PERALATAN SISTEM GRAFIKA

PERALATAN SISTEM GRAFIKA

TEKNOLOGI DISPLAY

Penggunaan alat utama untuk menampilkan output pada sistem grafika adalah video monitor. Pada umumnya menggunakan perancangan cathode-ray-tube (CRT).

Gambar Sistem CRT

Adapun operasinya secara garis besar adalah :

• Sebuah electron gun memancarkan electron melalui sistem focusing, dan deflection sistem (sistem untuk mengatur pembelokan) sehingga pancaran elektron mencapai posisi tertentu dari lapisan tertentu pada layer.

• Fosfor memancarkan sinar kecil pada setiap posisi yang berhubungan dengan pancaran electron. Sinar yang dipancarkan fosfor cepat hilang, maka diperlukan suatu pengaturan agar fosfor tetap menyala, caranya adalah dengan refreshing yakni menembakkan elektron berulang kali pada posisi yang sama.

• Jumlah titik maksimum yang dapat ditampilkan pada monitor tanpa tumpang tindih dinamakan resolusi. Resolusi adalah jumlah titik per centimeter yang dapat ditempatkan menurut arah horizontal dan vertical.

• Resolusi CRT tergantung pada tipe fosfor, intensitas yang ditampilkan, focusing gun deflection sistem.

• Aspect rasio merupakan property dari video monitor. Misalkan aspect ratio ¾, artinya perbandingan jumlah titik vertikal dan horisontal yang dapat ditampilkan adalah ¾

Raster-scan Display

• Jenis monitor grafika dengan CRT yang paling umum adalah raster-scan display.

• Pancaran elektronnya bergerak ke seluruh layer baris per baris dari atas ke bawah

• Definisi gambar disimpan dalam memori yang dikenal dengan refresh buffer atau frame buffer.

• Setiap titik pada layer merupakan suatu pixel (picture element)

• Monitor hitam-putih mempunyai nilai 0 dan 1, tiap pixel 1 bit. Frame buffer disebut bitmap.

• Sistem high quality menggunakan 12 bit untuk menyimpan informasi dalam 1 pixel. Menghasilkan resolusi 1024x1024 dan frame buffernya sebesar 3 MB. Frame buffernya disebut pixmap

• Refreshing pada raster-scan display mempunyai 60-80 frame per detik.

• Kembalinya scan pada bagian kiri layar setelah refreshing tiap scan line dinamakan dengan horizontal trace.

• Pada akhir tiap frame (1/80 sampai 1/60 tiap detik ) pancaran electron yang kembali ke atas dinamakan dengan vertical retrace.

• Biasanya setiap frame ditampilkan dalam dua tahap menggunakan prosedur interlaced refresh. Tahap pertama, pancaran electron menyalin menurut scan line dari atas ke bawah. Tahap kedua, vertical retrace, pancaran elektoron menyisir sisa scan line.

Random-scan Display

• Pancaran diarahkan hanya kebagian layar dimana gambar dibuat

• Hanya membuat gambar dengan satu garis pada suatu saat (vector display), stroke writing atau kaligrafik display

• Komponen garis dapat digambarkan dan dilakukan refreshing oleh random-scan sistem.

• Dirancang untuk membuat seluruh komponen garis dengan rate antara 30 sampai 60 tiap detik.

• Hanya dirancang untuk aplikasi line drawing dan tidak dapat menampilkan raster drawing.

Color CRT Monitor

• Menampilkan gambar dengan kombinasi fosfor yang memancarkan warna sinar yang berbeda. Terdapat dua teknik untuk mendapatkan warna, yaitu : beam penetration dan shadow mask.

• Beam penetration digunakan untuk menampilkan gambar berwarna dengan random-scan monitor.

• Shadow mask digunakan pada raster-scan sistem termasuk TV. Metode ini menghasilkan tingkat warna yang banyak jika dibandingkan dengan metode beam penetration.

• Color CRT dalam sistem grafika dirancang sebagai RGB monitor. Menggunakan shadow mask dan mengambil tingkat intensitas untuk setiap electron gun(red,green,blue) langsung dari sistem komputer tanpa pemrosesan antara.

• Sistem grafik dengan kualitas tinggi yang mempunyai 24 bit per pixel dalam frame buffer, dapat menghasilkan hampir 17 juta warna pilihan untuk tiap pixel. RGB monitor dengan penyimpanan 24 bit per pixel dapat menghasilkan full color atau true color.

DVST (Direct View Storage Tube)

Merupakan metode lain untuk mengatur citra pada layar dengan cara menyimpan informasi citra pada CRT. DVST menyimpan informasi gambar sebagai charge distribution di belakang lapisan fosfor pada layar. DVST mempunyai kelebihan yaitu dapat menampilkan gambar yang kompleks dengan resolusi tinggi tanpa adanya kedipan. Hal ini karena tidak diperlukannya refreshing. Sedangkan kelemahan yaitu DVST pada dasarnya tidak menampilkan warna, dan bagian yang diseleksi tidak dapat dihilangkan. Untuk menghilangkan sebagian gambar harus dilakukan dengan menghapus semua gambar pada layar, dan setelah itu dilakukan modifikasi gambar lagi.

Flat-Panel Display

Alat ini merupakan suatu kelas video display yang mengurangi volume, berat dan penggunaan power dibandingkan dengan CRT. Mempunyai ukuran lebih tipis dibanding

dengan CRT. Penggunaannya antara lain pada TV dengan ukuran kecil, kalkulator, video game saku, laptop, dsb. Flat-panel display dibagi menjadi dua yaitu :

(1). emissive display (emitters), dimana mengkonversi energi listrik menjadi sinar. Contohnya adalah : Plasma panel, light emitting diode, dan film electroluminescent.

(2). nonemmisive display (nonemitters) menggunakan efek optic untuk mengkonversi sinar matahari atau sinar dari sumber lain ke dalam pola grafik. Contohnya adalah : liquid christal display (LCD).

LCD

Terdiri dari susunan molekul yang dapat bergerak seperti cairan. Terdiri dua pelat kaca dengan sinar polarizer pada sebelah kanan ke plat lainnya. Sinar yang melalui material di rotasi sampai arah yang berlawanan. Sinar itu kemudian direfleksikan kembali ke arah orang yang melihatnya. Jenis ini dinamakan dengan passive-matrix LCD. Definisi gambar disimpan pada refresh buffer, dan refreshing pada layar dilakukan dengan rate 60 frame per detik. Warna ditampilkan dengan menggunakan material yang berbeda dan menempatkan tiga pixel warna pada setiap lokasi layar.

Metode lain dari LCD adalah dengan menempatkan transistor pada setiap lokasi layar. Transistor tersebut digunakan untuk mengontrol tegangan pada setiap lokasi pixel dan menghindari kebocoran keluar dari sell liquid-christal. Flat panel ini disebut dengan active-matrix display.

RASTER-SCAN SYSTEM

Pada umumnya terdiri dari beberapa unit pemroses. Kecuali CPU, digunakan processor khusus video controler atau display controler yang berfungsi untuk mengontrol operasi dari peralatan display.

Video Controler

Operasi dasar pada video controler, dua register digunakan untuk menyimpan koordinat pixel pada layar. Nilai dari posisi pixel yang disimpan pada frame buffer diambil dan digunakan untuk mengatur intensitas dari pancaran elektorn. Kecuali refreshing dasar,

beberapa operasi dapat dilakukan. Video controler dapat mengambil intensitas pixel dari area memori yang berbeda pada siklus refreshing yang berbeda.

Pada sistem dengan kualitas tinggi, sering digunakan dua frame buffer, sehingga satu buffer digunakan untuk refreshing, sedangkan yang lain diisi dengan nilai intensitas. Kedua buffer dapat saling tukar untuk melakukan fungsi tersebut, sehingga dapat memenuhi kebutuhan mekanisme yang cepat, seperti animasi real-time. Untuk merefresh suatu display dengan ukuran 1024 x 768 pixel pada suatu refresh rate 60 hz memerlukan suatu akses memori setiap 1/(1024*768)60) seconds = 21 ns. Sedangkan untuk men-set komponen warna red, green, dan blue video controler menggunakan suatu look-up Table yang digunakan untuk mengkonversi warna ke kekuatan signal. Berikut ini adalah gambar Video Controller.

Raster-Scan Display Processor

Raster system terdiri dari display processor tersendiri, biasanya disebut dengan graphic controller atau display processor. Kebutuhan display processor ini untuk membebaskan CPU dari pekerjaan grafik.

Fungsi utama display processor adalah membuat digitasi gambar yang dimasukkan dari program aplikasi ke dalam frame buffer. Proses digitasi tersebut dikenal dengan nama scan conversion. Perintah grafik pada pembuatan garis lurus dan objek geometri lainnya dikonversi menjadi intensitas titik yang diskrit. Metode yang sama digunakan untuk mengkonversi kurva dan outline suatu poligon.

RANDOM-SCAN SYSTEM

Program aplikasi dimasukkan dan disimpan dalam sistem memori dari suatu perangkat lunak aplikasi grafika. Perintah grafik pada program aplikasi diterjemahkan ke dalam display file yang disimpan dalam sistem memori. Kemudian display file diakses oleh display processor untuk ditampilkan pada layar monitor. Display processor mengulang kembali setiap perintah dari program pada saat dilakukan refreshing. Pola grafik digambar pada random-scan system dengan menembakkan elektron langsung sesuai komponen garis pada layar monitor. Garis ditentukan oleh nilai dari dua koordinat titik awal dan titik akhir.

PERALATAN INPUT INTERAKTIF

Macam input interaktif dapat dibagi dalam lima macam peralatan logika dasar, yaitu :

- Keyboard, untuk memasukkan karakter atau string

- Locator, untuk mengenali posisi atau orientasi (mouse, trackball dan spaceball, joystick, Glove, digitizer, touch panel, light pen).

- pick, untuk menyeleksi entity suatu tampilan

- valuator, untuk memasukkan bilangan real

- choice, untuk menyeleksi dari suatu action atau pilihan yang tersedia.

Keyboard

• Digunakan sebagai alat input untuk memasukkan teks (data bukan grafik), seperti nama label yang berhubungan dengan grafik tertentu, koordinat layar, pemilihan menu, fungsi grafik.

Mouse

• Berbentuk kotak kecil, mudah dipegang, digunakan untuk mengatur posisi kursor pada layar. Bagian bawah mouse terdapat roda atau bola yang digunakan untuk menentukan jumlah dan arah dari gerakan.

• Untuk mendeteksi gerakan mouse bisa dengan sensor optik.

Trackball dan spaceball

• Sebuah bola yang dapat diputar dengan jari untk menghasilkan posisi kursor pada layar. Trackball digunakan pada aplikasi 2 dimensi, spaceball pada aplikasi 3 dimensi, virtual reality, pemodelan.

Joystick

• Terdiri dari tongkat kecil yang terpasang pada sistem untuk mengendalikan kursor pada layar, dapat bergerak bebas kanan-kiri, maju-mundur, atas-bawah, berputar

• Penggunaan umumnya lebih sulit dilakukan karena perpindahan posisi yang kecil memerlukan lima atau sepuluh kali gerakan kursor, hal ini menyebabkan posisi kursor pada layar tidak tepat seperti yang dikehendaki, sehingga penggunaan biasanya hanya untuk komputer game.

Glove

• Digunakan untuk mendetekasi gerakan jari dan tangan. Sepasang elektromagnet antara antena pemancar dan penerima digunakan untuk melengkapi informasi tentang posisi dan orientasi dari tangan.

Digitizer

• Alat untuk membuat gambar, lukisan, atau memilih posisi koordinat suatu objek baik 2 dimensi maupun 3 dimensi. Digunakan untuk scan suatu objek dan masukannya pada sistem berupa nilai diskrit dari posisi koordinat.

• Tablet (graphic tablet/data tablet) adalah papan datar ukuran 6 x 6 inch atau lebih, digunakan untuk mendeteksi posisi stylus sesuai kehendak user. Stylus adalah alat yang berbentuk pensil dan digunakan untuk menunjuk posisi pada tablet.

Touch panel/touch screen

• Untuk menampilkan objek atau posisi layar dengan sentuhan jari. Aplikasi yang umum menggunakan touch panel adalah pemilihan proses dengan memilih icon yang ada.

Light Pen

• Digunakan untuk menyeleksi posisi layar dengan mendeteksi sinar yang datang dari titik pada layar CRT.

• Mempunyai beberapa kekurangan sehingga jarang dipakai :

- saat light pen menunjuk layar sebagian image dari screen terserap oleh tangan dan pen

- penggunaan pen dalam jangka lama menyebabkan kelelahan pada tangan

- terkadang tidak dapat mendeteksi area berwarna hitam

- terkadang memberi hasil yang salah dari pembacaan data karena pengaruh sinar ruangan.

Valuator

• Dilengkapi dengan nilai skalar dan digunakan sebagai dasar pada potentiometer, seperti pengaturan volume dan tone pada peralatan stereo, dapat diputar 360°

Choice

• Function key adalah bentuk yang paling umum sebagai peralatan choice( pilihan). Terkadang choice dibuat merupakan unit yang terpisah, tetapi lebih banyak menjadi satu kesatuan dengan keyboard, tablet, mouse.

• Digunakan untuk memasukkan perintah atau pilihan menu pada suatu program grafik.