Dispositivos de Hardware y Software para despliegue
gráfico
Para el origen de la graficación se llevaron a cabo
la creación de los monitores y pantallas tipo CRT, tubos de rayos
católicos, los cuales en su origen solo mostraban líneas
programadas desde la maquina misma.
Monitores CRT y CRT Color
El CRT son tubos de vacio cuyo interior un cátodo
de metal calentado el cual tiene 1 cañón en el caso de del CRT a blanco y negro
y avienta tres en el caso de la televisión a color rayos uno, verde rojo y uno
azul lo manda hacia un malla metálica recubierta de fosforo, el cual va
conectado hacia un yugo el cual produce un campo magnético el cual le da
sentido a la imagen horizontal y verticalmente.
Ese es el funcionamiento a grandes rasgos.
Los monitores de barrido este tiene la consistencia
de poder acomodarse horizontal y verticalmente, a la intensidad de cada uno de
sus puntos se le conoce como pixeles en el cual para representar cada uno
se utilizan 24 bits, es decir que para un tamaño de 1024X1024 se necesitan 3mb.
Para el barrido vertical se necesita una frecuencia entre 50-80 hz, y para el
horizontal cerca de los 40HZ.
Monitores de trazado vectorial
Se trazan los pixeles en segmentos correspondientes
a las líneas de imagen que pretende presentar, así esta que da merced del
movimiento y son ejecutadas cerca de 30 veces por segundo.
Monitores LCD
Los monitores de cuarzo de líquido son dos placas
de cristal las cuales tiene un polarizador de luz a 90 grados, las cuales son
capaces de fluir como en estado líquido. En una placa se desarrollan las
líneas horizontales, mientras que en la otra la líneas verticales. Cuando la
luz se genera mediante un transistor en cada pixel, se habla de pantallas LCD
de matriz activa.
Trazado de líneas
Para tener una presentación de algún ser o forma
dentro de la graficacion se necesito todo basarse en coordenadas o pixeles. Al
desarrollar su programación se tiene que ser especifico en las dimensiones que
este abarque, puesto que aun sean operaciones sencillas por así decirlo, la
forma de hacer que la maquina entienda lo que se quieres ver es malo.
Dependiendo del tipo de líneas o formatos de video es la dificultad con la cual
se producen el efecto visual, también teniendo en cuenta algunos errores los
cuales se puede tener.
Antialiasing.
En el ares del procesamiento digital de señales se
le llama los procesos de que permiten minimizar el aliasing cuando se desea
representar una señal de alta resolución en un sustrato de más baja resolución.
En la mayoría de los casos el Antialiasing consiste en la eliminación de la
información de frecuencia demasiada baja, el Antialiasing es un algoritmo que
permite evitar los artefactos asociados al aliasing gráfico, como por ejemplo
los patrones de Moaré
Para realizar el método Antialiasing se pueden
llevar acabo ciertas cosas:
Sobre muestreo o pos filtración
Los objetos se muestrean con una resolución más
alta y se despliegan con una resolución menor. Se incrementa el índice de
muestreo al considerar la pantalla como si estuviera cubierta con una
cuadrícula más delgada que la real. Se calculan las intensidades en las
posiciones de la cuadrícula de sub pixel y entonces se combinan los resultados
para obtener las intensidades del pixel.
Máscaras de peso de píxeles
Consiste en dar más peso a los sub píxeles cercanos
al centro del área de un pixel, puesto que se considera que estos sub píxeles
son más importantes al determinar la intensidad general de un pixel.
Muestreo de área o pre filtración
Determinar la intensidad del pixel al calcular el
translape de cada pixel con los objetos que se deben desplegar. Las áreas en
que se sobreponen pixeles se obtienen al determinar dónde se intersecan las
fronteras del objeto con las fronteras de pixeles individuales.
Fases de píxel
Cambiar la posición de despliegue de las áreas de
píxeles. Se aplica mediante micro colocación del haz de electrones en relación
con la geometría del objeto.
Controladores gráficos y aceleradores en 3d
Si se piensa en la cantidad de bits necesarios para
describir la imagen de pixeles la cual se tiene que acceder cada cierto tiempo
hay veces que la memoria virtual de la computadora no es suficiente para esto,
es por eso que se crearon las tarjetas aceleradores de gráficos, las cuales
tienen como objetivo el poder tener más velocidad en tanto al número de pixeles
enviados en determinado periodo.
Aunque curiosamente con el incremento de cálculo de
CPU de los sistemas de hoy en día en algunos casos sobre todo dependiendo del
tamaño de los datos a manejar algunos sistemas sin coprocesadores gráficos o específicos
puede resultar más rápida que otra que los tenga. Para su realización se
necesita enlace con coprocesadores OpenGL.
Búfer de pantalla
Cada pixel tiene asignada una cantidad de bits que
en buena medida definirán las capacidades del hardware grafico. Ahora bien los
sistemas con un mayor número de pixeles disponen de un espacio adicional el
cual es posible de almacenar una segunda imagen.
Z Búfer
Este es como la pista que sigue cada polígono de la
escena, el cual es capaz de realizar comparaciones sobre que poligonales
están mas próximos al observador, permitiendo que no se dibujen los que están
ocultos u otros. Este también es el cálculo de mapas de profundidad a partir de
una fuente local
Mapeado de texturas
Es una forma muy común de mejora de apariencia de
una imagen sintética de una imagen real en la superficie que se quiera
presentar.
La forma de hacerlo es hacer corresponder a cada
punto del polígono un punto de la textura, este debe de tener un arreglo según
su perspectiva
Sombreado
Es la modificación de la iluminación de un polígono,
imagen o figura que se desarrolle.
El caso de la no interpolación (sombreado plano) se
corresponde a las hipótesis de que la luz está a distancia infinita, el
observador también, y que los polígonos pretenden ser realmente polígonos
planos, no una aproximación a superficies más complejas. Esto por lo general da
unos resultados bastante pobres.
Gouraud mejora la cuestión utilizando las normales,
que deben estar definidas en cada vértice, para determinar la intensidad de la
iluminación en cada vértice, y esta se interpola a lo largo de las aristas, y
luego a lo largo de cada línea representada del polígono. Ofrece resultados
visualmente convincentes, pero no estrictamente correctos.
El mapeado de texturas se realiza por medio de la
ya comentada técnica de MIPmapping; así mismo esta unidad realiza los cálculos
necesarios sobre la transparencia y los efectos de profundidad.
También existen ciertas formas las cuales mejoran
la calidad de la imagen.
La "Geometry
Engine" se encarga de realizar transformaciones de vértices, iluminación,
recorte, proyección, etc., así como de realizar operaciones sobre píxeles como
histogramas, consolaciones, escalado, etc., operaciones que se aplican tanto a
los píxeles normales, como a las texturas o a fuentes de vídeo.
El "Raster
Manager" recibe todos los datos de triángulos, puntos y líneas ya
proyectados por la GE; estos datos deben ser recorridos línea por línea para
generar la información de píxeles. Por su elevado grado de paralelismo, el RM
puede realizar todo tipo de operaciones de Antialiasing (mediante sobre
muestreo), mapeado de texturas, etc. sin encontrar cuellos de botella.
El mapeado de texturas
se realiza por medio de la ya comentada técnica de MIPmapping; así mismo esta
unidad realiza los cálculos necesarios sobre la transparencia y los efectos de
profundidad.
El "Display Generator" básicamente
contiene los conversores Digital-Analógico, por lo general generando más de un
canal de salida de vídeo; permitiendo el re-muestreo de la señal de salida para
adaptarlo a todo tipo de dispositivos de vídeo.
La Onyx2 IR standard permite manejar 2.62 millones
de píxeles, para obtener p.e. una resolución de 1920 x 1200 o dos salidas a
1280 x 1024.
La cantidad mínima de bits por pixel en el búfer de
pantalla es de 256 bits, con lo que se puede llegar a utilizar salidas
estereoscópicas en cuádruple búfer (dos por canal) con 12 bits para color y 23
de Z Búfer.
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