Elementos de visualización: monitor #
Introducción #
El monitor o pantalla del ordenador es el principal dispositivo de salida (interfaz), que muestra datos o información al usuario.
También puede considerarse un periférico de Entrada/Salida si el monitor tiene pantalla táctil o multitáctil.
Parámetros de una pantalla: #
• Píxel: unidad mínima representable en un monitor. Los monitores pueden presentar píxeles muertos o atascados. Se notan porque aparecen en blanco. Más común en portátiles.
• Tamaño de punto o (dot pitch): el tamaño de punto es el espacio entre dos fósforos coloreados de un píxel. Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. Los tamaños de punto más pequeños producen imágenes más uniformes.
• Área útil: el tamaño de la pantalla no coincide con el área real que se utiliza para representar los datos.
• Ángulo de visión: es el máximo ángulo con el que puede verse el monitor sin que se degrade demasiado la imagen. Se mide en grados.
• Luminancia: es la medida de luminosidad, medida en Candela.
• Tiempo de respuesta: también conocido como latencia. Es el tiempo que le cuesta a un píxel pasar de activo (blanco) a inactivo (negro) y después a activo de nuevo.
• Contraste: es la proporción de brillo entre un píxel negro a un píxel blanco que el monitor es capaz de reproducir. Algo así como cuantos tonos de brillo tiene el monitor.
• Coeficiente de contraste de imagen: se refiere a lo vivo que resultan los colores por la proporción de brillo empleada. A mayor coeficiente, mayor es la intensidad de los colores (30000:1 mostraría un colorido menos vivo que 50000:1).
• Consumo: cantidad de energía consumida por el monitor, se mide en Vatio.
• Ancho de banda: frecuencia máxima que es capaz de soportar el monitor.
• Hz o frecuencia de refresco vertical: son 2 valores entre los cuales el monitor es capaz de mostrar imágenes estables en la pantalla.
• Hz o frecuencia de refresco horizontal: similar al anterior pero en sentido horizontal, para dibujar cada una de las líneas de la pantalla.
• Blindaje: un monitor puede o no estar blindando ante interferencias eléctricas externas y ser más o menos sensible a ellas, por lo que en caso de estar blindando, o semi-blindado por la parte trasera llevara cubriendo prácticamente la totalidad del tubo una plancha metálica en contacto con tierra o masa.
• Tipo de monitor: en los CRT pueden existir 2 tipos, de apertura de rejilla o de máscara de sombra.
• Líneas de tensión: son unas líneas horizontales, que tienen los monitores de apertura de rejilla para mantener las líneas que permiten mostrar los colores perfectamente alineadas; en 19 pulgadas lo habitual suelen ser 2, aunque también los hay con 3 líneas, algunos monitores pequeños incluso tienen una sola.
Tamaño de la pantalla y proporción, medición, resolución máxima y colores #
El tamaño de la pantalla es la distancia en diagonal de un vértice de la pantalla al opuesto, que puede ser distinto del área visible cuando hablamos de CRT , mientras que la proporción o relación de aspecto es una medida de proporción entre el ancho y el alto de la pantalla, así por ejemplo una proporción de 4:3 ( Cuatro tercios ) significa que por cada 4 píxeles de ancho tenemos 3 de alto, una resolución de 800x600 tiene una relación de aspecto 4:3, sin embargo estamos hablando de la proporción del monitor.
Estas dos medidas describen el tamaño de lo que se muestra por la pantalla, históricamente hasta no hace mucho tiempo y al igual que las televisiones los monitores de ordenador tenían un proporción de 4:3. Posteriormente se desarrollaron estándares para pantallas de aspecto panorámico 16:9 (a veces también de 16:10 o 15:9) que hasta entonces solo veíamos en el cine.
Figura 22.Medida de tamaño de la pantalla para TFT.
Medición del tamaño de la pantalla Las medidas de tamaño de pantalla son diferentes cuando se habla de monitores CRT y monitores LCD:
• Para monitores CRT la medida en pulgadas de la pantalla toma como referencia los extremos del monitor teniendo en cuenta el borde, mientras que el área visible es más pequeña.
• Para monitores LCD la medida de tamaño de pantalla se hace de punta a punta de la pantalla sin contar los bordes. Los tamaños comunes de pantalla suelen ser de 15, 17, 19, 21 pulgadas. La correspondencia entre las pulgadas de CRT y LCD en cuanto a zona visible se refiere, suele ser de una escala inferior para los CRT, es decir una pantalla LCD de 17 pulgadas equivale en zona visible a una pantalla de 19 pulgadas del monitor CRT (aproximadamente).
Resolución máxima Es el número máximo de píxeles que pueden ser mostrados en cada dimensión, es representada en filas por columnas. Está relacionada con el tamaño de la pantalla y la proporción. Los monitores LCD solo tienen una resolución nativa posible, por lo que si se hacen trabajar a una resolución distinta, se escalará a la resolución nativa, lo que suele producir artefactos en la imagen. Las resoluciones más usadas son:
Figura 22. Comparación de resoluciones de vídeo.
Colores Cada píxel de la pantalla tiene interiormente 3 subpíxeles, uno rojo, uno verde y otro azul; dependiendo del brillo de cada uno de los subpíxeles, el píxel adquiere un color u otro de forma semejante a la composición de colores RGB. La manera de organizar los subpíxeles de un monitor varía entre los dispositivos. Se suelen organizar en líneas verticales, aunque algunos CRT los organizan en puntos formando triángulos.
Para mejorar la sensación de movimiento, es mejor organizarlos en diagonal o en triángulos. El conocimiento del tipo de organización de píxeles, puede ser utilizado para mejorar la visualización de imágenes de mapas de bit usando renderizado de subpíxeles. La mayor parte de los monitores tienen una profundidad 8 bits por color (24 bits en total), es decir, pueden representar aproximadamente 16,8 millones de colores distintos.
Figura 23. Geometría de los píxeles.
Clasificación de monitores #
• Un monitor puede clasificarse, según la tecnología empleada para formar las imágenes en:
o Tubo de rayos catódicos o CRT (Cathode Ray Tube): es una tecnología que permite visualizar imágenes mediante un haz de rayos catódicos constantemente dirigido contra una pantalla de vidrio recubierta de fósforo y plomo. El fósforo permite reproducir la imagen proveniente del haz de rayos catódicos, mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al usuario de sus radiaciones. Fue desarrollado por William Crookes en 1875.
Se emplea principalmente en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se está sustituyendo paulatinamente por tecnologías como plasma, LCD, LED.
Figura 24. Tubo de rayos catódicos. o Pantalla de cristal líquido o LCD (Liquid Crystal Display): es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica.
Figura 25. Subpíxel de un LCD de color.
o Pantalla de plasma o PDP (Plasma Display Panel): es un dispositivo de pantalla plana habitualmente usada en televisores de gran formato (de 37 a 80 pulgadas). Consta de muchas celdas diminutas situadas entre dos paneles de cristal que contienen una mezcla de gases nobles (neón, argón y xenón). El gas en las celdas se convierte eléctricamente en plasma, el cual provoca que una sustancia fosforescente (que no es fósforo) emita luz.
Figura 26. Composición de una pantalla de plasma.
o TFT LCD (Thin Film Transistor: transistor de películas finas): Las LCD de TFT son un tipo de LCD de matriz activa. Hay varias tecnologías de matriz activa:
▪ Twisted nematic (TN), contienen elementos de cristal líquido con desenrollado y enrollado en diversos grados para permitir que la luz pase a través de ellos.
▪ In-plane switching (IPS), alinea las celdas de cristal líquido en una dirección horizontal.
▪ Vertical alignment (VA), el material de cristal líquido se encuentra en un estado vertical eliminando la necesidad de los transistores extras (como en el IPS).
Figura 27. TFT-LCD de 15" (Pulgadas).
o Pantalla LED (Light Emitting Diode: diodo emisor de luz), se caracterizan por estar compuesto por diodos emisores de luz o LEDs. Dichos LEDs forman píxeles, lo que permite formar caracteres, textos, imágenes y hasta vídeo, dependiendo de la complejidad de la pantalla y el dispositivo de control.
OLED (Organic Light-Emitting Diode: diodo orgánico de emisión de luz)
▪ es un tipo de diodo que se basa en una capa electroluminiscente formada por una película de componentes orgánicos que reaccionan a una determinada estimulación eléctrica, generando y emitiendo luz por sí mismos.
Figura 28. Sony XEL-1, el primer TV OLED.
▪ AMOLED (Active Matrix OLED: OLED de matriz activa), consiste en un conjunto de píxeles OLED que se depositan o integran en una serie de transistores de película fina (TFT) para formar una matriz de píxeles, que se iluminan cuando han sido activados eléctricamente, controlados por los interruptores que regulan el flujo de corriente que se dirige a cada uno de los píxeles.
El TFT continuamente regula la corriente que fluye por cada uno de los píxeles, para así caracterizar el píxel con el nivel de brillo que mostrará. Se utilizan bastante en dispositivos móviles.
Figura 29. Tecnología AMOLED utilizada en móviles.
▪ Super AMOLED (Super Active Matrix Organic Light-Emitting Diode: Súper AMOLED), principalmente para su uso en dispositivos móviles y tablets. Una de las principales diferencias de otras tecnologías de pantallas es que la capa que detecta los toques está integrada en la pantalla, en lugar de ser superpuesta en la parte superior. Comparada con la primera generación de AMOLED, algunas de las ventajas del Super AMOLED son pantallas más brillantes, menor reflexión de la luz solar y menor consumo de energía.
• En tanto, según el estándar, un monitor puede clasificarse en: Monitor numérico, MDA, CGA, EGA, analógico, VGA, SVGA, entre otros.
• En cuanto a los colores que usan los monitores pueden ser:
o Monitor monocromático o Monitor policromático.
• En cuanto a si es solamente un Periférico de salida (S) o Periférico de Entrada/Salida (E/S):
o Monitor no táctil: S o Pantalla táctil (touch screen): E/S
o Multitáctil (multitouch): E/S
Pantalla táctil #
Una pantalla táctil (en inglés, touch screen), es una pantalla que mediante un toque directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo, y a su vez muestra los resultados introducidos previamente; actúa como periférico de entrada y salida de datos, así como emulador de datos interinos erróneos al no tocarse efectivamente. Este contacto también se puede realizar por medio de un lápiz óptico o de otras herramientas similares.
Hay pantallas táctiles que pueden instalarse sobre una pantalla común, de cualquier tipo o denominación (LCD, monitores y televisores CRT, plasma, etcétera). Las pantallas táctiles se volvieron comercialmente exitosas por su uso en dispositivos de la industria, en ordenadores públicos (como exposiciones de museos, pantallas de información, cajeros automáticos de bancos y otros) donde los teclados y los ratones no permiten una interacción satisfactoria, intuitiva, rápida, o exacta del usuario.
Se han ido haciendo populares desde la invención de la interfaz electrónica táctil, en 1971, por George Samuel Hurst, físico estadounidense. Han llegado a ser comunes en los TPV, en los cajeros automáticos y en los PDA, donde es posible usar un estilete o el dedo para manipular la interfaz gráfica de usuario (GUI) y para introducir datos.
La popularidad de los teléfonos inteligentes, de los PDA, de las videoconsolas portátiles o de los navegadores de automóviles está generando la demanda y la aceptación de las pantallas táctiles.
Tipos:#
Según la tecnología que usen, hay tres tipos de pantallas táctiles3 de uso habitual:
• Resistivas: Son más baratas y no les afectan el polvo ni el agua salada y, además de ser más precisas, pueden ser usadas con un puntero o con el dedo. Sin embargo, tienen hasta un 15% menos de brillo y son más gruesas, por lo que están siendo sustituidas por otras en los dispositivos móviles que precisan un tamaño y un peso ajustados y mayor brillo en la pantalla por la posibilidad de estar expuestos a la luz directa del sol.
• Capacitivas: Basadas en sensores capacitivos, consisten en una capa de aislamiento eléctrico, como el cristal, recubierto con un conductor transparente, como el ITO (tin-doped indium oxide). Como el cuerpo humano es también un conductor eléctrico, el contacto con la superficie de la pantalla genera una distorsión del campo electrostático de la pantalla, que se mide a través del cambio en la capacitancia (capacidad eléctrica).
Pueden utilizarse diferentes tecnologías para determinar en qué posición de la pantalla se hizo el toque. La posición se envía al controlador, para su procesamiento. En este tipo de pantallas, la imagen tiene una mayor calidad, la respuesta es mejor, y algunas permiten el uso de varios dedos a la vez (multitouch). Sin embargo, son más caras y no se pueden usar con el puntero habitual, sino con uno especial para las pantallas capacitivas.
• Onda acústica de superficie: La tecnología de ondas de superficie utiliza ondas ultrasónicas que pasan sobre el panel de la pantalla táctil. Cuando se toca el panel, se absorbe una parte de la onda. Este cambio en las ondas ultrasónicas registra la posición del evento táctil y envía esta información al controlador, para su procesamiento. El panel de pantalla táctil de onda de superficie es el más avanzado de los tres tipos, pero puede dañarse con elementos externos.
Figura 30. Pantalla táctil, La pantalla de un HP-150 (primer PC de 1983 con pantalla táctil) y
La pantalla capacitiva y el principio de su funcionamiento.
Especificaciones HID Las pantallas táctiles se encuentran definidas dentro de la especificación de dispositivos de interfaz humana (HID) para puerto USB4 como digitalizadores, junto con dispositivos como touchpad y tabletas digitalizadoras, entre otros. Las pantallas táctiles se identifican con el usage ID 04. Las especificaciones incluyen los campos utilizados para el manejo de este tipo de dispositivos. Algunos de los más interesantes para el manejo de las pantallas táctiles son:
• Tip pressure: Representa la fuerza por un transductor, habitualmente un estilete o también un dedo.
• Barrel pressure: Fuerza que ejerce el usuario en el sensor del transductor, como por ejemplo un botón sensible a la presión en el puntero de manejo.
• In range: Indica que el transductor se encuentra en el área donde la digitalización es posible. Se representa por un bit.
• Touch: Indica si un dedo está tocando la pantalla. El sistema suele interpretarlo como un clic de botón primario.
• Untouch: Indica que el dedo ha perdido contacto con la superficie de la pantalla. Se interpreta como la acción de soltar el botón primario.
• Tap: Indica que se ha realizado un toque con el dedo en la pantalla, levantándolo rápidamente sin prolongar el contacto. Se interpreta como un evento provocado por un botón.
Sistemas operativos y software Existe una gran variedad de programas de cómputo para el manejo de máquinas con pantallas táctiles que pueden ejecutarse en los principales sistemas operativos tales como, por ejemplo, GNU/Linux, MacOS y Windows. En los tres casos, existen versiones especiales adaptadas para su uso en tabletas y en portátiles táctiles. Android es un sistema operativo de código abierto basado en el núcleo (kernel) de Linux, inicialmente desarrollado por Android Inc. y respaldado por Google.
Apple ha desarrollado su sistema iOS para iPad, y Microsoft ha incluido un desarrollo específico en las distintas versiones: desde Windows XP Tablet PC Edition hasta el Windows 8, en el cual el desarrollo táctil no es específico de una versión sino de la versión. En otro tipo de dispositivos, como las PDA o teléfonos con pantalla táctil, también existen sistemas operativos como: PalmOS, Windows Phone, iOS, Android, BlackBerry OS, WebOS, Symbian OS, MeeGo o Maemo.
Respecto al software específico para pantallas táctiles, al igual que en el caso de otros dispositivos similares como las tabletas digitalizadoras, destacan los programas de reconocimiento de escritura manual, como Inkwell en Macintosh. En el caso de Windows XP Tablet PC Edition, el propio sistema operativo incluye reconocimiento de escritura.
También son habituales los programas de dibujo, como por ejemplo Corel Painter, que pueden incluso reconocer la fuerza con la que se está pulsando sobre la pantalla o la inclinación del objeto con el que se está tocando. Muchas aplicaciones utilizan las características táctiles de los dispositivos y de los sistemas operativos: teclados virtuales, juegos, gestores multimedia y ofimática, entre otros.