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 Vista Udito Tatto OUTPUT DEVICES - video display stampanti - sound devices haptic devices Vista Udito Tatto sistema utente INPUT 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 VISTA:

Dispositivi di visualizzazione

Display bitmapped display 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: risoluzione Si 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: personalizzazione Su 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 compiti Es.: Photoshop: immagine in corso di elaborazione + palette e menù

Grandi display “Video-wall” Sandia National Laboratories, 2001 (64 processors)

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 a lenti rosso/cyan con immagine anaglifo Occhiali “shutter” (“oscuranti”) a cristalli liquidi, con immagine sincronizzata su workstation (fonte: StereoGraphics)

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 A World-Wide-Web scenario is introduced in this example. Reading a WWW page, the user would like to trace a hyperlink expression. He or she glances at the word of interest and the new web page will appear, showing a spatial link to the previous page. The current page starts to move a bit away from the user (until the user decides not to follow this link, what will cause the new page to disappear). In that way the user can create a 3-D tree with web pages, read and - at the same time - get an overview of the history. Older pages can be addressed by the eyes and the whole tree moves, so that the text on this page becomes readable. Obviously, this arrangement contains many occlusions and, in fact, its 2-D representation will look confusing. A much better result is obtained, when this scene is shown on a 3-D display with motion parallax. Then, the user can move his or her head in order to look at previously occluded pages. Robert Skerjanc and Siegmund Pastoor, New generation of 3-D desktop computer interfaces , Electronic Imaging 1997, IEEE&SPIE, San Jose. http://atwww.hhi.de/~blick/Papers/New_generation_of_3-D_desktop_/new_generation_of_3-d_desktop_.html 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 punti In 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: caratteristiche Tecnologia Colori Risoluzione Velocità Matrice di punti Monocromatica Bassa (80-120 dpi) di solito bassa 200 cps bozza 50 cps lettera (ca 1 ppm) Ma oggi può arrivare a oltre 1500 cps Getto d’inchiostro Monocromatica e colori Media - alta media Laser alta 6-100 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 Stampante multifunzione: Fotocopiatrice Fax Scanner Printer Xerox Phaser 3200

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 NB Ogni foglio i cui lati siano nel rapporto di 1,4142 mantiene questo rapporto per successive piegature. Questa proprietà era nota dalla fine del 1700.

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 umano B: spazio colore di una pellicola a colori C: 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: webcam Videocamera [videocamera analogica]

Esempio: flatbed scanner

Esempio: webcam

Ancora una volta, what you see is NOT what you get! PRINTER VIDEO SCANNER FOTO- CAMERA (tradiz) Visione SC0 Diapositiva SC1 File SC2 Immagine sul video SC3 Stampa SC4 Photoshop Durante il processo avvengono varie trasformazioni da uno spazio colore (SC) all’altro

Output vocale

Output vocale Parlato pre-registrato Sintesi del parlato 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

Immagini animate di facce parlanti 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) Ritocco o disegno delle talking heads Talking head fotografica associata a questa espressione base 8 espres-sioni base 8 espres-sioni libere Hyperanimator, della Bright Star Technology Esempio da un semplice programma a basso costo per Macintosh messo in commercio nel 1988. Permetteva di realizzare talking heads (fotografiche o disegnate) sincronizzate automaticamente con parole della lingua inglese pronunciate da un motore text-to-speech. Le talking heads dovevano venire riprese fotograficamente in 16 espressioni base, alcune corrispondenti ai fonemi principali della lingua inglese, ed altre libere. Le talking heads così realizzate potevano essere inserite in applicazioni Hypercard.

Un precursore: Talking Tiles (1988) Screen shot tratta da Talking Tiles, programma per Macintosh realizzato dalla Bright Star Technologies nel 1988, basato su Hypercard. Il programma permetteva di comporre delle parole inglesi cliccando sulle lettere dell'alfabeto, parole che venivano pronunciate dalla "talking head" della ragazza. La talking head era basata sul sistema Hyperanimator di cui alle slides seguenti.

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

Un sito che usa la tecnologia sitepal www.vec.ca/english/11/english-practice.cfm

Interazione non vocale con output vocale parlato preregistrata sintesi del parlato text-to-speech output input 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 parlato interattivo input

Interactive Voice Response Systems (IVR) Esempi: - informazioni sui voli - informazioni sul tempo - phone-based web browsing - package-tracking services - …

Esempio: Jupiter Dizionario: circa 2000 parole, di cui la metà toponimi A partire dal maggio 1997, il sistema fu reso accessibile al pubblico per circa 2 anni, gestendo più di 30.000 chiamate Jupiter: A Telephone-Based Conversational Interface for Weather Information, Zue et al., MIT (2000)

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