2 Monitor CRT (Tubo de Raios Catódicos)
O monitor, em geral, tem suas telas de imagem construídas, a partir de um Tubo de Raios Catódicos, conforme figura 1. A imagem se forma em uma tela constituída por uma película de fósforo e, uma vez que um de seus pontos de imagem é atingido por um elétron (gerado pelo canhão de imagem), ele emite luz - e isso é o que o olho humano capta. A figura 1 mostra como é formado o feixe de elétrons e como ele é direcionado para que possa incidir no local certo na tela, sendo responsável por essa tarefa, as placas de deflexão horizontais, as quais fazem com que o feixe se desloque verticalmente e as placas verticais que, ao contrário, fazem com que haja o controle no sentido horizontal.
Figura 1- Monitor CRT
Cada ponto da imagem precisa ser "impresso" na tela. Isso é conseguido bombardeando individualmente todos os pontos da tela, um de cada vez, ponto por ponto, linha por linha, do início ao fim da tela, então de volta ao início e assim sucessivamente, ininterruptamente, sem parar.
São dois processos coordenados de varredura da tela, conforme Figura 2 .
Figura 2- Varredura da tela
A luz emitida pelo ponto de fósforo "bombardeado" tem permanência (duração) curta e logo esmaece e se apaga. Assim, esse processo de "bombardeio" precisa ser repetido periodicamente a fim de manter a imagem visível, mesmo que a imagem não mude (Nota: o mesmo processo também acontece com a televisão!). Portanto, o computador ( o processador) precisa ficar constantemente re-enviando a mesma imagem (ou as imagens modificadas) para a interfaceque, por sua vez, "refresca" a tela.
Os monitores eram inicialmente utilizados para exibir apenas caracteres (modo caractere) em uma única cor (geralmente um fósforo verde, algumas vezes branco ou ainda laranja). Dessa forma, o que trafegava na interface entre computador e monitor eram apenas códigos em bits (geralmente ASCII) que representavam os caracteres que seriam exibidos. Na interface,esses códigos digitais eram decodificados e transformados em sinais analógicos (sinais de vídeo). Conforme Figura 3.
Figura 3- Sinais de vídeo
Posteriormente, com o advento de sistemas gráficos (inicialmente em aplicações especializadas, em geral ligadas à engenharia, tal como CAD - Computer Aided Design), foram desenvolvidos monitores gráficos em cores. Nesses monitores, a imagem passou a ser constituída, não mais por um caracter de uma só cor, o qual podia ser tratado como um código, mas por pontos individualmente gerados na tela e que, agrupados, formavam os gráficos e/ou os caracteres. Conforme Figuras 4, 5 e 6.
Figura 4
Cada um desses pontos (chamados pixels - picture elements) passou a ter diversos atributos, entre eles a cor. Cada cor exibida precisa ser identificada por um código. Se tivermos 16 = 24 cores, serão necessários 16 códigos e, portanto, 4 bits para identificá-las individualmente. Sendo 256 = 28 cores, serão, portanto, 8 bits e assim por diante, até a chamada true color com 64 milhões = 232 cores exigindo 32 bits.
Figura 5
Na Figura 5, cada letra corresponde respectivamente a: A – Catodo; B – Revestimento condutivo; C – Anodo; D – Tela revestida de fósforo; E – Feixe de elétrons; F – Máscara de sombra.
Figura 6
Também em termos de resolução (número de pontos de imagem por tela), as exigências cresceram muito. Quanto mais pixels maior resolução, mas também maior número de bits a serem transmitidos em cada tela. A quantidade de informação que passou a trafegar entre computador e monitor aumentou de forma extraordinária, exigindo novas soluções de projeto para evitar que a exibição de informações na tela se transformasse em um "gargalo" (bottleneck) para o desempenho do sistema. A solução para esse problema veio com o desenvolvimento de interfaces mais elaboradas, possibilitando maior throughput, bem como pela utilização de verdadeiros processadores de imagem (interfaces dotadas de processadores especializados para processamento gráfico e de memória local). Dessa forma, o computador passou a transmitir primitivas gráficas (informações codificadas que eram transformadas em gráfico apenas no processador gráfico da interface). O processo de refresh também passou a ser atribuição somente do processador de vídeo, não havendo necessidade do processador principal (o processador do computador) reenviar uma imagem que não sofresse alterações. Mais ainda: o processo de envio das modificações de uma imagem passou a ser feito por diferença, isto é, o processador principal transmite apenas o que mudou e o processador de vídeo se encarrega de alterar a imagem de acordo.