Repaso de pantallas

Esta mañana he leído un artículo sobre la inminente aparición de una nueva
tecnología de pantallas planas llamada Debes estar logueado para poder ver los enlaces., esto junto a los últimos avances del sector me ha motivado a publicar un pequeño resumen sobre la tecnología de las pantallas usadas en la telefonía móvil y lo que está por venir.


Datos básicos:

Píxel: un píxel es la unidad mínima de representación gráfica de una
pantalla. Esto es, cada uno de los puntos que conforman la matriz de la pantalla. Cada píxel a su vez está formado por 3 subpíxels con los colores básicos rojo, verde y azul (también conocido como sistema RGB) a partir de los cuales se pueden conseguir, mediante variaciones de la intensidad de los mismos, toda la gama de colores visibles.

Resolución: asemejando la pantalla a una matriz o rejilla, es la cantidad de píxeles expresado en columnas x filas de las que dispone esta.
Existen numerosos formatos estándar de resolución de uso habitual, así como relaciones de aspecto (la relación entre la vertical y la horizontal [4:3, 16:9, 16:10...]) los más importantes son:

SQCIF: 128*96
QCIF: 176*144
CIF: 352*288

QVGA: 320*240
VGA: 640*480
SVGA: 800*600
XGA: 1024*768

VHS: 300*360
TV: 460*360
DVD: 720*480
HDTV: 1920*1080


Tamaño de la pantalla: se expresa normalmente en pulgadas e indica la distancia entre dos esquinas opuestas de la pantalla. (1 pulgada = 2,54cm)

Densidad de píxeles: es la relación entre la superficie física de la pantalla y el número de píxeles de esta y se expresa en nº de píxeles por cm2. A mayor densidad más definición, precisión y claridad en las imágenes representadas.

Profundidad de color: indica en número de bits el máximo número de colores
(combinaciones de las intensidades de cada uno de los 3 subpíxeles)que puede representar la pantalla. Normalmente esto indica más que una realidad, una medida digital de posibilidad teórica combinatoria.

4 bit = 32 colores
8 bit = 256 colores
12 bit = 4.096 colores
16 bit = 65.536 colores
18 bit = 262.144 colores
24 bit = 16.777.216 colores

Velocidad: este dato no se suele proporcionar nunca en el mundo de la telefonía, pero sirve como complemento. Su valor Se indica en milisegundos y expresa la cantidad mínima de tiempo necesaria para que un píxel cambie de un color a otro.
Habitualmente este dato se confunde con el "refresco de imagen" propio de la
pantallas CRT, pero a fin de cuentas vendría a ser su equivalente digital. Como dato, los monitores TFT de última generación andan por los 1 a 2 ms.

Ángulo de visión: se refiere al ángulo respecto de la normal de la pantalla en el que esta es visible de modo aceptable. Se expresa en grados y se suele dar en 2 valores, el horizontal y el vertical. A grosso modo indica que si una persona está delante de la pantalla y otra a un lado mira a esta, podrá verla siempre que se mantenga dentro del ángulo de visión, sino no vera nada.

Táctil: indica si la pantalla dispone de un sistema de entrada por contacto
que señala la posición pulsada. Hay muchos tipos de tecnologías táctiles (vibración, capacitiba, electromagnética....) y 2 tipos básicos de accionamiento, contacto (cualquier objeto incluso los dedos lo acciona) o de puntero (necesita de un puntero o Stylus especial).

Tecnologías:

LCD: Sus siglas significan Lquid Cristal Display (pantalla de cristal líquido) que hace referencia a su construcción física.
Constan de un cristal polarizado (sólo deja pasar los rayos de luz en una dirección) una serie de partículas de cristal en suspensión y los correspondientes cátodo y ánodo que se disponen a modo de sándwich. Al aplicar una tensión entre los terminales las partículas de cristal se alinean dejando pasar la luz mostrándose el píxel. Al Este tipo de pantallas en su formato más básico
(las pantallas de reloj por ejemplo) muestra iluminado (ON) o apagado (OFF).
Des este tipo de pantalla básica se evolucionó a las de escala de grises (al variar la tensión entre los terminales se consiguen distintas intensidades de gris) y de estas a las de color
(las primeras apenas mostraban 4 colores, SIEMENS creo que fue la primera en presentar un terminal con pantalla "con colores").

Esta tecnología es muy básica pero es base para todo lo que se ha desarrollado después. Consumen muy poco, el mayor gasto se produce por el sistema de retro-iluminación aquellas que la poseen. Hoy ya no se fabrican terminales con pantallas tan básicas.



LCD DSTN: También conocidas como pantallas de matriz pasiva. Matriz pasiva indica la falta de elementos activos (semiconductores [diodos, transistores...]) en la pantalla, lo que obliga a estar continuamente refrescando la información de cada uno de los píxeles (la pantalla no es capaz de recordar el color de cada uno de sus píxeles y hay que recordárselo cada poco tiempo) esto produce cierta borrosidad en la imagen y que la calidad de los colores sea bastante baja, pero aún y todo es un gran salto respecto de la tecnología básica LCD. Consume mucha más energía, pero es muy barata de producir y aun se sigue fabricando para terminales de baja gama o para pantallas secundarias en teléfonos de tapa.


SIEMENS m55 4096 colores


LCD TFT: conocidas también como pantallas de matriz activa. Sus siglas corresponden con Thin Film Transistor o lo que es lo mismo, transistores de capa fina, indicando que estas pantallas poseen transitares (elementos activos) para controlar cada uno de los píxeles y que utilizan a modo de "memoria" para no tener que estar refrescando continuamente el color de los primeros como ocurría en las pantallas de matriz pasiva. El salto de calidad es muy notable con colores más definidos y vivos, un ángulo de visión mayor y un consumo más reducido.
Hoy en día es la tecnología más utilizada.


SAMSUNG D600 QVGA 18bit, probablemente la pantalla de mejor calidad del mercado.

OLED: significa Organic Light Emiting Diodo, diodo de emisión de luz orgánico lo que indica que no se basa en tecnología LCD, sino en unos diminutos elementos (leds) capaces de emitir luz en una determinada longitud de onda (color) cuando son excitados mediante corriente eléctrica. Las principales ventajas de esta tecnología respecto de la TFT es que esta consume tan sólo una fracción ya que no necesita retro-iluminación puesto que son sus elementos los que ya emiten luz. Esto a su vez produce negros perfectos (ya que es ausencia de luz total) y un contraste muy superior. La pega de esta tecnología es que la duración en horas de uso no es igual para cada color (el azul se degrada antes) y en general la duración de los leds es bastante menor que la de los TFT (pero bueno, a pocos les dura un terminal 10 años).
SAMSUNG es una de las pocas que comercializa terminales con pantallas de este tipo en España, en Japón y Corea es mucho más habitual encontrar terminales que las incorporen.


SAMSUNG X120, el negro es absolutamente negro.

Pantallas espejo: en realidad no son un tipo de pantallas separado, normalmente se trata de TFT u OLED pero que se les ha puesto un filtro semi-reflectante delante de la pantalla que refleja parte de la luz, dando la apariencia de un espejo.
Los primeros en incorporar este tipo de pantallas en un terminal fueron los innovadores ingenieros de PHILIPS, luego se han sumado marcas como SAMSUNG y ALCATEL.


PHILIPS 639


Pantallas Trasparentes: como su propio nombre indica son pantallas totalmente transparentes basadas en tecnología OLED y que cuando no muestran información son como un simple cristal. Solo se han visto en prototipos.


Pantalla transparente de gran formato.

Pantallas de ángulo de visión dual: de reciente aparición en prototipos, estas pantallas son capaces de mostrar imágenes diferentes dependiendo del ángulo desde el que se miren. La versión más curiosa que he podido ver es la de un navegador integrado de coche en el que el conductor ve la ruta que sigue mientras que el copiloto disfruta de la reproducción de un DVD.


Esta es una pantalla SHARP, lo que sostiene el indivíduo es un espejo para mostrar la pantalla vista desde otro ángulo.

Pantallas dobles: aquellas capaces de mostrar información tanto por el anverso como por el reverso.
Sólo vistas en prototipos.

Mirad este post que publiqué hace como 2 años http://www.gsmspain.com/foros/showt...threadid=186673 (comentarios de la venganza de Don Mendo incluidos jejejejeje)

Lástima que esta tecnología no llegara a prosperar.

Tinta electrónica: universalmente conocida por e-ink, la tinta electrónica ha empezado a entrar en la electrónica de consumo desde finales de año (SEIKO incluso ha lanzado una edición limitada de un reloj que usa esta tecnología). Su funcionamiento es genialmente sencillo, se trata de pantallas que contienen diminutas celdillas rellenas por partículas de color blanco y color negro, teniendo cada color una polaridad. Así pues, cuando se aplica un voltaje a la base de la celdilla las partículas de carga opuesta a al valor aplicado (+ o -) son atraído por los contactos mostrándose el color contrario en la superficie de la pantalla.

Esta tecnología tiene ENORMES posibilidades, apenas consume energía ya que no necesita retro-iluminación, se puede fabricar en formatos flexibles y GIGANTES (como una valla publicitaria). No pasará mucho tiempo antes de que se presenten en el mercado los primeros lectores e-book basados en esta tecnología.


Gráfico de funcionamiento.


Tamaño ultrafino, la e-ink traerá una nueva era en la electrónica de consumo.

Pantallas ocultas: Es el último tipo de pantallas que he visto y se trata de que en reposo no son visibles sólo cuando muestran información aparecen los datos sobre la superficie de forma "mágica". Cómo no es un invento "made in Japan" y allí incluso ya tienen terminales con esta tecnología.






Imagino que me habré dejado cosas en el tintero, y habré cometido algún que otro error, pero espero que os guste el post y queda abierto a que aportéis todo aquello que creáis necesario.
Intentaré amenizar un poco el "tocho" poniendo alguna que otra imagen más.

Un saludo.

Vaya vaya, pues si que ha sido una lectura interesante.

No te voto en verde porque lo hice hace mucho, je, je, je

Gracias shoah.
Ya lo he dejado más apañado y legible.

Como colofón un apunte sobre los defectos del LCD...

Problemas con los Píxeles:
A mucha gente le ha ocurrido que en su nuevo y flamante monitor TFT o teléfono de última generación le llega de fábrica con algún pixel estropeado, cosa que fastidia enormemente. Hay varios tipos:

Píxel muerto o negro: es un píxel que permanece negro, no se ilumina ni muestra color alguno.

Píxel blanco: todo o contrario al anterior, siempre permanece iluminado de color blanco.

Píxel de color fijo: cuando uno o dos de los subpíxeles quedan permanentemente iluminados lo que produce imprecisiones en el color, y un color fijo en imágenes negras. El más habitual es el pixel fijo rojo.

Píxel de color limitado: en contraposición al anterior, es un píxel con uno o 2 subpíxeles muertos, con lo que no puede mostrar toda su variedad cromática. Se detecta en imagenes blancas.

Para los monitores, la garantía depende mucho de la marca habiendo políticas tan "cutres" de no aceptar el cámbio de un monitor con varios píxeles estropeados sólo porque no se encuentren en el centro de la pantalla o porque estén muy alejados unos de otros (lamentable).

En telefonía móvil, si tu terminal tiene un pixel estropeado, deberían cambiarlo "ipso-facto" y espero que esa política no cambie conforme nos acercamos a terminales con resoluciones mucho más grandes.

Un saludo.

Gracias por el artículo, curradísimo y verde merecido.

Saludos

Impresionante documento.
SAludos cordiales!!

que buen post!!! muy bien explicado^^

ahora, entre estas dos CIF: 352*288 y QVGA: 320*240, la CIF esta por debajo de la qvga segun lo que has puesto, pero parece que tenga mas resolucion la QVGA, no??

Si las he agrupado por el tipo estandard, ya que el aspect ratio no es el mismo entre los CIF y el VGA. Es como el rollo de los folios y los formatos DIN-A. De todas formas los formatos CIF son más utilizados para tamaño de frames o imágenes que para pantallas, los estandar VGA se usan para todo.

Completo el tema de las tecnologías:

CRT: acrónimo de Catodic Ray Tube (tubo de rayos catódicos) es la tecnología más extendida actualmente, aunque su dominio lleva un descenso continuado desde la aparición de los TFT, y no es de extrañar, teniendo en cuenta las ventajas de espacio, aprovechamiento de la pantalla y consumo (consumen 1/3 de lo que un CRT del mismo tamaño) que tienen frente a estos .
Primero de todo un apunte sobre características propias:

Tipo de pantalla: la forma física de la pantalla ha ido evolucionando con el tiempo:
-Corte esférico: las primeras que aparecieron, tienen la forma una sección de esfera, y fueron las primeras ya que de esta manera, todos los puntos de su superficie se encuentran a la misma distancia de un punto centro común, aunque esto produce cierta distorsión en los bordes.

-Corte cilíndrico: tiene la forma de una sección de un cilindro (corte longitudinal), así pues los borde izquierdo y derecho son rectos y el superior e inferior combados hacia fuera. SONY fue la que más vendió este tipo de pantallas (y la verdad es que se veían mil veces mejor que las anteriores), famosas por la introducción del tubo BLACK TRINITRON.

-Pantalla plana: las famosas pantallas ultraplanas aparecieron ya en la última época (no siempre 100% planas, normalmente tenían cierta curvatura). Mejoraban la calidad y evitaban los molestos reflejos propios de las otros tipos. El efecto es curioso al pasar de una pantalla de corte esférico a una plana… da la sensación de que el escritorio está abombado hacia dentro del monitor (efectos curiosos que produce nuestro cerebro al procesar la imagen).

-Velocidad de refresco: se refiere al número de veces que el monitor refresca la información de la pantalla segundo que muestra el monitor. La cantidad se mide en Herzios , siendo imagen de marca en su día los famosos “100 Hz”. Cuanto más mejor, reduciendo la vista cansada y el efecto FLICKERING (parpadeo).

• Entrelazado: La imagen se dibuja toda de golpe
• No entrelazado: En la primera pasada sólo se dibujan las líneas impares de la imagen, y en la segunda las pares.

Por cierto, la señal de la tele sólo es de 50Hz, así que lo que hacen las teles de 100Hz es “imaginarse” 1 de cada dos imágenes que muestran por pantalla .

Dot pitch: o tamaño del punto (píxel), se mide en milímetros y es la distancia existente entre dos subíxeles del mismo color. Cuanto más pequeño, mejor definición y calidad.

Analógica o Digital: también en su día fue imagen de marca aquello de “calidad Digital”. Las analógicas fueron las primeras, como todo lo analógico precede a lo digital (menos los mandos de los simuladores ), ya que estas mostraban tal cual la señal de entrada. Las digitales convierten la señal a un formatos binario para poder procesarla con mayor calidad, amen de poder aplicar filtros y correcciones, información en pantalla etc...

Tamaño de pantalla: es similar a lo antes mencionado, salvando la excepción de que no es igual a la superficie visible. Un monitor de 17” TFT tiene 17” de superfície visible, un CRT con suerte tiene 15’5 o 16”. El motivo es que se da el tamaño del tubo y no el de la superficie visible ya que en los bordes del tubo la imagen se distorsiona y no es útil.


El funcionamiento de la tecnología se basa en las cualidades del campo eléctrico que es capaz de desviar un haz de electrones. Esto es, un CRT es una válvula gigante de cristal que está al vacío (por eso “peta” cuando se rompe) en la que se establece una enorme diferencia de potencial (unos miles de voltios) entre el cátodo y ánodo (base de la pantalla y salida del tubo).

De la salida del tubo se disparan 3 hazes (1 para cada color básico RGB) de electrones que se desvía de izquierda a derecha y de abajo a arriba mediante el campo eléctrico creando de esta manera un ”camino” continuo serpenteante desde la esquina superior izquierda a la inferior derecha.



Al impactar cada uno de los electrones contra la parte de atrás de la pantalla golpea a los átomos de fósforo que al excitarse radian luz, “et voilá”, tenemos imagen. Cada uno de los píxeles y subpíxeles se separa de su contiguo mediante una rejilla metálica conectada a masa para descargar los electrones que impactan contra ella. Si os fijáis bien en el monitor (sobretodo en los SONY y MITSIBISHI) veréis 2 líneas horizontales finas negras, son los hilos que sostienen la rejilla .


Esquema del funcionamiento de una TV CRT


PLASMA: el funcionamiento tiene cierta similitud con el CRT ya que también utiliza fósforo como fuente luminosa, pero cada uno de sus píxeles está formado por unas mini válvulas esta vez conteniendo gas de XENON o NEON. Estos gases al ser expuestos a una diferencia de potencial emiten electrones que impactan sobre la capa de fósforo.

El problema de esta tecnología es que esas miniválvulas (se podrían asemejar a bombillitas) no se pueden manufacturar físicamente muy pequeñas por lo que las altas resoluciones quedan vetadas en formatos pequeños. Esos si, en formato grande (más de 50” puesto que el tamaño del píxel crece considerablemente, se pueden crear resoluciones mayores.


Aquí se puede ver como cada subpíxel plasma es como una pequeñabombillita independiente.

Un saludo.