Computação GráficaComputação GráficaAula 4 – Arquitetura de Aula 4 – Arquitetura de Dispositivos GráficosDispositivos Gráficos

Prof. Tony Alexander HildProf. Tony Alexander HildDocumento licenciado por Creative Commons - http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/

IntroduçãoIntrodução

Os sistemas de computação gráfica Os sistemas de computação gráfica precisam de dispositivos gráficos de I/precisam de dispositivos gráficos de I/O ligados a um computador;O ligados a um computador;

Permitem a interação com o sistema, Permitem a interação com o sistema, na busca de extensões dos limites do na busca de extensões dos limites do nosso corpo e melhor comunicação nosso corpo e melhor comunicação com a máquina.com a máquina.

Dispositivos Gráficos de Dispositivos Gráficos de EntradaEntrada

São componentes eletrônicos que São componentes eletrônicos que permitem a movimentação e interação permitem a movimentação e interação com os sistemas;com os sistemas;Teclado;Teclado;Mouse;Mouse;Joysticks;Joysticks;Tablet;Tablet;Mesa digitalizadora;Mesa digitalizadora;

TecladoTeclado

Basicamente podemos definir um teclado como um conjunto de teclas associadas a um código que corresponde ao caractere ou função;Diversos dispositivos de teclado foram inventados ao longo de décadas, porém o mais usado é o teclado QWERTY;É irônico pensar que esse teclado foi inventado para a redução da velocidade do digitador e, como conseqüência, causar menores danos à sua saúde.

TecladoTeclado

MouseMouse

Os mouses atuais utilizados por profissionais da computação gráfica são compostos por sensores óticos e processadores digitais para escanear a superfície sob o mouse sem a bola de rolagem;Enviam 1.500 sinais por segundo para rastear com segurança o menor movimento possível.

MouseMouse

JoysticksJoysticks

São alavancas de comando que determinam a direção e velocidade do cursor na tela;Usados geralmente nos jogos de videogame, estações de realidade virtual e estações industriais de controle de robôs.

JoysticksJoysticks

TabletsTablets

Os tablets são extensões dos monitores sensíveis ao toque;Os novos tablets são calibrados com perfeição para ler com absoluta precisão os movimentos da caneta, que opera com 1.024 níveis de sensibilidade à pressão;Estes são traduzidos em curvas suaves, transições graduais e controles precisos do traço;Um software incluso nos pacotes dos hardwares de tablet possibilita o reconhecimento da escrita.

TabletsTablets

http://www.microsoft.com/surface/http://www.microsoft.com/surface/

Mesa DigitalizadoraMesa Digitalizadora

Dispositivo vetorial que consiste de uma mesa e de um apontador;A cada vez que o usuário toca a mesa com o apontador é informado ao computador a coordenada deste ponto da mesa; Existem diversos trabalhos em andamento para a substituição deste periférico por sistemas mais baratos com câmeras digitais e softwares de reconhecimento de padrões.

Mesa DigitalizadoraMesa Digitalizadora

Dispositivos de Entrada Dispositivos de Entrada 3D3D

Permitem a movimentação e interação Permitem a movimentação e interação dentro de uma espaço 3D qualquer.dentro de uma espaço 3D qualquer.

Digitalizador 3DDigitalizador 3D

Trata-se de um dispositivo vetorial e consiste em uma espécie de braço mecânico com um sensor de toque na ponta;A cada vez que o sensor atinge um ponto na superfície de um objeto, a coordenada deste ponto em relação a um ponto referencial (origem) é transmitida ao computador.

Digitalizador 3DDigitalizador 3D

Scanner 3DScanner 3D

Existem diversas tecnologias de scanners disponíveis no mercado; As mais baratas utilizam câmeras digitais acopladas a uma mesa especial que fornece as coordenadas para os sistemas. Esta tecnologia quase sempre requer a intervenção de modeladores para o acabamento das peças;A tecnologia de scanners a laser, de alto custo, é sem dúvida a tecnologia de dispositivos de entrada que vem atraindo mais atenção no mundo. Suas aplicações são grandes e muitas delas ainda estão por se descobrir.

Scanner 3DScanner 3D

Luvas 3DLuvas 3D

Luvas para interação 3D são dispositivos que, através de sensores, detectam e medem as flexões e pressões dos dedos;Os sensores podem ser mecânicos, ópticos ou híbridos.

Luvas 3DLuvas 3D

Capacetes - Head-Capacetes - Head-mounted displaymounted display

Existem diversos tipos de capacetes para visualização de Realidade Virtual disponíveis no mercado;A principal característica desses equipamentos é que podem ser:Estereoscópicos ou monoscópicos (isto é, usados com uma ou duas cenas);Binoculares ou monoculares (um ou os dois olhos são estimulados);Opacos ou translúcidos (substituem ou complementam a realidade).

Capacetes - Head-Capacetes - Head-mounted displaymounted display

3D Controllers3D Controllers

São dispositivos para interatividade com ambientes 3D capazes de tornar o ambiente participativo, seguindo os movimentos executados pelo usuário;Trabalham tanto em cima de uma mesa como no ar, pois possuem um giroscópio que tem comunicação por rádio com o computador;São capazes de medir a velocidade e a força que estão sendo aplicadas pelo usuário.

3D Controllers3D Controllers

Roupa de RVRoupa de RV

A roupa para Realidade Virtual (ou data suits) é uma indumentária que permite a interação com o mundo virtual;A comunicação pode ser realizada de várias maneiras, sendo que o acompanhamento óptico de marcadores vem sendo o mais utilizado;Essas roupas são usadas para gerar informações do movimento humano, a partir daí surge uma infinidade de aplicações para animações, esporte, desenvolvimento de produtos, medicina etc.

Roupa de RVRoupa de RV

Dispositivos Gráficos de Dispositivos Gráficos de SaídaSaída

É possível classificar os dispositivos de saída em duas principais categorias, segundo a forma pela qual as imagens são geradas (veja seção anterior de descrição vetorial e matricial de imagens): vetoriais e matriciais;Os dispositivos vetoriais conseguem traçar segmentos de reta perfeitos entre dois pontos;Os dispositivos matriciais apenas conseguem traçar pontos, ou seja, segmentos de reta são traçados como seqüências de pontos próximos, são entretanto, bastante adequados para desenhar áreas cheias e sombras, onde os vetoriais mostram deficiência.

Impressoras de Jato de Impressoras de Jato de TintaTinta

São equipamentos matriciais com cabeçote que ejetam tinta sobre o papel;Podem utilizar tintas de várias cores e chegar a níveis altos de realismo na imagem impressa.

Impressoras de Jato de Impressoras de Jato de TintaTinta

Impressoras LaserImpressoras Laser

São as que têm melhor qualidade;Um feixe de raio laser varre uma chapa em processo ótico parecido com o do cabeçote de uma impressora, o bombardeio do feixe deixa a chapa carregada com uma carga eletrostática;Por efeito da atração elétrica, uma tintura (toner) adere à chapa e por pressão e aquecimento é fixada no papel formando a imagem.

Impressoras LaserImpressoras Laser

Impressoras LaserImpressoras Laser

Impressoras TérmicasImpressoras Térmicas

São equipamentos silenciosos, com boa resolução, podem trabalhar com ampla gama de cores;As impressoras térmicas precisam utilizar um papel termo-sensível especial.

Impressoras TérmicasImpressoras Térmicas

PlottersPlotters

São dispositivos vetoriais e eletromecânicos que, de uma forma geral, produzem o desenho pelo movimento de uma caneta na superfície do papel;Existem dois tipos, em um, o papel permanece fixo e a caneta produz desenhos sobre o mesmo pela combinação de movimentos horizontais e verticais; No outro tipo, o desenho é produzido pela combinação dos movimentos do papel e da caneta.

PlottersPlotters

MonitoresMonitores

Um monitor de vídeo, ou simplesmente Um monitor de vídeo, ou simplesmente monitor, é um dispositivo de saída do monitor, é um dispositivo de saída do computador que serve de interface visual computador que serve de interface visual para o usuário, na medida em que permite a para o usuário, na medida em que permite a visualização dos dados e sua interação com visualização dos dados e sua interação com eles;eles;

Os monitores são classificados de acordo Os monitores são classificados de acordo com a tecnologia de amostragem de vídeo com a tecnologia de amostragem de vídeo utilizada na formação da imagem. utilizada na formação da imagem.

Monitores - CRTMonitores - CRT

Cathodic Ray Tube (Tubo de raios catódicos) é o monitor Cathodic Ray Tube (Tubo de raios catódicos) é o monitor "tradicional", em que a tela é repetidamente atingida por um feixe de "tradicional", em que a tela é repetidamente atingida por um feixe de elétrons, que atuam no material fosforescente que a reveste, assim elétrons, que atuam no material fosforescente que a reveste, assim formando as imagens;formando as imagens;Este tipo de monitor tem como principais vantagens:Este tipo de monitor tem como principais vantagens:Sua longa vida útil;Sua longa vida útil;Baixo custo de fabricação;Baixo custo de fabricação;Grande banda dinâmica de cores e contrastes; eGrande banda dinâmica de cores e contrastes; eGrande versatilidade (uma vez que pode funcionar em diversas resoluções, Grande versatilidade (uma vez que pode funcionar em diversas resoluções, sem que ocorram grandes distorções na imagem).sem que ocorram grandes distorções na imagem).As maiores desvantagens deste tipo de monitor são:As maiores desvantagens deste tipo de monitor são:Suas dimensões (um monitor CRT de 20 polegadas pode ter até 50cm de Suas dimensões (um monitor CRT de 20 polegadas pode ter até 50cm de profundidade e pesar mais de 20kg);profundidade e pesar mais de 20kg);O consumo elevado de energia;O consumo elevado de energia;Seu efeito de cintilação (flicker); eSeu efeito de cintilação (flicker); eA possibilidade de emitir radiação que está fora do espectro luminoso (raios A possibilidade de emitir radiação que está fora do espectro luminoso (raios x), danosa à saúde no caso de longos períodos de exposição.x), danosa à saúde no caso de longos períodos de exposição.

Monitores CRTMonitores CRT

Diagrama em corte de um tubo de raios catódicos de deflexão eletromagnética, usado em televisões e monitores coloridos.1: Canhões de elétrons e lentes eletrônicas de focalização;2: Bobinas defletoras (deflexão eletromagnética);3: Anodo de alta tensão;4: Máscara de sombra;5: Detalhe da matriz de pontos coloridos RGB (vermelho, verde, azul).

Monitores LCDMonitores LCD

LCD (Liquid Cristal Display, em inglês, sigla de tela de cristal líquido) é um tipo mais LCD (Liquid Cristal Display, em inglês, sigla de tela de cristal líquido) é um tipo mais moderno de monitor. Nele, a tela é composta por cristais que são polarizados para gerar moderno de monitor. Nele, a tela é composta por cristais que são polarizados para gerar as cores.as cores.Tem como vantagens:Tem como vantagens:O baixo consumo de energia; O baixo consumo de energia; As dimensões reduzidas; As dimensões reduzidas; A não-emissão de radiações nocivas; A não-emissão de radiações nocivas; A capacidade de formar uma imagem praticamente perfeita, estável, sem cintilação, que cansa menos a A capacidade de formar uma imagem praticamente perfeita, estável, sem cintilação, que cansa menos a visão - desde que esteja operando na resolução nativa; evisão - desde que esteja operando na resolução nativa; eO fato de que o preto que ele cria emite um pouco de luz, o que confere à imagem um aspecto O fato de que o preto que ele cria emite um pouco de luz, o que confere à imagem um aspecto acinzentado ou azulado, mais agradável aos olhos em termos estéticos e também de brilho.acinzentado ou azulado, mais agradável aos olhos em termos estéticos e também de brilho.As maiores desvantagens são:As maiores desvantagens são:O maior custo de fabricação; O maior custo de fabricação; O fato de que, ao trabalhar em uma resolução diferente daquela para a qual foi projetado, o monitor O fato de que, ao trabalhar em uma resolução diferente daquela para a qual foi projetado, o monitor LCD utiliza vários artifícios de composição de imagem que acabam degradando a qualidade final da LCD utiliza vários artifícios de composição de imagem que acabam degradando a qualidade final da mesma; emesma; eUm fato não-divulgado pelos fabricantes: se o cristal liquido da tela do monitor for danificado e ficar Um fato não-divulgado pelos fabricantes: se o cristal liquido da tela do monitor for danificado e ficar exposto ao ar, pode emitir alguns compostos tóxicos, tais como o óxido de zinco e o sulfeto de zinco. exposto ao ar, pode emitir alguns compostos tóxicos, tais como o óxido de zinco e o sulfeto de zinco. Este será um problema quando alguns dos monitores fabricados hoje em dia chegarem ao fim de sua Este será um problema quando alguns dos monitores fabricados hoje em dia chegarem ao fim de sua vida útil (estimada em 20 anos).vida útil (estimada em 20 anos).

Monitores LCDMonitores LCD

Monitores OLEDMonitores OLED

Organic Light-Emitting Diode ou diodo orgânico emissor de luz é uma tecnologia criada Organic Light-Emitting Diode ou diodo orgânico emissor de luz é uma tecnologia criada pela Kodak em 1980 e que promete telas planas muito mais finas, leves e baratas que as pela Kodak em 1980 e que promete telas planas muito mais finas, leves e baratas que as atuais telas de LCD;atuais telas de LCD;A idéia é usar diodos orgânicos, compostos por moléculas de carbono que emitem luz ao A idéia é usar diodos orgânicos, compostos por moléculas de carbono que emitem luz ao receberem uma carga elétrica;receberem uma carga elétrica;A vantagem é que ao contrário dos diodos tradicionais, essas moléculas podem ser A vantagem é que ao contrário dos diodos tradicionais, essas moléculas podem ser diretamente aplicadas sobre a superfície da tela, usando um método de impressão;diretamente aplicadas sobre a superfície da tela, usando um método de impressão;Acrescentados os filamentos metálicos que conduzem os impulsos elétricos a cada Acrescentados os filamentos metálicos que conduzem os impulsos elétricos a cada célula, está pronta uma tela a um custo extremamente baixo;célula, está pronta uma tela a um custo extremamente baixo;Uma das principais características da tela orgânica é que ela possui luz própria;Uma das principais características da tela orgânica é que ela possui luz própria;Com isto não necessita de luz de fundo ou luz lateral, (backlight ou sidelight) e ocupa Com isto não necessita de luz de fundo ou luz lateral, (backlight ou sidelight) e ocupa menos espaço, dois fatores que tornam a tecnologia muito interessante para uso em menos espaço, dois fatores que tornam a tecnologia muito interessante para uso em computadores de mão e notebooks;computadores de mão e notebooks;Outra importante característica é que por emitir luz própria cada OLED quando não Outra importante característica é que por emitir luz própria cada OLED quando não polarizado torna-se obscuro obtendo-se assim o "preto real", diferentemente do que 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 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.neste caso não há consumo de energia para a modulação de luz de fundo.

Monitores OLEDMonitores OLED

Monitores OLEDMonitores OLED

ReferênciasReferências

CONCICONCI, Aura ; Eduardo , Aura ; Eduardo AzevedoAzevedo ; ; LETA, F. R. . LETA, F. R. . Computação GráficaComputação Gráfica - - Teoria e Prática - Vol. 2. Rio de Teoria e Prática - Vol. 2. Rio de Janeiro: Campus Elsevier, 2003.Janeiro: Campus Elsevier, 2003.

Wikipedia.Wikipedia.