2. Hardware Multimédia

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Sistemas e Conteúdos Multimédia

2. Hardware Multimédia

Nuno Miguel Gil Fonseca

(2)

Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia

Multimédia PC Marketing Council

_{Criado em 1990}

_{Integrava a Microsoft e os construtores mais importantes}

_{Efectuou a definição das características mínimas para que um}

PC se considerasse multimédia (“Certified Multimedia PC”)

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

MPC Level 1 (1990)

_{386 SX a 16 Mhz}

_{2 MB RAM}

_{30 MB Disco}

_CD-ROM

_{VGA (16 cores)}

_{Placa de som de 8 bits}

_Colunas

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

MPC Level 2 (1993)

_{486 SX a 25 Mhz}

_{4 MB RAM (8 MB recomendados)}

_{160 MB Disco}

_{Drive de disquetes de 3.5” (1.44 MB)}

_{CD-ROM capaz de vel. de transf. de 300K/s (2x) com saída de}

som e controle de volume

_{Monitor capaz de 640x480 e 64 K cores}

_{Placa de som de 16 bits com microfone}

_Colunas

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

MPC Level 3 (1996)

_{CPU deve passar um conjunto de testes de comparação com}

um Pentium a 75 Mhz

_{8 MB RAM}

_{540 MB Disco}

_{CD-ROM capaz de vel. de transf. de 600K/s (4x) , tempo}

médio de acesso de 250ms; CD-ROM XA

_{Placa gráfica capaz de suportar gráficos (ou vídeo MPEG1 com}

resolução de 352x240 a 30 fps (ou 352x288 a 25fps) a 15

bits/pix

_{Placa de som de 16 bits, execução MIDI, colunas com pelo}

menos 3 w/canal

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Hoje em dia...

_{O mercado está em constante mudança e evolução, pelo que}

não é fácil definir o computador multimédia...

_{Este deverá ter, pelo menos:}

_{um bom processador}

_{grande quantidade de memória RAM}

_{grande quantidade de espaço em disco}

_{uma boa placa gráfica}

_{uma boa placa de som}

_{sistema de som}

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Monitores

Factores a ter em conta aquando da escolha

_Tecnologia

Plasma, LCD (Liquid Crystal Display) ou CRT (Cathode Ray Tube), TFT (Thin Film

Transistor)

_{Tipos de varrimentos}

Entrelaçado

consiste em cada imagem completa ser mostrada em dois varrimentos consecutivos (1º linhas pares, 2º ímpares)

Progressivo

consiste em fazer apenas um varrimento de cada moldura de imagem e mostrá-la completa

_{Frequência de varrimento (CRT)}

Número de vezes por segundo que o ecrã inteiro pode ser desenhado e a ficar

pronto para desenhar o seguinte

Medida em Hz

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Monitores (cont.)

_{Factores a ter em conta aquando da escolha (cont.)}

_{Tempo de resposta (LCD)}

Tempo que uma célula de cristal líquido leva para ir do estado activo (preto) para o

estado inactivo (branco) e voltar para o estado activo novamente

Medido em milissegundos.

Quanto mais baixo melhor…

Valores usuais: 12 ms, 16 ms

_Dimensão

de 12 a 21 polegadas medidas na diagonal

1 polegada = 2,5 cm (aprox.)

_Resolução

Número de pixels (linhas x colunas)

640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024, 1600 x 1200

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Monitores (cont.)

_{Factores a ter em conta aquando da escolha (cont.)}

Dot pitch

Distância entre pontos adjacentes no monitor (LCD e CRT) medida em milímetros

Valores usuais entre 0.20mm e 0.31mm

_{Profundidade de cor}

número de cores que é possível visualizar

normalmente depende da placa de vídeo e dos drivers desta

O preço! ☺

16,777,216 (True Color, SVGA) 24

256 (VGA) 8

65,536 (High Color, XGA) 16

Número de cores Número de bits

16,777,216 (True Color + Canal Alfa) 32 16 (EGA) 4 4 (CGA) 2 2 (monocromático) 1

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas gráficas (cont.)

Dispositivo de hardware que permite ao computador enviar

imagem para o monitor

Transforma a imagem digital (0s e 1s) no sinal analógico

necessário para comandar os feixes de electrões dos monitores

CRT, controla a resolução, realiza efeitos especiais, armazena a

imagem...

Pode ser encontrada como equipamento à parte ou acoplado à

motherboard

Tem como principais constituintes: processador (chipset),

memória,

conversor digital-analógico, driver de software

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas gráficas (cont.)

Memória

VRAM (pode ser lida e escrita em simultâneo)

Capacidade (8, 16, 32, 64, 128, 256, …) Mb

Tipos de memória: SDRAM, DDR, DDR II, …

Velocidades: 300 e 900 MHz

A memória existente numa placa gráfica condiciona directamente a resolução e

a profundidade de cor com que é possível visualizar-se num monitor.

Exemplo: para operar um monitor a uma resolução 1024 x 768 em true color é

fundamental que a placa gráfica disponha pelo menos de 1024 x 768 x 3bytes = 2.25

MBytes

Poderão ter memória dedicada, partilhada, ou hyper-memory (alguma dedicada

e alguma partilhada)

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas gráficas (cont.)

Tipos de barramento

_{PCI (já não usado)}

_{AGP (em desuso)}

_{PCI Express (standard)}

_{SLI (para múltiplos GPUs)}

Interfaces

_Video-in

_VGA

_DVI

_TV-Out

_S-Video

_HDMI

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas de som

Dispositivo de hardware que permite ao computador reproduzir

som, enviado para o exterior por meio de colunas ou headphones

Pode ser encontrada como equipamento à parte ou acoplado à

motherboard.

Pode ser interna ou externa

O líder do mercado é a Creative

No entanto, existem outros fabricantes como a

Yamaha, TerraTec,

etc.

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas de som (cont.)

Principais características a ter em conta aquando da compra

_{Número de canais}

5.1, 6.1, 7.1

_{Conversão digital-analógico (medida em bits)}

16, 24

_{Frequências de amostragem (medida em Hz)}

48, 96, 196

_{Relação sinal-ruído (medida em dB)}

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas de som (cont.)

Principais características a ter em conta aquando da compra

(cont.)

_Conexões

SPDIF (Sony/Philips Digital Interface)

Coaxial

Óptica

MIDI

FireWire

_{Compatibilidades}

THX, Dolby –Digital, DTS, EAX, etc.

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Métodos de armazenamento óptico

Utilizam a intensidade da luz laser reflectida como fonte de

informação.

Grandes capacidades de armazenamento

Baixo custo

Facilidade de utilização de vários dispositivos num mesmo

computador

Constituídos por diversos níveis de matéria, sendo baseado no

chamado substrato (policarbonato), coberto por uma camada

reflectora e por uma camada protectora.

O substrato apresenta pequenos buracos com uma profundidade de

0.12 µm (um cabelo humano tem cerca de 18 µm de diâmetro) e

comprimento variável chamados pits. Os espaços entre pits

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Métodos de armazenamento óptico (cont.)

A intensidade da luz laser reflectida pelos pits e pelas lands é

diferente, permitindo assim a sua identificação

Toda a informação é colocada numa única pista em espiral

Apresentam vantagens relativas à durabilidade e à segurança dos

dados.

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Métodos de armazenamento óptico (cont.)

Um pouco de história (cont.)

1982

Philips e a Sony anunciam o Compact Disc - Digital Audio

1983

anunciada a extensão do CD-DA para armazenamento de dados em computador (só viria a estar

disponível em 1985)

1985

Disponibilizados os primeiros CD-ROM

1986

A Philips e a Sony anunciaram o Compact Disk - Interactive (CD-I)

1991

Lançada a tecnologia CD-R

1996

Disponibilizados os primeiros leitores de DVD e os primeiros filmes neste formato no Japão

1997

Disponibilizado o CD-RW

1998

Disponibilizados os primeiros leitores de DVD na Europa

Mais recentemente…

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Métodos de armazenamento óptico (cont.)

CD-ROM

O CD-ROM foi concebido como uma forma de armazenamento em computador

de informação de qualquer tipo

Um CD-ROM pode conter áudio e dados

Modos de funcionamento

Modo 1 - Dados de computador

capacidade de 660 Mbytes

Modo 2 - Qualquer tipo de dados

capacidade de cerca de 760 Mbytes

A principal limitação desta tecnologia é o tempo de acesso aleatório, muito superior ao dos

discos magnéticos

Tempo de sincronização

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Métodos de armazenamento óptico (cont.)

CD-R (Compact Disc - Recordable)

O CD-R permite a um utilizador comum efectuar as suas gravações, desde que possua um

gravador adequado

Os CD-R são gravados através de tecnologia laser, o que implica que possuam um nível

de matéria activa opticamente

Esta camada, normalmente de tonalidade verde, reage com o laser de modo a formar os

pits necessários à gravação

CD-RW (Compact Disc - ReWritable)

Os CD-RW são capazes de serem lidos e escritos muitas vezes

A tecnologia que usam é denominada Phase Change, havendo muito quem preveja que

esta tecnologia virá a substituir as tecnologias de gravação ópticas agora existentes

Os CD-RW não podem ser lidos nos leitores de CD-ROM e CD-R mais antigos, uma vez

que apresentam coeficientes de reflexão muito inferiores (15-25% da luz comparados com

65-75%).

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Métodos de armazenamento óptico (cont.)

DVD (Digital Versatil Disc)

Maior capacidade (cerca de 4.7 GB)

Os 4.7 GB de capacidade podem ser aumentados para 8.5 GB, uma vez que

os DVD podem ser escritos de ambos os lados

É ainda possível efectuar gravações em 2 níveis de cada lado (double layer)

O tamanho mínimo dos pits e a distância entre passagens da pista foram

reduzidos para conseguir o aumento de capacidade

Diferentes versões

_{DVD–Audio - Será capaz de armazenar muitas horas de música, incluindo vários canais para}

suportar som Surround;

_{DVD–ROM - Utilização similar à do CD-ROM, beneficiará da sua alta capacidade}

_{DVD–Vídeo - Meio de distribuição do futuro, mas também uma ameaça, tendo em conta a}

facilidade com que se pode duplicar um disco sem perda de qualidade.

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Scanners

Um scanner permite a criação de uma imagem electrónica de uma

qualquer fotografia, gráfico, desenho, etc

Parâmetros mais relevantes:

Resolução

a de 600 dpi é comum, sendo mais do que suficiente para a maioria dos projectos multimédia

Velocidade de digitalização

Existem scanners específicos para fotografias e para negativos

Existem scanners dos mais variados formatos:

De mesa

Em forma de caneta

Etc.

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Scanners (cont.)

Processo de digitalização

Cada pixel é representado por um número inteiro proporcional ao valor da

intensidade de luz no ponto correspondente na imagem analógica (gray

level-nível de cinzento)

Cada linha do original é iluminada por uma luz, sendo a sua imagem reflectida

por um espelho para a lente de um Charge Couple Device –CCD

Os CCDs são semicondutores de dimensão microscópica, sensíveis à luz

A função dos CCDs é produzir uma voltagem em função da intensidade de luz

recebida

Esta voltagem é convertida num sinal digital por um conversor analógico

-digital

Para distinguir as cores é necessário que existam três sensores, um relativo a

cada cor básica.

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Câmaras digitais

Armazenam as imagens capturadas e permitem a sua transferência

para um computador

No computador, as imagens obtidas podem ser utilizadas ou

manipuladas nos formatos digitais comuns

Utilização menos onerosa

Não é usado filme

Fotografias indesejadas não têm custos

Usam uma grelha de CCD (Charge Coupled Device) em vez de filme para

registar as fotografias

Algumas máquinas conseguem uma melhor resolução ao utilizar três

grelhas de CCD, cada uma sensível a uma das cores básicas

As máquinas podem ser configuradas para tirar fotografias com diversos

tamanhos e níveis de resolução, dependendo o espaço ocupado por cada

fotografia destes dois parâmetros

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Câmaras digitais (cont.)

Arquitecturas

1 CCD

CCD: nas câmaras monoCCD só existe um CCD ao qual é sobreposto uma matriz de filtros com

bandas passantes distintas.

Preço mais convidativo

Pior SNR (Signal-to-Noise Ratio) uma vez parte do sinal electromagnético de entrada é

desaproveitado.

3 CCD

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Computadores multimédia (cont.)

Câmaras fotográficas digitais (cont.)

Arquitecturas (cont.)

3 CCD (cont.)

Excelente resolução espacial.

Diminui o efeito de aliasing.

Bastante mais caro

Gestão de cor

Os valores RGB obtidos por uma câmara reflectem o espaço de cor desse equipamento.

Num equipamento de reprodução de cor (monitor, impressora) as indicações de cor são

também uma propriedade do equipamento.

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Hardware

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Computadores multimédia (cont.)

Câmaras fotográficas digitais (cont.)

Gestão de cor (cont)

Cada equipamento é fornecido com um Profile. Esse Profile estabelece o mapeamento entre o espaço de

cor do equipamento e o espaço de cor ou vice-versa

A conversão é realizada pelo Driver

Factores a ter em conta aquando da escolha

Capacidade do sensor (usualmente em MegaPixels)

Tipo de máquina

Manual ou automática

Com lentes permutáveis (SLR - ) ou não

Tamanho e qualidade do LCD

Capacidade de Zoom (óptico e digital)

Tipo de armazenamento suportado (MS, SD, MMC, xD, etc.)

Tipo de alimentação – pilhas, bateria

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Câmaras de vídeo

As câmaras de vídeo são baseadas num conjunto de células foto sensíveis,

os CCD – Charge Coupled Device ou APS – Active Pixel Sensor

Estes dispositivos geram sinais eléctricos que representam os níveis de

intensidade de cada cor básica que a câmara recebe a partir de cada

ponto da imagem.

A utilização deste fluxo analógico em computador tem que ser precedida

da sua digitalização, para o que é necessário hardware específico, as

placas de captura de vídeo

As câmaras de vídeo digitais distinguem-se por possuírem circuitos

próprios de digitalização, o que lhes permite ter saídas digitais

Podem também ser utilizadas como máquinas fotográficas digitais, mas as

fotografias obtidas por esta via não atingem o mesmo nível de qualidade.

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Hardware

_Multimédia

Computadores multimédia (cont.)

Placas de aquisição de vídeo

As placas de captura (ou digitalização) de vídeo permitem digitalizar

imagens de vídeo a partir de uma fonte de vídeo analógico (Ex. uma

câmara de vídeo ou um gravador de vídeo)

Algumas placas permitem também a conversão de vídeo digital em

analógico, permitindo a sua exportação para visualização ou

armazenamento

A ter em conta aquando a escolha:

Entradas de vídeo disponíveis

As placas mais baratas possuem apenas entradas de vídeo composto

É importante que a placa disponha de uma entrada de vídeo separado que permita uma ligação às

saídas do mesmo tipo normalmente presentes em câmaras Hi8

Capacidade máxima de captura

relação entre o tamanho máximo do vídeo capturado e o número de frames por segundo a que é