Hardware y software

Hardware y Software Gráfico
J.A. Gutierrez
GIGA, http://giga.cps.unizar.es
Dispositivos gráficos de salida: Monitores
El tubo de rayos catódicos.
En el campo de la informática gráfica se pueden encontrar diferentes dispositivos de salida; desde los que permiten obtener representaciones en soporte físico (impresoras, p.e.) hasta sofisticados sistemas de "inmersión" capaces de generar todo unentorno de realidad virtual alrededor del usuario.
Por el momento nos concentraremos en los dispositivos de salida a vídeo, por ser los mas comunes y por constituir la base de otros muchos sistemas de visualización.
La tecnología en la que aún están basados la mayor parte de los monitores es el tubo de rayos catódicos (CRT); aunque parece estar siendo desplazada por la tecnología de cuarzolíquido (LCD).
Un CRT básicamente consiste en un tubo de vacío en cuyo interior un cátodo de metal calentado mediante un filamento por el que circula corriente eléctrica. El calor propicia el desprendimiento de electrones del cátodo; estos electrones, cargados negativamente, atraviesan diferentes dispositivos de enfoque y aceleración, y mediante los adecuados sistemas de control de deflexión sondirigidos a diferentes puntos del otro externo del tubo. En este extremo se encuentra la pantalla, recubierta internamente de fósforo, fósforo que al recibir el impacto de los electrones absorbe su energía, transformándola parcialmente en calor y utilizando el resto para elevar sus propios electrones a niveles superiores de excitación. Poco tiempo después estos electrones "excitados" vuelven a suestado original, desprendiendo el exceso de energía en forma de fotones; que es lo que produce el punto de la imagen visible.

Así pues, este punto de luz desaparece en el momento en que el fósforo vuelve a su estado de reposo; el tiempo en que esto tarda en ocurrir define una de las propiedades mas importantes para diferenciar entre dos fósforos: la persistencia, que se define como el tiempo quetarda en disminuir la luz emitida por la pantalla a un décimo de su intensidad inicial. Valores típicos son de 10 a 60 microsegundos.
Por lo tanto, si deseamos mantener una imagen visible en el CRT deberemos re-generarla a una velocidad superior a la que tarda en desaparecer de la pantalla. Los fósforos de menor persistencia serán mas adecuados para animación; mientras que para mostrar imágenesestáticas puede ser suficiente un monitor más "lento".
Otra propiedad importante de los tubos es su resolución, generalmente definida simplemente como el máximo número de puntos luminosos que se pueden diferenciar. Dado que la luminosidad de un punto decae desde el centro hacia su periferia, se considera que dos puntos son diferentes cuando su separación es mayor del diámetro en el que el punto tieneaproximadamente el 60% de la luminosidad del centro del mismo. Es fácil encontrar monitores que soportan hasta 1280x1024; a partir de esta resolución se suele hablar de sistemas de alta definición.
También caracteriza a un tubo su "relación de aspecto", o relación entre la resolución horizontal y la vertical. La mas frecuente es de 4:3, aunque empiezan a aparecer relaciones "panorámicas" o 16:9,más apropiadas p.e. para cine en alta definición.
Monitores de barrido.
En el tipo de monitor con CRT más utilizado el haz de electrones recorre la punto por punto en dirección longitudinal y línea por línea en dirección vertical, variando su intensidad en cada punto de acuerdo con la luminosidad correspondiente al punto de la imagen correspondiente que se pretende representar. La intensidad decada uno de estos puntos de imagen, conocidos como "pixels", debe estar almacenada en la memoria del ordenador (a la memoria encargada de contener esta información se le denomina búfer de pantalla o frame buffer); si p.e. para representar la intensidad de un pixel se utilizan 24 bits, para una pantalla de 1024 x 1024 se necesitan 3 Mb de memoria.
La velocidad a que se realiza este barrido...