Introducción
El monitor es uno de los principales dispositivos de salida de una computadora por lo cual podemos decir que nos permite visualizar tanto la información introducida por el usuario como la devuelta por un proceso computacional.
La tecnología de estos periféricos ha evolucionado mucho desde la aparición de las PC, desde los viejos monitores de fósforo verde hasta los nuevos de plasma. Pero de manera mucho más lenta que otros componentes, como microprocesadores, etc.
Sus configuraciones han ido evolucionando según las necesidades de los usuarios a partir de la utilización de aplicaciones más sofisticadas como el diseño asistido por computadoras o el aumento del tiempo de estancia delante de la pantalla y q se ha arreglado aumentando el tamaño de la pantalla y la calidad de la visión.
Monitores CRT
El monitor esta basado en un elemento CRT (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 hasta 1600x1200 puntos en pantalla. Los monitores CRT emplean tubos cortos, pero con la particularidad de disponer de una pantalla completamente plana.
Monitores 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 una por cada color.
Para formar un color en pantalla que no sea ninguno de los colores básicos, se combina las intensidades de loas haces de electrones de los tres colores básicos.
Monitores monocromáticos:
Muestra por pantalla u solo color: negro sobre blanco o ámbar, o verde sobre negro. Uno de estos monitores con una resolución equivalente a la de un monitor a color, si es de buena calidad, generalmente es más nítido y legible.
Funcionamiento de un monitor CRT
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). Loa 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).
Características de monitores CRT
El refresco de pantalla
El refresco es el número de veces que se dibuja a pantalla por segundo. Evidentemente, cuando mayor sea la cantidad de veces que se refresque, menos se nos cansara la vista y trabajaremos mas cómodos y con menos problemas visuales.
La velocidad del refresco se mide en hertzios (Hz. 1/segundo), así que 70 Hz significa que la pantalla se dibuja 70 veces por segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para trabajar con el mínimo de fatiga visual, 80Hz o mas. El mínimo son 60 Hz; por debajo de esa cifra los ojos sufren demasiado, y unos minutos basta para empezar a sentir escozor o incluso un pequeño dolor de cabeza.
La frecuencia máxima de refresco de un monitor se ve limitada por la resolución de la pantalla. Esta ultima decide el numero de líneas o filas de la mascara de la pantalla y el resultado que se obtiene del numero de las filas de un monitor y de su frecuencia de exploración vertical (barrido o refresco) es la frecuencia de exploración horizontal; esto es el numero de veces por segundo que el haz de electrones debe desplazarse de izquierda a derecha de la pantalla.
Quien proporciona estos refrescos es la tarjeta grafica, 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.
Resolución
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 vértices. 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 de pantalla, y mayor será la calidad del monitor. La resolución debe ser apropiada además al tamaño del monitor; hay que decir también que aunque se disponga de un monitor que trabaje a una resolución de 1024x768 píxeles, si la tarjeta grafica instalada es VGA (640x480) la resolución de nuestro sistema será esta última.
Tipos de monitores por resolución:
TTL: Solo se ve texto, generalmente son verdes o ámbar.
CGA: Son de 4 colores máximo o ámbar o verde, son los primeros gráficos con una resolución de 200x400 hasta 400x600.
EGA: Monitores a colores 16 máximo o tonos de gris, con resoluciones de 400x600, 600x800.
VGA: Monitores a colores de 32 bits de color verdadero o en tono de gris, soporta 600x800, 800x1200
SVGA: Conocido como súper VGA q incrementa la resolución y la cantidad de colores de 32 a 64 bits de color verdadero, 600x400 a 1600x1800.
UVGA: No varia mucho del súper VGA, solo incrementa la resolución a 1800x1200.
XGA: Son monitores de alta resolución, especiales para diseño, su capacidad grafica es muy buena. Además la cantidad de colores es mayor.
Tamaño
El tamaño de los monitores CRT se mide en pulgadas, al igual que los televisores. Hay que tener en cuenta que lo que se mi de es la longitud de la diagonal, y que además estamos hablando de tamaño de tubo, ya que el tamaño aprovechable siempre es menor.
Radiación
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 ah producido un debate a escala mundial de los altos tiempos de exposición de 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.
LCD – (Liquid Cristal Display)
La tecnología LCD es, hoy en día, una de las más pujantes y que más rápidamente evoluciona mejorándose continuamente.
Aunque la tecnología que los cristales líquidos es relativamente reciente, parte de las curiosas propiedades de los cristales líquidos ya fueron observados en 1888 cuando se experimentaba con una sustancia similar al colesterol, esta sustancia permanecía turbia a temperatura ambiente y se aclaraba según se calentaba; al enfriarse mas y mas azulado se tornaba de color hasta solidificarse y volverse opaca.
Este efecto paso desapercibido hasta que la compañía RCA aprovecho 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.
Funcionamiento
El fenómeno LCD esta basado en la existencia de algunas sustancias que se encuentran en estado solidó 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 d cristal liquido, del orden de 20 micras encerrada entre dos superficies planas de vidrio sobre las que están aplicados unos vidrios polarizados ópticos que solo permiten la transmisión de la luz según el plano horizontal y vertical.
El nombre cristal liquido es si mismo contradictorio, normalmente entendemos a los cristales como algo sólido y todo lo contrario para un liquido, aunque ambos puedan ser transparentes a la luz. Pues bien y por extraño que parezca, existen sustancias que tienen ambas características.
Cambio en la polarizacion
El estado líquido ofrece una acción de cambio de polarización de luz incidente en un ángulo de 90° 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 el cristal, las moléculas del mismo dejaran pasar la luz sin introducir ningún cambio sobre la misma, entonces al llegar al polarizado será detenida, comportándose el conjunto como un cuerpo opaco.
En realidad el material de cristal líquido esta organizado en capas sucesivas; la posición de las moléculas de cada capa esta ligeramente desfasada unas de otras, de tal manera que entre la primera y la última capa hay un desfase total de 90° 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 polarizados situados en ambas caras del dispositivo: uno colocado verticalmente y otro horizontal, esto es desfasados 90° uno del otro.
Aplicando un campo eléctrico por medio de un electrodo a una determinada zona del cristal, las moléculas de cristal de esta zona toman una posición igual y en fase con el primer filtro pero no con el segundo, no dejando pasar la luz y por lo tanto nada q reflejar por el espejo, sin embargo las zonas del cristal sin influencia del campo eléctrico sigue siendo transparente, el contraste se obtiene así de la relación luz/oscuridad entre zonas transparentes y opacas.
Tipos de despliegues visuales
Lentes LCD resplandecientes
Tienen la apariencia de un par de anteojos, un foto sensor 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 si permite pasar luz por el lado derecho o por el izquierdo del lente.
Los anteojos se conmutan de uno a otro lente a 60 Hertz, lo cual causa que el usuario perciba una vista tridimensional continua vía el mecanismo del paralelaje.
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 usados para agrandar la vista, llenar el campo visual y dirigir la escena de los ojos.
Aplicaciones
Los LCD evolucionaron con el tiempo para cubrir aplicaciones más ambiciosas como pantalla de TV, monitores de PC y en general visualizadores de mayor resolución: esto complicó sus diseños haciéndolos cada vez mas sofisticados. Con el paso del tiempo se han sucedido varias tecnologías de fabricación de LCDs, las principales son:
De plano común: Apropiada para displays sencillos como los que incorporan calculadoras y relojes, se emplea un único electrodo posterior para generar campo eléctrico.
De matriz pasiva: Para crear imágenes de buena resolución. En estos displays hay dos matrices de electrodos en forma de líneas paralelas, el modo de funcionamiento es multiplexado y controlado normalmente por circuitos integrados especializados en esta aplicación. Son baratos y fáciles de construir pero tienen una respuesta lenta al refresco de imágenes.
De matriz activa: Cada píxel esta compuesto por un transistor y un condensador, cada uno de estos grupos esta activado de forma secuencial por líneas de control, la tensión en placas de cada condensador determina el nivel de contraste de ese píxel con lo que se puede crear una escala de grises controlando de forma adecuada la tensión.
Ventajas y desventajas frente a los CRT
Ventajas:
* Su tamaño.
* Su menor consumo.
* La pantalla no emite parpadeos.
Desventajas:
* El costo.
* El ángulo de visión.
* La menor gama de los colores.
* La pureza del color.
Monitores 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 CRT pero son emisivas como las LCD y frente a estas consiguen una gran mejora del color y un estupendo ángulo de visión.
Estas pantallas son como fluorescentes, y cada píxel es como una pequeña bombilla de color, el problema de esta tecnología es la duración y el tamaño de los píxeles, por lo que su implantación más común es en grandes pantallas de TV.
Están conformadas por miles y miles de píxeles que conforman la imagen, y cada píxel esta constituido por tres subpixeles, uno con fósforo rojo otro con verde y el último con azul, cada uno de estos subpixeles tienen un receptáculo de gas (una combinación de xenón, neón y otro gases).
Un par de electrodos en cada subpixel ioniza al gas volviéndolo plasma, generando luz ultravioleta que excita al fósforo que a su vez emite luz que en su conjunto forma una imagen.
Es por esta razón que se necesitaron 70 años para conseguir una nueva tecnología que pudiese conseguir mejores resultados que los CRT’s o cinescopios.
Características
El diseño de este tipo de productos permite q podamos colgarlo en la pared como si tratase de un cuadro. Las pantallas de plasma cuentan con un panel de celdas con las que consigue, mayores niveles de brillo y blancos mas puros, lo cual es una combinación que mejora los sistemas anteriores. Además, las imágenes son aun más nítidas, naturales y brillantes.
El gran inconveniente de estos productos es el precio el cual es demasiado elevado para el común de los usuarios.
Nuevas Tecnologías
Visualización 3D
Largamente asociada a lentes especiales ya se empieza a disponer de hardware de presentación 3D visible a ojo desnudo, como las computadoras 3D, que hasta hace algún tiempo solo podían ser apreciadas en las películas o en los laboratorios de la NASA. La primera generación de estos computadores requería que los usuarios utilizaran lentes especiales, al igual que los utilizados en el cine, pero esto traía como consecuencia una rápida fatiga de la visión.
El desarrollo de la tecnología 3D ha dado como resultado computadoras que están ya disponibles comercialmente.
Displays Autostereoscópicos o de paralelaje
Son pantallas de computadora similares a las tradicionales, en las que no es necesario el uso de gafas polarizantes o filtros de colores. Algunos sistemas disponen de obturadores selectivos que muestran solo las columnas de píxeles que corresponden a la imagen de uno de los ojos, tapando a las que corresponden al otro, para la posición de la cabeza del usuario. Por ello suelen estar asociados a sistemas de la cabeza por infrarrojos.
Displays Volumétricos
Son sistemas que presentan la información de un determinado volumen. Al igual que una pantalla de TV es capaz de iluminar selectivamente todos y cada uno de los píxeles de su superficie, un display volumétrico es capaz de iluminar todos los vóxeles (píxeles en 3D) que componen su volumen. Hay tres tipos fundamentales:
Espejo varifocal, Una membrana espejeada oscila convirtiéndose en un espejo de distancia focal variable que refleja la imagen de una pantalla.
Volumen emisivo, Un determinado volumen ocupado por un medio capaz de emitir luz en cualquier parte de su interior como resultado es una excitación externa.
Pantalla rotativa, una pantalla plana gira a una velocidad 600 rpm. Para cada uno de un conjunto predeterminado de posiciones angulares de la misma, un sistema de espejos proyecta sobre ella la imagen del objeto tal como corresponde a la perspectiva asociada a dicho ángulo.
El resultado final es la imagen 3D de un objeto que podamos ver desde 360 grados. Proporciona una resolución de más de 100 millones de vóxeles, es el más avanzado en este tipo de sistemas.
Multi-layer display
Esta tecnología es la mas avanzada de todas, usa dos capas físicamente separadas de píxeles para crear la impresión de profundidad. La tecnología consiste en dos planos de píxeles, de esta manera se hace mas sencillo para el usuario absorber información y disminuye el cansancio ocular.
