TP - Arquitectura de Computadores

Arquitectura de Computadores

Periféricos: Monitor

Universidad Tecnológica Nacional

Alumno: LORENZO, Juan Pablo N° 68226

1K5 2014


Arquitectura de Computadores – 2014

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Índice Introducción ..................................................................................................................................... 4 Desarrollo ......................................................................................................................................... 5

Primeros monitores ............................................................................................................. 5 Estándares: VGA, SVGA y DVI .............................................................................................. 5 Monitores de CRT ................................................................................................................. 6 Monitores de plasma ............................................................................................................ 6 Monitores de LCD ................................................................................................................. 7 Monitores de LED y OLED .................................................................................................... 8 Pantallas táctiles y tecnología 3D ........................................................................................ 8 Referencias Bibliográficas ........................................................................................................... 10

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Introducción El monitor de computadora es el principal dispositivo de salida, que muestra datos o información al usuario, aunque en casos dónde la pantalla sea táctil, lo podemos considerar un periférico de entrada y salida. La evolución de los monitores nos permite diferenciar distintas tecnologías de monitores, comenzando con los CRT (monitores de rayos catódicos) hasta los modernos OLED (monitores de diodos orgánicos de emisión de luz). El funcionamiento de cada uno de ellos es diferente y será analizado en el desarrollo de la monografía. El funcionamiento del monitor estará muy ligada a la tarjeta de video con la que cuente el computador. Existen una serie de parámetros que definen a un monitor. Entre ellos podemos ubicar su tamaño, resolución máxima y la cantidad de colores que puede mostrar. Existen muchas marcas fabricadores de monitores, pero podemos resaltar a tres marcas líderes como Samsung, LG y Philips.

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Desarrollo Primeros monitores Los primeros monitores datan de la década de los 70, como reemplazo de otras formas de interactuar con el computador cómo fue la tarjeta perforada o los teletipos. Se basarían en la tecnología de los CRT (tubo de rayos catódicos). En 1981 aparecerían los monitores MDA (Adaptador de Pantalla Monocromática). Estos dispositivos solo ofrecían texto y tenían un característico color verde, irritante para el ojo del usuario. Los primeros monitores con soporte gráfico a color fueron los CGA, por “Adaptador de Gráficos en Color”. Lanzados el mismo año, aún con esta característica, fueron superados por los MDA en el mercado. Los monitores EGA, VGA y SVGA serían lanzados entre 1984 y 1989, aumentando la resolución, la cantidad de colores soportados y la capacidad de las tarjetas gráficos compatibles con estas tecnologías. La tecnología CRT seguiría manteniéndose hasta la llegada de tecnologías como el plasma o el LCD.

Estándares: VGA, SVGA y DVI VGA fue el último estándar de gráficos de IBM que siguieron la mayoría de los fabricantes de computadoras compatibles IBM, convirtiéndolo en el mínimo que todo el hardware gráfico soporta antes de cargar un dispositivo específico. Este estándar brindaba resoluciones a partir de 640x480 píxeles y podía mostrar hasta 256 colores. Su conector es característico, de forma semitrapezoidal y cuenta con 15 pines. Aunque IBM lanzó el XGA, el VGA fue realmente sustituido por los SVGA, que eran variaciones del estándar original hechas por cada empresa, mejorando resolución o la paleta de colores. El estándar VGA y otros cómo el S-Video son analógicos y diseñados para funcionar en monitores CRT. Se utilizan las distintas tensiones emitidas por la fuente para asignar al rayo del monitor la intensidad adecuada. Cómo los rayos no se mantuvieron en las pantallas digitales y estos estándares provocaban ruido en la imagen mostrada, nuevos estándares aparecieron enfocados en la tecnología digital. El DVI es uno de ellos. Este estándar se diseñó para maximizar la calidad visual mostrada. Utiliza un formato de datos llamado TMDS (señalización con transición diferencial minimizada), que no utiliza ningún tipo de compresión. El puerto cuenta con 24 o 29 terminales, dependiendo el caso. Otro caso es el del HDMI, que no es un estándar de video estrictamente sino una norma que permite transmitir de forma simultánea video de alta definición y varios canales de audio. Fue creada por varias de las empresas líderes de electrónica del mundo y es utilizada actualmente en muchos dispositivos, incluidos las computadoras.

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Monitores de CRT Las pantallas de rayos catódicos son tubos de vacío de vidrio dentro de los cuales un cañón de electrones emite una corriente de electrones guiada por un campo eléctrico hacia una pantalla cubierta de pequeños elementos fosforescentes. Los datos son enviados desde la computadora por medio del puerto de video hacia los circuitos del monitor. Los cañones de electrones lanzan haces de electrones a la pantalla, hacia los píxeles que emiten un pequeño pulso de luz. La cantidad de cañones integrados depende si el monitor es monocromático o a color.

Imagen 1. Funcionamiento de los CRT

El píxel se apaga rápidamente, por lo que el proceso se repite, refrescando la imagen. A la cantidad de ciclos por segundo se le llama frecuencia y se mide en Hz. Esto no es notado por el usuario debido a la persistencia de la visión humana. Igualmente esta tecnología producía un cansancio ocular mayor a las tecnologías que aparecieron posteriormente.

Monitores de plasma La pantalla de plasma es una tecnología desarrollada en el año 1964, basada en una minúscula celda con fósforo y un gas formado de electrones, iones y partículas neutras que cuando entra en contacto con un cátodo, se convierte en plasma y provoca que una sustancia fosforescente emita luz en colores azul, verde y rojo. La señal proviene de la computadora a través del puerto de video y es recibida por un procesador que determina cuál pixel debe ser activado y la cantidad de corriente necesaria. La imagen no cambia hasta recibir la próxima señal, reduciendo el cansancio de la vista.

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Estos monitores contaban con una pantalla plana, a diferencia de la pantalla de vidrio curvo de los monitores CRT originales (aunque algunos ya habían aparecido con esta característica). Esta tecnología también compitió en el mercado con los monitores LCD. Imagen 2. Píxel de un monitor de plasma.

Las sustancias fosforescentes de las pantallas de plasma tienden a perder luminosidad con el uso, provocando el efecto de “pantalla quemada”, típico de las primeras generaciones de pantallas de plasma, sobre todo cuando se mostraba en forma prolongada una misma imagen en la pantalla.

Monitores de LCD Las pantallas LCD basan su funcionamiento en un conjunto de varias capas o láminas. La primera es la fuente de luz o backlight , utilizando para esto lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL). Esta tecnología produjo que las pantallas LCD cuenten con peor contraste1 en comparación con las pantallas de plasma, por ejemplo. Luego cuenta con dos capas de filtro polarizado, una que sólo deja pasar la luz polarizada 90 grados y otra que es capaz de bloquear esa luz. Las capas intermedias a estas dos capas logran polarizar la luz, sino no veríamos nada de luz en la pantalla. Entre las dos capas de filtro tenemos una capa de cristal líquido que cambia la orientación de sus moléculas dependiendo el voltaje aplicado a través de dos electrodos. Esto permitirá definir la intensidad de luz que pasará a la siguiente capa.

Imagen 3. Subpíxel de un LCD a color.

La capa restante es un filtro de color que convierte la luz blanca en el color indicado por el computador a través de la tarjeta gráfica. Para esto también se utilizan tres subpíxeles para cada pixel, uno rojo, uno verde y uno azul.

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definido como la diferencia entre la parte más brillante de la imagen y la más oscura, medida en pasos discretos, en un momento dado. contraste.

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Monitores de LED y OLED Los televisores LED funcionan exactamente de la misma manera que los televisores LCD. La diferencia se encuentra en el tipo de iluminación. Los televisores LED tienen diodos emisores de luz (Light-Emitting Diode) en vez de una lámpara fluorescente. La principal ventaja de esta tecnología es su consumo eléctrico, que es hasta 40% menor que el de los LCD. Además, los LED tienen mayor vida útil que las lámparas fluorescentes, por lo tanto también los monitores LED tienen una vida útil superior. La fuente de luz puede apagarse completamente, solucionando el problema del contraste característico de la tecnología LCD, además de los problemas con el ángulo de visión. Una de las últimas tecnologías en aparecer fue la de las pantallas OLED (diodo orgánico de emisión de luz), basada en el funcionamiento de estos diodos que a través de componentes orgánicos y con una estimulación eléctrica pueden emitir luz por sí mismos. Esto permite la fabricación de pantallas de un grosor mínimo impensado hasta hace unos años. También permite la implementación en capas de plástico, con la capacidad de tener mayor flexibilidad. Las aplicaciones son infinitas y debido a esto esta tecnología se viene desarrollando a pasos agigantados. Aun así, los productores de pantallas OLED tienen que solucionar algunos problemas propios de esta tecnología, cómo la degradación relativamente rápida de los materiales, sobre todo de los que depende el color azul. El precio es otro inconveniente, pero cuando se llegue a una producción masiva esto sería solucionado.

Pantallas táctiles y tecnología 3D En los últimos años aparecieron novedades en los monitores y pantallas que no tienen que ver con una mayor resolución ni calidad de imagen, sino con nuevas funcionalidades. Una de estos es la posibilidad de ingresar datos al computador al tocar la pantalla, trabajando esta como un periférico de entrada y salida. A grandes rasgos, existen dos tipos de pantallas táctiles, las resistivas y las capacitivas. Las resistivas están formadas por dos capas plásticas conductoras muy delgadas, ubicadas por sobre la pantalla, que permiten medir el cambio en la resistencia producido al presionar con el dedo o con otro objeto, como un lápiz óptico. Son mucho más baratas de producir, pero no permiten varios toques a la vez (multi-touch). Una pantalla táctil capacitiva se construye uniendo un panel de vidrio con un material conductor transparente. Al tocar con el dedo, el usuario genera un campo eléctrico, debido a la capacidad del cuerpo humano de transmitir electricidad, que es registrado y procesado por el dispositivo. Brindan una experiencia de uso muy suave y sólo requieren que se apoye el dedo, pero si apoyamos un lápiz óptico común no funcionará. Tampoco lo hará si llevamos algo cubriendo la mano, como un guante. Otra tecnología importante en la actualidad es la posibilidad de ver imágenes en una pantalla en tres dimensiones, logrando una ilusión de profundidad.

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Aunque ya existen algunas pantallas autoestereoscópicas, que no necesitan de lentes para poder apreciar las “tres dimensiones”, la gran mayoría de productos con esta tecnología en el mercado necesitan del uso de lentes especiales. Dentro de este grupo podemos diferenciar el 3D activo y 3D pasivo. Las lentes de ambas tienen el mismo fin, engañar a la vista mostrándole una imagen diferente a cada ojo. El 3D activo cuenta con la electrónica que, sincronizada con el TV, evitará que veamos la imagen con uno de los ojos, para luego cambiar al otro. Esto ocurre a una gran velocidad de fotogramas y la visión humana lo interpreta como una sola imagen. Permiten una mayor resolución, aunque se puede notar un parpadeo si la velocidad de refresco no es buena y, además, las lentes son más caras. El 3D pasivo sólo trabaja con las gafas polarizadas. El televisor muestra una imagen donde se fusiona la imagen de cada ojo. Esto se hace dándole las líneas pares a un ojo y las impares al otro. La polarización de las gafas se encarga de mostrarle al ojo la imagen correcta. Las gafas son más económicas, más cómodas y parece ser la tecnología a la que apunta el mercado. Imagen 4. Funcionamiento del 3D pasivo.

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Referencias Bibliográficas 

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INFORMÁTICA MODERNA, El Monitor CRT, 2009, http://www.informaticamoderna.com/Monitor_CRT.htm INFORMATICAHOY, Diferencias entre las pantallas resistivas y capacitivas, 2012, http://www.informatica-hoy.com.ar/electronica-consumo-masivo/Diferencias-pantallasresistivas-capacitivas.php INGENIATIC, VGA (Video Graphics Array), 2011, http://ingeniatic.net/index.php/tecnologias/item/650-vga-video-graphics-array KIOSKEA, Pantalla de rayos catódicos (CRT) , 2014, http://es.kioskea.net/contents/376pantalla-de-rayos-catodicos-crt SÁNCHEZ IGLESIAS, Ángel Luis, ¿Cómo funciona un monitor LED o LCD?, 2014, http://computadoras.about.com/od/monitor/a/Como-Funciona-Un-Monitor-Led-OLcd.htm SÁNCHEZ IGLESIAS, Ángel Luis, Monitor, ¿Qué son, para qué sirven y qué tipos existen?, 2014, http://computadoras.about.com/od/monitor/a/Monitor.htm SANTAMARIA, Pedro, ¿3D Activo o 3D Pasivo? Conoce las diferencias, 2013, http://www.xatakahome.com/televisores/3d-activo-o-3d-pasivo-conoce-las-diferencias VALDÉZ, Damián Pérez, Historia de los monitores, 2007, http://www.maestrosdelweb.com/conoce-la-historia-de-los-monitores/

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