Source: https://www.ingenieriaparatodos.com/2016/06/monitores.html
Timestamp: 2019-07-24 09:12:08+00:00

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La tecnología de estos periféricos ha evolucionado mucho desde la aparición de las PC, desde los “viejos computadora de fósforo verde” hasta los “nuevos de plasma”. Pero de manera mucho más lenta que otros componentes, como microprocesadores, motherboards, etc. Sus configuraciones y prestaciones han ido evolucionando según las necesidades de los usuarios a partir de la utilización de aplicaciones mas sofisticadas como el diseño asistido por computadora (CAD/CAM) o el aumento del tiempo de estancia delante de la pantalla que se ha solventado aumentando el tamaño de la pantalla y la calidad de la
No tenemos que olvidar que es parte fundamental de la gráfica integral de lacomputadora está dada por la combinación del monitor más una placa gráfica que seadapte a las características del monitor seleccionado. El éxito de los Notebooks ha hecho que las pantallas de LCD se hayan convertido en opciones válidas. Pero todavía no son accesibles para el usuario debido a que los precios de las pantallas planas de buena calidad son de mayor costo con respecto a las de tubos convencionales de similares prestaciones.Las firmas que nos proveen de estos periféricos nos afirman que están en constante investigación ensayando nuevas tecnologías integrando materiales más nobles y de mayor versatilidad puesta a favor de la confortabilidad del usuario. La evolución creciente de los periféricos de salida apunta a que los computadores de tecnología de tubos de rayos catódicos decaigan frente a las tecnologías nuevas, en principio frente a las de LCD, y plasma.
Evidentemente esto último no solo por cuestión de tamaño, (un monitor de LCD puede caber en un tercio del espacio del ocupado por uno de Tubo de rayos catódicos, y pesa bastante menos, a esto le tenemos que sumar que estos últimos consumen mucha más energía que los primeros y que estos carecen de los problemas de convergencia, enfoque y geometría de los CRT.
Por lo expuesto está claro que el monitor es uno de los periféricos más importante de la computadora, ya que nos proporciona los datos de salida. Como nombramos anteriormente la velocidad de la evolución de estos no esta tan rápido como la de otros componentes y su compatibilidad es muy alta entre otros. Por tal motivo pensando en el uso que se le va a dar elegir un monitor de acuerdo al uso es una elección a largo plazo.
El monitor esta basado en un elemento CRT (Catode Ray Tube, Tubo de Rayos Catódicos), los actuales monitores, controlados por un microprocesador para almacenar muy diferentes formatos, así como corregir las eventuales distorsiones, y con capacidad de presentar 1280x1024 o hasta 1600x1200 puntos en pantalla, son elementos complejos.
Los monitores CRT emplean tubos cortos, pero con la particularidad de disponer de una pantalla completamente plana.
Tarjeta gráfica ó tarjeta de video ó adaptador de video: Es el elemento Hardware que se encarga de controlar la información que aparece en la pantalla del monitor. Genera la señal de sincronización horizontal y vertical y la señal que lleva el contenido de la memoria RAM de video a la pantalla.
Todo monitor necesita ser controlado por una tarjeta gráfica. El encargado de colocar en la memoria de video los datos procedentes de la aplicación que está ejecutándose es el microprocesador, este se encarga de convertirlos en información y que sean representados a través del monitor, gracias a la intervención de un programa residente llamado controlador o DRIVER.
Las tarjetas gráficas se instalan sobre la placa base. Es conveniente saber que el modificar las características de una tarjeta gráfica influye en el monitor y viceversa ya que son considerados como un todo. Renderización La renderización se encarga de modelar los píxeles (puntos), dependiendo de su posición en el espacio y su tamaño. También rellena el objeto, que previamente ha sido almacenado como un conjunto de vértices. Para llevar a cabo ésta tarea, se agrupan los vértices de tres en tres, hasta transformar el objeto en un conjunto de triángulos. Estos procesos son llevados a cabo entre el microprocesador y el acelerador gráfico. Normalmente, el microprocesador se encarga del procesamiento geométrico, mientras que el acelerador gráfico del rendering.
En pocas palabras, el microprocesador genera el objeto, y el acelerador gráfico lo "pinta". El gran problema que enfrenta el microprocesador es que al construir los objetos 3D a base de polígonos, cuanto más curvados e irregulares se tornan los bordes del objeto, mayor es la cantidad de polígonos que se necesitan para aproximarse a su contextura. El problema es aún peor si además dicho objeto debe moverse, con lo cuál hay que generarlo varias decenas de veces en un lapso de pocos segundos.
Tipos de monitores caracterización por colores:
_Monocromáticos: Sin color.
_Cromáticos : Con color
Las pantallas de estos monitores están formadas internamente por tres capas de material de fósforo, una por cada color básico (rojo, verde y azul). También consta de tres cañones de electrones, e, igual que las capas de fósforo, hay uno por cada color. Para formar un color en pantalla que no sea ninguno de los colores básicos, se
combinan las intensidades de los haces de electrones de los tres colores básicos.
Muestra por pantalla un solo color: negro sobre blanco o ámbar, o verde sobre negro. Uno de estos monitores con una resolución equivalente a la de un monitor color, si es de buena calidad, generalmente es más nítido y más legible.
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 éste se ilumine. Un CRT es básicamente un tubo de vacío con un cátodo (el emisor del haz electrónico) y un ánodo (la pantalla recubierta de fósforo) que permite a los electrones viajar desde el terminal negativo (cátodo) al positivo(ánodo). El yugo del monitor, una bobina magnética, desvía la emisión de electrones repartiéndolo por lapantalla, para "pintar" las diversas líneas que forman un cuadro o imagen completa. La electrónica interna debe estar preparada para compensar las diferencias de "trazado" en los bordes respecto al centro, producidas por la mayor desviación del haz.
Los monitores monocromos utilizan un solo haz electrónico y un único tipo de fósforo, pero los monitores en de color emplean tres haces, y fósforo de tres colores distribuido por tríadas. Cada haz controla uno de los colores básicos: rojo, azul y verde sobre los puntos correspondientes de la pantalla. Los tres haces son modulados, activados y desactivados, para producir los diferentes colores. Los haces y los puntos de color están alineados axialmente sobre una línea vertical, lo que produce un control más preciso.
A medida que mejora la tecnología de los monitores, la separación entre puntos disminuye y aumenta la resolución en pantalla (la separación entre puntos oscila entre 0,25mm y 0,31mm.). Los avances en los materiales de la máscara y las mejoras en el diseño del haz de electrones, producirán monitores de mayor nitidez y contraste, esdecir, mejor y más detallada presentación.
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.)
Categorías de persistencia del fósforo son:
Media-corta
Los antiguos monitores de tipo monocromo utilizaban fósforo de persistencia media-alta, que mantenía el brillo de cada punto durante bastante tiempo tras cesar de emitir el haz electrónico. El cambio en la imagen de pantalla, por ejemplo un desplazamiento hacia arriba, dejaba una imagen de la sombra de la imagen previa sobre el tubo. Era como una estela que dejaban los puntos al moverse por la pantalla. Los monitores de color actuales utilizan fósforo con persistencia media-baja, con lo que permiten que la imagen cambie rápidamente si dejar sombras.
Características importantes de monitores CRT.
El refresco es el número de veces que se dibuja la pantalla por segundo. Evidentemente, cuanto mayor sea la cantidad de veces que se refresque, menos se nos cansará la vista y trabajaremos más cómodos y con menos problemas visuales. La velocidad de refresco se mide en hertzios (Hz. 1/segundo), así que 70 Hz significan que la pantalla se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70Hz. Para trabajar ergonómicamente, o sea, con el mínimo de fatiga visual, 80 Hz o más. El mínimo son 60Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren demasiado, y unos minutos bastan para empezar a sentir escozor o
incluso un pequeño dolor de cabeza.
Antiguamente se usaba una técnica denominadaentrelazado, que consiste en que la pantalla se dibuja en dos pasadas, primero las líneas impares y luego las pares, por lo que 70 Hz. entrelazados equivale a poco más de 35 sin entrelazar, lo que cansa la vista increíblemente.
La frecuencia máxima de refresco del monitor se ve limitada por la resolución del monitor. Esta última decide el número de líneas o filas de la máscara de la pantalla y el resultado que se obtiene del número de filas de un monitor y de su frecuencia de exploración vertical (o barrido, o refresco) es la frecuencia de exploración horizontal; esto es el número de veces por segundo que el haz de electrones debe desplazarse de izquierda a derecha de la pantalla.
Por consiguiente, un monitor con una resolución de480 líneas y una frecuencia de exploración vertical de 70Hz presenta una frecuencia de exploración horizontal de 480 x 70, o 33,6 kHz. En este caso, el haz de electrones debe explorar 33600 líneas por segundo. Quien proporciona estos refrescos es la tarjeta gráfica, pero quien debe presentarlos es el monitor. Si ponemos un refresco de pantalla que el monitor no soporta podríamos dañarlo, por lo que debemos conocer sus capacidades a fondo. También hay que tener claro que la tarjeta de video debe ser capaz de proporcionar una cierta cantidad de refrescos por segundo, ya que de no ser así, de nada nos servirá que el monitor los soporte.
Se denomina resolución de pantalla a la cantidad de píxeles que se pueden ubicar en un determinado modo de pantalla. Estos píxeles están a su vez distribuidos entre el total de horizontales y el de verticales. Todos los monitores pueden trabajar con múltiples modos, pero dependiendo del tamaño del monitor, unos nos serán más útiles que otros. Un monitor cuya resolución máxima sea de 1024x768 píxeles puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 píxeles cada una, probablemente además de otras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600. Cuanto mayor sea la resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen en pantalla, y mayor será la calidad (y por consiguiente el precio) del monitor. La resolución debe ser apropiada además al tamaño del monitor; es normal que un monitor de 14" ó 15" nos ofrezca 1280x1024 píxeles, mientras que es el mínimo exigible a uno de 17" o superior. Hay que decir que aunque se disponga de un monitor que trabaje a una resolución de 1024x768 píxeles, si la tarjeta gráfica instalada es VGA (640x480) la resolución de nuestro sistema será esta última.
Tipos de monitores por resoluciones:
CGA: Son de colores 4 máximo o ámbar o verde, son lo primeros monitores gráficos con una resolución de 200 x 400 hasta 400 x 600.
EGA: Monitores a colores 16 máximo o tonos de gris, con resoluciones de 400 x 600, 600 x 800.
VGA: Monitores a colores 32 bits de color verdadero o en tonos de gris, pasten de 600 x 800, 800 x 1200.
SVGA: Conocidos como super vga que incrementan la resolución y la cantidad de colores de 32 a 64 bits de color verdadero, 600 x 400 a 1600 x 1800.
UVGA: No varia mucho del super vga, solo incrementa la resolución 1800 x 2000.
XGA: Son monitores de alta resolución, especiales para diseño, su capacidad gráfica es muy buena, además la cantidad de colores es mayor.
El tamaño de los monitores CRT se mide en pulgadas, al igual que los televisores. Hay que tener en cuenta que lo que se mide es la longitud de la diagonal, y que además estamos hablando de tamaño de tubo, ya que el tamaño aprovechable siempre es menor.
El monitor es un dispositivo que pone en riesgo la visión del usuario. Los monitores producen radiación electromagnética no ionizante (EMR). Hay un ancho de banda de frecuencia que oscila entre la baja frecuencia extrema (ELF) y la muy baja frecuencia, que ha producido un debate a escala mundial de los altos tiempos de exposición a dichas emisiones por parte de los usuarios. Los monitores que ostentan las siglas MPRII cumplen con las normas de radiación toleradas fuera de los ámbitos de discusión.
Foco y Convergencia:
De ellos depende la fatiga visual y la calidad del texto y de las imágenes. El foco se refiere especialmente a la definición que hay entre lo claro y lo oscuro. La convergencia es lo mismo que el foco, pero se refiere a la definición de los colores del tubo. La convergencia deberá ser ajustada cuando los haces de electrones disparados por los cañones no estén alineados correctamente.
La ventaja clave en la tecnología CRT, es su bajo costo de compra. El CRT es la opción adecuada en aplicaciones de ultra alta resolución, tales como imágenes médicas. El ángulo de observación del CRT es mayor al de un monitor plano, el CRT es preferible para aplicaciones donde múltiples usuarios estarán observando el monitor desde distintos ángulos. Un CRT es además ideal para mostrar video en movimiento completo.
¿Qué valorar en un monitor CRT?
Lo primero a tener en cuenta es la resolución con la que vamos a trabajar normalmente, que más se ajuste a nuestro uso normal, determinado por el tipo de aplicaciones: ofimática, juegos, diseño gráfico, CAD, infografía, edición de vídeo, etc. Actualmente lo mas aconsejable es descartar cualquier CRT que esté por debajo de las 17". Hay que contar que en principio cada tamaño tiene unas resoluciones adecuadas, en las que se consigue un funcionamiento óptimo, que también dependerá de la calidad del monitor:
Tamaño y resoluciones comunes
15" --------------------------- 800 x 600
17" --------------------------- entre 1024 x 768 y 1182 x 864
19" --------------------------- entre 1182 x 864 y 1280 x 1024
22" --------------------------- entre 1280 x 1024 y 1600 x 1200
Existen modelos de monitor que ofrecen resoluciones muy superiores a la óptima para su tamaño. Por ejemplo: fabricante ofrece dos modelos de 17", uno que alcanza hasta una resolución máxima de 2800x1024 y el otro de 1600x1200. Ambos con características prácticamente idénticas, pero el modelo que alcanza la resolución mayor, sensiblemente más caro. Una resolución de 1600x1200 no es práctica para un monitor de 17", pues a dicha resolución los textos serán poco legibles, los iconos del escritorio ser verán diminutos y la calidad de imagen estará lejos de la máxima que podemos obtener con el mismo monitor a su resolución óptima. Es importante recalcar que debemos buscar el equilibrio en este aspecto y no buscar prestaciones extras que a la hora de la verdad no vamos a poder aprovechar y que en cambio, se traducen en un precio más elevado.
Distancia entre píxeles (dot pitch):
No hay que confundir este parámetro con el tamaño de píxel, pues el píxel, en la tecnología CRT, no tiene un tamaño fijo, sino que varía según la resolución a la que ajustemos el monitor. En el mismo monitor, a una resolución de 1024x768 tendremos un número de píxeles bastante mayor que por ejemplo a una resolución de 800x600. Esto significa que cada píxel será más pequeño en el primer caso que en el segundo, pues en el mismo tamaño de pantalla se representa un número mayor de píxeles.
Este parámetro lo que indica, es la distancia que separa a cada píxel de los píxeles adyacentes. Cuanto menor sea esta distancia, mayor nitidez tendrá la imagen. También hay que tener en cuenta, que esta distancia tiende a ser más pequeña en el centro de la pantalla, pero a medida que nos acercamos a las esquinas tiende a incrementarse ligeramente, de ahí que algunos fabricantes, den dos medidas, una
máxima y otra mínima. En lo que debemos fijarnos es que el monitor no supere un dot pitch de 0,28 mm. Tampoco debemos obsesionarnos por esta cuestión, así que bastará con optar por un monitor que no supere los 0,28 mm, considerando un valor excelente 0,26mm o cualquier cifra inferior.
Pantalla Plana vs. Cóncava. Geometría:
Notaremos que tanto los monitores como los televisores tradicionales, tienen la pantalla curvada hacia fuera (cóncava). Para incrementar la calidad de imagen y reducir la incidencia de reflejos, se empezaron a diseñar sistemas que permitían eliminar esa concavidad, consiguiendo una pantalla de aspecto plano. Lo mejor es optar por una pantalla de aspecto plano, pues suelen tener mejor geometría, contraste y nitidez, a parte de las ventajas de una menor incidencia de los molestos reflejos.
Monitores LCD - (Liquid Crystal Display)
Un poco de historia, aunque la tecnología que los cristales líquidos es relativamente reciente, parte de las curiosas propiedades de los cristales líquidos ya fueron observadas en 1888 por el botánico austriaco Friedrich Reinitzer mientras experimentaba con una sustancia similar al colesterol (benzotato de colesterol).
Esta sustancia permanecía turbia a temperatura ambiente y se aclaraba según se calentaba; al enfriarse más y más azulado se tornaba de color hasta solidificarse y volverse opaca.
Este efecto pasó desapercibido hasta que la compañía RCA aprovechó sus propiedades para crear el primer prototipo de visualizador LCD. A partir de ese momento el desarrollo y aplicación de estos dispositivos ha sido y es espectacular.
El fenómeno de LCD esta basado en la existencia de algunas sustancias que se encuentran en estado sólido y liquido simultáneamente, con lo que las moléculas que las forman tienen una capacidad de movimiento elevado, como en los líquidos, presentando además una tendencia a ordenarse en el espacio de una forma similar a los cuerpos sólidos cristalinos.
El Display o visualizador LCD esta formado por una capa muy delgada de cristal liquido, del orden de 20 micras (1 micra = 0.001 milímetros) encerrada entre dossuperficies planas de vidrio sobre las que están aplicados una vidrios polarizados ópticos que solo permiten la transmisión de la luz según el plano horizontal y vertical. El nombre cristal líquido es en sí mismo extraño y contradictorio. Normalmente entendemos a los cristales como algo sólido, y todo lo contrario para un líquido, aunque ambos puedan ser transparentes a la luz. Pues bien y por extraño que parezca, existen sustancias que tienen ambas características. Cristal líquido, sustancia que se comporta al mismo tiempo como un líquido y como un sólido. Las moléculas de un cristal líquido pueden desplazarse unas respecto a otras con bastante facilidad, de forma semejante a las de un líquido. Sin embargo, todaslas moléculas de un cristal líquido tienden a estar orientadas del mismo modo, algo
similar a la estructura molecular de un cristal sólido. Los cristales líquidos sólo mantienen su doble naturaleza sólida y líquida en un determinado rango de temperaturas y presiones.
Entre las muchas clases de cristal líquido están las fases nemática y colestérica y las distintas fases esmécticas, caracterizadas por una determinada colocación de las moléculas. Muchas veces es posible manipular las propiedades ópticas de un cristal líquido sometiéndolo a un campo magnético o eléctrico que cambia la orientación de sus moléculas.
Por ejemplo, cuando se les aplica un campo eléctrico pequeño, algunos cristales líquidos pasan de ser claros a ser opacos, o adquieren la capacidad de girar la luz polarizada. Este tipo de cristales líquidos se emplean en las pantallas de relojes digitales, calculadoras, televisiones en miniatura, ordenadores o computadoras portátiles y otros dispositivos.
Las pantallas de cristal líquido son más nítidas, y frecuentemente consumen menos energía que otros sistemas como los diodos de emisión de luz. Otra característica especial de los cristales líquidos es su interacción con la luz, la electricidad y la temperatura. En un sólido las moléculas están colocadas en una determinada posición y
no se mueven respecto de las adyacentes; lo contrario a lo anterior sucede con los líquidos. Las moléculas de un cristal líquido tienen una forma alargada y cilíndrica y la posición entre ellas puede depender de diferentes factores, tales como la temperatura o los campos eléctricos a los que estén sometidos. La aplicación de un campo eléctrico a estas sustancias provoca que la posición de sus moléculas cambie de una posición indeterminada a otra perfectamente uniforme. Esta característica será fundamental en su
interacción con la luz.
Si intentásemos hacer pasar un haz de luz polarizada a través del cristal líquido, éste será opaco o transparente en función de cómo estén organizadas las moléculas del cristal, lo que a su vez dependerá de si está o no sometido a un campo eléctrico. Algunos cristales líquidos reflejan las distintas longitudes de onda de la luz según la orientación de sus moléculas. Ésta, a su vez, depende de la temperatura. Estos cristales líquidos se emplean en algunos termómetros que muestran diferentes colores según la temperatura de la sustancia que está en contacto con el cristal líquido.
El fenómeno electro-óptico del cristal líquido es un descubrimiento muy reciente que se remonta al año 1970 en el que Schat-Helfrich descubrió que algunos líquidos formaban cristales polarizados de la luz cuando se les sometía a una diferencia de potencial. El cristal liquido ofrece una acción de cambio de polarización de luz incidente en un ángulo de 90º, por lo tanto si la luz entra con polarización horizontal, es girada 90º por el cristal y si encuentra un polarizador vertical situado en el vidrio posterior, podrá pasar a través del mismo. Si se aplica una determinada tensión eléctrica entre las superficies que encierran al cristal, las moléculas del mismo dejaran pasar la luz sin introducir ningún cambio sobre la misma, entonces al llegar, al polarizado posterior será detenida, comportándose el conjunto como un cuerpo opaco.
Los electrodos situados sobre las superficies planas del cristal se disponen en forma de segmentos rectos para poder ser excitados por separado y permitir la representación de los caracteres numéricos e incluso alfabéticos, pudiendo realizarse cualquier según el diseño particular de cada cliente (custom design).
En realidad el material del cristal líquido está organizado en capas sucesivas; la posición de las moléculas de cada capa está ligeramente desfasada unas de otras, de tal manera que entre la primera y la última capa hay un desfase total de 90º cuando no hay
influencia de ningún campo eléctrico. La luz polarizada se obtiene de hacer pasar la luz incidente en el display por unos filtros ópticos o polarizadores situados en ambas caras del dispositivo: uno colocado verticalmente y otro horizontal, esto es desfasados 90 º
El filtro polarizador hace que la fase de las ondas de luz tenga una posición determinada (la del primer filtro) que prácticamente coincide con la fase de la primera posición de las moléculas de la primera capa del cristal por lo que la luz es conducida por ésta y entregada a la siguiente capa y así sucesivamente. Cuando la luz pasa a travésde la última capa su fase a cambiado 90º respecto de la fase con la que incidió y está perfectamente en fase con el filtro posterior que en estas circunstancias es transparente.
La luz lo atraviesa y se refleja en un espejo.
Aplicando un campo eléctrico por medio de un electrodo a una determinada zona del cristal (la necesaria para crear un segmento de un número, por ejemplo) las moléculas de cristal de esta zona (y en todas las capas) toman una posición igual y en fase con el primer filtro pero no con el segundo, no dejando pasar éste la luz y por lo
tanto nada que reflejar por el espejo, sin embargo las zonas del cristal sin influencia del campo eléctrico siguen siendo transparentes, el contraste se obtiene así de la relación luz/oscuridad entre zonas transparentes y opacas.
A: Espejo
B: Capa de vidrio con filtro polarizador vertical
C: Electrodo transparente (común)
D: Cristal líquido
E: Capa de vidrio con electrodo transparente ( en forma de rectángulo )
F: Filtro polarizador horizontal
Tipos de Despliegues Visuales:
Los lentes resplandecientes de despliegue de cristal líquido (Liquid Crystal Display- LCD) tienen la apariencia de un par de anteojos. Un fotosensor es montado en estos anteojos de LCD con el único propósito de leer una señal de la computadora. Esta señal le dice a los anteojos de LCD si le permite al lente pasar luz del lado izquierdo o derecho del lente. Cuando a la luz se le permitió pasar a través del lente izquierdo, la pantalla de la computadora mostrará el lado izquierdo de la escena, lo cual corresponde a lo que el usuario verá a través de su ojo izquierdo. Cuando la luz pasa a través de el
lente derecho, la escena en la pantalla de la computadora es una versión ligeramente deslizada hacia la derecha. Los anteojos se conmutan de uno al otro lente a 60 Hertz, locual causa que el usuario perciba una vista tridimensional continua vía el mecanismo de paralaje [3].
Los lentes de LCD resplandecientes son ligeros y sin cables. Estas dos características los hacen fácil de usar. Desafortunadamente, el usuario tiene que mirar fijamente y sólo a la pantalla de la computadora para ver la escena tridimensional. Ya que el campo de vista es limitado al tamaño de la pantalla de la computadora, el medio ambiente real puede también ser visto. Esto no proporciona un efecto de inmersión.Despliegues Montados en la Cabeza Los despliegues montados en la cabeza colocan una pantalla en frente de cada ojo del individuo todo el tiempo. La vista, el segmento del ambiente virtual generado y presentado es controlado por la orientación de los sensores montados en el "casco".
El movimiento de la cabeza es reconocido por la computadora, y una nueva perspectiva de la escena es generada. En la mayoría de los casos, un conjunto de lentes ópticos y espejos son usados par agrandar la vista y llenar el campo visual y dirigir la escena a los ojos. Cuatro tipos de despliegues montados en la cabeza (Head Mounted Displays- HMD) serán discutidos a continuación. Despliegue HMD con LCD Este tipo de HMD usa tecnología LCD para presentar la escena. Cuando un pixel de cristal líquido es activado, bloquea el paso de luz a través de él. Miles de estos pixeles son arreglados en una matriz de dos dimensiones para cada despliegue. Ya que los cristales de líquido bloquean el paso de la luz, para presentar la escena una luz debe de brillar desde atrás de la matriz LCD hacía el ojo para proporcionar brillantez para la
escena [1].
El despliegue HMD con LCD es más claro que la mayoría de los HMDs. Como la mayoría de los HMDs, este proporciona un efecto de inmersión, pero la resolución y el contraste es bajo. El problema asociado con la baja resolución es la inhabilidad de identificar objetos y de localizar la posición exacta de los mismos. Ya que los cristales son polarizados para controlar el color de un pixel, la polarización real del cristal creaun pequeño retardo mientras se forma la imagen en la pantalla. Tal retardo puede causar que el individuo juzgue incorrectamente la posición de los objetos [4].
El campo eléctrico con el que se excitan los electrodos del display se genera con
una tensión alterna (la tensión continua provocaría una electrólisis en su interior que destruiría los electrodos) generada por un oscilador y controlada por circuitos electrónicos. Este control puede ser estático (pocos elementos de imagen a visualizar) o multiplexado (mayor número de elementos de imagen). En un control multiplexado existe una matriz de dos grupos de líneas de control que se activan secuencialmente. La intersección entre dos líneas de diferentes grupos forma un elemento de imagen (electrodo) que se activa al energizar dichas líneas.
Como se ha comentado uno de los factores que afectan a las propiedades del cristal líquido es la temperatura. Con demasiado frío el cristal líquido es opaco y al contrario si está demasiado caliente, la temperatura ambiente y sus cambios pueden, por lo tanto, afectar de forma apreciable al contraste al igual que lo hace el valor de tensión de excitación.
La siguiente figura muestra un sencillo control de contraste en el que se genera una tensión de excitación (contraste óptimo) por medio de un divisor de tensión formado por un potenciómetro de ajuste y unos diodos en serie que se comportan como resistencias dependientes de la temperatura influenciando al divisor de tensión y así compensando los cambios en la temperatura ambiente.
En el primer ejemplo de display LCD (Fig 2) se observa la presencia de un espejo en la cara interna del display que hace rebotar la luz incidente, esto es lo que permite ver la información, zonas del display dejan pasar la luz al espejo mientras que otras no y así se forma la imagen a visualizar. Lo anterior es cierto mientras exista luz incidente, ya sea natural o artificial, pero no lo es en ambientes sin luz. Por otro lado este tipo de display dejan pasar la luz o la interrumpen pero no la generan (como sucede con otros tipos de displays) de tal modo que necesitamos una fuente de luz propia para estos casos. La función de iluminar de forma autónoma el display se encomienda a generadores de luz incorporadas al mismo display como lámparas de incandescencia, lámparas de cátodo frío (muy habituales), diodos led y otras. La luz se aplica, en este caso, en la cara interna del display no
existiendo ningún espejo.
Existen 3 tipos de displays LCD, transmitivos, reflectivos y tranflectivos. Los 1º responden a la estructura descripta anteriormente, en la que existen 2 caras y la luz las atraviesa de un lado a otro.
Reflectivos:
Los LCD Reflectivos poseen una superficie reflectante situada sobre la cara posterior, reflejando asía adelante la luz que hacia ella llega. Este modelo es el mas conocido dada su amplia utilización en relojes, calculadoras etc.
Transflectivos:
El tipo Transflectivo es una combinación de los dos anteriores en el que la superficie posterior no es absolutamente reflectante y permite que le atraviese una cierta cantidad de luz incidente. Una de las grandes ventajas de estos displays es su bajísimo consumo de energía, ya que además de la baja tensión de excitación, no consumen apenas corriente (algunos microamperios) por ser dispositivos electrostáticos, por lo que pueden dejarse funcionar permanentemente como pequeñas fuentes de energía como es el caso de los relojes.
La excitación suele realizarse con tensión alterna de una frecuencia de 32 Hz, ya que las tensiones continuas provocan que los electrodos se ensucien por el efecto deatracción de moléculas cargadas de impurezas que se acumularían haciendo que se perdieran progresivamente las propiedades de transmisión de la luz. Las características que es necesario considerar en la elección de estos cristales son las siguientes. Tensión de funcionamiento (entre 3 y 9 v eficaces) Frecuencia de excitación (generalmente 32 Hz) Corriente por cm (de 2 a 5 microamperios) Angulo de visión (generalmente desde –45º desde la vertical)
Los LCD evolucionaron con el tiempo para cubrir aplicaciones más ambiciosas como pantallas de TV, monitores de PC y en general visualizadores de mayor resolución. Esto complicó su diseño haciéndolos cada vez más sofisticados. Con el paso del tiempo se han sucedido varias tecnologías de fabricación de LCDs, las principales son:
De plano común:
A esta tecnología pueden corresponden los display descritos anteriormente. Esta tecnología es apropiada para displays sencillos como los que incorporan calculadoras y relojes. Se emplea un único electrodo (común) posterior para generar el campo eléctrico.
De matriz pasiva:
Dispositivos pensados para crear imágenes con buena resolución. En estos displays hay dos matrices de electrodos en forma de líneas paralelas (una frontal yotra vertical). Las líneas de la parte frontal están desfasadas 90º respecto de las líneas del electrodo vertical, los puntos de intersección entre ambos grupos de líneas forman los
puntos, elementos de imagen o pixeles con los que se compone la imagen visualizada, un display con una matriz de 256x256 líneas dispondrá de 65.536 pixeles. El modo de funcionamiento es multiplexado y controlado normalmente por circuitos integrados especializados en esta aplicación. Este tipo de display son baratos y relativamente fáciles de construir, pero tienen el inconveniente de tener una respuesta lenta de refresco de imagen, esto puede apreciarse en un PC portátil observando la estela que deja el puntero cundo movemos rápidamente el ratón. Lo anterior es producido porque zonas adyacentes al pixel a activar y que no deban de ser excitadas son también en parte activadas.
De matriz activa (TFT):
En estos displays existe en la cara interna posterior una matriz de transistores de película delgada (Thin Film Transistor) y condensadores, cada pixel está compuesto por un transistor y un condensador, cada grupo transistor/condensador está activado de forma secuencial (multiplexado) por líneas de control, la tensión en placas de cada condensador determina el nivel de contraste de ese pixel con lo que se puede crear, controlando de forma adecuada esta tensión, una escala de grises. Si esta escala de grises tiene suficiente número de niveles (por ejemplo 256 niveles se puede formar una imagen similar a la de un televisor monocromo) el número de transistores para obtener una resolución de 640x480 es de 307.200 y para 1024x780….798.720.
Una pantalla LCD esta formada por dos filtros polarizantes con filas de cristales líquidos alineados perpendicularmente entre si, de modo que al aplicar o al dejar de aplicar una corriente eléctrica a los filtros, se consigue que la luz pase o no a través de ellos, según el segundo filtro bloquee o no el paso de la luz que ha atravesado el
El color se consigue añadiendo 3 filtros adicionales de color (uno rojo, uno verde, uno azul). Sin embargo, para la reproducción de varias tonalidades de color, se debenaplicar diferentes niveles de brillo (intermedio entre luz y no-luz), lo cual se consigue con variaciones en el voltaje que se aplica a los filtros. En esto ultimo, hay un parecido con los monitores CRT. Las variaciones de voltajes de las pantallas LCD actuales, que es lo que genera los tonos de color, solamente permite 64 niveles por cada color (6 bits) frente a los 256 niveles (8 bits) de los monitores CRT, por lo que con tres colores se consigue un máximo de 262.144 colores diferentes (18 bits) frente a los 16.777.216 colores (24 bits) de los monitores CRT.
Aunque 262.144 colores son suficiente para la mayoría de las
aplicaciones, esta gama de colores no alcanza para trabajos fotográficos o para reproducción y trabajo con video. Debido al sistema de iluminación con fluorescentes, las pantallas LCD muestran inevitablemente una menor pureza del color, ya que muestran zonas mas brillantes que otras, lo que da lugar a que una imagen muy clara o muy oscura afecte a las áreas contiguas de las pantallas, creando un efecto un poco
molesto y desagradable.
Hasta el momento solo se han descrito displays que mostraban información monocroma, ¿es posible obtenerlos en color?… claro que sí, aunque complicándolo todo aún más.
Para que un determinado pixel pueda ser en color necesitamos dividirlo en tres sub-pixels (uno para cada color fundamental).
Tenemos por lo tanto tres sub-pixels, cada uno con un filtro óptico diferente (para el color rojo, verde y azul). Cada sub-pixel tiene su propio transistor/condensador de activación que puede general 256 niveles de contraste por lo que la combinación de tres diferentes niveles genera un total de 256x256x256 = 16,7 millones de colores diferentes, por otro lado elnúmero de transistores necesarios para obtener una resolución de 1024x780 es ¨solo¨ de 2.396.160.
Como ya se ha comentado, hoy en día infinidad de aparatos que nos rodean emplean displays LCD dada su versatilidad, fiabilidad, escasos peso/consumo eléctrico y precio.
El ámbito hospitalario no podía mantenerse al margen de estas tecnologías y hoy se emplean de forma masiva en todo tipo de equipos médicos.
Las ventajas de los LCD, frente a los CRT son:
*su tamaño,
*su menor consumo
*el hecho de que la pantalla no emite parpadeos.
Las Desventajas vienen dadas por:
El ángulo de visión,
La menor gama de los colores
La pureza del color.
Un problema adicional que afecta la calidad de imagen en las pantallas LCD, es el funcionamiento actual de las tarjetas graficas.
La tarjeta grafica recibe una señal digital del procesador y la transforma a analógica para enviarla a la salida de señal, por su parte la pantalla LCD recibe esa señal analógica, y la debe transformar a señal digital, con la lógica perdida que se produce
entre ambas transformaciones. Las pantallas LCD actuales se conectan a puertos analógicos VGA, pero se espera que en un futuro, todas las tarjetas graficas incorporen también una salida digital para enviarle al monitor LCD las conversiones.
Por más de 70 años, el cinescopio o CRT (tubo de rayos catódicos por sus siglas en inglés) ha sido el componente central de los televisores, monitores de cómputo y monitores profesionales en todo el mundo. Estas pesadas burbujas de vidrio al vacío, han evolucionado mucho desde sus inicios en los televisores blanco y negro con pantallas esféricas, pasando por los televisores a color, con millones y millones de CRT´s de las TV´s. Trinitron que hay en todo el mundo, y llegando a la total madurez de esta tecnología con los actuales televisores Wega, cinescopios totalmente planos con excelente resolución. Ahora nos encontramos con el surgimiento de una tecnología que promete evolucionar a nuevos horizontes. Esta es la tecnología de las pantallas de plasma.
Se basan en el principio de que haciendo pasar un alto voltaje por un gas a baja presión se genera luz. Estas pantallas usan fósforo como los monitores CRT pero son emisivas como las LCD, y, frente a las pantallas LCD, consiguen una gran mejora del color y un estupendo ángulo de visión. Estas pantallas son como fluorescentes, y cadapíxel es como una pequeña bombilla de color. El problema de esta tecnología son la duración y el tamaño de los píxeles, por lo que su implantación más común es en grandes pantallas de TV de hasta 70''. Su ventaja está en su bajo costo de fabricación, similar al de los monitores CRT.
A diferencia de los cinescopios, en los que un electrón viaja por su interior a una altísima velocidad y genera luz visible al impactarse con el fósforo de la pantalla en un monitor de plasma, la luz visible se genera a partir de la emisión de luz ultravioleta (invisible para el ojo humano) por un gas ionizado (gas en estado de Plasma), que excita al fósforo de la pantalla.
La pantalla de un monitor de plasma, está conformada por miles y miles de píxeles (pequeñísimas celdas) que conforman la imagen, y cada píxel está constituido por 3 subpixeles uno con fósforo rojo, otro con fósforo verde y el último con fósforo azul. Cada uno de éstos subpixeles tienen un receptáculo lleno de gas (una combinación de Xenón, Neón y otros gases).
Un par de electrodos en cada subpixel ionizan al gas, volviéndolo Plasma,generando luz ultravioleta que excita al fósforo que a su vez emite luz que en suconjunto forma una imagen. Es por ésta razón que se necesitaron 70 años para conseguir una nueva tecnología que pudiese conseguir mejores resultados que los de los CRT's o
cinescopios.
Ventajas de los monitores de plasma
Se pueden producir pantallas más grandes. Los cinescopios de mayor tamaño que se han producido para televisores comerciales, llegaron a estar entre 45" y 50". Las dimensiones de las pantallas se expresan en pulgadas, y son el resultado dela medida en diagonal de la pantalla. Los televisores son susceptibles a los campos magnéticos y los monitores de Plasma no lo son. Si acercamos un imán a un cinescopio (por ejemplo el de una bocina), el campo magnético afectará la imagen del cinescopio.
En el caso de los monitores de Plasma, esto no ocurre, ya se comercializan con medidas de 42", 50", y en el futuro las veremos de 60", 70" y aún mayores. Son muy delgados y ligeros, un televisor de 40" pesa mas de 100 kilos y es muy profundo (de 80 -100cm) mientras que uno de Plasma pesa menos de la mitad y es
sumamente delgado (de 10 a 16 cm).
En un televisor de cinescopio, solamente se pueden tener imágenes de vídeo, en un monitor de Plasma, se pueden ver video e imágenes de cómputo. La mayoría de los monitores de Plasma están construidos con pantallas de forma rectangular. Los cinescopios tradicionales son relativamente "cuadrados" con una relación de pantalla de 4:3 (4 unidades de ancho por 3 de alto) en tanto que los de Plasma tienen una relación de 16:9 (16 unidades de ancho por 9 de alto). En ambos casos, no importa el tamaño de la pantalla, la relación ancho:alto siempre se conserva. Tanto la televisión de Alta Definición (HDTV por sus siglas en
inglés) como muchas de las películas en vídeo, tienen este formato rectangular.
Adicionalmente pueden presentar sin ningún problema las imágenes "cuadradas"de la televisión tradicional. Características:
Recepción multinorma, Teletexto de 500 páginas, Cuatro entradas de AV y sonido estéreo/dual (Nicam y A2), aunque la cantidad de entradas puede variar en función del fabricante. El diseño de este tipo de productos permite que podamos colgarlos de la pared como si de un cuadro se tratase. Las pantallas de plasma cuentan con un panel de celdas con las que consigue mayores niveles de brillo y blancos más puros, una combinación que mejora los sistemas anteriores. Además, las imágenes son aún más nítidas, naturales y brillantes.
Los niveles de contraste que alcanzan estos productos son del orden de 3000:1 Cd/m2. La mayoría de pantallas de plasma tienden a iluminar los niveles de negro reduciendo el contraste de la imagen. Algunos productos como el los de Panasonic, incorporan en sus pantallas elsistema Real Black Drive que mejora significativamente este efecto, obteniendo un alto contraste y una reproducción del nivel de negro mucho más rica y profunda. Adicionalmente, las pantallas de plasma utilizan un sistema que se encarga de suavizar la transición entre un campo de la imagen y sus predecesores reduciendo el efecto borroso, que suele aparecer en escenas con mucha acción. El gran inconveniente de estos productos es el precio, que puede llegar a los 15.000 euros.
pablo renteria 21 de mayo de 2018, 18:01
muchas gracias una informacion muy clara y completa, les recomiendo agregar imagenes

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