1.4d: Periferiche di Output

1.4d: Periferiche di Output

2 Bibliografia Curtin, Foley, Sen, Morin Informatica di base, Mc Graw Hill Ediz. Fino alla III : cap. 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14 IV ediz.: cap. 3.10, 3.11, 3.12, 14.1, 14.2 Questi lucidi

LO SCHERMO

4 Il monitor: CRT e LCD Lo schermo CRT (ormai praticamente scomparsi) è dotato di un tubo a raggi catodici, tecnologicamente simile a quello di un televisore, ma con risoluzione molto migliore. Lo schermo Piatto è più leggero e meno ingombrante del precedente, ma più costoso; griglia di diodi che al passaggio di elettricità emettono luce LCD, schermo a cristalli liquidi, con strato di fosfori RGB: ad es., spegnendo i fosfori verde e blu di un pixel e accendendo il rosso, il pixel si vede come rosso. Plasma, pannelli di vetro con gas all'interno

5 Monitor LCD Matrice Passiva: un campo elettrico attiva le celle poiché le attraversa per linee orizzontali e così i cristalli contenuti in ciascuna cella sono attivati per un piccolo lasso di tempo. Nel tempo rimanente la cella non è sottoposta all azione del campo elettrico, pertanto il cristallo liquido conserva la posizione e le proprietà. Poiché i cristalli tendono a tornare progressivamente allo stato di quiete prima dell attivazione dell impulso elettrico successivo, l occhio ha la percezione di quello che viene comunemente chiamato effetto sfarfallio. Matrice Attiva (TFT-LCD) che producono immagini più luminose e nitide, a un costo maggiore e con un maggiore dispendio di energia. Un monitor LCD a colori a matrice attiva contiene tre subpixel (rosso, verde e blu) per generare un pixel sul monitor. A ogni subpixel corrisponde un transistor responsabile della sua accensione e del suo spegnimento.

6 Il monitor: pixel Per generare un immagine, il monitor è suddiviso in una griglia di punti luminosi (pixel)

7 Il monitor: caratteristiche Le caratteristiche importanti di un monitor sono: Dimensione del monitor, vera e propria dimensione fisica del monitor, misurata in pollici sulla diagonale. Dot Pitch (Distanza tra pixel), che determina la nitidezza dell immagine su schermo Numero di colori visualizzabili da ogni singolo pixel (detto anche profondità o saturazione del colore) Frequenza di scansione (detto anche refresh o tempo di reazione), ossia quante volte in un secondo lo schermo viene rinfrescato, fattore importante per la stabilità dell immagine Risoluzione grafica, data dal numero massimo di punti visualizzabili per ogni riga e per ogni colonna dello schermo Contrasto e luminosità, che determinano le condizioni di luce per cui lo schermo è ben visibile

8 Il monitor: Dimensione La dimensione del monitor misura il vero e proprio ingombro fisico della periferica Misurata in pollici (un pollice equivale a 2,54 cm). Indica la lunghezza della diagonale dello schermo. Le dimensioni standard degli schermi sono le seguenti (lista non esaustiva) : 14 pollici, ossia una diagonale di 36 cm circa; 15 pollici, ossia una diagonale di 38 cm circa; 17 pollici, ossia una diagonale di 43 cm circa; 19 pollici, ossia una diagonale di 48 cm circa; 21 pollici, ossia una diagonale di 53 cm circa;

9 Il monitor: dot pitch Il dot pitch determina la nitidezza dell immagine. E' la distanza che intercorre tra due pixel, espressa in millimetri più questa è piccola più l'immagine sarà nitida. Un monitor con dot pitch inferiore o uguale a 0,22 mm darà un buon confort di utilizzazione Un monitor con dot pitch superiore o uguale a 0,28 mm è invece da evitare.

10 256 colori. Il monitor: numero dei colori In questo caso per rappresentare un pixel è sufficiente 1 byte 16.777.216 colori (Modalità True Color). In questo caso il colore del pixel è dato dalla composizione di 3 colori principali (rosso, verde e blu), ognuno dei quali presenta 256 variazioni. In questo caso per rappresentare un pixel è sufficiente 1 byte per ognuno dei colori base (in quanto ognuno ha 256 variazioni), per un totale di 256x256x256 = gradazioni di colore per pixel. Ogni pixel richiede, quindi, 1+1+1=3 bytes (24 bits) per essere rappresentato.

11 Il monitor: refresh Le immagini sul monitor vanno rinfrescate un certo numero di volte al secondo perché il monitor non è in grado di conservarle per più tempo. Più alta è la velocità di refresh più l immagine è stabile. Un buon monitor effettua almeno 60-80 cicli di refresh al secondo, cioè l immagine viene inviata 60-80 volte al secondo dalla memoria al monitor.

Il monitor: Risoluzione Massima La risoluzione fisica di un Monitor è il numero massimo di pixel che sono visualizzabili sullo schermo. Questo numero, per schermi di desktop o di notebook, è Almeno 640x480 (640 pixel in lunghezza e 480 in larghezza). 1280x1024, 1600x1200 (Monitor di fascia media) Ma può arrivare fino a 4096x3300 (Monitor per applicazioni grafiche) I primi monitor presentavano una sola risoluzione Attualmente un Monitor che supporta una risoluzione, supporta anche quelle inferiori (Monitor Multifrequenza o Multisync)

Il monitor: principali risoluzioni La seguente tabella riassume le principali risoluzioni (in giallo quelle più comuni, alcune delle quali ormai poco utilizzate): Formato di visualizzazione Risoluzione orizzontale Risoluzione verticale Numero di pixel VGA (Video Graphics Array): 640 480 307 200 SVGA (Super VGA) 800 600 480 000 XGA (Extended Graphics Array) 1024 768 786 432 SXGA 1280 1024 1 310 720 SXGA+ 1400 1050 1 470 000 UXGA 1600 1200 1 920 00 QXGA 2048 1536 3 145 728 QSXGA 2560 2048 5,242,800 QUXGA 3200 2400 7,680,000

14 Il monitor: risoluzione A parità di dimensione fisica del monitor Quanto più è alta la risoluzione più è piccola la dimensione dei singoli punti, per cui l immagine apparirà più piccola. Quanto più è bassa la risoluzione tanto più grandi sono i pixel, tanto più grande, ma più sgranata, risulterà l immagine

15 Il monitor: risoluzione Immagine 500x405 pixel con profondità di colore a 24 bit.

16 Il monitor: risoluzione Stessa immagine (500x405 a 24 bits) Stesso Monitor (17 pollici) Risoluzioni differenti del monitor VGA (640x480) SVGA (800x600) XGA (1024x768)

17 Rapporto tra risoluzione e grandezza Ogni immagine è costituita da un numero fisso di punti (la risoluzione scelta in fase di scannerizzazione, ad esempio). Aumentare la risoluzione non significa migliorare la nitidezza dell immagine. Cambiando la risoluzione si modifica la dimensione dei punti ma non il numero di punti punti troppo piccoli perdono in nitidezza.

18 Rapporto tra risoluzione e grandezza Esiste un rapporto ottimale tra dimensione dello schermo e sua risoluzione

19 Il monitor: DPI Esiste un altro parametro che misura le prestazioni di una periferica di I/O: DPI (Dot per inch), cioè numero di punti per pollice A quanti dpi visualizza il Monitor? Dipende da Dimensione del monitor (misurata sulla diagonale) Risoluzione scelta (misurata sulla base e sull altezza) Poiché la risoluzione è espressa in punti orizzontali e verticali, bisogna trasformare il valore della dimensione (cioè la diagonale) nel valore della base e dell altezza. Applicando una semplice formula matematica risulta che: Diagonale Base Altezza 15 9,4 11,7 17 10,6 13,3 19 11,9 14,8

Il monitor: Risoluzione e DPI A questo punto basta dividere il numero di punti orizzontali per il valore della base e il numero di punti verticali per l altezza. I valori sono i seguenti: 640x480 800x600 1024x768 15 51 55 64 68 82 87 17 45 48 56 60 72 77 19 40 43 51 54 65 69 Da cui si evince che un monitor non supera i 90 dpi. Di norma se un immagine è destinata solo ad un monitor, la si memorizza a 72 dpi (risparmiando spazio)

Il monitor: Risoluzione e DPI Se, quindi, dobbiamo importare tramite scanner un immagine che dovrà andare solo su monitor, non conviene utilizzare dpi maggiori di quelli di uso del monitor. Facciamo un esempio Supponiamo che il nostro computer abbia una risoluzione di 1280x800 e una dimensione di 13 x8. Il suo DPI è quindi (con questi valori di risoluzione) circa 100 dpi (cioè ogni pollice di schermo è composto da 100 pixel) Supponiamo di importare una fotografia di 2.4 x3.2, e di utilizzare il nostro scanner Una prima volta con una risoluzione di 200 dpi. Una seconda volta con una risoluzione di 100 dpi

22 Il monitor: Risoluzione e DPI La prima immagine avrà un numero di punti pari a 200(dpi)x2,4(pollici)=480 e 200(dpi)x3.2(pollici)=640 E quindi su una periferica che visualizza 100 dpi occuperà 4,8x6,4 pollici (pari a due volte le dimensioni originali) La seconda immagine avrà un numero di punti pari a 100(dpi)x2,4(pollici)=240 e 10(dpi)x3.2(pollici)=320 E quindi su una periferica che visualizza 100 dpi occuperà 2,4x3,2 pollici (che sono esattamente le dimensioni originali)

Il monitor: memoria richiesta Le schermate che appaiono su un qualsiasi monitor vengono prima composte una per una e pixel per pixel in memoria centrale poi inviate alla scheda grafica e da questa vengono poi spedite al monitor 23 Un monitor con risoluzione 1024x768 (ormai standard) presenta 786.432 pixel e richiede 2.359.296 (2,25 MB) bytes complessivi (in RGB ogni pixel richiede 3 bytes). devono essere spediti, dalla memoria centrale, 2,25 Mb per 60-80 volte al secondo (a causa del refresh), cioè 135 180 MB di dati al secondo.

LA STAMPANTE

La stampante La differenza tra le varie tipologie di stampante dipende dal tipo di tecnologia adottata, dal numero di colori, dalla risoluzione di stampa (numero di punti per pollice, dpi) dalla velocità di stampa (espressa in pagine per minuto, ppm) Le tecnologie più utilizzate sono le seguenti: Laser Aghi A getto d'inchiostro Plotter Termica 25 Altre (Sublimazione di colore, )

26 La stampante Quando si acquista una stampante, oltre alla spesa iniziale, occorre tener conto dei costi di esercizio, su cui incidono: il costo delle singole cartucce, dei nastri di inchiostro, dei toner ecc. il tipo di carta suggerita. Il costo e la durata di altro materiale di consumo (testine di stampa, cilindro, )

27 La stampante Laser Le stampanti laser presentano un'alta qualità di stampa. Sono silenziose e veloci, e generano un'immagine trasferendo sulla carta, mediante particelle di toner elettrostatico, la scansione ottenuta da un raggio laser. Una stampante laser compone l intera pagina prima di stamparla e ne conserva una copia in memoria fino ad ultimazione della stampa. Una pagina con grafici richiede molta memoria.

28 La stampante ad aghi Le stampanti ad aghi (o a matrice di punti) sfruttano l'impatto di una serie di aghi, inseriti in una testina di stampa, contro un nastro inchiostrato, trasferendo l'inchiostro sulla carta. La qualità di stampa dipende dal numero di aghi. Questo tipo di stampante è piuttosto rumorosa e la qualità della stampa ottenuta risulta abbastanza scadente; è particolarmente adatta nel caso di stampe su modulo continuo.

La stampante: il plotter Il plotter è un dispositivo di stampa di grosse dimensioni, in cui la testina di stampa è costituita da uno o più pennini di diversi colori; equipaggio mobile con 2 gradi di libertà viene utilizzato per riprodurre grafici, schemi tecnici o altri disegni al tratto di carattere analogo. I plotter trovano largo utilizzo nel settore CAD (Computer Aided Design, progettazione assistita dal calcolatore) e sono in grado di operare su fogli di grandi dimensioni.

30 La stampante offset La stampa offset digitale è utilizzata quando c è da stampare molte copie di un unico documento (ad esempio il numero di una rivista). Con la stampa offset digitale si elimina gran parte del lavoro preparatorio, che ha una notevole incidenza sui costi e sui tempi di un processo di stampa. Uno dei sistemi più usati è la tecnologia Digital Offset Color, sviluppata dall Indigo, che utilizza speciali inchiostri e può stampare su ogni genere di materiale.

31 La stampante Termica Le stampanti termiche imprimono la carta bruciando dei punti su di essa, tramite un gruppo di piccoli e veloci elementi riscaldanti. Risultano tra quelle più economiche e sono utilizzate spesso nelle calcolatrici da tavolo e nei fax di basso costo. Richiedono carta speciale, trattata chimicamente, che può scolorire nel tempo.

Stampanti 3D Dotate di una tecnologia avanzatissima che consente di creare oggetti tridimensionali, in plastica o altri materiali, partendo da un modello 3D realizzato al computer. E possibile realizzare oggetti di ogni genere e forma Il tutto avviene sovrapponendo in maniera ordinata degli strati di polimeri condensati, in modo da ricreare in maniera perfetta i modelli che l utente ha dato in pasto ad esse.

STAMPANTE A COLORI

Come si formano i colori nelle stampanti Le stampanti usano i colori primari sottrattivi (CMYK = Cyan Magenta Yellow black) Colori Uniformi (senza gradazioni) Per ottenere un colore uniforme (es. uno sfondo a tinta unita), la stampante sovrappone su ogni singolo punto uno due o tre dei colori base (il bianco è dato dall assenza di colori) Ad esempio Cyan+Magenta=viola. Una stampante riesce, quindi, a produrre su un singolo punto solamente 8 differenti colori

35 Come si formano i colori nelle stampanti Colori in Tono Continuo (con Gradazioni) Per simulare variazione d intensità di un colore, dalle tonalità più chiare a quelle più scure, la stampante usa il processo detto di ditherizzazione o mezzatinta.

Ditherizzazione I punti sono raggruppati in unità dette celle, ognuna composta da 8x8 punti contigui, che vengono trattate come fossero un unità, in fase di stampa. 36 Per dare l effetto della sfumatura, i 4 colori primari (CMYK) vengono distribuiti opportunamente nei punti di ogni cella.

37 La stampante Ink Jet Le stampanti a getto d'inchiostro, spruzzano ad alta pressione sulla carta o sul lucido piccoli getti d'inchiostro tramite piccolissimi iniettori. Sono piuttosto silenziose, ma relativamente veloci. Cartucce durano poco e sono costose La stampa può presentare sbavature (soprattutto se il foglio assorbe molto o se l inchiostro non si asciuga bene) Dopo qualche tempo la stampa tende a perdere i colori Usano tre getti d inchiostro diversi, uno per ognuno dei tre colori primari sottrattivi. Alcune stampanti usano anche un getto per l inchiostro nero.

38 La stampante laser a colori Laser a colori presenta 4 cartucce di toner, una per ognuno dei 4 colori primari sottrattivi Il tamburo viene passato 4 volte, per l applicazione successiva dei 4 colori: Giallo, Magenta, Cyan e Nero. Quando tutti e 4 i colori sono stati applicati, l immagine viene trasferita sulla carta