2.2 Disegnare con gli elettroni.
I terminali CRT sono costituiti da una superficie quasi piana di vetro, rivestita all'interno da ossido di zinco, che ha la capacità di emettere una debole luce se eccitato. Nella parte posteriore è presente un piccolo cannone elettronico che è in grado di sparare gli elettroni in linea retta. Tra le due parti sono posizionati degli elettromagneti, i quali, se polarizzati opportunamente, sono in grado di modificare la traiettoria degli elettroni, variando con buona precisione il punto d'impatto con lo schermo.
Analizziamone in dettaglio il funzionamento.
Inizialmente il raggio, comunemente detto pennello elettronico, è posizionato nell'angolo superiore sinistro e si sposta verso il margine destro. Una volta terminato il disegno della prima riga, operazione detta scansione, viene spento, abbassato di un punto e riposizionato sul margine sinistro, pronto per la riga successiva. Si prosegue in questa maniera sino a coprire tutto lo schermo.
C'è solo un piccolo problema: riportare sulla sinistra il pennello elettronico richiede lo stesso tempo della scansione di una linea, quindi l'immagine non apparirebbe corretta perché non c'è tempo per effettuare una scansione delle righe pari! Si è così deciso di effettuare alternativamente prima la scansione di tutte le righe dispari e successivamente quella delle righe pari. L'intero processo ha bisogno di precise temporizzazioni e queste si ricavano facilmente dalla corrente di rete che è di tipo alternato, ovvero inverte il suo cammino ben 50 volte al secondo in Europa e 60 volte in America, quindi la corrente elettrica ha frequenza rispettivamente di 50Hz e di 60Hz.
Il semiquadro video viene tracciato 50 volte in Europa e 60 in America e ciò comporta una piccola differenza tra i due sistemi televisivi: il PAL infatti, lavorando a 50Hz, può tracciare più righe del sistema NTSC che lavora a 60Hz.
Il trucco di tracciare prima le dispari e poi le pari, porta a ridurre a solo 1/25 di secondo il tempo di visualizzazione dell'intera immagine.
Questa operazione, detta interlacciamento dell'immagine, ancora oggi viene eseguita da tutti i TV-Color.
Ma come mai l'immagine appare stabile e non vediamo il pennellino che la disegna? La risposta viene dallo studio dell'occhio: la retina umana "soffre", fortunatamente, del fenomeno della persistenza dell'immagine con un tempo pari a 1/10 di secondo. Se stiamo gurdando un oggetto e supponiamo che questo scompaia istantaneamente, per non meno di 1/10 di secondo continuiamo a vederlo. Il lasso di tempo pari a 1/25 di secondo è inferiore di quasi due volte rispetto alla velocità della nostra retina e l'immagine ci appare stabile.
Gli odierni computer, o meglio le loro schede video, per raddoppiare la risoluzione verticale (ovvero la quantità di righe presenti a video) usano un trucco simile, scomponendo l'immagine in due parti. Il monitor o TV-Color dividerà ciascuna parte ancora in due ottenendo ben 4 semiquadri da disegnare ciascuno in appena 1/50 di secondo, quindi l'intero quadro si compone in 1/12 di secondo che è quasi uguale ad 1/10, ma in questi tempi la retina è in grado di percepire il processo di costruzione dell'immagine! Il fenomeno si presenta sottoforma di uno fastidiosissimo sfarfallio, che molti riconosceranno nelle famigerate modalità interlacciate di Amiga.
Per risolvere il problema basta usare dei particolari monitor in grado di lavorare a frequenze maggiori, riportando nei giusti intervalli di tolleranza le varie tracciature, questa è la soluzione adottata nel mondo PC con la scheda VGA
, oppure usare dei fosfori ad alta persistenza, cioè la luce prodotta da ciascun puntino dura più a lungo, ma questa tecnica non viene più usata poichè spostando gli oggetti sullo schermo si ha uno sgradevolissimo "effetto scia".
Tutto ciò è un notevole svantaggio per alcune applicazioni videografiche, infatti non è possibile collegare i PC ad un normale TV-Color o ad un videoregistratore, ed è necessario adoperare un costoso convertitore di frequenze che di solito peggiora, e non di poco, la qualità finale dell'immagine. L'unico sistema che può essere direttamente essere collegato a qualsiasi apparecchiatura video (basta un banale cavo di prolunga) è l'Amiga. Per queste sue caratteristiche uniche viene ampiamente usata nelle produzioni televisive, o dai videoamatori e/o fotografi per realizzare le titolazioni, animazioni ed altro ancora a livelli altamente professionali.
E tutto ciò non le impedisce di lavorare anche con i monitor VGA!
2.3 Disegnare con i bit.
2.4 Il colore.
Come possiamo accendere solo i punti sullo schermo? E' sufficiente indicare al computer la posizione del punto da accendere o spegnere. Per fare ciò è necessario introdurre un sistema di riferimento, simile a quello cartesiano. L'origine è fissata nell'angolo sinistro superiore, quindi la zona positiva dell'asse delle x si trova sulla riga e non esiste quella negativa. Le righe sono numerate in ordine crescente dall'alto verso il basso ed anche qui non esiste la parte negativa.
L'elemento più piccolo che è possibile individuare con tale sistema di riferimento si chiama PIXEL
, spesso è anche chiamato punto. La sua dimensione non corrisponde a quella dei punti del monitor: di solito più punti del monitor costituiscono un pixel ed il numero effettivo dipende dalla risoluzione video adottata e dalla qualità e dimensione del monitor stesso.
La risoluzione di solito viene indicata con il prodotto di due numeri, tipo 640x512, significa che il computer piazzerà sullo schermo ben 512 righe, ciascuna contenente 640 pixel, il più possibile centrata e lasciando dei bordi sui quattro lati dello schermo.
Tale zona è spesso chiamata zona di overscan. Fu realizzata per ragioni di sicurezza nei primi Home Computer perché alcuni televisori allargavano troppo l'immagine rendendo invisibili le prime e le ultime righe e/o colonne. Il sistema televisivo PAL (europeo) prevede ben 736x566 pixel, quindi la classica risoluzione VGA 640x480 non potrà mai ricoprirla, mentre usando la 800x600 solo una parte sarà visualizzata!
L'Amiga ha come risoluzione base la 320x256 in Europa e di 320x200 in USA e può raddoppiare, in modo differenziato, ciascuna dimensione arrivando così ad una classica risoluzione 640x512 o 640x400 (gli ultimi modelli hanno anche risoluzioni maggiori), che già offre una buona copertura dello schermo. Ma in più Amiga possiede i modi overscan che offrono una totale e perfetta copertura del quadro televisivo: anche per questo motivo in alcuni ambienti professionali l'Amiga è un must.
Tutti i bit sono disposti in una zona di memoria chiamata memoria video ed il modo in cui sono organizzati, attraverso delle coordinate, ricorda una mappa, perciò tale organizzazione prende il nome di Bitmap (mappa di bit).
Se il bit è posto a 1 il relativo pixel è acceso e quindi se il pennello elettronico si posiziona sul punto corrispondente, spara un piccolo gruppo di elettroni che colpiscono la pellicola fosforescente emettendo per brevissimo tempo un bagliore: ecco come si accende un pixel di schermo!
Con il progredire della tecnologia elettronica è stato possibile realizzare dei tubi catodici a colori. Il principio è lo stesso, ma questa volta ogni punto video è in realtà costituito da ben 3 punti distinti di diverso colore, per la precisione sono: Rosso, Verde, Blu (per maggiori chiarimenti si rimanda al terzo
capitolo). Ora ci sono ben tre distinti pennelli elettronici, uno per ogni colore. Combinando opportunamente questi tre colori a luminosità differenti si possono ottenere tutte le tinte desiderate.
Quando l'hardware del computer effettua la scansione della bitmap, da quest'ultima preleva il colore (nero se il pixel è spento) e fa sì che il pennello elettronico riproduca proprio tale colore.
2.5 Disegnare o tracciare la mappa?
D0, E0, C1, F1, C2, F2, C3, F3, C4, D4, E4, F4, C5, F5, C6, F6, C7, F7
Cosa abbiamo ottnuto? Ma la lettera A! Ora con la codifica in binario otteniamo per ciascuna riga una sequenza binaria con il suo corrispettivo numero decimale.
Qualche anno fa per realizzare un disegno al computer era necessario armarsi di santa pazienta, carta millimetrata e costruirsi una griglia per convertire ciascun punto del disegno in un opportuna sequenza di bit.
Era un lavoraccio, ma qualcuno doveva pur farlo! Nulla aguzza l'ingegno più di un lavoro noioso e ripetitivo, così si cominciò a sviluppare tool ed utility per disegnare, scoprendo tecniche sempre nuove e cominciando ad osare sempre di più. Questo lento processo ha portato alla nascita di un tipo di software dedicato al disegno e alla colorazione, comunemente detto "Paint", che in inglese significa appunto dipingere.
Oggi fortunatamente possiamo usare dei veri gioiellini di programmazione per effettuare i nostri disegni, ora nessuno si sogna di usare la cara e vecchia carta millimetrata, molti addirittura ignorano che in passato si procedeva così! L'operazione di disegno ormai rispecchia abbastanza fedelmente quella che si fa nella realtà. Per esempio: bisogna preparare la tela selezionandone le dimensioni e risoluzione, si possono modificare i colori, è anche possibile mescolare diverse tinte per ottenerne di nuove, oppure si può decidere la taglia del pennello da usare. Alcuni programmi permettono persino di variare la pressione della pennellata, o di usare spray, matite, penne e tanti altri comuni strumenti di disegno in modo molto simile al loro uso comune nella realtà. Su questi è anche possibile cambiare la porosità ed il tipo di carta!
Comunemente sono presenti diversi strumenti che agevolano il disegno di figure geometriche tipo cerchi, rettangoli, poligoni spezzati, ecc., oppure apporre delle scritte decidendone taglia, tipo di carattere, stile e colore.
Soprattutto sono dotati di strumenti non disponibili nel la realtà come gli ingrandimenti, oppure l'UNDO che permette di annullare le ultime operazioni se queste non ci soddisfano o sono errate. E' anche possibile ritagliare una porzione di disegno ed utilizzarla come pennello per disegnare!
Quindi oggi per disegnare è sufficiente possedere un personal ed un programma di paint, ma naturalmente questi sono solo degli strumenti: ciò che più conta sono l'idea di base e le capacità artistiche dell'utente.
Non dimentichiamoci che il computer è una macchina vuota e sta a noi riempirla!
Prima di passare al prossimo capitolo vorrei farvi vedere com'è possibile disegnare con la carta millimetrata.
Costruiamoci una griglia di 8x8 caselle, dovrebbe essere chiaro il motivo di tale scelta, comunque lo ripeto: 8 pixel = 8 bit = 1 byte.
Inoltre con 640 pixel orizzontali dello schermo ed 8 pixel orizzontali del carattere, possiamo stipare ben 80 caratteri su una riga, che è lo stesso modulo delle macchine da scrivere!
Indichiamo le colonne con le lettere dell'alfabeto dall'A all'H, mentre le righe con numeri da 0 a 7. Accendiamo/coloriamo le seguenti caselle:
Il risultato finale è il seguente:
