Computação Gráfica - Artquitetura de Dispositivos Gráficos

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Computação Gráfica - Artquitetura de Dispositivos Gráficos

  1. 1. Computação Gráfica Aula 4 – Arquitetura de Dispositivos Gráficos Prof. Tony Alexander Hild Documento licenciado por Creative Commons - http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/
  2. 2. Introdução <ul><li>Os sistemas de computação gráfica precisam de dispositivos gráficos de I/O ligados a um computador;
  3. 3. Permitem a interação com o sistema, na busca de extensões dos limites do nosso corpo e melhor comunicação com a máquina. </li></ul>
  4. 4. Dispositivos Gráficos de Entrada <ul><li>São componentes eletrônicos que permitem a movimentação e interação com os sistemas;
  5. 5. Teclado;
  6. 6. Mouse;
  7. 7. Joysticks;
  8. 8. Tablet;
  9. 9. Mesa digitalizadora; </li></ul>
  10. 10. Teclado <ul><li>Basicamente podemos definir um teclado como um conjunto de teclas associadas a um código que corresponde ao caractere ou função;
  11. 11. Diversos dispositivos de teclado foram inventados ao longo de décadas, porém o mais usado é o teclado QWERTY;
  12. 12. É irônico pensar que esse teclado foi inventado para a redução da velocidade do digitador e, como conseqüência, causar menores danos à sua saúde. </li></ul>
  13. 13. Teclado
  14. 14. Mouse <ul><li>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;
  15. 15. Enviam 1.500 sinais por segundo para rastear com segurança o menor movimento possível. </li></ul>
  16. 16. Mouse
  17. 17. Joysticks <ul><li>São alavancas de comando que determinam a direção e velocidade do cursor na tela;
  18. 18. Usados geralmente nos jogos de videogame, estações de realidade virtual e estações industriais de controle de robôs. </li></ul>
  19. 19. Joysticks
  20. 20. Tablets <ul><li>Os tablets são extensões dos monitores sensíveis ao toque;
  21. 21. 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;
  22. 22. Estes são traduzidos em curvas suaves, transições graduais e controles precisos do traço;
  23. 23. Um software incluso nos pacotes dos hardwares de tablet possibilita o reconhecimento da escrita. </li></ul>
  24. 24. Tablets http://www.microsoft.com/surface/
  25. 25. Mesa Digitalizadora <ul><li>Dispositivo vetorial que consiste de uma mesa e de um apontador;
  26. 26. A cada vez que o usuário toca a mesa com o apontador é informado ao computador a coordenada deste ponto da mesa;
  27. 27. Existem diversos trabalhos em andamento para a substituição deste periférico por sistemas mais baratos com câmeras digitais e softwares de reconhecimento de padrões. </li></ul>
  28. 28. Mesa Digitalizadora
  29. 29. Dispositivos de Entrada 3D <ul><li>Permitem a movimentação e interação dentro de uma espaço 3D qualquer. </li></ul>
  30. 30. Digitalizador 3D <ul><li>Trata-se de um dispositivo vetorial e consiste em uma espécie de braço mecânico com um sensor de toque na ponta;
  31. 31. 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. </li></ul>
  32. 32. Digitalizador 3D
  33. 33. Scanner 3D <ul><li>Existem diversas tecnologias de scanners disponíveis no mercado;
  34. 34. 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;
  35. 35. 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. </li></ul>
  36. 36. Scanner 3D
  37. 37. Luvas 3D <ul><li>Luvas para interação 3D são dispositivos que, através de sensores, detectam e medem as flexões e pressões dos dedos;
  38. 38. Os sensores podem ser mecânicos, ópticos ou híbridos. </li></ul>
  39. 39. Luvas 3D
  40. 40. Capacetes - Head-mounted display <ul><li>Existem diversos tipos de capacetes para visualização de Realidade Virtual disponíveis no mercado;
  41. 41. A principal característica desses equipamentos é que podem ser: </li></ul><ul><ul><li>Estereoscópicos ou monoscópicos (isto é, usados com uma ou duas cenas);
  42. 42. Binoculares ou monoculares (um ou os dois olhos são estimulados);
  43. 43. Opacos ou translúcidos (substituem ou complementam a realidade). </li></ul></ul>
  44. 44. Capacetes - Head-mounted display
  45. 45. 3D Controllers <ul><li>São dispositivos para interatividade com ambientes 3D capazes de tornar o ambiente participativo, seguindo os movimentos executados pelo usuário;
  46. 46. Trabalham tanto em cima de uma mesa como no ar, pois possuem um giroscópio que tem comunicação por rádio com o computador;
  47. 47. São capazes de medir a velocidade e a força que estão sendo aplicadas pelo usuário. </li></ul>
  48. 48. 3D Controllers
  49. 49. Roupa de RV <ul><li>A roupa para Realidade Virtual (ou data suits) é uma indumentária que permite a interação com o mundo virtual;
  50. 50. A comunicação pode ser realizada de várias maneiras, sendo que o acompanhamento óptico de marcadores vem sendo o mais utilizado;
  51. 51. 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. </li></ul>
  52. 52. Roupa de RV
  53. 53. Dispositivos Gráficos de Saída <ul><li>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;
  54. 54. Os dispositivos vetoriais conseguem traçar segmentos de reta perfeitos entre dois pontos;
  55. 55. 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. </li></ul>
  56. 56. Impressoras de Jato de Tinta <ul><li>São equipamentos matriciais com cabeçote que ejetam tinta sobre o papel;
  57. 57. Podem utilizar tintas de várias cores e chegar a níveis altos de realismo na imagem impressa. </li></ul>
  58. 58. Impressoras de Jato de Tinta
  59. 59. Impressoras Laser <ul><li>São as que têm melhor qualidade;
  60. 60. 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;
  61. 61. Por efeito da atração elétrica, uma tintura (toner) adere à chapa e por pressão e aquecimento é fixada no papel formando a imagem. </li></ul>
  62. 62. Impressoras Laser
  63. 63. Impressoras Laser
  64. 64. Impressoras Térmicas <ul><li>São equipamentos silenciosos, com boa resolução, podem trabalhar com ampla gama de cores;
  65. 65. As impressoras térmicas precisam utilizar um papel termo-sensível especial. </li></ul>
  66. 66. Impressoras Térmicas
  67. 67. Plotters <ul><li>São dispositivos vetoriais e eletromecânicos que, de uma forma geral, produzem o desenho pelo movimento de uma caneta na superfície do papel;
  68. 68. Existem dois tipos, em um, o papel permanece fixo e a caneta produz desenhos sobre o mesmo pela combinação de movimentos horizontais e verticais;
  69. 69. No outro tipo, o desenho é produzido pela combinação dos movimentos do papel e da caneta. </li></ul>
  70. 70. Plotters
  71. 71. Monitores <ul><li>Um monitor de vídeo, ou simplesmente monitor, é um dispositivo de saída do computador que serve de interface visual para o usuário, na medida em que permite a visualização dos dados e sua interação com eles;
  72. 72. Os monitores são classificados de acordo com a tecnologia de amostragem de vídeo utilizada na formação da imagem. </li></ul>
  73. 73. Monitores - CRT <ul><li>Cathodic Ray Tube (Tubo de raios catódicos) é o monitor &quot;tradicional&quot;, em que a tela é repetidamente atingida por um feixe de elétrons, que atuam no material fosforescente que a reveste, assim formando as imagens;
  74. 74. Este tipo de monitor tem como principais vantagens: </li></ul><ul><ul><li>Sua longa vida útil;
  75. 75. Baixo custo de fabricação;
  76. 76. Grande banda dinâmica de cores e contrastes; e
  77. 77. Grande versatilidade (uma vez que pode funcionar em diversas resoluções, sem que ocorram grandes distorções na imagem). </li></ul></ul><ul><li>As maiores desvantagens deste tipo de monitor são: </li></ul><ul><ul><li>Suas dimensões (um monitor CRT de 20 polegadas pode ter até 50cm de profundidade e pesar mais de 20kg);
  78. 78. O consumo elevado de energia;
  79. 79. Seu efeito de cintilação (flicker); e
  80. 80. A possibilidade de emitir radiação que está fora do espectro luminoso (raios x), danosa à saúde no caso de longos períodos de exposição. </li></ul></ul>
  81. 81. Monitores 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).
  82. 82. Monitores LCD <ul><li>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 as cores.
  83. 83. Tem como vantagens: </li></ul><ul><ul><li>O baixo consumo de energia;
  84. 84. As dimensões reduzidas;
  85. 85. A não-emissão de radiações nocivas;
  86. 86. A capacidade de formar uma imagem praticamente perfeita, estável, sem cintilação, que cansa menos a visão - desde que esteja operando na resolução nativa; e
  87. 87. 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. </li></ul></ul><ul><li>As maiores desvantagens são: </li></ul><ul><ul><li>O maior custo de fabricação;
  88. 88. 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 mesma; e
  89. 89. 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. Este será um problema quando alguns dos monitores fabricados hoje em dia chegarem ao fim de sua vida útil (estimada em 20 anos). </li></ul></ul>
  90. 90. Monitores LCD
  91. 91. Monitores OLED <ul><li>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 atuais telas de LCD;
  92. 92. A idéia é usar diodos orgânicos, compostos por moléculas de carbono que emitem luz ao receberem uma carga elétrica;
  93. 93. 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;
  94. 94. Acrescentados os filamentos metálicos que conduzem os impulsos elétricos a cada célula, está pronta uma tela a um custo extremamente baixo;
  95. 95. Uma das principais características da tela orgânica é que ela possui luz própria;
  96. 96. 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 computadores de mão e notebooks;
  97. 97. Outra importante característica é que por emitir luz própria cada OLED quando não polarizado torna-se obscuro obtendo-se assim o &quot;preto real&quot;, 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. </li></ul>
  98. 98. Monitores OLED
  99. 99. Monitores OLED
  100. 100. Referências <ul><li>CONCI , Aura ; Eduardo Azevedo ; LETA, F. R. . Computação Gráfica - Teoria e Prática - Vol. 2. Rio de Janeiro: Campus Elsevier, 2003.
  101. 101. Wikipedia. </li></ul>

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