Aula 12- Dispositivos de impressão e imagem

Professor: Marcos Eloi Basilio

Dispositivos de impressão e imagem

• Impressoras• ▪ Impressoras matriciais• ▪ Impressora a jato de tinta (Inkjet)• ▪ Impressora a laser• ▪ Impressão e fontes• ▪ Impressão e Processamento• ▪ Plotters (Plotadoras)• Scanner• Multifuncional• Webcams - Câmeras web

Dispositivos

• Os dispositivos de impressão e imagem• abrangidos nesta aula são:• ▪ Impressoras• ▪ Plotters• ▪ Scanners• ▪Multifuncionais• ▪Webcams

• A característica em comum entre eles é a manipulação de imagens, sem interação como no caso dos dispositivos de visualização.• Impressoras• Em geral, periféricos com tecnologias mais modernas vão

"aposentando" os mais antigos.• Com as impressoras esta regra não é 100% seguida. Hoje várias

tecnologias de impressão são utilizadas em aplicações específicas:• matriciais por exemplo, embora um pouco barulhentas, possibilitam

a emissão de documentos em mais de uma via e também se adaptam bem a diversas aplicações comerciais, como emissão de cupons fiscais, preenchimento automático de cheques etc.

• laser trouxe qualidade e rapidez, mas com um custo normalmente alto para aplicações domésticas, principalmente para impressões coloridas• ▪ jato de tinta com qualidade próxima da laser, porém mais

econômica, principalmente nas impressões coloridas.• Impressoras matriciais• Em uma máquina de escrever, quando o digitador bate em uma tecla,

a haste que tem a letra escolhida avança para bater no papel, enquanto um mecanismo da máquina posiciona uma fita entintada entre a ponta da haste (que contém a letra em alto relevo) e o papel. Impressoras matriciais funcionam de maneira análoga,• porém com uma fileira de agulhas que formam o caráter ao serem

acionadas:

• Exemplo de caracteres com matriz de 9x7 pontos

• No exemplo de uma matriz de 9 x 7 pontos, há somente uma fileira verticalcom 9 agulhas, montadas em um cabeçote que se movimenta de um lado a outro da página, formando as matrizes de pontos para

• cada caráter. No sistema mais utilizado um potente ímã permanente prende cada agulha junto ao cabeçote;

• quando uma agulha precisa avançar,

• um eletroímã recebe energia elétrica

• e anula a força do ímã permanente,

• fazendo com que a agulha avance rapidamente;

• logo que a agulha bate na fita com tinta, que por sua vez bate no papel, o eletroímã é desligado e o ímã permanente

• puxa a agulha de volta, sendo o retorno amortecido por uma mola;

• ▪ este mecanismo eletromecânico limita a velocidade de impressão, pois existe um intervalo de tempo mínimo de avanço/retorno das agulhas, que, combinado com a velocidade de deslocamento

• lateral do cabeçote de impressão, produz caracteres de boa

• qualidade.

• As principais características do sistema matricial são:

• em modo texto, imprime caracteres formados pela matriz de pontos;

• também pode ser utilizada em modo

• gráfico, para imprimir gráficos gerados

• em planilhas de cálculo, por exemplo;

• com o driver da impressora corretamente instalado, textos e ilustrações podem ser impressos utilizando ora o modo texto ora o modo gráfico automaticamente;

• atinge velocidades de impressão de até 720 caracteres por segundo, sendo que vários modelos imprimem de maneira bidirecional (na ida e na volta do cabeçote de impressão);

• tem nível de ruído alto;

• devido à força de impacto das agulhas, pode imprimir documentos em mais de uma via;

• em geral, produzem documentos com tinta preta. Há modelos que imprimem

• em cores, utilizando uma fita com quatro faixas que contém tinta - preto, amarelo, vermelho e azul, por exemplo;

• os modelos básicos têm, em geral, uma fileira de 9 agulhas no cabeçote. Para aumentar a resolução de impressão,

• que varia entre 144 e 400 ppp (pontos por polegada), diversos fabricantes lançaram modelos com até 24 agulhas,

• dispostas em fileiras paralelas.

• Exemplo de impressora matricial

• Impressora a jato de tinta (Inkjet)

• É semelhante ao funcionamento de um conta-gotas. Uma das diferenças importantes é que, em vez de pingar uma gotinha

• no papel, as impressoras a jato de tinta soltam um esguicho muito fino (mais fino que um fio de cabelo) e extremamente preciso de tinta. Mas há algumas diferenças em relação aos conta-gotas:

• o cartucho de tinta é acoplado a um mecanismo que se desloca horizontalmente, conforme o ponto do papel onde a tinta deve ser depositada; na cabeça de impressão há minúsculos

• orifícios (em geral, 50), por onde os jatos de tinta saem. Se fosse um só orifício, a cabeça de impressão teria que se movimentar muito mais para formar os caracteres no papel;

• em cada um destes orifícios, há um pequeno reservatório de tinta eletricamente comandado pelos circuitos da impressora;

• para lançar o jato de tinta no papel, uma resistência elétrica aquece, por alguns milionésimos de segundo, a tinta do reservatório a quase 500 graus centígrados, vaporizando o líquido e formando uma bolha;

• sob pressão, esta bolha de tinta escapa do reservatório e vai para o papel, na forma de um jato;

• imediatamente após, o reservatório é preenchido com mais tinta.

• Impressora a jato de tinta

• Algumas características:

• imprimem com qualidade muito próxima das impressoras laser e com um custo menor;

• são silenciosas;

• a velocidade de impressão, em geral, fica na faixa entre 2 e 15 páginas por minuto (em preto & branco), conforme o modelo. Em cores, pode cair para menos da metade;

• as resoluções também variam. Algumas

• delas são 300 x 300 ppp (pontos por polegada, valores na horizontal e vertical), 600 x 300, 720 x 300, 720 x 720, 1.440 x 720, etc.;

• permite impressão com diferentes tipos de papel, inclusive papéis fotográficos próprios para impressão a jato de tinta (inkjet)

• Cartuchos de tinta

• Existem dois tipos diferentes de cartuchos de tinta em relação à localização do cabeçote de impressão:

• cartucho com cabeçote de impressão incluído no cartucho. A vantagem é que ao se trocar o cartucho, a cabeça de impressão, que também se desgasta, é substituída. A desvantagem é que tem

• um custo maior. Exemplo: impressoras HP e Lexmark;

• cabeçote de impressão dentro do carro de impressão. O cartucho basicamentecontém apenas a tinta. Neste caso, o custo do cartucho tende a ser menor (comparando o número de impressões• por cartucho), porém um dano no cabeçote de impressão implica em

manutenção da própria impressora; em vários casos compensa a substituição da impressora. Exemplo: algumas impressoras Epson.• Em relação aos cartuchos coloridos existem também dois tipos:• um único cartucho com reservatórios• internos separados para tinta azul, amarela e vermelha. O término de

uma das tintas requer a substituição do cartucho inteiro;• cartucho individual para cada cor. Impressoras• coloridas de alto volume de impressão costumam utilizar este tipo• de cartucho.

• Exemplo de cartucho de impressora a jato de tinta

• Impressora a laser

• A impressora laser funciona baseada em eletricidade estática e deposição da tinta (toner). Segue uma explicação simples de

• seu funcionamento.

• Uma experiência de ciências é frequentemente utilizada para ilustrar a eletricidade estática: uma haste de vidro atrai pequenos pedaços de papel se friccionada em lã. Outra experiência também utilizada

• faz uso de um pente de cabelo recém utilizado, que atrai pequenos pedaços de papéis tal como um imã.

• Um componente interno da impressora laser (cilindro) lembra certos veículos, bem empoeirados, daqueles recém chegados de um sítio ou fazenda, em épocas de seca, onde é possível escrever em• sua superfície com o dedo, retirando a poeira. A diferença é que no

cilindro da impressora laser, a poeira fica apenas nos locais a serem impressos e todo o restante é limpo.• A "poeira" no caso da impressora laser é o toner. E o "dedo" que

limpa os locais que não devem receber toner, ou seja, que devem ficar em branco no papel, é o raio laser, utilizado devido a sua precisão, o que possibilita a nitidez das letras (alta resolução). Em mais detalhes: antes de ser passada para o papel, a imagem• de cada página é preparada sobre a superfície de um cilindro

especial, revestido de um material orgânico que perde eletricidade• estática presença de luz. Laser é um tipo de luz.

• Este cilindro, também denominado cartucho orgânico fotocondutor• (ou OPC - Organic Photoconducting Cartridge) é carregado com

eletricidade estática, para atrair o toner - a tinta em forma de pó - do mesmo jeito que aquele pente atrai pequenos pedaços de papel.• Em princípio, isto faria com que o cilindro ficasse forrado de toner,

mais ou menos como o veículo ficou coberto de poeira.• Mas, antes de o toner "grudar", o laser ilumina a superfície do

cilindro, eliminando a eletricidade estática das regiões que não• precisam de toner (ou seja, que vão ficar em branco no papel). Desta

forma:• o toner "gruda" somente nos lugares onde há coisas a imprimir;• à medida que o cilindro gira, a tinta vai sendo transferida para o

papel.• Em vários modelos, o raio laser é substituído por um Led.

• Impressoras a laser coloridas utilizam quatro cores de toner.

• Impressora laser

• Impressão e fontes

• Existem dois tipos básicos de fontes:

• tamanho fixo (ou bitmap) – fontes onde os caracteres têm dimensões fixas. Pouco utilizadas nos novos programas,

• ainda são empregadas em vários documentos fiscais/legais, geralmente em impressoras matriciais. Também utilizados em programas antigos, concebidos para utilização em terminais

• de mainframes, em janelas Windows que emulam estes terminais.

• Fonte bitmap

• ▪ Vetoriais - fontes onde as informações são guardadas por meio de informações básicas da fonte (vetores). No ambiente Windows, estas fontes são conhecidas como TrueType.

• Fonte vetorial• Muitas impressoras têm embutidas fontesinternas, as chamadas fontes

residentes, normalmente mapeadas em fontes do• Sistema Operacional em questão quando da instalação dos drivers da

impressora.• Impressão e Processamento Bufferização• Durante o processo de impressão, a CPU envia dados em uma velocidade

muito maior do que a impressora os coloca no papel.• Caso a CPU tivesse que ficar esperando as páginas serem impressas, o

computador não poderia ser utilizado para outra coisa neste intervalo de tempo. As impressoras têm uma "área de desembarque", onde os dados já recebidos da• CPU aguardam a vez de ir para o papel.• Trata-se de um tipo de memória instalada na impressora, denominada

buffer de impressão, com tamanho que varia conforme• o modelo da impressora.

• Esta área de armazenamento temporário de dados permite que a CPU seja liberada para outras tarefas, enquanto a impressora segue imprimindo os dados recebidos.

• Impressão de páginas

• Em impressoras a laser e jato de tinta, normalmente a memória interna tem um Cada página é montada de uma só vez, incluindo todos os detalhes em alta resolução e impressão em cores. Desta forma, é necessário um espaço de tamanho suficiente

• para armazenar uma página completa.

• Por este motivo, são chamadas de impressoras de página. Em impressoras de página, esta área interna é simplesmente a função um pouco diferente do buffer.

• chamada de memória (não de buffer). As capacidades podem variar entre 4 a mais de 40MB. Além da memória, é fundamental

• uma capacidade local, na impressora, para montagem das páginas. Em outras palavras, um microprocessador que recebe

• os dados e monta cada página, antes de enviá-la para o papel.

• Gerenciador de impressão

• Em versões mais recentes de sistemas operacionais, este software funciona como uma espécie de intermediário entre o aplicativo

• (como o Word, por exemplo) e a impressora. Ao solicitar uma impressão, o usuário não está enviando o documento diretamente para o papel. O aplicativo entrega os dados a serem impressos para o

• gerenciador de impressão e este é quem se comunica com a impressora, liberando o aplicativo. Gerenciadores de impressão

• são "buffers", só que na forma de software, podendo usar espaço no disco rígido para armazenamento temporário de documentos

• a serem impressos.

• Plotters (Plotadoras)

• Com relação à impressão em papel, funcionam de forma parecida com as impressoras, só que para papéis de dimensões maiores (A2, A1, A0). Além disso, tem capacidade de processamento com

• mais precisão os sistemas de coordenadas utilizados em desenhos técnicos. Podem gerar saídas em papel tanto em cores quanto em preto & branco. Três das tecnologias mais interessantes são:

• plotadoras de caneta; plotadoras baseadas em jato de tinta,

• com resolução de até 720 ppp (pontos por polegada);

• plotadoras laser (utilizando Led no lugar do raio laser), podendo atingir resoluções de 400 x 400 ppp.

• Modelo de plotter Scanner• Os scanners constituem periféricos de entrada de imagens originárias

normalmente em papel para o computador. Eles permitem• que o PC converta uma foto ou uma imagem em um código de forma

que um programa gráfico ou de editoração eletrônica possa produzi-la na tela, imprimi-la através de uma impressora gráfica ou converter páginas datilografadas em páginas possíveis de serem editoradas.• A sofisticação do scanner está na capacidade de converter uma

quantidade ilimitada de níveis de tensão analógica em valores digitais. Alguns scanners são capazes de distinguir somente preto e• branco, sendo mais utilizados para texto.

• Os modelos mais precisos podem distinguir tons de cinza. Os scanners em cores utilizam filtros vermelho, azul e verde para detectar as cores na luz refletida.

• Scanner Tipos básicos de armazenamento de imagens

• Usuários iniciantes em informática, quando olham desenhos, fotos ou gráficos na tela de um computador, raramente se dão conta de que pode haver diferenças importantes na maneira como elas são internamente armazenadas e processadas.

• ▪ Formato vetorial - uma das maneiras é compor uma ilustração através de elementos geométricos básicos, como linhas, arcos, retângulos, triângulos, circunferências, etc., e que são armazenados em arquivos na forma de equações matemáticas. Muitos programas

• para desenho oferecem diversos tipos de figuras geométricas, mostradas adiante, também baseadas em equações, construídas a partir de outras mais simples.

• Assim, com criatividade e muito trabalho, é possível construir formas mais complexas. Chama se de formato vetorial o armazenamento de uma imagem decomposta em figuras geométricas básicas.

• Figuras geométricas básicas definidas por equações matemáticas

• ▪ Formato bitmap - quando um desenho é elaborado ponto por ponto, que podem ser de diversas cores ou somente pretos e brancos, diz-se que ele é armazenado em formato bitmap. Uma

• aplicação nativa do Windows que gera imagens em formato bitmap é o Paint.

• Mesmo quando uma figura geométrica (exemplo: quadrado) é desenhada, ela será uma imagem bitmap. A imagem obtida pelo scanner é sempre bitmap, podendo ser convertida para outros

• formatos.

• Imagem bitmap

• Dica: Não adianta comprar um scanner excelente se não houver espaço em disco para armazenar as imagens que serão digitalizadas.

• Princípio de funcionamento de um scanner

• A palavra scanner vem do verbo inglês to scan, que significa rastrear, esquadrinhar, olhar de perto, examinar minuciosamente,

• que é exatamente o que este periférico faz antes de transformar a imagem que está no papel em zeros e uns. Digitalizar é um verbo que vem do substantivo dígito. E os dígitos, em informática, são os zeros e

• uns. Assim, digitalizar o conteúdo de uma folha de papel é gerar uma cópia em formato binário, mais especificamente, em formato bitmap. O processo segue, em geral, as seguintes etapas:

• uma fonte de luz rastreia o papel; pontos mais claros no papel ▪refletem mais luz; através de um sistema de lentes, a luz▪• refletida chega até um sensor, geralmente o CCD (Charge Coupled

Device - dispositivo de acoplamento por carga;

• o CCD gera diferentes níveis de tensão de saída conforme a intensidade de luz que recebe;

• os níveis de tensão obtidos para cada "pontinho" são convertidos em um mapa de bits, que indica as regiões mais escuras, médias e claras do papel na forma de zeros e uns.

• Se o scanner for colorido,as etapas acima são realizadas três vezes, com filtros de luzvermelha, verde e azul.

• A fonte de luz que rastreia o conteúdo do papel segue um método. Não pode ser de qualquer jeito, o papel é dividido em minúsculas partes e cada uma delas é rastreada. A figura a seguir ilustra uma imagem dividida, mais ou menos como um scanner vai enxergá-la.

• Divisão.

• Divisão da imagem para digitalização

• No parágrafo anterior, a expressão mais ou menos está em negrito porque, na realidade, uma folha de papel é dividida em um número muito maior de "quadradinhos“ (ou "pontos").

• Características técnicas de um scanner

• Entre vários modelos, qual escolher? Fique de olho em:

• ▪ resolução óptica máxima, ou seja, a quantidade máxima de pontos por polegada na qual o scanner pode dividir o papel, medida em dpi (Dots per Inch - pontos por polegada) ou ppp (pontos por polegada). Dependendo do software que gerencia o scanner, é possível

• digitalizar imagens com resoluções intermediárias; ▪ número máximo de cores ou tons de cinza (para os modelos preto & branco).

• É um fator que depende da sensibilidade do CCD, aquele componente

• que vai converter a luminosidade refletida do papel em níveis de tensão; disponibilidade do recurso OCR

• (Optical Character Recognition – reconhecimento óptico de caracteres);

• o tamanho máximo do papel cujo conteúdo vai ser digitalizado.

• Vários tipos de scanners oferecem um recurso denominado resolução interpolada.

• Trata-se de incluir mais "pontos" entre aqueles originalmente digitalizados, só que gerados matematicamente.

• Como ex exemplo, entre um "ponto" amarelo e outro vermelho, um software acrescenta outro "ponto" alaranjado. A idéia é aumentar a

• resolução do scanner sem a necessidade de montar um dispositivo de rastreamento mais preciso e, consequentemente, mais caro.

• No entanto, vários especialistas discutem a melhoria na nitidez da imagem através deste processo.

• Principais tipos de scanners

• Existem vários tipos de scanners, de acordo com a aplicação:

• Scanners de mesa - neste tipo, um motor elétrico desloca a fonte de luz, que é uma lâmpada, ao longo do papel.

• Para aplicações onde muitos documentos são digitalizados, vários modelos de scanners dispõem de uma bandeja alimentadora

• de papel, como nas impressoras.

• Se transparências ou slides de 35mm serão colocados em formato

• digital, há fabricantes que oferecem adaptadores.

• Scanners de mão - como não há o motor elétrico que desloca a fonte de luz, é o próprio usuário quem empurra o scanner pelo papel.

• Scanners de mão• ▪ Leitor de código de barras - o Leitor de código de barras nada mais

é que um scanner, com construção mecânica adequada a sua utilização. Para detectar o código, a leitora emite luz. Em aplicações mais simples é utilizado um Led. Em situações em que a distância• do produto em relação à leitora varia muito e a superfície onde está

impresso o código de barras é muito irregular, são utilizados leitoras que emitem luz na forma de raios laser, ao invés de Leds.

• Em supermercados ou estoques de empresas e fábricas, que normalmente adotam hoje sistemas de códigos de barra, cada caixa registradora tem um scanner, que faz a leitura dos códigos e gera as informações de nome do produto e preço a pagar. Nestes modelos, a fonte de luz em geral é um Led. Em casos onde a precisão é muito importante, pode ser utilizado um laser.• Quanto ao manuseio, existem dois tipos básicos:• ▪ Portátil - a leitura é feita pela movimentação do scanner sobre o

código de barras de um produto, geralmente à mão. Um exemplo típico está no sistema de identificação de fitas em vídeo• locadoras informatizadas (quando o cliente coloca a pilha de filmes

sobre o balcão, o funcionário passa a leitora em cada fita).

• ▪ Fixo - neste tipo, o produto é colocado na frente da janela de leitura do scanner.• É muito usado em caixas registradoras de supermercados.

• Leitor de código de barras portátil Reconhecimento óptico de caracteres - OCR• Optical Character Recognition significa reconhecimento óptico de

caracteres.•

• Estas letras foram digitalizadas em baixa resolução. São contornos de letras, mas não são letras como aquelas geradas em processadores de texto. Em outras palavras, são grupos de pontos (formato bitmap)

• que parecem letras. OCR é um recurso de software que analisa um grupo de pontinhos e o transforma no caractere que formam, se houver. Mas não dá para esperar milagres. Nem sempre dá certo,

• tendo o usuário muitas vezes que identificar o caráter visualmente e, manualmente, indicar a substituição.

• Padrão TWAIN

• TWAIN não é uma sigla oficial, mas é amplamente interpretada como Technology Without An Interesting Name, ou seja, tecnologia sem um nome interessante.

• Trata-se de um conjunto de regras, desenvolvido por alguns especialistas, e adotado pelas empresas fabricantes de hardware e software da área de tratamento de imagens para a comunicação

• entre software aplicativos e dispositivos de imagem tais como scanners e câmeras digitais. Os drivers fornecidos em scanners

• permitem que um software como o PhotoShop, por exemplo, se comunique diretamente com o scanner, através deste padrão.

• Código de Barras

• O código de barras é padronizado e único para cada produto industrializado. Existem normas internacionais, como a EAN 13, adotada no Brasil.

• Algumas características são:

• ▪ é uma codificação para uso comercial, adotada no mundo todo, exceto Estados Unidos e Canadá, que usam a norma UPC;

• ▪ as combinações de códigos EAN permitem incluir até 1.000 países, com cerca de 10.000 indústrias em cada país e 100.000 produtos por indústria;

•

• nos números abaixo do código, produtos do Brasil começam com 789.

• Em um azeite importado da Espanha, por exemplo, os primeiros algarismos são 84;

• somente certas combinações de cores, com bom contraste entre o fundo e a cor das barras, são permitidas. Exemplos:

• preto sobre branco e azul sobre branco;

• as dimensões (largura e altura) também são padronizadas, para facilitar a leitura; conforme o tipo de produto existem

• locais mais recomendados para impressão

• do código.

• Embalagens que param em pé, por exemplo, devem ter

• o código de barras na base. Nas flexíveis, o código deve estar na parte mais plana.

• Exemplo

• Exemplo de código de barras Multifuncional

• É um aparelho que possui múltiplas funções relacionadas com imagem e impressão.

• Nele pode ser encontradas duas ou mais das seguintes funções:

• impressora;

• scanner;

• copiadora;

• fax.

• Existem multifuncionais de vários portes, de uso doméstico até grandes impressoras utilizadas em empresas.

• Multifuncional

• Webcams - Câmeras web

• É um dispositivo de captura de vídeo, normalmente de baixo custo, conectado normalmente a computadores via USB, possibilitando

• a realização de conversações com vídeo em aplicações tipo Windows Live Messenger, Google Gtalk, Skipe, dentre outras. A tecnologia de imagem é herdada das câmaras digitais, e os padrões de conexão

• ao computador, similares ao scanner (TWAIN).

• Pode ser utilizado tanto para captura de vídeo, quanto para fotos rápidas, e por vezes tem sido integrado em notebooks e em alguns monitores de vídeo.

Exemplos de web cam

• Atividades• 1. Cite as principais tecnologias utilizadas em impressoras.• 2. Como é feita a impressão numa impressora matricial?• 3. Qual é a principal vantagem das impressoras a jato de tinta em

relação às impressoras a laser?• 4. Quais os tipos de cartuchos de impressão existentes em relação à

cabeça de impressão e quais os prós e contras de cada um?• 5. Quais as características que diferenciam um plotter de uma

impressora?• 6. Cite alguns tipos de dispositivos que fazem digitalização.• 7. Como um código de barras é atribuído a um produto?• 8. Qual é a diferença entre uma representação gráfica em bitmap e

vetorial?