MARCO TEORICO

El monitor es el dispositivo de salida de mayor importancia de un sistema de computación, sin él no se podría visualizar lo que hay en el PC, ni habría comunicación con el usuario.
La manera como el monitor genera la imagen en pantalla es similar a la que utiliza el sistema de televisión. El tubo que forma la pantalla está compuesto por una caja de plástico y en su interior posee todos los circuitos electrónicos.
Una clasificación de monitores
Monocromáticos: tiene un tubo de rayos catódicos cuyo recubrimiento de fósforo produce un solo color.
TTL: son monocromáticos o TTL (lógica de transistor a transistor) los cuales fueron creados para trabajar con las tarjetas Hércules.
Pantalla TTL - RGB (CGA): es un monitor digital a color, que trabaja con una tarjeta CGA (color graphics adapter) reconocía dos posibles estados para cada uno de los tres colores primarios (rojo, verde, azul): encendido o apagado, por lo que se limitaba a 8 colores.
Pantalla TTL - RGB (EGA) y monitores análogos VGA: es un monitor a color que trabaja con una tarjeta EGA (enhanced graphic adaptor), en lugar de utilizar la señal de intensidad, reciben una segunda información de cada color primario, logrando una variedad de matices y alcanzando los 16 colores.
Los monitores analógicos que utilizan tarjetas VGA, pueden representar la información de cada color por una señal variable, puede obtenerse una cantidad de colores hasta de 16,5 millones.
Como funciona
El monitor es la pantalla en la que se ve la información suministrada por el ordenador. En el caso más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientras que en los portátiles y los monitores nuevos, es una pantalla plana de cristal líquido (LCD).La información se representa mediante píxeles, a continuación explicamos lo que es un píxel: es la unidad mínima representable en un monitor. Cada píxel en la pantalla se enciende con un determinado color para formar la imagen. De esta forma, cuanto más cantidad de píxeles puedan ser representados en una pantalla, mayor resolución habrá. Es decir, cada uno de los puntos será más pequeño y habrá más al mismo tiempo en la pantalla para conformar la imagen. Cada píxel se representa en la memoria de video con un número. Dicho número es la representación numérica de un color especifico, que puede ser de 8, 16 o más bits. Cuanto más grande sea la cantidad de bits necesarios para representar un píxel, más variedad de colores podrán unirse en la misma imagen. De esta manera se puede determinar la cantidad de memoria de video necesaria para una cierta definición y con una cierta cantidad de colores.
Clasificación por color y por tecnología usada
Atendiendo al color:
- 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, que al 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.
- Monitores monocromáticos: 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.
Atendiendo a la tecnología usada:
- Monitores de cristal líquido: Los cristales líquidos son sustancias transparentes con cualidades propias de líquidos y de sólidos. Al igual que los sólidos, una luz que atraviesa un cristal líquido sigue el alineamiento de las moléculas, pero al igual que los líquidos, aplicando una carga eléctrica a estos cristales, se produce un cambio en la alineación de las moléculas, y por tanto en el modo en que la luz pasa a través de ellas. Una pantalla LCD está formada por dos filtros polarizantes con filas de cristales líquidos alineados perpendicularmente entre sí, de modo que al aplicar o dejar de aplicar una corriente eléctrica a los filtros, se consigue que la luz pase o no pase a través de ellos, según el segundo filtro bloquee o no el paso de la luz que ha atravesado el primero. 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 deben aplicar diferentes niveles de brillo intermedios entre luz y no-luz, lo cual se consigue con variaciones en el voltaje que se aplica a los filtros.
Resolución: La resolución máxima de una pantalla LCD viene dada por el número de celdas de cristal líquido.
Tamaño: A diferencia de los monitores CRT, se debe tener en cuenta que la medida diagonal de una pantalla LCD equivale al área de visión. Es decir, el tamaño diagonal de la pantalla LCD equivale a un monitor CRT de tamaño superior. Mientras que en un monitor clásico de 15" de diagonal de tubo sólo un máximo de 13,5" a 14" son utilizables, en una pantalla portátil de 15" son totalmente útiles.
En la actualidad coexisten varios tipos:
Dual Scan (DSTN): ya no muy utilizadas, razonablemente buenas pero dependen de las condiciones de iluminación del lugar donde se esté usando el portátil.
HPA: una variante moderna de las anteriores, de contraste ligeramente superior, pero sólo ligeramente superior, sin duda peor que las TFT.
Matriz Activa (TFT): permite una visualización perfecta sean cuales sean las condiciones de iluminación exteriores.
- Monitores con tubos de rayos catódicos: Las señales digitales del entorno son recibidas por el adaptador de VGA. El adaptador lleva las señales a través de un circuito llamado convertidor analógico digital (DAC). Generalmente, el circuito de DAC está contenido dentro de un chip especial que realmente contiene tres DAC, uno para cada uno de los colores básicos utilizados en la visualización: rojo, azul y verde. Los circuitos DAC comparan los valores digitales enviados por la PC en una tabla que contiene los niveles de voltaje coincidentes con los tres colores básicos necesarios para crear el color de un único píxel. El adaptador envía señales a los tres cañones de electrones localizados detrás del tubo de rayos catódicos del monitor (CRT). Cada cañón de electrones expulsa una corriente de electrones, una cantidad por cada uno de los tres colores básicos.
El adaptador también envía señales a un mecanismo en el cuello del CRT que enfoca y dirige los rayos de electrones. Parte del mecanismo es un componente, formado por material magnético y bobinas, que abraza el cuello del tubo de rayos catódicos, que sirve para mandar la desviación de los haces de electrones, llamado yugo de desvío magnético. Las señales enviadas al yugo de ayuda determinan la resolución del monitor (la cantidad de píxeles horizontal y verticalmente) y la frecuencia de refresco del monitor, que es la frecuencia con que la imagen de la pantalla será redibujada.
La imagen esta formada por una multitud de puntos de pantalla, uno o varios puntos de pantalla forman un punto de imagen (píxel), una imagen se constituye en la pantalla del monitor por la activación selectiva de una multitud de puntos de imagen.
Los rayos pasan a través de los agujeros en una placa de metal llamada máscara de sombra o mascara perforada.
El propósito de la máscara es mantener los rayos de electrones alineados con sus blancos en el interior de la pantalla de CRT. El punto de CRT es la medición de como cierran los agujeros unos a otros; cuanto más cerca estén los agujeros, más pequeño es el punto. Los agujeros de la mencionada máscara miden menos de 0,4 milímetros de diámetro.
El electrón golpea el revestimiento de fósforo dentro de la pantalla. (El fósforo es un material que se ilumina cuando es golpeado por electrones). Son utilizados tres materiales de fósforo diferentes, uno para cada color básico. El fósforo se ilumina más cuanto mayor sea el número de electrones emitido. Si cada punto verde, rojo o azul es golpeado por haces de electrones igualmente intensos, el resultado es un punto de luz blanca. Para lograr diferentes colores, la intensidad de cada uno de los haces es variada. Después de que cada haz deje un punto de fósforo, este continúa iluminado brevemente, a causa de una condición llamada persistencia. Para que una imagen permanezca estable, el fósforo debe de ser reactivado repitiendo la localización de los haces de electrones.
Después de que los haces hagan un barrido horizontal de la pantalla, las corrientes de electrones son apagadas cuando el cañón de electrones enfoca las trayectorias de los haces en el borde inferior izquierdo de la pantalla en un punto exactamente debajo de la línea de barrido anterior, este proceso es llamado refresco de pantalla.
Los barridos a través de la superficie de la pantalla se realizan desde la esquina superior izquierda de la pantalla a la esquina inferior derecha. Un barrido completo de la pantalla es llamado campo. La pantalla es normalmente redibujada, o refrescada, cerca de unas 60 veces por segundo, haciéndolo imperceptible para el ojo humano.
La elección del monitor
En líneas generales podríamos decir que existen cuatro tipos principales de monitores.
Resolución
Se trata del número de puntos que puede representar el monitor por pantalla, en horizontal por vertical. Así, un monitor cuya resolución máxima es de 1024x768 puntos, quiere decir que es capaz de representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, 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 del monitor. La resolución debe ser apropiada además al tamaño del monitor.
Los valores recomendados para trabajar son los apropiados para tareas generales como las ofimáticas. Para otras más específicas como CAD, conviene pasar al inmediatamente superior; por ejemplo, en monitores de 21" se puede usar una resolución de 1600x1200 sin mayores problemas.
La resolución, el número de colores presentados y la cantidad de memoria de la tarjeta gráfica son parámetros que están estrechamente relacionados entre si.
Refresco de la pantalla
Es el número de veces que se escribe la información en pantalla por unidad de segundo. También se llama “Frecuencia de Refresco Vertical”. Se puede comparar al número de fotogramas por segundo de una película de cine, por lo que deberá ser lo mayor posible. Se mide en Hz (hertzios) y debe estar por encima de 60 Hz, preferiblemente 70 u 80. A partir de esta cifra, la imagen en la pantalla es sumamente estable, sin parpadeos apreciables, con lo que la vista sufre mucho menos.
Antiguamente los monitores sólo podían presentar imágenes con unos refrescos determinados y fijos, por ejemplo los monitores CGA o EGA y algunos VGA; hoy en día todos los monitores pueden presentar varios refrescos dentro de un rango determinado (multiscan).
La tarjeta gráfica es la que proporciona estos refrescos, 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 su rango de velocidades de refresco para no tener ningún problema, para lo cual lo mejor es leer con detenimiento el manual o mirar otro parámetro denominado Frecuencia Horizontal, que debe ser lo mayor posible, entre unos 30 a 80 Khz.
Tamaño de punto (dot pitch)
Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color. Esto resulta fundamental a grandes resoluciones. Lo mínimo exigible en este momento es que sea de 0,28 mm, a nos ser en monitores de gran formato para presentaciones, donde la resolución no es tan importante como el tamaño de la imagen.
Para monitores de diseño gráfico, o usos a alta resolución, debe ser menor de 0,28 mm, aunque lo ideal es que sea de 0,25 mm o menos.
En ocasiones este tamaño es diferente en vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos de color en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones.
Controles y conexiones
Una característica casi común a los monitores con controles digitales son los controles OSD (On Screen Control, controles en pantalla). Son esos mensajes que nos indican qué parámetro estamos cambiando y qué valor le estamos dando.
Lo que si suelen tener algunos monitores digitales son memorias de los parámetros de imagen (tamaño, posición), por lo que al cambiar de resolución no tenemos que reajustar dichos valores.
En cuanto a los controles en sí, los imprescindibles son: posición de la imagen, tamaño vertical y horizontal de la imagen, tono y brillo. Son de agradecer los controles trapezoidales (para mantenerla rectangular), los de "efecto barril" (para mantener rectos los bordes de la imagen) y desmagnetización.
Por lo que respecta a las conexiones, no debe faltar el típico conector mini D-sub de 15 pines (VGA) y el S-Video. En monitores de 17" o más es interesante que existan además conectores BNC, que presentan la ventaja de separar los tres colores básicos; además en los monitores mas modernos, debe estar presente otra conexión digital, la DVI. De cualquier modo, esto sólo importa si la tarjeta gráfica también los incorpora y si la precisión en la representación del color resulta determinante en el uso del monitor.
Clasificación de los monitores TRC
- Monitor MDA, acrónimo de Monochrome Display Adaptor (adaptador monocromo de pantalla). En informática, un adaptador de vídeo presentado en 1981, capaz de utilizar un solo modo de carácter: 25 líneas de 80 caracteres cada una, con subrayado, parpadeo y caracteres de mayor intensidad. Aunque IBM no ha usado nunca el acrónimo MDA, se utiliza a menudo para referirse al adaptador monocromo de pantalla e impresora de esta compañía.
- Monitor MCGA, en informática, acrónimo de Multi-Colour Graphics Array (matriz gráfica multicolor), un adaptador de vídeo incluido en los equipos IBM PS/2, modelos 25 y 30. La MCGA puede emular a un CGA (adaptador gráfico a color) y permite dos modos gráficos adicionales. El primer modo tiene 640 píxeles horizontales por 480 píxeles verticales con dos colores elegidos de una paleta de 262.144 colores. El segundo tiene 320 píxeles horizontales por 200 píxeles verticales con 256 elegidos de una paleta de 262.114 colores.
- Monitor VGA, en informática, acrónimo de Video Graphics Array, un adaptador de vídeo presentado por IBM en 1987. El adaptador VGA reproduce todos los modos de vídeo de la tarjeta EGA (acrónimo de Enhanced Graphics Adapter) e incorpora varios modos adicionales. Los nuevos modos más conocidos son el de 640 píxeles horizontales por 480 verticales, con 16 colores simultáneos a elegir de una paleta de 262.144 colores, y el modo de 320 píxeles horizontales por 200 verticales, con 256 colores a elegir de una paleta de 262.144 colores. Se reconocen por que en el enchufe de su cable RGB, posee 12 Pines.
- Monitor SVGA: Parecidos a los VGA pero más potentes. Tienen tamaños de 14",15",17" y 21", trabajan con resoluciones de 640x480, 800x600, 1024x768 píxeles o mas y pueden presentar la combinación de 24.000.000 a 32.000.000 colores. Se reconocen por que en el enchufe de su cable RGB, posee 15 Pines y por lo general son dispositivos Plug and Play (P&P).
Componentes de un monitor TRC
Aunque su funcionamiento es simple desde el punto de vista del usuario, el interior del monitor encierra un sistema complejo. El componente estrella (y el más costoso) es el tubo de rayos catódicos. Éste contiene varios cañones, cuyo cátodo genera electrones, que son acelerados -a través del ánodo- hacia un material fosforescente (la pantalla). El cañón barre toda la pantalla, enfocando cada zona sensible y lanzando un haz de electrones con una cierta intensidad.
La pantalla está formada por una serie de zonas sensibles fosforescentes (píxeles), que al ser excitadas por los electrones, emiten radiación visible hacia el usuario. La intensidad de los haces de electrones condiciona la luminosidad de cada píxel, mientras que la composición del fósforo determina su color.
Tras ser excitados, los puntos sensibles de la pantalla son capaces de emitir radiación visible solamente durante un corto periodo de tiempo. Por ello, dichos puntos deben ser excitados de nuevo (léase, refrescados). Esto se consigue realizando el proceso de barrido multitud de veces por segundo. Si la frecuencia de refresco es apropiada, el usuario percibirá una sensación de continuidad de la imagen en el tiempo. En cambio, si dicha frecuencia es demasiado reducida, la pantalla deja de emitir radiación luminosa entre refresco y refresco, haciendo que el usuario perciba un parpadeo en la imagen. Por otra parte, si la frecuencia de refresco es demasiado elevada, el usuario no va a percibir ninguna ventaja (no hay que olvidar que el ojo tiene su propia frecuencia de muestreo para capturar imágenes) y, además, se requerirá un elevado ancho de banda entre la tarjeta de vídeo y el monitor para mover tanta información por segundo. Por tanto, la elección de la frecuencia de muestreo está sujeta a un compromiso.
El TRC está gobernado por un circuito controlador. Éste recibe las señales analógicas procedentes de la tarjeta de vídeo y controla al TRC en consecuencia, haciendo que las imágenes se formen sobre la pantalla.
El monitor también dispone de componentes de interfaz con el usuario, que se materializan en forma de controles situados en el exterior del monitor. Estos también se hallan conectados al circuito controlador del monitor, que es quien se encarga de hacer efectivas las órdenes del usuario. Los controles del monitor permiten modificar parámetros como el brillo, el contraste, etc.
Respecto al suministro de energía eléctrica, el monitor es el único componente estándar del PC que dispone de su propia fuente de alimentación. Algunos equipos disponen de un zócalo extra, que permite conectar el cable de alimentación del monitor directamente sobre el PC. Esto no significa que el monitor reciba energía de la fuente interna del PC. En realidad, el PC deja pasar su alimentación de corriente alterna -procedente de la red eléctrica- hacia el monitor. La ventaja radica en que, al conectar/desconectar el PC, el monitor se conecta/desconecta automáticamente. Otro aspecto fundamental es la interfaz con el PC, que permite a la tarjeta de vídeo enviar las señales analógicas necesarias para el gobierno del monitor.
Todavía queda por introducir un último componente: la cubierta del monitor. En el caso del monitor, su papel protector es importante, ya que, como se ha dicho antes, oculta un hardware peligroso para el usuario. Además, hay que recordar que los componentes internos del monitor generan una gran cantidad de calor. Por ello la cubierta contiene multitud de ranuras, que aseguran una correcta ventilación. Es importante evitar la obstrucción de dichas ranuras; de lo contrario, el monitor podría calentarse en exceso y acabar averiándose.
Funcionamiento del monitor TRC
Como ya hemos introducido, la misión fundamental del cañón es barrer toda la pantalla, dotando de un color e intensidad luminosa a cada píxel.
Este proceso es imprescindible, y debe repetirse varias veces por segundo (como dato práctico, las frecuencias de refresco estándares son 56, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110 y 120 Hz). En primer lugar, se comienza en el píxel situado en la parte izquierda superior de la pantalla. Entonces, se barren todos los píxeles de la línea superior en sentido horizontal, de izquierda a derecha. A continuación, el haz se desactiva, y el cañón se desplaza hacia el primer píxel de la línea inmediatamente inferior (como si de un “retorno de carro y avance de línea” se tratara). El proceso se repite hasta cubrir toda la pantalla.
Finalmente, el haz se vuelve a desactivar, y el TRC vuelve a enfocar al píxel original, listo para “dibujar” una nueva pantalla. Este proceso se denomina “barrido progresivo”.
Existe otro tipo de barrido, denominado “entrelazado”, que se emplea en el mundo de la televisión, y que también se utilizaba en los primeros monitores, para aprovechar los desarrollos existentes. Mediante esta técnica, en cada refresco sólo se rellena la mitad de las líneas de la pantalla. En un primer barrido, se rellenan las líneas impares. En el barrido siguiente, se rellenan las pares, completando un cuadro. El barrido entrelazado tiene una clara motivación: por diversas causas (siempre dentro del mundo de la TV), no es posible ofrecer frecuencias de refresco suficientemente altas. Usando barrido progresivo con frecuencias de refresco insuficientes, se produce una sensación de parpadeo que, a su vez, se convierte en fatiga visual tras varias horas de trabajo. Se podría pensar en aumentar la persistencia de la pantalla, pero esto produciría estelas, especialmente ante movimientos rápidos.
Con el barrido entrelazado se duplica la frecuencia de refresco, utilizando el mismo ancho de banda para transmitir las señales. Aunque cada semi-pantalla (denominada “campo”) contiene la mitad del total de líneas de la pantalla, los píxeles emiten luz el tiempo suficiente para que el ojo crea que todas las líneas de la pantalla han sido dibujadas en un barrido completo. En resumen, desaparece el efecto de parpadeo y no se requiere ancho de banda adicional, lo que representa una solución ideal para televisión. Esto funciona muy bien con imágenes en movimiento (típicas en televisión), pero ofrece problemas con imágenes estáticas (el caso del PC). En efecto, si la imagen presenta líneas finas horizontales en una posición fija, se aprecia un efecto de temblor, ya que dichas líneas se refrescan en barridos alternados. Un buen ejemplo son las hojas de cálculo.
Por todo ello, en los PC se emplea barrido progresivo, pero con una frecuencia de refresco bastante superior a la utilizada en televisión. Es posible, por tanto, emplear frecuencias como 72 Hz, que permiten trabajar durante muchas horas con el PC sin fatigar la vista.
El TRC se halla rodeado de bobinas de hilo conductor, denominadas bobinas deflectoras. Estas bobinas generan campos magnéticos (controlados por la tensión que se les aplica) que actúan sobre los electrones lanzados, modificando su trayectoria. Un bobinado permite modificar la trayectoria de los electrones en sentido horizontal, mientras que otro hace lo mismo verticalmente. De esta forma, mediante la aplicación de dos tensiones eléctricas, se consigue el barrido horizontal, los desplazamientos entre líneas y los saltos al punto inicial de la pantalla.
Utilizando un solo haz, se conseguiría una imagen en escala de grises. En ese caso, que corresponde a los antiguos monitores monocromos, la pantalla se halla recubierta de un material que emite un solo color (normalmente verde, naranja o blanco). Para conseguir el color, se utilizan tres cañones, y los píxeles se forman entrelazando puntos de tres colores distintos, denominados colores primarios. Cada haz se dedica a uno de esos tres colores, y mediante la mezcla aditiva de los mismos (por proximidad), se obtiene cualquier otro color. El sistema empleado en los monitores es el RGB: rojo (R, del inglés red), verde (G, de green) y azul (B, de blue). La intensidad total de los haces determina el brillo de cada píxel, siendo la intensidad relativa entre los tres cañones la que condiciona el color.
La equivalencia entre pulgadas y centímetros es de: 1” (pulgada) = 2,5 cm.

ACTIVIDADES

a) Cuestionamiento a los alumnos respecto a:
¿Cuántos monitores conociste? ¿Puedes anotar algunos de ellos?
¿En qué otro artefacto puedes encontrar cristal líquido?
¿Qué tipo de monitor consume menos energía?
¿Cuál es el monitor con el precio mas elevado en el mercado?

b) Exposición referida a los distintos tipos de monitores y sus características.

Actividades en la Sala de Informática:
c) En la sala de informática se realizará lo siguiente:
Identificar el o los tipos de monitores que existen. ¿Cuál es su tamaño?
¿Cuántos controles tienen?
Explicar para que sirve cada control.

d) En el entorno gráfico del Sistema Operativo Windows acceder a la opción de programa que permite modificar la resolución del monitor. El procedimiento a seguir es:
Paso 1 - En el escritorio del monitor hacer clic con el botón derecho del Mouse
Paso 2 - Se abrirá una pequeña ventana en la cual entre otras opciones elegiremos el de las propiedades.
Paso 3 - Haciendo clic en esta se abrirá una nueva ventana más grande que la anterior, la cual también nos brinda diversas opciones.
Paso 4 - Seleccionaras de ellas, la de configuración. Una vez seleccionada, se abre otra ventana.
Paso 5 - Se ilustra en ella, en el centro un monitor, en su parte inferior izquierda: resolución de la pantalla, en ella se presenta dos opciones, de menor o mayor resolución, dependiendo de la cantidad de píxeles; y del lado derecho, la calidad del color, Media de 16 bits y Alta de 32 bits. (Operación realizada con un monitor CRT Plug & Play de 17´´).
d.1) Cada vez que cambien la resolución deberán acceder al programa Paint para observar una fotografía, y utilizar el zoom.
d.2) Registrar en un cuadro comparativo lo que observan para cada resolución configurada: como se ven los colores, las líneas de contorno, la imagen en general.

e) Para cerrar un cálculo matemático. (Ejercicio del libro INFORMATICA I: que relaciona pulgadas con pixelado, pág. 11).
En una pantalla estándar (E) la relación entre ancho y alto es 5 a 4, y en una widesreen (W) es 16 a 10. Calcula el ancho de una pantalla de 17”, que sea:
E (alto: 27cm)
W (alto: 22,8cm)

PRODUCTORES

AYELÉN PUGA ALBARRACÍN(ayelenpuga@hotmail.com)
ROMULO ROLDAN (romuloroldan@yahoo.com.ar)
TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN (2009)