Tecnologías para adquisición de imágenes Bloque 1

Tecnologías para adquisición de imágenes
Bloque 1
Profesor: Manuel Rivas Pérez
Despacho: F061
Horario de tutorías:
– Lunes de 16:00h a 18:00h
– Miércoles de 10:00h a 12:00h
– Viernes de 11:00h a 13:00h
E-mail: mrivas ’arroba’ atc.us.es
Tecnologías para adquisición de imágenes
• Tecnologías de visualización
– Tubo de rayos catódicos.
– Pantallas de cristal líquido (LCD)
• DSTN (Monitor de matriz pasiva)
• TFT (Monitor de matriz activa)
– Pantallas de Plasma (PDP)
• Tecnologías para la captura de imágenes
– Cámaras fotográficas
• Cámaras de película
• Cámaras digitales
– Sensores digitales
» CCD (Charge coupled devices)
» CMOS (Complementary Metal-OxideSemiconductor)
– Escáneres
Tecnologías para adquisición de imágenes
• Tecnologías de impresión de imágenes
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El modelo CMYK
Semitonos
Impresoras de inyección
Impresoras láser
• Tecnologías de almacenamiento
– Dispositivos magnéticos.
– Dispositivos ópticos.
– Memorias Flash.
CRT: Descripción
- CRT => Cathode Ray Tube
(tubo de rayos catódicos)
- Un tubo de vacío que tiene
al final de su cuello un
filamento incandescente
(cañón de electrones)
CRT: Funcionamiento I
CRT: Funcionamiento II
- Utilizan tres rayos catódicos.
- La luminosidad que se provoca
es controlada por la intensidad de
la colisión.
- Cada haz debe apuntar a su
correspondiente punto fosfórico
dentro de un dot.
-La pantalla necesita ser barrida
constantemente de izquierda a
derecha y de arriba hacia abajo.
CRT: Ventajas e inconvenientes
• Ventajas del CRT
– Tecnología robusta y bien conocida
– Resolución de alta calidad y control de imagen
• Desventajas del CRT
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–
Tamaño de los monitores
Tecnología analógica
Alto consumo de energía.
Gran tamaño y peso (los típicos son al menos tan profundos como
anchos-cabezones)
– Generan gran calor (refrigeración, ambiente cargado e incómodo)
– El tubo de rayos catódicos que llevan internamente es
relativamente frágil.
– El interfaz del microprocesador es complejo
LCD: Descripción I
Pantallas de cristal líquido (LCD): Los cristales líquidos son
sustancias casi transparentes que combinan las propiedades de
los líquidos y de los sólidos.
• Funcionan en base a la
polarización de filtros y de
cristales líquidos en lugar de
fósforo iluminado por rayos de
electrones.
• Permiten construir pantallas
de tamaño reducido, muy
planas, y no necesitan fuentes
de alto voltaje para funcionar.
LCD: Descripción II
• La luz puede ser polarizada (orientar a las ondas
que la transmiten) mediante filtros.
• Existen sustancias transparentes que pueden
conducir la electricidad
• ¿Cristal líquido?
– Pues tiene propiedades de líquidos y de sólidos
• La luz que pasa a través de ellos sigue la alineación de sus
moléculas (sólidos),o sea puede cambiar la polaridad de la
luz.
• Al aplicarles electricidad, cambian la alineación de sus
moléculas (líquidos).
LCD: Descripción III
• Los cristales líquidos son moléculas
cilíndricas.
• Se alinean paralelamente sobre su eje
más largo.
• La luz sigue la orientación de estas
moléculas.
• La orientación de las moléculas cambia
con la electricidad.
• Esto, en combinación con un filtro que
polariza luz puede o no dejarla pasar.
LCD: Estructura
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(A) Espejo
(B) Vidrio polarizado
(C) Electrodo
(D) Cristal liquido
(E) Vidrio con electrodo (con la forma de la imagen a desplegar)
(F) Vidrio polarizado (a 90 grados con respecto de (B)).
LCD: Funcionamiento
LCD: Tecnologías
• Dos tecnologías básicas:
– Double-layer Super Twist Nematic (DSTN). Dual scan LCD.
Matriz pasiva.
– Thin Film Transistor (TFT). Matriz activa.
• Principios
– Los cristales líquidos no emiten su
propia luz sino la filtra.
– Mediante el anclaje de las moléculas
del cristal a cada lado de la pantalla
mediante canales en el vidrio, su estado
natural crea las alineaciones necesarias
DSTN: Descripción
Double-layer Super Twist Nematic (DSTN).
•
Pantallas LCD utilizadas en portátiles
hasta hace pocos años.
•
Denominadas de matriz pasiva pues
cada pixel debe mantener su estado
entre refrescos sin una carga
eléctrica constante.
•
Son una evolución de las STN para
reducir el efecto ghosting (dividen la
pantalla en dos mitades) Dual
scan.
DSTN: Funcionamiento
• Electrodos horizontales y
verticales controlan los puntos
en la pantalla que se
encienden/apagan.
• Lo que se observa es una luz
de fondo.
• Tiempo de respuesta de
300ms.
DSTN: Ventajas e inconvenientes
• Inconvenientes
– Calidad de imagen inferior,.
– El tiempo de respuesta (tiempo para formar gráficos en
pantalla) es el doble..
– El ángulo de visión es reducido a la mitad.
– Contraste significativa mente menor.
• Ventajas
– Necesitan menos potencia.
TFT: Descripción
• TFT o Thin film transistor
(transistor de película fina):
tecnología empleada en pantallas
LCD.
• El encendido/apagado de cada pixel
y color es gobernado por un
transistor de efecto de campo
dedicado.
• Cada celda se direcciona
independientemente.
• Sustituyen a las antiguas DSTN y es
la tecnología más empleada
actualmente.
TFT: Funcionamiento
TFT: Estructura
TFT vs CRT I
Flat Panel Displays (TFTs)
Tube Monitors (CRTs)
Brightness
(+) 170 to 250 cd/m²
(~) 80 to 120 cd/m²
Contrast ratio
(~) 200:1 to 400:1
(+) 350:1 to 700:1
Viewing angle (contrast)
(~) 110 to 170 degrees
(+) over 150 degrees
Viewing angle (color)
(-) 50 to 125 degrees
(~) over 120 degrees
Convergence errors
(+) none
(~) 0.0079 to 0.0118 inch
(0,20 to 0,30 mm)
Focus
(+) very good
(~) satisfactory to very good
Geometry/linearity errors
(+) none
(~) possible
Pixel errors
(-) up to 8
(+) none
TFT vs CRT II
Input signal
(+) analog or digital
(~) only analog
Scaling for different
resolutions
(-) none or by low-performance
interpolation methods
(+) very good
Gamma (color tuning for the (~) satisfactory
human eye)
(+) photo realistic
Uniformity
(~) often brighter at the edges
(~) often brighter in the center
Color purity/color quality
(~) good
(+) high
Flickering
(+) none
(~) not visible over 85 Hz
Response time
(-) 20 to 30 msec
(+) not noticeable
Power consumption
(+) 25 to 40 watts
(-) 60 to 150 watts
Space requirements/weight
(+) flat design, light weight
(-) a lot of space, heavy
¿ondas electromagnéticas dañinas ?
PDP: Descripción
Pantalla de plasma (PDP) es una pantalla plana en la cual la luz se crea
por la excitación de fósforo por la descarga de plasma entre dos pantallas
planas de vidrio. Utilizado en TV y paneles publicitarios.
• Plasma: fenómeno físico basado en
la utilización de un gas compuesto
(neón, xenón y argón) que cuando
son sometidos a corriente eléctrica
emiten luz
• Se basan en la emisión de luz
espontánea al descargar
eléctricamente el gas.
PDP: Funcionamiento I
PDP: Funcionamiento II
El brillo de PDP es determinado controlando la frecuencia de la
descarga
PDP: estructura
PDP: Ventajas e inconvenientes
• Ventajas
–
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–
Son muy fiables.
Amplio ángulo de visión.
No presentan parpadeo.
Pueden construirse de gran tamaño
Gracias su brillo natural son muy recomendables para
grandes tablones.
• Inconvenientes
– Consumen mucha energía
– Limitación en el tamaño mínimo de pixel, lo cual limita
por ejemplo su penetración en el mercado de pantallas
para PC.
– Vida útil reducida (respecto a otros sistemas)