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CEFET-RS
Curso de Eletrônica
7 - Vídeo
Organização de Computadores
Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva
[email protected] e [email protected]
CEFETRS - Eletrônica
Unidade 07.1
Prof. Roberta Nobre & Sandro Silva
Vídeo
• Principal periférico de saída desde o final da década de 70;
• Objetivo:
• Criar, por emissão de luz em uma tela, uma imagem;
• originalmente esta imagem deveria ser uma réplica de
uma cena do mundo real;
Unidade 07.2
Olho Humano
Unidade 07.3
sensibilidade relativa do olho humano
Sensibilidade do Olho Humano
visão normal à luz do dia
visão à noite
100%
75%
50%
25%
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Pouca luminosidade: somente bastonetes (visão monocromática)
Luminosidade normal: cones e bastonetes (visão colorida)
Unidade 07.4
nm
visão normal à luz do dia
visão à noite
100%
75%
50%
25%
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Unidade 07.5
nm
cones verdes
100%
cones azuis
75%
cones vermelhos
50%
25%
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Unidade 07.6
nm
Imagem
As cores percebidas pelo olho humano podem ser produzidas por:
• Emissão de luz
Qualquer cor é obtida pela soma entre as cores primárias
Vermelho, Verde e Azul (RGB)
Branco = 30% vermelho + 59% verde + 11% azul
• Absorção de luz
Qualquer cor é obtida pela soma entre as cores complementares
Ciano, Magenta e Amarelo (CMYK)
Unidade 07.7
Monitor de Vídeo
Tecnologias:
Emissores de Luz:
Tubo de raios catódicos
Refletores de Luz
LCD – Liquid Crystal Display
PMLCD – Passive-Matrix LCD
AMLCD – Active-Matrix LCD
FLCD – Ferroeletric LCD
PALC – Plasma Addressed LC
TNLCD – Twisted Nematic LCD
ACPDP – AC Plasma Display Panel
ACTFEL – AC Thin-Film Electroluminescent
FED – Field Emission Display
VFD – Vacuum Fluorescent Display
LED – Light Emission Diode
Unidade 07.8
Tubo de Raios Catódicos (TRC ou CRT)
1 – Bobinas de deflexão vertical
2 – Bobinas de deflexão horizontal
3 – superfície interna do tubo
4 – grade de foco
5 – grade aceleradora
6 – catodo
7 – anodo (MAT)
8 – camada de fósforo
Unidade 07.9
Formação da Imagem
Proporção da tela: 4x3 (1,33) Æ mesmo padrão da TV
Proporção 5x3 (1,67)
Æ HDTV
Cinema: 9x5 (1,8)
cada linha é
composta por
pixels.
Pixel: ponto de luz na tela;
Unidade 07.10
Varredura Horizontal
cada linha é
produzida pelo
deslocamento do
feixe de elétrons,
da esquerda para a
direita
Unidade 07.11
Varredura Vertical
após cada linha ser
produzida, o feixe
deve produzir a
linha
imediatamente
abaixo
Unidade 07.12
Retraço Horizontal: a cada troca de linha, o feixe de elétrons deve se deslocar
apagado para o inicio da linha (entre 8% e 16% do período total).
Retraço Vertical: ao chegar ao fim da última linha, o feixe de elétrons deve se
deslocar apagado para o inicio da tela (entre 5% e 10% do período total).
Unidade 07.13
•Uma imagem em movimento é formada por seqüências de
imagens paradas;
•Cada imagem parada é chamada de quadro ou frame;
•O olho humano consegue perceber a mudanças de
quadros, quando a taxa de troca de quadro for de até ±50Hz;
Unidade 07.14
•Sistemas em que a taxa de mudança de quadros resultar
menor que 50Hz, utiliza-se a técnica de imagem entrelaçada;
•Imagem entrelaçada consiste em formar apenas metade
das linhas de cada quadro. Uma varredura para as linhas
pares e a varredura seguinte para as linhas ímpares;
•Freqüência horizontal: 15KHz a 60KHz;
Quantidade de traços e retraços horizontais por segundo;
•Freqüência vertical: 48Hz a 90Hz;
Quantidade de quadros (considerando o retraço vertical)
por segundo;
Unidade 07.15
Pixel e Dot Pitch
Pixel: é o menor ponto que pode existir na tela, de acordo
com a resolução utilizada.
Dot Pitch: é o menor ponto que pode existir na tela,
independente da resolução utilizada (limite físico do
dispositivo).
O tamanho do pixel deve ser sempre maior que o tamanho do dot pitch.
Monitor de 14 polegadas Æ 284mm x 213mm
Resolução 640x480 Æ tam_pixel = 284/640 = 0,44375 mm
Dot pitch = 0,34mm Î 284/0,34 = 835 pixels (máximo para monitor de 14 pol)
Dot pitch = 0,28mm Î 284/0,28 = 1014 pixels
Dot pitch = 0,26mm Î 284/0,26 = 1092 pixels
Unidade 07.16
Grade de cores
Dot Pitch
RGB – Red Green Blue (cores primárias)
Unidade 07.17
Modo de operação do Sistema de Vídeo
Alfanumérico ou texto: cada unidade a ser mostrada no
vídeo é um caracter e a resolução é determinada em
linhas e colunas;
Gráfico: cada unidade a ser mostrada no vídeo é um
pixel e a resolução é determinada pela quantidade de
pixels na horizontal e na vertical;
Unidade 07.18
Placas Controladoras
MDA (Monochome Display Adapter):
• opera apenas em modo texto;
CGA (Color Graphics Adapter):
• opera em modo texto e modo gráfico;
EGA (Enhanced Graphics Adapter):
• sucessor das placas MDA e CGA;
MCGA (Multi-Color Graphics Array):
• utilizada originalmente no PS/2;
VGA (Video Graphics Array):
• utilizada originalmente no PS/2;
• sucessora da placa EGA;
• se tornou o padrão mínimo atualmente;
Unidade 07.19
Placas Controladoras
HGC (Hercules Graphics Card):
• suporta modo gráfico monocromático;
• emula modo texto do MDA;
• não é padrão da IBM;
SVGA (Super Video Graphics Array):
• não é padrão da IBM;
• compatível com VGA;
• permite modos de resolução maiores
(requer driver próprio)
XGA (eXtended Graphics Array):
• padrão IBM para SuperVGA;
Unidade 07.20
Memória de Vídeo
É uma memória que está:
• Fisicamente localizada na placa controladora de vídeo;
• Seus dados são continuamente lidos e mostrados na tela;
• É parte do espaço de endereçamento do processador:
• endereço inicial: A000H:0000H
• endereço final: B000H:FFFFH
A quantidade de memória utilizada varia de acordo com o modo de
vídeo utilizado.
Modo texto (bytes): colunas*linhas*2 Æ dado+atributo
Modo gráfico (bits): res_horizontal*res_vertical*log2 (num_cores)
Unidade 07.21
Modos de Operação
modo
Tipo
resolução
cores
endereço
inicial
controladora
0,1
texto
40x25
16
B800H
CGA, EGA, MCGA, VGA
2000
16/carac
2,3
texto
80x25
16
B800H
CGA, EGA, MCGA, VGA
4000
16/carac
4,5
gráfico
320x200
4
B800H
CGA, EGA, MCGA, VGA
16000
2/pixel
6
gráfico
640x200
2
B800H
CGA, EGA, MCGA, VGA
16000
1/pixel
7
texto
80x25
mono
B800H
MDA, EGA, VGA
4000
16/carac
13
gráfico
320x200
16
A000H
EGA, VGA
32000
4/pixel
14
gráfico
640x200
16
A000H
EGA, VGA
64000
4/pixel
15
gráfico
640x350
mono
A000H
EGA, VGA
56000
2/pixel
16
gráfico
640x350
16
A000H
EGA, VGA
112000
4/pixel
17
gráfico
640x480
2
A000H
MCGA, VGA
38400
1/pixel
18
gráfico
640x480
16
A000H
VGA
153600
4/pixel
19
gráfico
320x200
256
A000H
MCGA, VGA
64000
8/pixel
Unidade 07.22
bits/
memória
utilizada unidade
Modos SVGA
Resoluções:
640x480
800x600
960x600
1024x768
1280x800
1280x1024
1400x1050
1600x1200
1920x1440
2048x1536
Quantidade de cores:
1bit - 2
2bits - 4
4bits - 16
8bits - 256
12bits - 4096
16bits - 65.536 (high color)
24bits - 16.777.216 (true color)
32bits - 4.294.967.296
Unidade 07.23
Placas Controladoras de Vídeo
Placas VGA:
• Suporte mínimo atual;
• Possuem 256KB ou 512KB de memória;
• Suporta somente os modos IBM;
Placas SVGA:
• Permitem utilização de funções básicas definidas pelo BIOS
(leitura e escrita de pixels);
• Possuem tipicamente 1MB de memória;
Unidade 07.24
Placas Aceleradoras:
• Possuem modos gráficos de alta resolução;
• Hardware adicional;
• Rotinas de BIOS extras (que não seguem nenhum padrão) para
realizar desenhos de segmentos de reta, retângulos, círculos, elipses
e preenchimento de área;
• Bit Block Transfer: mover áreas na memória de vídeo;
• Sprites: pequenas imagens na tela que se comportam como um
único elemento;
• Windowing: tratamento, superposição, movimentação, etc... de
janelas no ambiente gráfico;
• Panning: permitir operação com área gráfica maior que a área
visível na tela;
Unidade 07.25
Placas 3D:
Possuem funções específicas para tratamento de modelos
tridimensionais:
• Tesselização: modelagem como polígonos elementares (retângulos
e triângulos);
• Mapeamento de texturas;
• Remoção de objetos ocultos;
• Adição de sombras e outros efeitos luminosos;
• Adição de efeitos atmosféricos;
• Transparência;
• Tratamento de arestas: eliminar o efeito de escada;
• Tratamento de múltiplas texturas;
• Tratamento de efeitos de ambiente;
• Tratamento de profundidade e elementos estáticos;
Unidade 07.26
Sincronismo
sistema PAL-M
linhas por frame
linhas
horizontais
frames por
segundo
*30
freqüência
horizontal
freqüência
vertical
= 15.750Hz
525
/2
*92%
262,5
*60
15.750Hz
= 483
Quantidade de
linhas visíveis
8% = tempo de retraço vertical
Unidade 07.27
Sincronismo
sistema PAL-M
4,2MHz
*2
8,4M pixels/s
freqüência
horizontal
Canal de vídeo
*84%
/15.750
=533,33 pixels
=448pixels
Pixels por linha
16% = tempo de retraço horizontal
Pixels visíveis em cada linha
Unidade 07.28
Sincronismo
640x480
480 linhas
+9,3%
= 525 linhas
*60
freqüência
vertical
linhas visíveis
= 31.500 Hz
freqüência
horizontal
tempo de retraço vertical
(5% a 10%)
1024x768
768 linhas
+4,8%
= 805 linhas
*60
= 48.300 Hz
768 linhas
+4,8%
= 805 linhas
*44
= 35.500 Hz
Unidade 07.29
Sincronismo
800x600
600 linhas
+5%
= ____ linhas
*____
= 35.500 Hz
600 linhas
+5%
= ____ linhas
*____
= 49.500 Hz
Unidade 07.30
Lúmen
quantidade de luz emitida por um corpo luminoso.
Simplificando:
Ævela acesa no centro de uma esfera oca Æ ilumina a superfície
interna com 12,6 lúmens
Æ1 vela = 12 lúmens
É independente do diâmetro da esfera Æ quanto maior for a
esfera Æ mais dispersos os raios emitidos pela vela
área maior Æ mesma quantidade total de luz projetada
A unidade vela (candela em inglês) é às vezes utilizada.
Unidade 07.31
Lux
equivale a 1 lúmen / m2
valores típicos:
luz do luar = 1 lux
vela acesa a 30cm de distância = 10 lux
isqueiro aceso a 30cm de distância = 15 lux
vela acesa a 5cm de distância = 100 lux
lâmpada incandescente de 100W em um ambiente de 9m2 = 100 lux
flash comum a 1 metro de distância = 250 lux
dia claro, uma hora após o pôr do Sol = 1000 lux
dia nublado, uma hora depois do nascer do Sol = 2000 lux
refletores de uma sala cirúrgica = 10.000 lux
dia nublado às 10 horas da manhã = 25.000 lux
luz do Sol em dia claro = 100.000 lux
Unidade 07.32

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