MONITORES Y TARJETAS DE VIDEO

Es la pantalla en la que se ve la información suministrada por el computador. Es el medio por el cual observar la información que se encuentra almacenada en la memoria del computador y el avance tecnológico ha permitido inclusive que se pueda indicar acciones a realizar al computador como es el caso de las pantallas táctiles (touch screen).

MONITOR CRT

Cathode Ray Tube o Pantalla de Tubos de Rayos Catódicos.

Funciona de manera similar a los aparatos de televisión, han sido un estándar de las computadoras de escritorio.

En la parte trasera del tubo encontramos la rejilla catódica, que envía electrones a la superficie interna del tubo. Estos electrones al estrellarse sobre el fósforo hacen que este se ilumine. Un CRT es básicamente un tubo vacío con un cátodo (el emisor de luz electrónico y un ánodo (la pantalla recubierta de

fósforo) que permiten a los electrones viajar desde el terminal negativo al positivo. El yugo del monitor, una bobina magnética, desvía la emisión de electrones repartiéndolo por la pantalla, para pintar las diversas líneas que forman un cuadro o imagen completa.

Los monitores monocromos utilizan un único tipo de fósforo pero los monitores de color emplean un fósforo de tres colores distribuidos por triadas. Cada haz controla uno de los colores básicos: rojo, azul y verde sobre los puntos correspondientes de la pantalla.

A medida que mejora la tecnología de los monitores, la separación entre los puntos disminuye y aumenta la resolución en pantalla (la separación entre los puntos oscila entre

0.25mm y 0.31mm). Los avances en los materiales y las mejoras de diseño en el haz de electrones, producirían monitores de mayor nitidez y contraste. El fósforo utilizado en un monitor se caracteriza por su persistencia, esto es, el periodo que transcurre desde que es excitado (brillante) hasta que se vuelve inactivo (oscuro).

MONITOR LCD

LCD (acrónimo del inglés liquid crystal display)

Esta terminología se ha venido utilizando en las computadoras portátiles, calculadoras, cámaras y últimamente en los monitores de escritorio TFT.

Las portátiles LCD tienen varias ventajas sobre las CRT: son perfectamente planas, menos

Imagen: CRT

Imagen: LCD

Imagen: Interior CRT

voluminosas, menos pesadas, no generan interferencias electromagnéticas porque consume menos que un CRT.

En la pantalla LCD hay un filtro que crea dos ondas luminosas separadas. Este filtro permite solo el paso de ondas luminosas alineadas con él. Después de pasar por el filtro todas las ondas restantes están alineadas en la misma dirección. Mediante un segundo filtro polarizado, alineado a un ángulo recto con el primero, todas estas ondas quedan bloqueadas. Pueden modificarse la cantidad de luz que se permite

pasar haciendo variar el ángulo del segundo filtro.

En las LCD de color hay un filtro adicional con tres celdas por cada pixel, cada uno para desplegar el rojo, el verde y el azul.

Las ondas de luz pasan a través de las celdas de cristal líquido y cada segmento de color tiene su propia celda. Los cristales líquidos son moléculas orgánicas, en forma de bastón que fluyen al igual que un líquido. Le permite a la luz pasar a través de ellos directamente, pero una carga eléctrica altera su orientación y por consiguiente la de la luz que pasa a través de ellos

Para formar la imagen los cristales líquidos se organizan en forma de cuadricula que representan los pixeles que constituyen la pantalla. Para suministrar energía a un cristal individual, la pantalla contiene un conjunto de transistores, el número de transistores define dos tipos de pantalla:

PANTALLA DE MATRIZ PASIVA

Los transistores están dispuestos a lo largo de un borde horizontal y un borde vertical de la pantalla. Una pantalla de 800 x 600 pixeles tiene 1400 transistores. Para suministrar

corriente a un pixel individual los dos transistores de los lugares adecuados en los ejes vertical y horizontal actúan a la vez como se muestra en la figura23:

Como cada transistor del conjunto es responsable de dar servicio a una fila o una columna de pixeles proporcionaba corriente al cristal individual con una serie de pulsos. La cantidad de la carga de los transistores determina la velocidad a la que gira el cristal y por consiguiente determina la cantidad de luz

que pasa a través de los filtros hacia la pantalla

TRANSISTORES:

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras,

Imagen: Matriz pasiva

Imagen: Interior LCD

calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc.

PANTALLA DE MATRIZ ACTIVA

Cada pixel tiene transistores dedicados, distribuidos detrás de la pantalla en una rejilla del mismo tamaño como se observa en la figura24:

Por ejemplo una pantalla de matriz activa de 800 x 600 pixeles tiene 1’440000 transistores en lugar de 1400. Es decir 3 transistores por cada pixel (un transistor para el rojo, otro para el azul y otro para el verde)

La forma más común de los monitores de matriz activa se llama TFT (Thin Film Transistor) o transistor de capa fina, llamada así por el método mediante el cual el conjunto de transistores es montado en la parte posterior de la pantalla. En un panel LCD de matriz activa los transistores no necesitan pulsar la corriente porque cada pixel tiene

transistores dedicados a su servicio, como resultado el control de la cantidad de luz que pasa a través de los filtros se realiza de una forma más precisa, permitiendo el paso de mayor cantidad de luz y produciendo una imagen más brillante.

MONITOR LED

Una de las diferencias de un monitor LED con respecto a un LCD, es la utilización de retro iluminación por LED en vez de las lámparas fluorescentes. Las lámparas fluorescentes, contienen mercurio evitando de ese modo la contaminación que provoca y las emisiones de CO2. Además disminuyen el consumo eléctrico dejándolo por debajo del 50% respecto a los LCD. Los monitores LED además son ultra fino, con espesores de alrededor de 20 mm, lo cual hace que estos sean más ligeros y ocupen todavía menos espacio. Los monitores LED, cansan menos la vista. Los monitores LED tienen una resolución FULL HD, siendo de este modo las imágenes mucho más nítidas y con colores más vivos y con contrastes que hacen que las imágenes se vean con una intensidad asombrosa.

Tamaño: este se mide en pulgadas al igual que en los televisores está representado por la longitud de la diagonal de la pantalla. Vienen en dos formatos 4:3 o los más populares 16:9 o 16:10 son los denominados Wide Screen (más alargados)

Resolución: es el grado de detalle que puede interpretar el monitor. Se expresa mediante el número de elementos de imagen llamados pixeles tanto horizontales como verticales, contenidos en la pantalla. Mientras mayor sea el número de pixeles mayor detalle tendrá la pantalla. Todos los monitores pueden trabajar con múltiples resoluciones, pero dependiendo del tamaño del monitor, unas resoluciones serán más útiles que otras. Así: un monitor de 15 pulgadas cuya resolución máxima sea de 1024 x 768 pixeles puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, además de otras resoluciones inferiores como 640 x 480 u 800 x 600.

Imagen: LED

Imagen: Matriz activa

Tamaño DPI Resolución Máxima Exigible

Resolución de trabajo

recomendada14’’ 0,28 mm 1024 x 768 640 x 48015’’ 0,28 mm 1024 x 768 640 x 60017’’ 0,132 mm 1280 x 1024 1024 x 76819’’ 0,113 mm 1280 x 1024 1024 x 76821’’ 0,102 mm 1680 x 1050 1280 x 102427’’ 0,109 mm 2560 x 1600 1680 x 1050

Tabla: Resoluciones y DPI

TARJETA DE VIDEO

Funcionalmente puede considerarse como una interfaz de salida de datos. Un adaptador de video típico constará de una placa de circuito impreso con un conector de 9 pines al que se conecta el cable del monitor, y un conector de ranura de 2x31 contactos que se inserta en una de las ranuras de expansión (slots) de la placa base del PC.

La elección de un subsistema gráfico (actualmente el estándar Súper VGA) nos permitirá controlar la resolución (número de pixeles visualizados en una pantalla), la cantidad de colores simultáneos observados. La cantidad de memoria de la tarjeta de video, nos determina la máxima resolución y los colores posibles en los que podemos trabajar (siempre condicionado al tipo de monitor). Un monitor Súper VGA auténtico debería soportar como mínimo 1024x768 pixeles, si bien hoy en día lo común (al menos a partir de 15’’) es que debe soportarse hasta 1280x1024 pixeles. En tamaños superiores (17, 19, 21, 27’’) deberían soportar resoluciones de 1600x1200 pixeles

COMPONENTES DE LA TARJETA DE VIDEO

Podríamos decir que una tarjeta de video es muy parecida al conjunto placa madre, procesador y memoria. Veremos que esta analogía es evidente al analizar cada parte que componen este complicado rompecabezas.

Una tarjeta gráfica, está formada principalmente por:

GPU es un acrónimo utilizado para abreviar Graphics Processing Unit, que significa "Unidad de Procesamiento Gráfico". Una GPU es un procesador dedicado exclusivamente al procesamiento de gráficos, para aligerar la carga de trabajo del procesador central en aplicaciones como los videojuegos. De esta forma, mientras gran parte de lo relacionado con los gráficos se procesa en la GPU, la CPU puede dedicarse a otro tipo de cálculos (como la inteligencia artificial o los cálculos mecánicos en el caso

Imagen: Tarjeta de video

Imagen: Componentes tarjeta de video

de los videojuegos). Una GPU implementa ciertas operaciones gráficas llamadas primitivas optimizadas para el procesamiento gráfico.

Conector de bus: en la mayoría de los casos el adaptador consiste en una tarjeta de expansión que se conecta en una de las ranuras del PC. Al principio los adaptadores de video usaban el slot ISA, luego el PCI, el AGP y hoy en día PCI Express. Los buses PCI y AGP permiten características como Plug and Play y BusMastering, esta última para optimizar las operaciones de transferencia de la tarjeta. Estos buses han sido utilizados con más frecuencia a partir de las máquinas con procesadores Pentium IV en adelante.

Conector VGA: Es un conector hembra de tipo D, de 15 pines, que viene en tres filas de 5 pines cada una. El pin 9 no existe en el conector del cable del monitor y es un agujero en el conector del adaptador

Conector DVI:El conector DVI normalmente posee pines para transmitir las señales digitales nativas de DVI. En los sistemas de doble enlace, se proporcionan pines adicionales para la segunda señal. También puede tener pines para transmitir las señales analógicas del estándar VGA. Esta característica se incluyó para dar un carácter universal a DVI: los conectores que la implementan admiten monitores de ambos tipos (analógico o digital).

Conector HDMI: Provee una interfaz entre cualquier fuente de audio y vídeo digital como podría ser un sintonizador TDT, un reproductor de Blu-ray, un Tablet PC, un ordenador (Microsoft Windows, Linux, Apple Mac OS X, etc.) o un receptor A/V, y monitor de audio/vídeo digital compatible, como un televisor digital (DTV).

Bios de video: el adaptador de video tiene su propia BIOS independiente de la BIOS del sistema, que le proporciona las instrucciones para utilizar la pantalla durante el proceso de arranque. Se puede observar muy fugazmente la marca y modelo de esta BIOS durante los primeros segundos del arranque en la parte superior de la pantalla.

Chipset de video: Es el principal componente del adaptador de video, es el responsable de recibir la información del CPU a través del bus del sistema, de procesar esta información y de almacenarla en la memoria de video según se necesite, y de transmitirla al monitor a través del conector VGA. Las dos características que definen a un adaptador de video son: la cantidad de memoria existente en la tarjeta y el chipset que utiliza.

Memoria de video: La cantidad y el tipo de memoria del adaptador de video son factores cruciales para el rendimiento y las posibilidades de la tarjeta. Actualmente un adaptador de video debería manejar al menos 256 Mb de memoria.

Memoria de vídeo Máxima resolución (en 2D) Máximo número de colores512 Kb 1024x768 a 16 colores 256 a 640x480 puntos1 MB 1280x1024 a 16 colores 16,7 millones a 640x4802 MB 1600x1200 a 256 colores 16,7 millones a 800x6004 MB 1600x1200 a 65.536 colores 16,7 millones a 1024x768

Tabla: Memoria de video

Ramdac de video: es el acrónimo de RAM DIGITAL/ANALOG CONVERTER, esto es un convertidor digital analógico de RAM. Es un chip que sirve para realizar la conversión de los datos digitales del color de cada punto a componentes analógicos de rojo, verde y azul (RGB) para ser enviados al monitor. Para saber lo rápido que es debemos mirar el ancho de banda del Ramdac que se mide en Mhz.

Además de la resolución de pantalla y la profundidad de color, un parámetro importante es la velocidad de refresco que indica la velocidad en que el adaptador vacía el buffer de memoria y vuelve a representar la pantalla. Una velocidad de refresco de 60 Hz o menos produce un parpadeo que es apreciable para la mayoría de personas.

El rendimiento de la ramdac se mide en Mgh, que especifica los millones de pixeles por segundo que puede convertir la unidad. La mayoría de los adaptadores de video tiene un ramdac que funciona a 200 Mhz o más y las tarjetas de la gama alta pueden tener un ramdac que funcione hasta 420 Mhz como las tarjetas video basadas en XGI Volari XP10

¿Es bus HDMI requiere convertir los datos de digital a análogo si o no? Sí, HDMI permite el uso de vídeo computarizado, mejorado o de alta definición, así como audio digital multicanal en un único cable. Es independiente de los varios estándares DTV como ATSC, DVB (-T,-S,-C), que no son más que encapsulaciones de datos del formato MPEG. Tras ser enviados a un decodificador, se obtienen los datos de vídeo sin comprimir, pudiendo ser de alta definición.

Acelerador 3D: aunque no es un componente directo la capacidad de un adaptador de video para realizar funciones de aceleración 3D es un factor importante para obtener mejor calidad de imagen, sobre todo para los juegos.

La tarjeta aceleradora es una placa de circuito impreso que amplía las capacidades del microprocesador principal de un equipo o lo sustituye por otro más rápido. La tarjeta aceleradora permite al usuario ampliar un sistema dotándolo de un microprocesador más rápido sin necesidad de sustituir las tarjetas, unidades, teclado o case. Esto reduce sustancialmente el precio del sistema

Las tarjetas gráficas con aceleración 3D son básicamente una unidad de proceso periférica que se encarga de realizar los cálculos necesarios para la representación tridimensional, de este modo el CPU está libre para encargarse de otras tareas menos específicas, acelerando el conjunto.

Durante el proceso de representación, el procesador gráfico 3D aplica a la imagen una serie de texturas que se almacenan en la memoria y realiza básicamente las siguientes operaciones sobre una imagen generada por el procesador:

Buffer de ocultación Sombreado gouroud Corrección de perspectiva Mapeado MIP Filtrado bilineal Alpha Blending

Existen dos tipos de aceleradoras gráficas:

RAM

101010101010101010100 RAMDAC

Imagen: Transmisión

a) Las propias aceleradoras 3D: tarjetas independientes que solo entran en funcionamiento cuando se ejecuta algún juego que necesite su funcionamiento. Estas tarjetas requieren una tarjeta 2D que se encargue de las tareas normales con un único requisito de tener un mínimo 8 Mb de memoria

b) Tarjetas híbridas 2D/3D: consisten en un único chip que se encarga tanto de las funciones 2D como de las funciones 3D de una tarjeta aceleradora

BIBLIOGRAFÍA

http://www.ciao.es/Monitores_LCD_273529_2-15_a_17_pulgadas

http://www.configurarequipos.com/tema2409440-15-0.html

http://www.forosdelweb.com/f6/resolucion-monitores-lcd-450672/

http://foro.noticias3d.com/vbulletin/showthread.php?t=352789

http://www.beep.es/categoria/monitores-led.html

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_displays_by_pixel_density

http://www.google.com.ec/imgres?imgurl=http://culturacion.com/wp-content/uploads/2009/09/DVI.jpg&imgrefurl=http://culturacion.com/2009/09/tipo-de-conectores-dvi/

http://www.conozcasuhardware.com/quees/video1.htm

Documento Arquitectura del PC. Materia Adicional.