Prelucrări grafice și de imagine

1. HARDWARE-UL DE IEŞIRE AL SISTEMELOR GRAFICE

A. Consideraţii teoretice

Reprezentarea grafică a informaţiei a reprezentat un salt important în istoria evoluţiei sistemelor de calcul. Dacă în perioada de pionierat a calculatoarelor se putea discuta doar de reprezentarea alfanumerică a informaţiei, în momentul de faţă este posibilă realizarea unor aplicaţii complexe, în care reprezentarea cât mai eficientă a informaţiei se face prin combinaţia de grafică, text, sunet, imagine (atât statică cât şi video), animaţie, etc. În acelaşi timp, în prezent, majoritatea aplicaţiilor pe care le propune grafica pe calculator nu ar putea fi realizate fără sisteme grafice performante, prin acest lucru înţelegându-se atât componenta hardware cât şi cea software a calculatoarelor pe care se realizează grafică.

1.1 Monitoare

Dispozitivele de afişare sunt indispensabile unui sistem grafic. Cerinţele impuse monitoarelor destinate graficii cu calculatorul sunt legate de stabilitatea imaginii, claritatea acesteia şi redarea bună a culorilor. Totodată diagonala unui monitor trebuie să fie suficient de mare (17” sau 20”). Sistemele grafice folosesc monitoare cu o rezoluţie bună şi cu un număr mare de culori. Din punct de vedere constructiv, un monitor „tradiţional” este alcătuit în jurul unui tub catodic (CRT - cathodic ray tube), dar există şi display-uri bazate pe alte tehnologii.

1.1.1. Tuburi catodice cu reîmprospătare

Principiul de funcţionare al unui tub catodic cu reîmprospătare, ilustrat în figura 1.1, este următorul: fasciculul de electroni emis de tunul electronic parcurge sistemele de deflexie şi focalizare care îl direcţionează spre un anume punct de pe ecran. Luminoforul (care conţine fosfor) va emite lumină în fiecare punct al ecranului aflat în contact cu fasciculul de electroni. Deoarece lumina emisă de fosfor se stinge repede este necesară o metodă pentru menţinerea imaginii pe ecran. O metodă este redirecţionarea rapidă a fasciculului de electroni spre aceleaşi puncte ale ecranului.

Există mai multe tipuri de fosfor utilizate în tuburile catodice cu reîmprospătare. În afara culorii, o deosebire esenţială între diversele tipuri de fosfor este persistenţa lor. Persistenţa se defineşte ca timp necesar pentru ca

intensitatea luminii emise să se reducă la o zecime din valoarea sa iniţială. Valori scăzute ale persistenţei trebuie compensate prin rate mai mari de reîmprospătare pentru menţinerea unei imagini stabile pe ecran. Fosforul cu persistenţă scăzută se pretează la utilizarea în animaţie pe când cel cu valori ridicate ale persistenţei este indicat pentru afişarea imaginilor statice, complexe. Deflexia fasciculului de electroni poate fi realizată de un câmp electric sau de unul magnetic.

Figura 1.1 – Tubul catodic cu reîmprospătare

Se defineşte rezoluţia ca fiind numărul punctelor care pot fi afişate pe ecran fără a se suprapune. Rezoluţia este exprimată şi ca numărul punctelor / centimetru pe verticală şi pe orizontală sau ca numărul total de puncte pe fiecare direcţie. Rezoluţia tuburilor catodice este dependentă de tipul fosforului dar şi de sistemele de deflexie. Sistemele de înaltă rezoluţie sunt capabile să afişeze 4000 puncte pe fiecare direcţie ceea ce înseamnă un total de 16 milioane de puncte care trebuie comandate. Numărul de puncte efectiv utilizate este dependent de tipul plăcii grafice. O caracteristică importantă a monitoarelor video este rata de aspect. Aceasta este egală cu numărul de puncte necesare pe verticală pentru aceeaşi dimensiune a liniei ca pe orizontală.

1.1.2. Monitoare raster şi monitoare vectoriale

Tuburile catodice cu reîmprospătare pot fi utilizate atât pentru display-uri raster cât şi pentru display-uri vectoriale. Când operează ca display-uri vectoriale, fasciculul de electroni este direcţionat doar spre acele puncte din ecran care sunt luminate. Aceste display-uri sunt caracterizate de o rezoluţie mai bună decât a celor raster. Echipamentele de imprimare echivalente acestui mod de afişare sunt plotter-ele.

Prelucrari grafice si de imagine in C++, Pascal si Matlab