Resumen Hardware y Software

Dispositivos graficos de salida

Monitores de barrido

En el tipo de monitor con CRT más utilizado el haz de electrones recorre la punto por punto en dirección longitudinal y línea por línea en dirección vertical, variando su intensidad en cada punto de acuerdo con la luminosidad correspondiente al punto de la imagen correspondiente que se pretende representar. La intensidad de cada uno de estos puntos de imagen, conocidos como "pixels", debe estar almacenada en la memoria del ordenador (a la memoria encargada de contener esta información se le denomina búfer de pantalla o frame buffer); si p.e. para representar la intensidad de un pixel se utilizan 24 bits, para una pantalla de 1024 x 1024 se necesitan 3 Mb de memoria.

Monitores CRT en color

Los monitores CRT en color utilizan una combinación de fósforos que emiten luz con colores distintos, colores básicos que combinados producen la sensación de los colores del espectro que se deseen.

Estos monitores utiliza principalmente la técnica de la "máscara de sombra". Partiendo de un tubo con tres fósforos que emiten, para cada punto, luz roja, verde y azul, y con tres cañones de electrones, los tres haces de electrones se enfocan y se hacen coincidir sobre la máscara, que contiene una serie de orificios alineados con los patrones de punto de fósforo. Cuando los tres haces pasan por un orificio activan el triángulo correspondiente, que se ve como un punto de color.

Monitores de cuarzo líquido (LCD)

Los monitores de cuarzo líquido utilizan dos placas de cristal que contienen cada una un polarizador de luz girado 90 grados una respecto a la otra. Estas placas prensan el cuarzo liquido (con estructura cristalina, pero con moléculas capaces de fluir como en estado líquido). En una de las placas se crean líneas verticales de conductores transparentes, y en la otra, horizontales. La intersección de las líneas define los pixels, de forma que cuando existe voltaje ambos conductores en ambos conductores las moléculas se alinean y la luz que atraviesa el cristal no gira y por lo tanto no atraviesa el segundo cristal.

Monitores de trazado aleatorio o vectoriales

En este sistema, actualmente menos utilizado, el haz de electrones en lugar de recorrer la pantalla a base de pixels, traza una serie de segmentos correspondientes a las líneas de la imagen que se pretende representar

Interpolacion Mipmap de texturas

Un problema de las texturas es que, cuando se utiliza una resolución de textura demasiado baja, que resultaría adecuada p.e. para determinada distancia al observador, al ser observada más de cerca, ofrece un aspecto totalmente irreconocible, ya que cada pixel de textura se mapea a mas de un pixel de pantalla.

Para solucionar esto, una posible técnica consiste en almacenar la textura a diferentes resoluciones (por lo general, utilizando múltiplos de dos) y en función de la distancia elegir dos de estas resoluciones e interpolar entre ellas. El tipo de interpolación (bilineal, tri-lineal, quad-lineal) define la calidad de la imagen obtenida.

Trazado de líneas

En general, para obtener la representación como mapa de pixels a partir de una línea en dos dimensiones es necesario seleccionar las posiciones de la pantalla que pertenecen al trazado de la línea. Dado que estas posiciones se corresponden a pixels localizados en posiciones fijas enteras lo máximo que se podrá conseguir es una aproximación a los valores redondeados de las coordenadas de la línea. Esta aproximación por lo general producirá un efecto de "escalonamiento"; efecto que puede amortiguarse ajustando la intensidad de los pixels a lo largo de la línea, según ser verá.

Antialiasing

Para reducir el efecto de escalonamiento se suele recurrir, como ya se ha comentado, a variaciones en la intensidad de los pixels a lo largo de la línea. La forma de determinar esa intensidad, por lo general, se basa en un sobre-muestreo; es decir, se supone cada pixel formado por una malla de subpixels, y la línea, se supone de grosor finito de un pixel (por oposición a la línea ideal sin anchura). De esta forma se puede calcular el grado de "cobertura" de cada pixel por parte de la línea. Este cálculo se puede hacer por simple enumeración de subpixels por los que pasa la línea, o bien dando más peso a los subpixels mas próximos al centro del pixel. 

Antialiasing (en 3D)

La idea es la misma que la vista para líneas en 2D: evitar que las aristas proyectadas presenten "escalones". El efecto de aliasing es incluso peor en animaciones, dado que mínimos cambios de posición pueden determinar efectos de aliasing totalmente distintos, lo que produce la sensación de que "algo se mueve" en los bordes de los objetos.

Un método primitivo consiste en procesar la imagen final ya proyectada y examinar los pixels, suavizando las diferencias entre pixels adyacentes. Es simple y rápido.

En un método mucho más costoso se tomarán varias muestras (el concepto de "sub-pixels" otra vez) para calcular el color final del pixel.

Y por último otro método que puede resultar más costoso consiste en hacer "vibrar" la imagen (mediante cambios mínimos de posición del punto de vista) y realizar una media entre las imágenes calculadas. Es probablemente el que da mejores resultados, pero también el más costoso

Z Buffer

Lo que hace el Z Bufer es comparaciones de pixels. Para cada pixel de la pantalla podemos imaginar que trazamos un rayo hacia la escena. Este rayo puede llegar al fondo o bien chocar con algún polígono; en este caso el color del polígono será el que determine lo que se ve en la pantalla. 

El sistema gráfico convierte cada polígono a medida que es definido a puntos; el punto se compara con el valor correspondiente almacenado en el Z bufer, si resulta estar más próximo su color pasa a ser el elegido, y el valor del Z Bufer se reemplaza con su profundidad.

Televisor LCD

¿Cómo funciona un televisor LCD? Pues la base de su funcionamiento hay que buscarla en los cristales líquidos, elementos que se coloca entre dos capas de cristales polarizados. Cada píxel de la pantalla podríamos decir que incluye moléculas helicoidales de cristal líquido, que es un material especial que comparte propiedades de un sólido y líquido. En ello se basa su funcionamiento.

Como ya sabrás, los televisores LCD no generan luz propia, que debemos aplicar nosotros. Por eso se dice que tiene una retroiluminación o fuente de luz fija, que ilumina esos cristales líquidos, y que en origen eran lámparas fluorescentes de cátodos fríos (CCFL), pero que poco a poco se va basando en diodos LED, lo que conlleva, entre otras cosas, una mejor eficiencia energética.

Pantallas de Plasma

Las pantallas o displays del tipo denominado "plasma", son planas, livianas, con una capa o substrato superficial que cubre millones de pequeñas celdas o "burbujas". Cada burbuja contiene neón y xenón gaseoso a baja presión, y está cubierta con una substancia fosfórica. Dentro de cada celda, hay tres subceldas que generarán los respectivos colores primarios; rojo, verde y azul (RGB). Hay que aclarar que la denominación "fosfórica" es genérica, ya que hay compuestos que no contienen fósforo.

El Aliasing

El aliasing es el efecto que causa que señales continuas distintas se tornen indistinguibles cuando se muestrean digitalmente. Cuando esto sucede, la señal original no puede ser reconstruida de forma unívoca a partir de la señal digital. Una imagen limitada en banda y muestreada por debajo de su frecuencia de Nyquist en las direcciones "x" e "y", resulta en una superposición de las replicaciones periódicas del espectro G(fx, fy). Este fenómeno de superposición periódica sucesiva es lo que se conoce como aliasing o Efecto Nyquist.

El aliasing es un motivo de preocupación mayor en lo que concierne a la conversión analógica-digital de señales de audio y vídeo: el muestreo incorrecto de señales analógicas puede provocar que señales de alta frecuencia presenten dicho aliasing con respecto a señales de baja frecuencia. El aliasing es también una preocupación en el área de la computación gráfica e infografía, donde puede dar origen a patrones de moiré (en las imágenes con muchos detalles finos) y también a bordes dentados. El aliasing nos puede traer problemas sobre todo en el campo de visión por computadores, ya que al procesar imágenes, si no es correcta la imagen obtenida con la realidad, podemos tener problemas con el hardware.

En la computación gráfica: En informática y particularmente en computación gráfica, el aliasing es el artefacto gráfico característico que hace que en una pantalla ciertas curvas y líneas inclinadas presenten un efecto visual tipo "sierra" o "escalón". El aliasing ocurre cuando se intenta representar una imagen con curvas y líneas inclinadas en una pantalla, framebuffer o imagen, pero que debido a la resolución finita del sustrato resulta que éste sea incapaz de representar la curva como tal, y por tanto dichas curvas se muestran en pantalla dentadas al estar compuestas por pequeños cuadrados (los píxeles).

Antialiasing

En el área del procesamiento digital de señales en general, se le llama antialiasing a los procesos que permiten minimizar el aliasing cuando se desea representar una señal de alta resolución en un sustrato de más baja resolución.

En pantallas LCD, se utiliza anti-aliasing para mezclar los "píxeles frontera" de una muestra gráfica. Esto reduce el efecto estético desagradable de líneas escalonadas que aparecen en el gráfico con aliasing arriba a la izquierda. El anti-aliasing aplica a menudo en la representación de texto en una pantalla de ordenador para mostrar contornos suaves que emulan mejor la apariencia del texto producido por métodos convencionales de impresión de tinta sobre papel.