Elemen-Elemen Alat Display Pada Grafika Komputer

Pengguna/user mengendalikan isi,struktur , dan kemunculan objek serta menampilkan citra melalui suatu komponen dasar visual feedback.

Komponen Dasar Sistem Grafik Interaktif :

Masukan  : mouse,tablet,dan stylus,peralatan feedback,scanner,live video stream,dll.

Proses & Penyimpanan .

Keluaran  : layar,printer berbasis kertas,perekam video,non-linear,editor,dll.

Komponen Sistem Pengolah Citra Digital

Sistem Interaktif Grafik Pertama,Sketchpad,ditemukan oleh Ivan Sutherland (1963) di MIT.

       i.          Graphics library/package (contoh: OpenGL) adalah perantara aplikasi dan display hardware (Graphics System).

      ii.          Application program memetakan objek aplikasi ke tampilan/citra dengan memanggil graphics library.

     iii.          Hasil dari interaksi user menghasilkan/modifikasi citra.

     iv.          Citra merupakan hasil akhir dari sintesa, disain, manufaktur, visualisasi

1.      Penjelasan Mengenai Device Input

1.1   Physical Input Device

Physical input devices meliputi:     

> Dials (Potentiometers)   alat pengukur voltase.

Potentiometer adalah suatu instrumen yang didesain untuk mengukur voltase yang tidak diketahui.

 Pengukuran dilakukan dengan cara membandingkannya dengan voltase     yang diketahui.

> Sliders     berhubungan dengan key-framming pada pergerakan animasi.

> Pushbuttons adalah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan bisa melakukan dua fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan, atau justeru membuka sirkuit bila ditekan. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan berikutnya, maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan sirkuit kembali ke status semula.

 > Switches  contoh: saklar lampu.

 > Keyboards (collections of pushbuttons called \keys")

                     > Trackballs (relative motion)

                     > Mice / mouse (relative motion)

                     > Joysticks (relative motion, direction.

                     > Tablets (absolute position)

2.      Penjelasan Mengenai Device Output

2.1   Type of Video Display

a)     Cathode Ray tubes (CRT)

-- Merupakan alat display yang umum digunakan.

– Mengosongkan tabung kaca

– Menggunakan voltase tinggi

– Pemanasan elemen (filament)

– Elektron ditarik ke kutub positif yang berfokus pada silinder

– Pembelokan papan vertikal dan horisontal

– Berkas cahaya membentur fosfor yang menyelimuti bagian atas

tabung.

Sebuah CRT dapat melakukan sebuah random scan (vector display) atau sebuah raster scan (raster display):
a. Vector display
Elektron disorotkan secara langsung hanya ke bagian layar yang mengandung gambar.

– Awal komputer display :

  dasar dr oscilloscope

– Kendali X,Y dengan vetikal/horisontal papan voltase

– Sering digunakan intensitas sebagai Z  
b. Raster display
Electron beam men-scan seluruh layar.
Frame harus di-refresh untuk menggambarkan image baru: raster, pixel,scanline, dan rasterize.

– Raster: array segiempat berisi titik/ dot

– Pixel : satu dot atau picture elemen dari raster

– Scan line: baris dari pixel

– TV B/W : suatu oscilloscope dengan pola scan yang tetap: kiri ke kanan,

atas ke bawah

– Untuk menggambar pada screen, komputer membutuhkan sinkronisasi

dengan pola scanning dari raster. Diperlukan memori khusus untuk

buffer citra dengan scan out sinkronous ke raster yang disebut

framebuffer .

Warna CRT’s lebih rumit/sulit. Menggunakan pola warna phospors di layer :
Delta electron gun arrangement
In-line electron gun arrangement

Elektron ditembak dari suatu kawat pijar,dipusatkan, dipercepat, kemudian dibelokkan ke suatu titik pada lapisan fosfor pada bagian dalam layar display.

b)     Raster CRT’s

Kelebihan:
a. Memperbolehkan solids, tidak hanya wireframes
b. Mempengaruhi teknologi low-cost CRT’s
c. Terang
Kekurangan:
a. Memerlukan array memori screen-size
b. Discreet sampling (pixels)
c. Practical limit pada ukuran (40 inches)
d. Besar sekali
e. Rewel

c)      LCD’s (Liquid Crystal Displays)
LCD’s : molekul-molekul organic, secara alami dalam status crystalline yang mencair ketika terkena panas. Ada 2: transmissive dan reflective LCDs.

       Anyaman kristal mempolarisasi cahaya pada 90º.

LCD bereaksi sebagai katup cahaya, tidak mengeluarkan cahaya dan tergantung pada sumber cahaya eksternal.

– Laptop screen

• backlit

• transmissive display

– Palm Pilot/Game Boy

• reflective display

d)     Plasma

•Memiliki prinsip yang kurang lebih sama dengan lampu neon

•Kapsul berisi gas yangdigerakkan oleh medan listrik menghasilkan sinar UV

•UV menggerakkan phosphor

•Phosphor menghasilkan beberapa warna

Keuntungan Plasma:
a. Angle penglihatan yang luas.
b. Baik untuk format tampilan yang besar.
c. Terang.
Kekurangan Plasma:
a. Mahal
b. Pixel besar (1mm)
c. Tidak seterang CRT’s
d. Menggunakan lebih banyak tenaga

2.2   Calligraphic And Raster Devices

Alat display Calligraphic menggambar segi banyak dan segmen garis secara langsung:

# Plotters

# Direct Beam Control CRTs

# Laser Light Projection Systems

Alat display Raster menghadirkan suatu citra sebagai kisi-kisi/grid yang reguler dari sampling.

# Masing-masing sampling biasanya disebut pixel (“picture element")

# Rendering memerlukan algoritma rasterisasi untuk dengan cepat menentukan suatu contoh penyajian dari primitif geometris.

Hardware Display Grafik

1.     Vektor

Calligraphic,stroke,random-scan.

Random Scan CRT’s

Berkas elektron di-scan/diteliti sepanjang masing-masing segmen garis

# Kemampuan dari displaying continous lines/tampilan garis-garis kontinue dan kurva resolusi sangat tinggi .

# Kemampuan display yang high-end (tingkat tinggi) dari 100k garis per refresh.

Kelebihan

@ Sempurna untuk menggambar garis

@ Secara umum resolusinya tinggi

 Kekurangan

@ Tidak dapat menampilkan bentuk image yang realistis

@ Tidak ada kemampuan warna

Contoh: Oscilloscopes

2.     Raster

Raster (TV,Bitmap,Pixmap) ,igunakan dalam layar dan laser printer.

Raster-Scan CRT’s

# Berkas elektron di-scan kiri-ke-kanan, atas-ke-bawah

# Berkas cahaya retrace ke kiri-atas setelah mencapai kanan-bawah (vertikal retrace)

# Kemampuan menampilkan cakupan kontinu tentang intensitas pada posisi yang terpisah/discrete

# Kemampuan High-end displays 4k x 4k @ 120 Hz

# Tiga tembakan/guns elektron digunakan,satu untuk masing-masing warna

# Guns diarahkan melalui suatu mask/topeng dan ke fosfor berwarna

# Fosfor berwarna disusun dalam RGB triples dots (delta) – RGB monitors

stripes (inline) – TVs, Sony Trinitron

Kelebihan

@ Sempurna untuk bermacam-macam intensitas

@ Dapat menampilkan citra bercorak warna

Contoh : Televisions

 

1. Teknologi Display
Alat utama untuk menampilkan output pada sistem grafika adalah video monitor. Operasi sebagian besar video monitor menggunakan Teknologi Cathode Ray Tube (CRT) walaupun ada juga yang menggunakan teknologi lain.
Secara garis besar teknologi CRT dapat digambarkan sebagai berikut :
 # Refreshing = menembakkan elektron berulang ulang pada posisi yang sama untuk menjaga agar fosfor tetap menyala.
# Persistence = yaitu berapa lama suatu jenis fosfor dapat menyala (jenis fosfor ada yang low persistence dan ada yang high persistence)
# Resolution / resolusi = jumlah maksimum titik yang dapat dihasilkan tanpa tupang tindih (horisontal x vertikal).
# Aspec Ratio = perbandingan jumlah titik vertikal dan horisontal.
# Pixel = satu titik di layar monitor.
Raster Scan Display
Jenis monitor ini paling banyak digunakan, yaitu pancaran elektron bergerak ke seluruh layar baris per baris dari atas ke bawah. (digunakan oleh TV).
Random Scan Display
Pada random scan display pancaran elektron hanya diarahkan ke bagian layar dimana gambar akan dibuat disebut juga Vektor Display, strock display atau calligraphic display.
Color Monitor CRT
Terdapat 2 teknik dasar untuk mendapatkan warna, yaitu :
a. Beam Penetration
Dua lapisan fosfor (biasanya red dan green) dilapiskan pada bagian dalam, dan warna yang dihasilkan tergantung dari seberapa besar
pancaran elektron menembus fosfor, tetapi warna yang dihasilkan kurang banyak dan kurang baik jika dibandingkan dengan teknologi lain. Digunakan untuk random scan monitor,
b. Shadow Mask
Shadow mask mempunyai tiga macam fosfor warna pada titik pixel (red, green dan blue). CRT mempunyai 3 elektron gun untuk tiap warna, warna dihasilkan dari perbedaan intensitas dari tiap-tiap elektron gun.

Direct View Storage Tube
Merupakan metode lain untuk mengatur image pada layar. DVST menggunakan 2 elektron gun, elektron gun pertama (primary gun) digunakan untuk menyimpan informasi pola gambar dan yang kedua flood gun digunakan untuk menampilkan gambar.
Kelebihan DVRT adalah dapat menampilkan gambar yang komplek tanpa kerdipan.
Kelemahan Untuk menampilkan gambar diperlukan waktu yang lama, karena setiap ada perubahan gambar harus dibentuk gambar baru secara keseluruhan. (tidak hanya memodifikasi bagian yang berbeda saja).

2. Flat Panel Display
Merupakan video display merupakan kelas video yang mengurangi volume, berat dan penggunaan power jika dibandingkan CRT, FPD digunakan untuk kalkulator, Video game saku, TV kecil, Laptop dll.
Terdapat 2 jenis :
a. Emmisive Display = mengkonversikan energi listrik menjadi sinar. Cth. Plasma Panel.
b. Nonemissive Display / Noneemitters = menggunakan efek optik untuk mengkonversikan sinar matahari atau sinar dari sumber lain ke dalam pola grafik. Cth. Liquid Crystal display 

Sumber : Pengantar Grafika Dan Olah Citra