920 pixels de largura e 1080 pixels de altura. 1080i25 ou 1080i50 identifica o formato de varredura entrelaçada com 50 campos (25 quadros) por segundo, cada quadro sendo 1920 pixels de largura e 1080 pixels de altura.

120 Telecine É o processo de transferir um filme (motion i picture film) para a forma de vídeo. O termo também é empregado para designar o equipamento utilizado no processo. Mistura de televisão com cinema. Permite que uma animação, capturada em filme, seja assistida com equipamentos padrão de vídeo, como televisões, vídeo cassetes ou computadores. Filmes de cinema (24 fps), em PAL, são acelerados em 4%, produzindo os 25 fps.

121 Pulldown 2-2 Usado para transferir shows e filmes, fotografados a 30 fps, para vídeo NTSC, a 60 Hz.

122 Pulldown 2-3 O primeiro i passo é atrasar o filme por 1/1001. Imperceptível p ao espectador, mas faz o filme andar a fps (ou 7.2 segundos a mais a cada 2 horas). O segundo passo é distribuir os quadros do cinema em quadros de vídeo. Com fps, há 4 quadros de filme para cada 5 quadros de vídeo a 60Hz (23.976/29.970).

123 Pulldown 2-3 Estes 4 quadros são esticados em 5, explorando a natureza entrelaçada do vídeo a 60Hz. Para cada quadro, existem realmente 2 imagens completas ou campos: uma para as linhas ímpares da imagem, e outra para as linhas pares. Portanto, há 10 campos para cada 4 quadros de filme e o telecine coloca, alternadamente, um quadro de filme a cada 2 campos, o próximo ói a cada 3, depois a cada 2, e assim por diante. O ciclo se repete completamente após 4 quadros terem sido expostos, e, no ciclo do telecine, eles são chamados de quadros A,, B,, C,, e D.

124 Quadros A, B, C e D

125 Impressoras de Impacto Possuem cabeçotes com um conjunto de 7 a 24 pinos (7, 9, 18 ou 24). Os pinos são impulsionados contra uma fita impregnada de tinta sobre o papel. Semelhantes a máquinas de escrever do passado, que utilizavam martelos com as letras na ponta.

126 Formulário Contínuo

127 Máquinas de Escrever (Type Writers)

128 Impressoras a Jato de Tinta Possuem cabeçotes que injetam gotículas de tinta ciano, magenta, amarelo ou preta em quase todos os meios (papel, tecido, etc.). Presente de grego: baratas, mas a tinta é muito cara e dura pouco. Tinta resseca rápido e a troca do cabeçote custa praticamente o preço da impressora.

129 Ink Jet

130 Impressoras Laser Baseiam-se em atração eletrostática. Possuem um cilindro rotativo de selênio, que é um material lfoto-sensível l( (carregado positivamente). Partículas de toner (negativas) são atraídas para a superfície do cilindro, e em seguida, transferidas para o papel. Um raio de laser, apontado para um espelho poligonal rotativo, neutraliza os pontos que não aparecem na imagem, removendo as suas cargas (tornando-os negativos).

131 HP LaserJet 4200

132 Transferência do bitmap

133 Toner Partículas finas de plástico seco triturado, misturadas com carbono preto ou agentes coloridos. Como partículas de mesma carga se repelem, o toner carregado negativamente não toca o cilindro, nas regiões onde a luz removeu as cargas positivas.

134 O papel passa através de rolos do fusor, onde a temperatura e pressão (acima de 200 Cli Celsius) colam o plástico triturado no papel. Fundamentos de Representação Gráfica Fusor

135 Características Grande autonomia, imprimindo mais de 2000 páginas com o mesmo toner. O toner não deteriora com o tempo, e pode ser recarregado cerca de 4 vezes, sem a necessidade de troca do cilindro. Altas resoluções (acima de 600 dpi). Lasers coloridas são caras. Grande consumo de energia.

136 Outros dispositivos: 3D Et Estereoscópicos: visão iã 3D Duas visões da cena, do olho esquerdo e do olho direito Componente de ambientes de RV Head-mounted displays (HMD): visão 3D e rastreamento: imersão Holográficos Volumétricos Impressoras 3D Camadas de pó fino e impressão de adesivo líquido Deposição de polímero fundido (FDM) Fusão seletiva do meio de impressão (SLS) Estereolitografia (SL) Prototipagem rápida

137 Referências Hearn, D. Baker, M. P. Computer Graphics with OpenGL, Prentice Hall, 2004 (Cap. 2) E. Angel, Interactive Computer Graphics, 3a. Edição, Adison Wesley, ib (Cyberglove e Cybergrasp) (Video) (OLEDs) (HP Labs) (LCDs e FLCDs) (Holografia, Autoestereoscopia) (ICT Graphics Lab) p// / (Impressão 3D)