DISPOSITIVI DI OUTPUT

Scopo di questa lezione

Iniziamo con questa lezione una rassegna dei principali device di interazione.

L’enfasi non sarà sulla tecnologia, ma sui compiti che essi supportano.

Oggi iniziamo dai principali dispositivi di output. Seguiranno i dispositivi per la immissione di testo, e i dispositivi per la manipolazione.

Ciò che vedremo oggi

sistema utente

OUTPUT DEVICES

INPUT DEVICES

• Vista• Udito• Tatto

- video display- stampanti- sound devices- haptic devices

INPUT DEVICES

mondo- scanner- foto camera- video camera- sound recorder- sensori

Temi

VISTA:Dispositivi di visualizzazione

Dispositivi di stampa

Dispositivi per l’acquisizione di immagini

What you see is what you get?

UDITO:

Output vocale

Dispositivi di visualizzazione

Display bitmappeddisplay

bitmap

L’immagine è formata da elementi detti PIXEL (=picture element)

Ogni pixel è associato nella bitmap a n bit, che ne rappresentano i 2n possibili colori

Es. n=1 21 = 2 (Bianco / nero) n=8 28 = 256 colori n=24 224 = circa 16,7 milioni

Per ottimizzare…

Mappa dei colori, che può essere sostituita in qualsiasi momento.Permette di visualizzare molti più colori di quelli rappresentabili nella bitmap, ma non contemporaneamente

Display RGB• Ogni pixel è formato da tre piccole sorgenti luminose (punti, dot) corrispondenti ai tre colori primari Red, Green, Blue, di diversa intensità, che formano il colore desiderato per sintesi additiva• L’intensità di ciascun colore primario è rappresentata da un valore numerico, per es. in 8 bit: - 0: il punto non emette luce - 255: il punto emette luce alla intensità massima

• In questo caso, il numero di colori riproducibili: 256 x 256 x 256 = 16,7 milioni

Rappresentazione dei colori: esempi

Display RGB: tecnologie

- CRT (Cathod Ray Display): ingombranti, stanno scomparendo- LCD (Liquid Crystal Display): piatti, hanno reso possibile lo sviluppo dei PC portatili- PDP (Plasma Display Panel): piatti, utilizzati soprattutto per gli schermi televisivi

La dimensione di un display è la misura della diagonale dell’area visibile (in pollici = 2,54 cm)Es.: 13”, 15”, 17”, 19”, 21”, 42”, 50”, 100”

Esempio: il più grande display LCD (100”, 2007)

Display: risoluzioneSi fa spesso molta confusione. La risoluzione di un video è legata a due aspetti diversi:

• Numero totale di pixel– Rapporto 4:3 (schermi standard di computer e TV):

Es: 800 x 600, 1024 x 768, 1600 x 1200– Rapporto 16:9 (HDTV, High Definition TV, per PC multimediali):

Es.: 1280 x 720– Altri rapporti

Es.: 1280 x 800 (il mio)

• Densità dei pixel (pixel per inch, ppi)– 72 appi– 96 ppi

Nota importante: dpi (dot per inch) si usa per le stampanti, non per i display video; i dot delle stampanti e i pixel del video sono due cose diverse, non bisogna fare confusione!

Risoluzione dei display

Display: personalizzazioneSu un PC si possono modificare:- Il numero di pixel totale - Il numero di colori

Display multipli

Ogni display può essere dedicato a uno specifico insieme di compitiEs.: Photoshop: immagine in corso di elaborazione + palette e menù

Grandi display

Sandia National Laboratories, 2001 (64 processors)

“Video-wall”

Table top display

innovis.cpsc.ucalgary.ca/.../MADBoxes/mad1.jpg

Digital paper (e-paper)- supporto sottile e flessibile di materiale plastico- viene ggiornato elettronicamente e mantiene il

contenuto anche quando non è alimentato

- diverse tecnologie(piccole sfere bianche e nere, caricate elettricamente)

- ancora agli inizi

Schermi panoramici

www.advancedsimulation.com/images/vs1.jpg

Visualizzazione 3D• Quando osserviamo una scena 3D su uno schermo

tradizionale (o su una fotografia), siamo comunque consapevoli che si tratta di una immagine “piatta”

(questa è una immagine di computer grafica)

Visualizzazione 3D (segue)• Nella visione umana (binoculare)

ogni occhio riceve una immagine diversa della scena

• Esistono tecnologie di visualizzazione che creano una sensazione “vera” di tridimensionalità (stereoscopica), presentando a ciascun occhio una immagine diversa

• Varie tecnologie: - monitor + occhiali speciali (anaglifi, lenti polarizzate, shutter glasses) - monitor autostereoscopici - Head Mounted Display (HDM)

Esempi: occhiali

Occhiali “shutter” (“oscuranti”)a cristalli liquidi, con immagine sincronizzata su workstation

(fonte: StereoGraphics)

Occhiali a lenti rosso/cyan con immagine anaglifo

Esempi: monitor autostereoscopici. Il monitor mostra contemporaneamente un’immagine per l’occhio sinistro e una per l’occhio destro

. Ogni occhio vede solo la propria immagine (vengono usate varie tecniche)

. Con tecnologie di head-tracking o eye-tracking le immagini il sw può presentare immagini diverse a seconda della posizione dell’utente

Esempio

Da: Robert Skerjanc and Siegmund Pastoor, New generation of 3-D desktop computer interfaces , Electronic Imaging 1997

Head Mounted Display (HDM)

• Apparato costituito da uno o due piccoli display “indossati” davanti agli occhi

• Vari modelli e tecnologie: – occhiali/elemetto– monoculari /binoculari (visione stereoscopica)– diversi Field-Of-View (FOV)– see-through oppure no– con head-tracking device oppure no– con o senza audio (stereo) incorporato

Esempi

binoculare

monoculare,optical see-through

Video see-through (due telecamere)

Panoramico (180° FOV), alta risoluzione con head-tracker

HDM : due paradigmi di interazione

• Virtual Reality- Un ambiente tridimensionale generato dal computer viene presentato all’utente, che interagisce con esso, avendo la sensazione di “esserci dentro” (“immersive VR”)- Richiede interazioni complesse fra device di visualizzazione e altri device di interazione (vedi lezioni successive)

• Augmented Reality- La combinazione “intelligente” di elementi (multimediali) generati dal computer ad ambienti reali.

Video

Virtual reality:• http://it.youtube.com/watch?v=InoBd96BUuE&feature=related

Virtusphere)• http://it.youtube.com/watch?v=qTnnJR-hS7k

Augmented reality:

BMW (manutenzione motore auto)• http://it.youtube.com/watch?v=P9KPJlA5yds&feature=related

Ambienti interattivi: CAVE

- CAVE Virtual Automatic Environment, per visione stereoscopica immersiva

- Sviluppata dal 1992 alla Univ.dell’Illinois, poi numerose varianti

- Tracker per la posizione dell’utente, e occhiali

Dispositivi di stampa

Stampa per puntiIn ogni tecnologia usata oggi, la stampa viene effettuata per punti:

La risoluzione si misura dpi: dots per inch (punti per pollice) Es.: 300 dpi = 300x300 = 90.000 punti per pollice quadrato

NB: da non confondere con i punti tipografici, unità di misura per le dimensioni dei caratteri, e con i pixel, che sono i punti che formano le immagini video

Stampanti: caratteristicheTecnologia Colori Risoluzione Velocità

Matrice di punti Monocromatica Bassa(80-120 dpi)

di solito bassa200 cps bozza50 cps lettera (ca 1 ppm)Ma oggi può arrivare a oltre 1500 cps

Getto d’inchiostro Monocromatica e colori

Media - alta media

Laser Monocromatica e colori

Media - alta alta6-100 ppm

Note: cps : caratteri per secondo ppm: pagine per minuto

Si tenga presente che la misura della velocità di stampa non è stata standardizzata. I valori forniti dai costruttori si riferiscono di solito a fogli A4 di densità “normale”.Spesso vengono dati due valori, per stampa in draft e in qualità.

Stampanti a matrice di punti

Stampanti a getto d’inchiostro

cartucce d’inchiostro

(6-8 colori, CMYK + Clight, Mlight [+ grigio scuro + grigio chiaro])

Stampanti a getto d’inchiostro: esempi

Piccola (a fogli singoli)

Grande (a rullo)

Stampanti laser: esempio

Xerox Phaser 3200

Stampante multifunzione:• Fotocopiatrice• Fax• Scanner• Printer

Formati carta• Definiti dallo standard ISO 216

• Si parte da un foglio di 1 m2 (A0: 1189 x 841 mm)

• Gli altri formati si ottengono piegando il foglio in 2 sul lato lungo (A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8)

• Il rapporto fra i due lati è costante e uguale a 2 = 1,4142

WYSIWYG

WYSIWYG• Acronimo per “What you see is what you get”• Inventato dai progettisti dello Star della Xerox (1981), a

significare che stampando ciò che si vede sul video si ottiene una immagine identica sulla carta

• Si trattava di un grande salto di qualità rispetto ai sistemi dell’epoca, tuttavia lo slogan non rispecchia la realtà: video e stampa sono tecnologie molto differenti

• Anche con le apparecchiature più sofisticate, la immagine stampata non sarà mai identica alla immagine sul video

Alcune differenze fra video e stampa

Risoluzione Modello colore Luminosità Note

Video 72 – 96 dpi RGB(sintesi additiva)

Sì(alta, soprattutto nei LCD)

Possibilità di regolazioni più o meno fini (luminosità, contrasto, profilo colore)

Stampa 200 – 2400 dpi e oltre

CMYK(sintesi sottrattiva)e varianti a più inchiostri

No Possibilità di uso di carta di vario materiale, peso, texture, bianchezza

What you see is not what you get…: esempi

Differenze negli spazi colore

A: spazio colore dell’occhio umanoB: spazio colore di una pellicola a coloriC: spazio colore di un monitor di computer (RGB)D: spazio colore della stampa (CMYK)

Dispositivi per l’acquisizione di immagini

Dispositivi per l’acquisizione di immagini

Immagini statiche:• scanner• fotocamera su cellulare• fotocamera compatta• reflex digitale• [fotocamera a pellicola]

Immagini in movimento:• fotocamera su cellulare• webcam• Videocamera• [videocamera analogica]

Esempio: flatbed scanner

Esempio: webcam

Ancora una volta, what you see is NOT what you get!

PRINTERVIDEOSCANNERFOTO-

CAMERA(tradiz)

VisioneSC0

Diapositiva SC1

FileSC2

Immagine sul videoSC3

StampaSC4

Photoshop

Durante il processo avvengono varie trasformazioni da uno spazio colore (SC) all’altro

Output vocale

Output vocale

• Parlato pre-registrato– la tecnologia più semplice

• Sintesi del parlato– a partire da una rappresentazione fonetica

• Text-to-speech (TTS)– lettura di un testo scritto in lingua naturale– più complessa: problema delle pronunce diverse di

costrutti identici– Esempi: screen readers, browser vocali

Screen readers: esempi

– JAWS– Hal– Home Page Reader by IBM– ReadPlease – Outspoken

Talking heads

Immagini animate di facce parlanti

Due possibili tecniche:• animazioni costruite con disegni o fotografie di persone

reali (tecnica del “cartone animato”)- bastano poche espressioni-base (es.: 8) per permettere animazioni rudimentali, ma abbstanza realistiche

• animazioni generate completamente dal computer

Un precursore: Hyperanimator (1988)

Talking head fotografica associata a questa espressione base

8 espres-sioni base

8 espres-sioni libere

Ritocco o disegno delle talking heads

Un precursore: Talking Tiles (1988)

Esempio: sitepal

http://www.oddcast.com/sitepal/

www.vec.ca/english/11/english-practice.cfm

Interazione non vocale con output vocale

output

input

• parlato preregistrata• sintesi del parlato• text-to-speech

• tastiera• …

Esempio: Call center

• Parlato + input da tastiera telefonica• Problemi tipici:

– orientamento al fornitore del servizio e non all’utente

– sovraccarico della memoria a breve termine

Comunicazione vocale

output

input

parlato interattivo

Interactive Voice Response Systems (IVR)

Esempi:- informazioni sui voli- informazioni sul tempo- phone-based web browsing- package-tracking services- …

Esempio: Jupiter

Jupiter: A Telephone-Based Conversational Interface for Weather Information, Zue et al., MIT (2000)

Dizionario: circa 2000 parole, di cui la metà toponimi

Dove studiare

Sul libro di testo:- Cap.2: Il computer (pagg.60-83)

Per le generalità sui vari device, si può consultare anche Wikipedia in italiano che, su questo argomento, è sufficientemente attendibile