Computação Gráfica e Dispositivos de Visualização

COMPUTAÇÃO GRÁFICA E
PROCESSAMENTO DE IMAGENS
AULA 4: 27/08/2018
Dispositvos de Visualização
1
Prof.ª M.ª Eng.ª Elaine Cecília Gato
Material Adaptado de:
Prof.ª Dr.ª Patrícia Bellin Ribeiro
Prof.ª Dr.ª Maria Cristna F. de Oliveira
Prof.ª Dr.ª Rosane Minghim

e de Entrada
2
1. Sistemas Gráfcos
2. Dispositvos de Visualização
1. Dispositvos Gráfcos Vetoriais
 Traçadores Digitais
 Dispositvos de Vídeo Vetoriais
2. Primitvas de Sofware para Dispositvos Vetoriais
3. Dispositvos Gráfcos Matriciais
 Impressoras
 Dispositvos de Vídeo de Varredura
3. Dispositvos de Entrada

Sistemas Gráfios
3
 A Computação Gráfca desenvolveu-se de modo
bem diverso:
 De simples programas gráfcos para computadores
pessoais a programas de modelagem e de visualização
em Workstatons (máquinas com requisitos gráfcos
acima da média) e Supercomputadores.
 Como o interesse em CG cresceu, é importante
escrever aplicações que possam executar em
diferentes plataformas.

Sistemas Gráfios
4
 Um padrão para desenvolvimento de programas
gráfcos facilita esta tarefa:
 Eliminando a necessidade de escrever código para um
driver gráfco distnto para cada plataforma na qual a
aplicação deve executar.
 Para isso foram desenvolvidos os chamados Sistemas
Gráfcos com o objetvo de:
 Padronizar a construção de aplicatvos que se utlizam de
recursos gráfcos;
 Torná-los o mais independentes possível de máquinas, e
portanto facilmente portáveis.

Sistemas Gráfios
5
 Para gráfcos 2D vários padrões tveram sucesso
integrando domínios específcos. Por exemplo:
 A linguagem Postscript que se tornou um padrão
por facilitar a publicação de documentos estátcos
contendo gráfcos 2D e textos.
 Outro exemplo é o sistema XWindow, que se tornou
padrão para o desenvolvimento de interfaces
gráfcas 2D em workstatons UNIX.

Sistemas Gráfios
6
 Para gráfcos 3D foram propostos vários padrões:
 A primeira tentatva foi o Sistema Core – Core Graphics
System – (1977 e 1979) pelos americanos;
 A primeira especifcação gráfca realmente padronizada foi
o GKS - Graphical Kernel System – pela ANSI e ISO em 1985;
 O GKS é uma versão mais elaborada que o Core.
 O GKS suporta um conjunto de primitvas gráfcas inter-
relacionadas, tais como:
 Desenho de linhas, polígonos, caracteres, etc., bem como seus
atributos.
 Não suporta agrupamentos de primitvas hierárquicas de
estruturas 3D.

Sistemas Gráfios
7
 Para gráfcos 3D foram propostos vários
padrões:
 Um sistema relatvamente famoso é o PHIG:
Programmer’s Hierarchical Interactve Graphics
System. Baseado no GKS, PHIGS é um padrão ANSI.
 PHIGS, e seu descendente, PHIGS+ provêem meios
para manipular e desenhar objetos 3D
encapsulando descrições de objetos e atributos
em uma display list.
 Vantagem: quando o objeto a ser exibido deve ser
transmitdo por uma rede de computadores.

Sistemas Gráfios
8
padrões:
 A display list é utlizada quando o objeto é exibido
ou manipulado.
 Desvantagem: necessidade de um esforço
considerável para reespecifcar um objeto que
está sendo modelado interatvamente pelo
usuário.
 Uma desvantagem do PHIGS, PHIGS+ e GKS é que
eles não têm suporte a recursos avançados como
mapeamento de textura.

Sistemas Gráfios
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padrões:
 O sistema gráfco mais popular atualmente é o
OpenGL (GL - Graphics Library, 1992) que é
baseado na biblioteca GL das workstatons IRIS da
Silicon Graphics.
 Provê característcas avançadas e pode ser
utlizador em modo imediato ou com display list.

Sistemas Gráfios
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padrões:
 Como os outros sistemas gráfcos, OpenGL oferece
uma interface entre o Sofware e o Hardware
gráfco.
 O OpenGL integra a manipulação de objetos 3D,
mas também pode ser integrado em outros
sistemas de janela (por exemplo, Windows/NT) ou
pode ser usado sem um sistema de janela.

Sistemas Gráfios
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padrões:
 OpenGL provê controle direto sobre operações
gráfcas fundamentais em 3D e 2D, incluindo a
especifcação de parâmetros como matrizes de
transformação e coefcientes de iluminação;
 Métodos de antaliasing e operações sobre pixels,
mas não provê mecanismos para descrever ou
modelar objetos geométricos complexos.

12
 Toda imagem criada por meio de recursos computacionais
deve ser representada em algum dispositvo fsico que
permita a sua visualização;
 É possível classifcar os dispositvos de exibição,
traçadores, impressoras e terminais de vídeo, em duas
principais categorias, segundo a forma pela qual as
imagens são geradas:
 Dispositvos gráfcos vetoriais: conseguem traçar segmentos de
reta perfeitos entre dois pontos da malha fnita de pontos
defnida por suas superfcies de exibição.
 Dispositvos matriciais: apenas conseguem traçar pontos,
também em uma malha fnita. Assim, segmentos de reta são
traçados como sequências de pontos próximos.

Dispositvos Gráfios Vetoriais
13
 Traçadores Digitais Ploters
São dispositvos que produzem o desenho pelo
movimento de uma caneta sobre o papel
Primitva Gráfca Básica: segmento de retas;
Como desenhar Circunferências, elipses e
curvas?
Produzidos pelo traçado de pequenos
segmentos de reta.

14
 Traçadores digitais
 Traçadores digitais Ploters

15
 Traçadores de Mesa
O papel é fxado sobre uma superfcie plana
retangular, sobre a qual está localizado um
braço mecânico que movimenta-se por
translação.
Ao longo do braço desloca-se um cabeçote que
suporta uma caneta perpendicularmente à
mesa, a qual pode ser pressionada contra o
papel. Tocando ou não o papel.

16
 Traçadores de Mesa

17
 Traçadores de rolo
 O braço é fxo, e o papel é movimentado para
frente e para trás por ação de um rolo, como em
uma máquina de escrever.

18
 Conhecimentos Gerais
 Wilhelm Conrad Röntgen
(1845-1923) quem
descobriu o Raio X e fez a
primeira radiografa da
história.
 A foto revelou a estrutura
óssea interna da mão
humana, com todas as
suas formações ósseas,
em 8 de novembro de
1895.

19
 Conhecimentos Gerais
 Depois de um tempo com a
descoberta do raio X, Conrad
Röntgen descobriu que isso
sem proteção causava
vermelhidão da pele,
ulcerações e empolamento.
 Em casos mais graves de
exposição poderá causar
sérias lesões cancerígenas,
morte das células e
leucemia, o que fez ele
morrer.

20
 Monitores CRT (Cathode Ray Tube):
 Duas tensões (x e y) que direcionam o feixe para um ponto na
tela, traçando uma linha do últmo ponto ao corrente
(Ociloscópio);
 Superfcie de exibição quase plana, com material à base de
fósforo;
 Canhão emissor emite um fno feixe de elétrons que,
acelerados, chocam-se contra a superfcie fosforescente da tela.
 Sob a ação dos elétrons, o material fosforescente incandesce,
emitndo luz no ponto da tela atngido pelo feixe.
 A função do sistema de defexão é dirigir controladamente o
feixe de elétrons para um determinado ponto da tela.

21

22
 O brilho do fósforo dura alguns milisegundos e toda a
fgura precisa ser retraçada contnuamente,
Refreshing, daí o nome Vector Refreshing Tubes;
 Problema:
Flickering ou cintlação: Se existrem muitos vetores
para serem desenhados ocorre um atraso
signifcatvo entre o traçado do primeiro e do
últmo e alguns vetores traçados no início podem
desaparecer. O tubo não é rápido o sufciente para
evitar este efeito

23
 O tubo não exige muita memória para uma imagem
complexa, pois somente armazena as coordenadas
dos extremos dos segmentos e do canto da tela;
 Característca IMPORTANTÍSSIMA no começo da CG,
pois memória era muito caro;
 Computador gera coordenadas dos pontos que
defnem a fgura;
 DAC (Conversor Digital-Analógico) converte pontos
digitais em voltagens que são enviadas para o CRT.

24

25
 Vantagens do CRT
Alta resolução (pelo menos 1000x1000);
Rapidez na geração de imagens simples;
Adequação para teste iniciais de animação.
 Desvantagens do CRT
Tecnologia cara;
Efeito de fickering;
Memória Limitada.

26
 Terminal CRT com Memória (Direct View Storage Tubes)
 Tubo especial que se comporta como se o fósforo
fosse de alta persistência;
 Imagens podem fcar por mais de uma hora na tela;
 Utliza fósforo comum;
 Persistência conseguida por 2 elementos adicionais:
Canhão espalhador de elétrons;
Máscara dielétrica sobre a superfcie do fósforo
(entre a tela e os canhões).

27

Terminal CRT com Memória (Direct View Storage Tubes)

A máscara é marcada positvamente por um canhão
que emite um feixe fno de elétrons;

Um outro canhão irá atvar o fósforo;

Onde existe carga negatva na máscara os elétrons
não atngem o fósforo;

A imagem persiste até a máscara receber uma
voltagem positva.

28

Vantagens do CRT com Memória

Alta resolução (1024x781);

Ausência de fickering.

Desvantagens do CRT com Memória

Não é possível apagar a tela seletvamente, sempre
globalmente (efeito fashing);

Não é adequada para monitores coloridos (somente
fósforo verde);

Imagem perde defnição com o tempo;

Tubos se desgastam e precisam ser substtuídos

29

Arquitetura de um dispositvo de exibição vetorial

30

Dispositvo Vetorial

Representação, manipulação e display da cena
baseadas na representação geométrica dos
objetos (mantda na display list).

Restauração da tela é feita retraçando os
vetores que defnem os objetos (varredura por
rastreio aleatório)

31

Dispositvo Vetorial

Vantagens

Operações podem ser aplicadas diretamente
sobre objetos

Transformações podem ser aplicadas apenas
aos pontos extremos

Pouca memória mesmo para cenas
complexas

Ausência de aliasing

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
Dispositvo Vetorial

Desvantagens

Difcil preencher interiores dos objetos

Flicker (“tremulação”) em imagens
complexas

Restauração da tela depende da
complexidade da cena

Alto custo

Tecnologia ultrapassada (há muito tempo)

Primitvas de Sofware para
Dispositvos Vetoriais
33

Rotna ou comando que executa uma função básica de um
aplicatvo (função única);

Sistema de Sofware é construído de chamadas hierárquicas para
as funções primitvas;

Dispositvos de saída vetoriais utlizam duas primitvas:

moveto(dix, diy): move da posição corrente (cp) para as
coordenadas do dispositvos especifcadas (dcx, dcy) que passa
a ser a nova cp;

drawto(dix, diy): desenha um vetor (ou linha reta) entre o
ponto cp e o ponto defnido pelas coordenadas (dcx, dcy) que
passa a ser a nova cp.

Primitvas de Sofware para
Dispositvos Vetoriais
34

Geração de Imagem em dispositvo vetorial

Descrição da cena mantda em arquivo denominado display
fle;

Controlador de vídeo interpreta comandos especifcados no
display fle;

Comandos primitvos:

Posiciona no ponto (x,y);

Traça linha da posição corrente até o ponto (x,y).

Dispositvos Gráfios
Matriiiais
35

Impressoras

Impressoras Matriciais

Pontos impressos por meio de agulhas;

Um ponto é impresso quando a agulha pressiona a fta
sobre o papel;

Agulhas montadas sobre um cabeçote móvel;

Caracteres obtdos através do acionamento
conveniente das agulhas (programáveis);

Gráfcos (bit image) cada agulha trabalha de modo
independente;

Cada padrão defnido por uma matriz de pontos.

Matriiiais
36

Impressoras

Impressoras Gráfcas

Diversas tecnologias (laser, jato de tnta e cera);

Jato de Tinta:

Bico expele tnta num jato curto e fno sobre o papel;

Variação do jato dá o controle sobre a impressão;

Impressoras possuem vários bicos com cores diferentes
(tonalidades).

Laser:

Semelhante as copiadoras eletrostátcas;

Laser varre um cilindro que fca carregado eletrostátcamente;

Tintura (tonner) adere ao cilindro que pressionando ao papel
forma a imagem.

Matriiiais
37

Matriiiais
38

Matriiiais
39

Matriiiais
• Dispositvos de Vídeo de Varredura ou
Raster Scanning VDUs
–Tecnologia atualmente utlizada na
maioria dos terminais gráfcos é a
mesma dos aparelhos de TV;
–Uma sequência de bits, na memória de
imagem, é convertda para uma
sequência de pixels na tela.

Matriiiais
• Dispositvos de Vídeo de Varredura
• Raster Scanning VDUs
– Tecnologia atualmente utlizada na maioria dos
terminais gráfcos é a mesma dos aparelhos de TV;
– Uma seqüência de bits, na memória de imagem, é
convertda para uma seqüência de pixels na tela.

Matriiiais
• Um terminal gráfco simples requer:
1.Uma memória digital
– Memória Digital: frame bufer ou memória da
imagem

Matriiiais
1. Uma memória digital
– Matriz de pixels: onde cada posição da matriz tem
uma intensidade associada ao pixel
correspondente na tela;

Matriiiais
• Frame Bufer ou Memória de Imagem
– Frame Bufer pode armazenar outras informações além da cor do
pixel;
– Múltplas camadas, ou múltplos bufers;
– Sistemas em geral têm processador gráfco dedicado;
– Recebem da aplicação especifcações de primitvas gráfcas e
determinam como traçá-las na tela;
– Quais pixels devem receber valores de maneira a aproximar as
primitvas;
– Processo de “rasterização”, ou conversão matricial;
– Sistemas sofstcados podem ter vários processadores dedicados
para funções gráfcas específcas.

Matriiiais
2. O monitor
3. Controlador de vídeo (display controller)
– Os dados devem ser transferidos repetdamente
(mínimo de 15 vezes por segundo) para manter a
imagem estável na tela e reduzir o fickering.
– Necessita de um conversor digital-analógico
(DAC);

Matriiiais
• Para gerar a imagem:
–Utliza-se a técnica conhecida como
raster scanning ("varredura", ou
"rastreio");
–É a mesma utlizada na geração de
imagens de TV.
–Essa técnica também utliza um CRT;

Matriiiais
– Utliza-se a técnica conhecida como raster
scanning ("varredura", ou "rastreio");
– É a mesma utlizada na geração de imagens de TV.
– Essa técnica também utliza um CRT;

Matriiiais
– O feixe de elétrons varre a tela muitas vezes por
segundo, de acordo com uma trajetória fxa;
– O feixe movimenta-se da esquerda para a
direita, na horizontal;
– Ao fnal de uma varredura horizontal, o feixe
(com intensidade anulada) é reposicionado no
início da linha imediatamente abaixo, para nova
varredura.

Matriiiais
• Varredura por rastreio simples

Matriiiais
• Intensidade do Feixe:
– A intensidade do feixe em um determinado
ponto é sempre associada ao valor do pixel no
frame bufer;
– Se a memória tem um bit por pixel, então
temos dois valores para o pixel on ou of;
– 8 bits podem representar 256 níveis de cinza.
Do preto (of) ao branco (on), passando por
valores intermediários;

Matriiiais
• Tipos de Dispositvos de Vídeo de Varredura
• Monocromátcos
–Superfcie revestda pelo mesmo tpo
de fósforo;

Matriiiais
• Coloridos
–Três tpos de fósforo, que produzem as
cores vermelho, verde e azul (Red,
Green, Blue ou RGB);
–Três feixes de elétrons cada uma
associado com uma cor;

Matriiiais
•

Matriiiais
• Coloridos
– Barreira de metal entre os feixes e a
superfcie com fósforo (shadow mask)
que, por meio de buracos em posições
estratégicas, garante que cada feixe
atnja apenas o fósforo ao qual está
associado;

Matriiiais

Matriiiais
• Coloridos
– Variando a intensidade de cada feixe obtêm-se cores
diferentes;
– Dependendo do número de bits associados a cada cor
teremos mais ou menos cores. Cores RGB em três
bits.
– Ex:
» 3 bits –> 8 cores;
» 8 bits –> 256 cores;
» 24 bits –> 16.777.216 cores.

Matriiiais
• Coloridos
– Assim como nos monitores monocromátcos, o feixe de
elétrons está associado a um conjunto de bits na frame
memory, que determina a intensidade dos fósforos
vermelho, verde e azul.
– Se existe apenas um bit associado a cada feixe, ou seja,
três bits de memória por pixel, pode-se obter oito cores
distntas;
– O número de bits associado a cada pixel é denominado
pixel depth, ou bit planes, ou profundidade do pixel.

Matriiiais
• Se cada feixe tem profundidade p, o pixel tem profundidade
3p, e pode-se gerar 23p cores.
• Alguns terminais gráfcos têm pixels com profundidade quatro,
sendo que:
– Os três primeiros bits correspondem aos valores R, G e B;
– O quarto bit especifca o brilho, ou intensidade total da cor
mostrada.
• Isto resulta em 24 = 16 cores possíveis para cada pixel.
• Outros sistemas usam valores diferentes de profundidade de
pixel, com signifcados diferentes associados aos respectvos
bit planes.

Matriiiais
• Em geral, a tabela de cores é uma área fxa de RAM com 2d, ou
seja:
– Se a profundidade do pixel é d;
– O número real de cores possíveis é 2d;
– O número total de cores que podem ser mostradas, denominado
palete range, pode ser bem maior.
• Ao invés de usar o valor do pixel armazenado na memória para
controlar o feixe diretamente (usá-lo como uma cor), ele é usado
como um índice para uma tabela de cores (color lookup table,
CLUT).
• Um palete, ou “cor lógica”, é um dos 2d valores de pixel possíveis,
e portanto existem 2d paletes (0 a 2d -1).

Matriiiais
• Um sofware pode atribuir valores associados a cores fsicas
às posições da look-up table correspondentes a um palete.
• Assim, o valor armazenado numa posição da tabela é usado
para controlar a cor do pixel associado no monitor.

Matriiiais
• 24bits por pixel são incluídos em sistemas de alta
qualidade, o qual podem requerer vários
megabytes de espaço para o armazenamento do
frame bufer, dependendo da resolução do
sistema.
• Um sistema com 24bits por pixel e uma resolução
de vídeo de 1024 x 1024 requer 3 megabytes
para o armazenamento no frame bufer

Matriiiais
• Tamanho do frame bufer = (1.024 * 1.024 * 24 ) / 8 =
3.145.728 bytes
• 3.145.728 bytes / 1.048.576 bytes = 3 MegaBytes

Matriiiais
• Outras característcas dos monitores:
– O que diferencia os inúmeros modelos a venda?
• Tamanho, dot pitch, resolução, taxa de restauro,
etc.
– Tamanho
• Entre 12 e 27 polegadas (14, 15, 17, 20, 27, etc.),
medida da diagonal da área da tela.
• Em geral, tamanhos maiores implicam também em
resoluções e taxas de restauro maiores;

Matriiiais
• Dot Pitch
–Tamanho dos pontos que compõem a tela
–1 pitch = conjunto de 3 dots (R,G,B); [dot =
ponto]
–Medidas comuns: 0,22mm a 0,3mm;
–Em geral, valores menores indicam melhor
qualidade de imagem (nitdez), mas é uma
medida que tem pouco signifcado sozinha;

Matriiiais
• Resolução
– Resoluções tpicas: 1.280 x 1.024 (17 pol), 1.600 x
1.200 (20 pol)
– Taxa de restauro (refresh rate)
– Taxas tpicas: > 75 Hz (capaz de Atualizar a
imagem pelo menos 75 vezes por segundo)
– Taxas baixas causam o efeito de fickering, ou
cintlação: desconfortável e prejudicial aos olhos
– Taxa de restauro e resolução são relacionadas!

Matriiiais
• Tempo de Restauro
–Sistema hipotétco simples
–1 acesso (à memória)/pixel, resolução 640 x
480, taxa de restauro 60 ciclos/s (60 Hz)
–Tempo necessário para recuperar 1 pixel: 1/
(640*480*60) = 54ns (ns = nanossegundos)
–Obs.: sem considerar tempos de horizontal
(~7s) e vertcal retrace (~1.250s)

Matriiiais
• Vantagens:
– Adequados para monitores coloridos;
– Baixo custo;
– Processo de restauração independe da complexidade da
cena (rastreio fxo);
– Permitem operações sobre blocos de pixels;
– Possibilidade de preenchimento de interiores com cores
ou padrões.

Matriiiais
• Desvantagens:
– Imagens digitais: requer conversão matricial ou
digitalização
– Imagens digitais: exibem aliasing
– Transformações não são aplicáveis apenas
transformando os pontos extremos dos objetos
da cena
– Requer muita memória e capacidade de
processamento

Matriiiais
• Aliasing

Matriiiais
• Duas iategorias
– Emissivos
• Convertem energia elétrica em luz
• Painéis de plasma, displays fnos de flmes
eletroluminescentes, diodos emissores de luz, etc.
– Não-Emissivos:
• Usam efeitos ótcos para converter luz natural em padrões
gráfcos
• LCD (Liquid Crystal Displays)
• Tipicamente usados em dispositvos portáteis, atualmente
mesmo em modelos desktop

Matriiiais
• PAINÉIS DE PLASMA:
– Monitores de descarga de gás
– Displays de gás plasma: consistem de uma superfcie plana
coberta com milhões de minúsculas cápsulas de vidro
– Cada cápsula contém uma substância gasosa (o plasma) e uma
capa de fósforo
– As cápsulas são os pixels e cada uma é composta de 3 subpixels
que correspondem às cores RGB
– Uma corrente elétrica, controlada digitalmente, fui através da
tela plana, fazendo com que o plasma dentro das bolhas
designadas emita raios ultravioleta
– Essa luz faz o fósforo brilhar na cor apropriada

Matriiiais
Teinologia Plasma
• Vantagens
– Telas produzem imagens muito nítdas, com
cores vivas e vibrantes, diversos níveis de tons de
cinza;
– Exibem imagem brilhante e uniforme em
ambientes com iluminação normal, com ângulo
de visão de 160 graus em todos os lados;
– Têm alta resolução e excelente capacidade para
mostrar movimentos suaves de vídeos;

Matriiiais
Teinologia Plasma
• Vantagens
–Não distorcem a imagem, mesmo nas
bordas e nos cantos da tela;
–Tela super fna (3 a 6.5"), ocupa muito
pouco espaço, permite designs arrojados;
• Desvantagem
–Custo ainda relatvamente alto

Matriiiais
• Cristal Líquido
–Moléculas de materiais sólidos:
• Mantém suas orientações e posições
fxas em relação às outras moléculas;
–Moléculas de materiais líquidos:
• Podem mudar suas orientações e se
movimentarem livremente;

Matriiiais
– Moléculas de Cristais Líquidos:
• Podem se movimentar, mas tendem a manter
as suas orientações
• Misturam característcas de sólidos e líquidos.
• Apesar de originalmente transparentes, a
orientação das moléculas pode ser alterada
por um campo elétrico, o que as faz assumir
diferentes tonalidades de acordo com a
intensidade do campo;

Matriiiais
– Propriedades que permitem a construção de um LCD:
1) A luz pode ser polarizada;
2) Cristais líquidos podem transmitr e mudar a luz
polarizada;
3) A estrutura do cristal líquido pode ser mudada por
corrente elétrica;
4) Existem substâncias transparentes que podem
conduzir eletricidade;

Matriiiais
Tipos de LCD
• Matriz Passiva
– Pouca precisão, ângulo de visão restrito, baixo contraste
– Restauro mais lento (em comparação ao CRT)
• Matriz Atva
– Qualidade superior
– Precisão e velocidade de atualização
– Tecnologia usa transistores de flmes fnos
– Três transistores para cada pixel (no caso de LCDs
coloridos)

Matriiiais
• Vantagens do LCD
– Tamanho reduzido
– Tela plana
– Elimina distorções e aumenta área útl: um
LCD de 15 pol. tem área útl equivalente a um
CRT de 17 pol.
– Consomem menos energia
– Emitem menor quantdade de radiação nociva

Matriiiais
• Desvantagens do LCD
–Custo
–Trabalham em uma única resolução
–Ângulo de visão limitado (45 a 60o)
–Imagem perde a resolução em ângulos de
observação maiores

Matriiiais
• Natureza Analógica
– Gráfcos Vetoriais (Vector Graphics)
– Imagens formadas por segmentos de reta
– Geradas a partr de display fles
• Natureza Digital
– Gráfcos Matriciais (Raster Graphics)
– Imagens formadas pelo preenchimento de matriz de pixels
– Geradas a partr de frame-bufers

Dispositvos de Entrada
• Os dispositvos de entrada gráfca permitem o estabelecimento da
comunicação usuário máquina.
• É importante que programadores de sistemas e aplicatvos gráfcos
compreendam a natureza dos principais dispositvos de entrada,
sendo eles:
– Teclado, Mouse
– Joystck
– Mesa Digitalizadora (Tablet)
– Touch panel
– Light pen
– Scanner 2D e 3D

• Teilado
– Um teclado alfanumérico estendido inclui teclas
adicionais para a seleção de alternatvas em
menus ou para o disparo de funções específcas.
– Teclas de movimento de cursor podem ser
usadas para seleção de coordenadas de um
ponto em uma tela gráfca.

• Mouse
– Os movimentos de rotação são transmitdos a dois potenciômetros que
medem o deslocamento do mouse em relação a dois eixos ortogonais
fxos.
– Como o sistema de eixos é fxo em relação à “caixa”, o dispositvo é
capaz apenas de detectar movimentos relatvos à sua própria posição
atual.
– Ele pode ser levantado da superfcie, movido e colocado de volta sobre
a superfcie sem que a sua posição corrente no sistema seja alterada.

• Joystik
– É uma alavanca que admite movimentos para frente e
para trás, esquerda e direita.
– Dois potenciômetros são responsáveis pela detecção dos
movimentos na horizontal e na vertcal.
– Sua manipulação fornece um par de valores numéricos
em uma faixa limitada fxa para cada posição da alavanca.

• Light Pen
– É um dispositvo que funciona associado a um monitor de
vídeo, e que é capaz de detectar luz.
– A caneta tem em sua ponta uma célula fotoelétrica e um
interruptor de pressão.
– Quando a ligth pen detecta um pulso de luz num terminal
de varredura, o conteúdo dos registradores X e Y do
controlador de vídeo é armazenado.
– Através dos valores armazenados, o sofware gráfco
determina as coordenadas do pixel apontado pela caneta.
– A caneta é uma tecnologia um tanto ultrapassada, por ser
cansatva para o usuário e sujeita a falhas.

• Mesa Digitalizadora
– É o dispositvo mais adequado para entrada de
dados geométricos.
– Consiste de uma superfcie plana e um cursor que
pode ser posicionado sobre a superfcie.
– Por indução eletromagnétca, a posição corrente do
cursor, relatva a um referencial fxo à mesa, pode
ser detectada e transmitda ao processador.

• Tablet
• Touch Panel

• Sianner 2D e 3D
– Permitem entrar coordenadas defnidas em um
espaço 2D e 3D
– Digitalizar desenhos ou objetos
– A partr dos pontos de entrada é reconstruído um
modelo da superfcie do objeto defnido no espaço 3D

• Data Glove
– Permitem “pegar” um
objeto virtual;
– Conjunto de sensores
detectam os movimentos
da mão e dos dedos,
bem como posição e
orientação da mão.

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