Dispositivi di output I dispositivi di output sono generalmente i monitor o display (CRT, LCD ) Inizialmente (primi anni '60) i display sono dispositivi di tipo vettoriale (lineare), in grado di tracciare direttamente linee e punti (random scan scansione casuale) La grafica di quegli anni usava quindi primitive di disegno di tipo vettoriale e modalità di visualizzazione wire-frame Display CRT Tecnologia: tubo a raggi catodici Il cannone elettronico emette un fascio di elettroni Il fascio di elettroni viene deviato in modo da colpire tutti i punti sullo schermo Uno schermo al fosforo che emette luce visibile quando viene colpito dal fascio di elettroni Lo schermo è rappresentato da una matrice di pixel
Scansione raster Il termine raster è sinonimo di matrice. Nella grafica raster una immagine viene rappresentata tramite una matrice di elementi La visualizzazione su un display di tipo raster si ottiene effettuando una scansione sistematica, secondo linee di scansione orizzontali: I pixel dello schermo sono accesi processando dall alto verso il basso e da sinistra verso destra tutte le linee orizzontali dello schermo- dette linee di scansione Scansione raster Scansione raster Dopo l ultima linea di scansione il processo di visualizzazione riprende in modo analogo dalla prima linea in alto L intero schermo è visualizzato con la stessa velocità Velocità di refresh: velocità con cui viene visualizzata una intera videata L operazione di refresh dello schermo è necessaria perché il fosforo ha una persistenza di circa qualche decina di microsecondi
Persistenza della immagine Persistenza della visione Fa sì che gli occhi continuino a percepire la luce anche per un breve periodo dopo che la luce si è spenta Persistenza dei fosfori Continuano a risplendere anche per qualche attimo dopo che il fascio di elettroni ha smesso di colpirli Frequenze di refresh tipiche: 50-100 Hz Scansione raster Lo spazio di output è discreto e bidimensionale una matrice rettangolare di pixel ricopre l intera area dello schermo Caratteristiche dimensione lunghezza della diagonale, misurata in pollici risoluzione del video - indica il numero di pixel (picture element) dello schermo- ad esempio 1280x1024 pixel dot pitch o pixel pitch distanza tra 2 pixel dello stesso colore. Minore è il dot pitch, maggiore è la qualità del display
Display CRTFosfori a colori Tre cannoni elettronici emettono tre fasci di elettroni (per Red, Green e Blue) Il singolo pixel è generato da tre fosfori che emettono luminosità sulle tre bande di colore RGB, stimolati dal pennello di raggi catodici I 3 fosfori RGB non sono nello stesso punto, ma molto vicini ed il sistema visivo umano produce la sensazione del colore spalmati sul vetro Cannoni elettronici Blu Verde Rosso Griglia metallica. Architetttura di un sistema per grafica raster 4
Architetttura di un sistema per grafica raster Processori CPU general-purpose display processor - specializzato in operazioni grafiche come scan onversion, operazioni geometriche..) Memoria Memoria centrale del sistema mantiene i dati e i programmi eseguibili sulla CPU: il programma applicativo, la libreria grafica La memoria del display processor mantiene dati e programmi per l esecuzione di operazioni di scan conversion, raster... Il frame buffer memoria di quadro- contiene l immagine da visualizzare Architetttura di un sistema per grafica raster Il video controller legge alla frequenza di refresh il contenuto del frame buffer e genera i segnali video affinchè l immagine possa essere visualizzata sul monitor Converte l informazione del buffer in un insieme di linee di scansioni orizzontali (raster) visualizzate sul display
Frame buffer Una memoria dedicata alla registrazione temporanea di una immagine Dimensioni tipiche: 640x480 x 8 bit 1024x1024 x 8 / 24 / 32 bit 1280x1024 x 8 / 24 / 32 bit Look up Table Look up Table è una tabella di ricerca rapida Memorizza i valori R, G, B da attribuire ai pixel Realizza una inderezione tra il valore del pixel di una immagine ed il colore con cui visualizzare il pixel
Risoluzione e dinamica La dimensione del frame buffer determina la risoluzione spaziale della immagine La lunghezza di parola nel frame buffer determina il numero di colori simultaneamente visualizzabili: dinamica del colore Parole di 32 bit consentono di registrare informazioni sul canale alfa Frame Buffer e Video Controller bus LUT 256 elementi D/A D/A D/A 8 / 24 / 32bit monitor Frame buffer Video controller con Look up Table