Dispozitivele de afisare video - sistemul de afisare ,monitoarele

DISPOZITIVELE DE AFISARE VIDEO  - SISTEMUL DE AFISARE ,MONITOARELE

A) SISTEMUL DE AFISARE

Sistemul de afisare al calculatorului permite utilizatorului sa vada exact ceea ce face PC-ul in timpul functionarii. Datorita capacitatii sale de a oferi instantaneu raspuns, sistemul de afisare este un dispozitiv interactiv si influenteaza viteza de lucru a PC-ului.

Primul dispozitiv de afisare nu era grafic, fiind dezvoltat pe baza tehnologiei telegrafului: era de fapt o masina de scris actionata electric, numita teleimprimator. Acesta prelua codurile electrice, le convertea in apasari de taste ce tipareau caracterele pe hintie.

Echivalentul electronic al teleimprimatorului, a fost terminalul video (VDT), care tiparea pe un ecran fosforescent. In plus, creierul unui terminal inteligent permite recunoasterea unor comenzi speciale de formatare a modului de afisare.

In timp, au fost utilizate urmatoarele tehnologii de afisare a caracterelor:

- maparea caracterelor, character mapping, ecranul este impartitintr-o serie de matrice 80 x 25 caractere. Pentru afisarea datelor pe ecran, sistemul de afisare citeste matricea in memorie, transforma codurile respective intr-un sir serial de date ce se afiseaza pe ecran si muta datele catre iesirea video.

-casetele de caractere, sabloanele tuturor caracterelor ce apar pe ecranul monitorului sunt memorate intr-un cip ROM special numit ROM de caractere. Fiecare caracter afisat este format dintr-o matrice de puncte amplasate intr-o caseta de caracter, de regula 15 x 9 celule.

Pentru reprezentarea imaginilor grafice bidimensionale, se utilizeaza urmatoarele tehnologii:

grafica de tip bloc, opereaza in modul text fiind create imagini grafice simple prin pozitionarea unor blocuri de caractere pe ecran pentru a alcatui forme mari.

sistemele grafice de tip bit-map, cresc calitatea imaginilor grafice de tip bloc prin reducerea dimensiunilor blocurilor. O dimensiune mica a blocurilor, deci o granulatie mai fina ajuta la reprezentarea unui numar sporit de detalii. Imaginile se

compun din puncte, numite pixeli, fiine cele mai mici blocuri constructive ale imaginii.

Rezolutia masoara claritatea posibila a imaginii video si indica numarul de pixeli pe latime si analtime continuti de o imagine. Ea nu depinde de dimensiunea ecranului si este descrisa in pixeli ci nu in puncte pe inci.

La nivelul minim, pentru fiecare pixel este nevoie de un bit de date pentru memorare, acesta fiind cel mai simoplu sistem, cel bicolor, totul fiind alb-negru. Fiecare bit suplimentar atribuit unui pixel dubleaza numarul de culori posibile. Un numar de n biti reprezinta 2ⁿ culori.

Memoria video necesara pentru anumite rezolutii si profunzimi de culoare

Pentru cele trei culori fundamentale se atribuie un numar de biti. Unele sisteme de codificare impart egal numarul de biti atribuiti culorii rosu si albastru si bitul suplimentar culorii verde.

Maparea celor trei culori presupune 3 dimensiuni ce definesc un volum in spatiu. Gama de culori ce poate fi prelucrata de un anumit sistem se numeste spatiu de culoare. Ex. RGB defineste trei dimensiuni ale spatiului de culoare, el fiind un singur spatiu de culoare posibil.

O alta metoda de codificare a culorilor in memorie este maparea acestora, presupunand conversia semnalelor. Ea stocheaza doar numerele de cod, fiecare din acestea putandu-se referi la aproape orice culoare. Pe baza valorilor numerice memorate, sistemul de afisare verifica intr-un tabel de cautare a culorii.

Pentru obtinerea vitezelor mari, sistemele grafice utilizeaza comenzile grafice de nivel ￡lt. Combinand etapele mici din operatiile complexe de afisare, se pot codifica cu cateva comenzi si cele mai complexe imagini video.

Cele mai utilizate comenzi grafice sunt:

-transferurile de blocuri de biti, sunt instructiuni prin care acceleratorul grafic muta datele in cadrul memoriei video, microprocesorul comunicand acestuia sursa de date si destinatia.

- comenzile de desenare, comunica acceleratorului grafic modul de construire a unei imagini pe ecran, sunt numite primitive grafice, de fapt imagini sparte in parti mici ce pot fi codificate digital.

- obiectele grafice, sunt mici imagini mutate pe ecran ca unitati individuale.

-lucrul cu ferestre, caracteristica obisnuita a sistemelor grafice moderne. Sunt doua posibilitati: operatii software (realizata de program) sau hardware (prin bufferul de cadre).

- panoramarea hardware, foloseste zone de memorie din sistemul video care nu sunt utilizate de bufferul de cadre.

Toate noile adaptoare grafice pretind ca sunt placi 3D si incorporeaza noi functii, cea mai importanta fiind realizarea miscarii (15 cadre pe secunda). Toate operatiile 3D sunt iluzorii, singura reala fiind reprezentarea stereoscopica.

Adaptaoarele 3D ofera urmatoarele facilitati:

parchetarea, impartirea imaginii pe parti de genul placilor, de regula triunghiuri sau poligoane, ce sunt umplute (randate) ulterior.

maparea texturii, pentru a adauga realism obiectelor 3D, fiecarui element de parchetare i se aplica o textura 2D. -efectele de profunzime, create pentru a pacali ochiul:

-pozitionarea in profunzime, prin tehnica de reducere a perspectivei, sistemul scaleaza distantele in coordonate x si y cu un factor proportional cu coordonata z, un z mare ￳eamna o dimensiune mica a obiectului.

-perspectiva atmosferica, creeaza efectul de profunzime in picturi prin

tehnica de incetosare (fogging) -efectele de lumina realizate prin: trasarea razelor si umbrire . -bufferul Z, elimina imaginile afisate ale suprafetelor ascunse, valoarea

distantei fata de privitor fiind retinuta in bufferul Z. -transparenta, un canal suplimentar denumit canal alfa format din 8 biti suplimentari peste cei 24 de la True color.

bufferul dublu sau triplu, cel din fata corespunde modului traditional de afisare, cele din spate nu au accesul limitat de procesul de sincronizare cu rasterizarea.

Imaginile grafice ocupa o cantitate mare de memorie, de aceea ele trebuie comprimate. cele mai cunoscute standarde de comprimare sunt JPEG si MPEG. Tipurile principale de semnale ale sistemului de afisare sunt:

baleiajul, fascicolul de electroni este plimbat peste imagine cu ajutorul unei perechi de cimpuri magnetice, unul orizontal si unul vertival. Pentru fiecare cursa

verticala se efectueaza sute de curse orizontale. Numarul de curse orizontale se numesc frecventa orizontala iar cele verticale frecventa verticala, masurate in Hz.

-semnalele de sincronizare, cu rolul de a garanta refacerea corecta a imaginii memorate in bufferul de cadre, sunt pe verticalasi pe orizontala. Cele mai cunoscute metode de combinare sau despartire a datelor video de semnalele de sincronizare sunt:

-sistemul video complex
-sistemul sincronizat complex
-sistemul sincronizat separat
-sistemul cu sincronizare pe verde

-cursa inversa, face trecerea de la capatul liniei sau ecranului la inceput este

pe orizontalasi pe verticala -stingerea spotului, in timpul cursei inverse -pauzele anterioare si ulterioare, benzi negre in jurul imaginii pentru a

minimiza distorsiunile.
-intervalul vertical, perioada in care ceranul este ategrit.

B) MONITOARELE

Monitorul este o cutie complexa ce contine displayul si circuitele suport ale acestuia. Cele mai des intInite sunt cele cu tuburi catodice.

1) Tuburile catodice

Dispozitivul se bazeaza pe o forma speciala de tub cu vid, denumite CRT (Cathode Ray Tube). Un catod special emite un jet de electroni catre un electrod incarcat pozitiv numit anod. Functioneaza ca un lansator de electroni, CRT este numit si tun de electroni.

Caracteristicile fizice sunt:

- fosforul, stratul de fosfor determina culoarea imaginii pe ecran. Pentru ecranele monocrome seunt utilizatre straturi fosforscente ce emit culoare galbena, verde sau alba. Cele color folosesc trei tipuri diferite de fosfor aplicate conform unui model format din puncte sau benzi cu trei culori rosu, verde si albastru.

-temperatura culorilor, descrie tipul de alb in functie de numarul de grade Kelvin pe care un corp ar trebui sa-l aibe pentru a emite culoarea alba.

-persistenta, descrie perioada pentru care fosforul continua sa lumineze dupa bombardarea cu fasciculul electronic. Cea mai utilizata este cea medie.

-tunurile electronice, folosite pentru generarea fasciculelor electronice ce lumineaza straturile fosforescente. Se utilizeaza trei tunuri la displayurile color

-convergenta, corecteaza modul de directionare al fasciculelor de electroni

-puritatea, capacitatea unui monitor de a afisa un ecran luminat uniform fara diferente de culoare. o puritate slaba este rezultatul magnetizarii mastilor perforate sau a grilei de deschidere

-masti perforate, toate monitoarele CRT sunt echipate cu o masca perforata, aflata la mica distanta de stratul fosforescent. Afecteaza stralucirea imaginii prin limitarea fasciculului de electroni si intensitatea maxima a acestuia.

- pentru contracararea efectelor negative de mai sus se utilizeaza grile de deschidere, tehnologia TRINITRON, formate din matrice verticala de fire. Ecranele au o stralucire mai uniforma a imaginii.

-distanta necesara intre puncte, este distanta dintre orificiile mastii perforate

-latimea liniei, normal liniile verticale sau orizontale ar trebui sa aibe latimea de un pixel, in realitate difera in functie de dimensiunea ecranului si rezolutia afisata. O rezolutie mare duce la ￧ustarea liniei.

-curbura ecranului, necesara distribuirii presiunii pe tup si distantei constante strabatute de electroni. -rezolutia si adresabilitatea, se refera la finetea detaliilor ce pot fi afisate si la latimea de banda pentru monitoarele color.

-tratamentul antireflexie, depinde de curbura ecranului, realizata prin: -folosirea plaselor, de nylon , cel mai ieftin tratament antireflexie. -prelucrare mecanica -acoperire cu 2 straturi de acoperire -polarizarea luminii, fascicolii sunt restrictionati la un singur plan de

oscilare.

2) Caracteristicile imaginii

Cele mai importante caracteristici ale imaginii sunt:
-dimensiunea ecranului

Nominal CRT Screen Dimensions

-suprabaleierea si subbaleierea

-raportul dimensiunilor

-distorsionarea imaginii

-controlul imaginii

3) Domeniul frecventelor de sincronizare si standardele monitoarelor

Frecventele de baleiere pentru standardele monitoarelor

Intreteserea

4) Largimi de banda uzuale

Dot Clocks and Recommended Bandwidths for Video Standards

5) Energy Star

Un monitor tipic consuma 30 W. modurile de operare VESA pentru gestionarea energiei sunt: