Luz e cor em sistemas digitais

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DESCRIÇÃO
A conceituação e a interpretação da luz e da cor articuladas com a percepção visual humana e
suas representações em um sistema digital.
PROPÓSITO
Compreender o conceito de luz e cor da perspectiva física e geométrica, assim como a sua
propagação e seu comportamento, correlacionando tais conceitos com o sistema visual humano
para a representação digital de um sistema de cor fornecerá a base de conhecimento para
entender o funcionamento de dispositivos gráficos.
PREPARAÇÃO
Não há necessidade de preparação prévia.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar os conceitos de luz e de cor e o processo de propagação da luz por meio da refração,
reflexão ou difração
MÓDULO 2
Descrever a percepção da cor pelo sistema visual humano e os sistemas digitais de cor
MÓDULO 3
Classificar dispositivos gráficos e seu funcionamento
INTRODUÇÃO
Suponha que você precise reproduzir uma imagem colorida computacionalmente. Para essa
tarefa, é necessário ir além do funcionamento da máquina e de seus dispositivos, é necessário
entender:
Como a luz se propaga e se comporta em meios diversos, identificando o que é mais
adequado para sua imagem;
Como as informações serão introduzidas no computador e como serão externadas.
O que é cor e, por consequência, o que é luz;
Por isso, aprenderemos sobre luz na sua perspectiva física e geométrica, entendendo como a cor
está associada à luz. Portanto, é necessário compreender como a luz se propaga, que leis
respeita e estudar os principais fenômenos vinculados a ela.
Vamos relacionar luz e cor com o sistema visual humano. Construiremos esse relacionamento a
partir de como a luz é percebida, que tipo de modelagem matemática pode ser aplicada e
finalizaremos estruturando um sistema de cor apropriado. Depois, conceituaremos os dispositivos
gráficos e conheceremos o modo de funcionamento dos principais dispositivos de entrada e saída.
Ao considerarmos que a computação gráfica possa ser vista como um conjunto de métodos e
regras com a finalidade de reproduzir ou analisar imagens, vamos explorar assuntos básicos que
fazem parte da sua essencialidade e, portanto, são de extrema importância.
MÓDULO 1
 Identificar os conceitos de luz e de cor e o processo de propagação da luz por meio da
refração, reflexão ou difração
Tudo o que vemos é luz e percepção da cor. Logo, a criação ou reprodução de uma imagem via
computador requer o estudo desses elementos e dos principais fenômenos atrelados a eles. Para
isso, é necessário entender os conceitos da física óptica, parte da Física que estuda a luz, sua
propagação em meios diversos e seus fenômenos; assunto que será abordado neste módulo.
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS, O ESPECTRO
VISÍVEL DE LUZ, LUZ E COR
Durante muito tempo, a humanidade se questionou sobre a luz, tentando defini-la e entendê-la.
Ainda não há uma explicação exata para ela, porém é possível estruturar modelos que explicam
seu comportamento na maioria dos fenômenos observados.
A luz já foi entendida por perspectivas interessantes. O filósofo grego Empédocles, por volta do
século V a.C., defendia que havia um fogo interno nos olhos humanos e que os objetos
observados também possuíam um fogo externo, responsáveis pelas características de cor e forma
dos objetos. Quando uma pessoa olhava para um objeto, o fogo interno entrava em contato com o
fogo externo e isso traduzia a visão.
Imagem: Shutterstock
Os filósofos gregos atomistas, também por volta de V a.C., acreditavam que tudo era formado por
átomos, partículas não divisíveis. Para eles, a luz era formada por átomos e se propagava através
do ar, desconsiderando o tempo.
No século X da Era Cristã, o matemático e astrônomo Alhazen idealizou o conceito da luz
composta por partículas ínfimas que se propagavam com velocidade extremamente alta e em
linha reta.
No período conhecido como Revolução Científica (século XVI ao XVIII), a ideia da luz como
onda foi amplamente discutida e considerada por parte significativa da comunidade científica,
dando origem a um embate de ideias: a luz é uma partícula ou uma onda?
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ÁTOMOS
A palavra átomo vem do grego e significa indivisível: a = não; tomo = divisão.
Foi usada pela primeira vez em 400 a.C.
Esse embate deu origem a duas correntes de pensamento:
O modelo corpuscular da luz
Elaborado por Isaac Newton (1643-1727), defendia a ideia da luz formada por um conjunto de
partículas esféricas que se refletem elasticamente sobre uma superfície.

O modelo ondulatório
Elaborado por Christian Huygens (1629-1695), defendia a ideia da luz como uma onda.
Thomas Yang (1773-1829) realizou um experimento conhecido como experimento das duas
fendas, que mostrava a luz comportando-se como onda. Nessa época, a luz era entendida como
uma onda formada por campos elétricos e magnéticos (onda eletromagnética) capaz de viajar no
vácuo e em meios materiais.
Foi Albert Einstein (1879-1955) que revolucionou a ideia de luz, mostrando que ela é formada por
partículas com determinada energia, então denominadas fótons. Einstein também percebeu que a
luz ora se comportava como partícula, ora como onda, ou seja, possuía uma natureza dual.
Para a Ciência atual, a luz é constituída de fótons – partículas cujo comportamento tem
natureza ondulatória.
Fonte: Shutterstock
 Exemplo da natureza dual da luz.
A luz como onda eletromagnética, ou radiação eletromagnética, propaga-se livremente, sem levar
em consideração o meio material, e possui velocidade no vácuo de 3∙108 m/s.
M/S
No Sistema Internacional de Unidades (SI), o metro é definido como a distância que a luz
percorre no vácuo em 1 ⁄ 299792458 de um segundo. Essa definição fixa a velocidade da luz
no vácuo em exatamente 299.792.458 m/s. Já a velocidade da luz no ar é de 299.702.547
m/s.
 ATENÇÃO
A velocidade da luz no ar é aproximadamente igual à velocidade da luz no vácuo; por isso, vamos
adotar 3∙108 m/s em ambas as situações.
A luz que nossos olhos percebem é também chamada de luz visível e corresponde a uma faixa
do espectro de ondas eletromagnéticas chamado de espectro visível. As ondas
eletromagnéticas, bem como as ondas de rádio, de micro-ondas, infravermelho, ultravioleta, raio X
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e raio gama estão fora do nosso espectro visível.
Fonte:Shutterstock
 O espectro visível possui comprimentos entre 390nm e 780nm, e frequências que variam de
3,84∙1014 Hz até 7,69∙1014 Hz.
 VOCÊ SABIA
Nanômetro (nm) é uma unidade de medida que equivale a um bilionésimo de 1 metro. Enquanto
Hertz (Hz) é uma unidade de medida usada para medir a frequência de ondas e vibrações e faz
referência a quantidade de ciclos por segundo.
Explorando o espectro visível, podemos associar cor, faixas de frequências e comprimentos de
onda. Isso significa que cada faixa de frequência equivale à percepção de uma cor no sistema
visual humano.
Cor Comprimento de onda (10-9 m) Frequência (1014 Hz)
Violeta 390 – 450 7,69 – 6,65
Anil 450 – 455 6,65 – 6,59
Azul 455 – 492 6,59 – 6,10
Verde 492 – 577 6,10 – 5,20
Amarelo 577 – 597 5,20 – 5,03
Alaranjado 597 – 522 5,03 – 4,82
Vermelho 622 – 780 4,82 – 3,84
Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Autor: Eduardo Trindade
Note que o branco e o preto não estão na tabela.
Preto
É a ausência de luz; isto é, quando não há luz, a cor percebida é a preta.

Branco
É a junção de todas as cores.
Para compreender a composição da cor branca, é preciso retomar alguns conceitos que foram
apresentados em um dos experimentos mais famosos de Isaac Newton, quando ele demonstrou
que a luz branca é formada por todas as cores do espectro visível.
No experimento, Newton direcionou um feixe de luz para um prisma, que decompôs a luz branca
em várias cores monocromáticas que variavam do vermelho ao violeta.
Também foi possível observar que o vermelho foi a luz que sofreu o menor desvio, e,a luz violeta,
o maior – esse desvio está associado à frequência de cada cor.
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MONOCROMÁTICAS
Uma luz é chamada de monocromática se é formada por apenas um valor de frequência, ou
seja, se é formada por apenas uma das cores do espectro da luz branca.]
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Representação do experimento de Newton de decomposição da luz por um prisma
Newton também mostrou que a junção de todas as cores do espectro formava a cor branca:
Nesse caso, direcionou um feixe de luz sobre dois prismas, de modo que o primeiro efetuava a
decomposição da luz enquanto o segundo, em posição invertida, recompunha a luz branca no
outro lado.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Decomposição e composição da luz por prismas.
Newton mostrou que a luz branca do sol é uma mistura de luzes, uma composição de todas as
cores do espectro visível, demostrando que a luz branca é policromática.
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POLICROMÁTICA
Uma luz é chamada de policromática se é formada várias cores do espectro de luz.
INTERPRETAÇÃO GEOMÉTRICA DA LUZ
A luz como partícula pode ser representada geometricamente, e fenômenos como a propagação
da luz, reflexão, difusão e refração podem ser facilmente representados por retas e segmentos de
retas – objeto de estudo da óptica geométrica; os demais aspectos da luz são estudados na óptica
física.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Representação de um raio de luz.
Um segmento de reta representa um raio de luz, cujo traçado possibilita interpretar a propagação.
Para compreender a ideia de raio de luz, é necessário considerar também sua fonte luminosa (sua
origem).
Existem dois tipos de fontes luminosas distintas: primárias e secundárias.
FONTES PRIMÁRIAS
FONTES SECUNDÁRIAS
FONTES PRIMÁRIAS
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As fontes primárias (também chamadas de corpos luminosos) emitem luz própria. Exemplo: o
Sol, a lâmpada e a vela.
FONTES SECUNDÁRIAS
Já as fontes secundárias (também chamadas de corpos iluminados) refletem a luz recebida de
uma fonte primária.
Ao ler esta informação pelo celular ou pelo computador, você está usando uma fonte luminosa;
logo, fonte primária. Se a leitura for a partir do material impresso, você estará usando uma fonte
iluminada; logo, uma fonte secundária.
É importante ressaltar que podemos classificar as fontes como pontuais (puntiformes) ou
extensas.
Fontes de luz pontuais são relativamente pequenas em relação ao elemento a ser iluminado; no
caso contrário, fontes de luz maiores do que o elemento iluminado podem ser consideradas como
extensas.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 A figura da esquerda é uma fonte pontual e a da direita é uma fonte extensa.
Um feixe de luz é um conjunto infinito de raios de luz que pode ser classificado como cônico
convergente ou divergente, ou, ainda, como cilíndrico. Essa classificação considera não somente
a fonte de luz, mas também o seu direcionamento.
Em um teatro, para dar foco ao artista que se apresenta, é comum ter apenas alguns holofotes
ligados e direcionados a ele, exemplo de feixe de luz cônico convergente. Na sala de sua casa, ao
acender a luz, consideramos o feixe como cônico divergente. Na incidência dos raios luminosos
provenientes do sol sobre Terra, consideramos os feixes de luz como cilíndricos paralelos.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Feixe cônico convergente, feixe cônico divergente e feixe cilíndrico paralelo, respectivamente.
Note que a nomenclatura é intuitiva; o comportamento da luz expressa literalmente o seu
significado.
PROPAGAÇÃO, REFRAÇÃO, REFLEXÃO,
DIFRAÇÃO
A luz obedece a três princípios que explicam alguns fenômenos observados no dia a dia. A
simples percepção de um objeto no ambiente exemplifica o princípio da propagação retilínea da
luz, o qual estabelece que:
Em meios homogêneos e transparentes, a luz propaga-se em linha reta.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 O ar é um meio homogêneo e transparente.
Considere dois holofotes situados em lados opostos de um teatro e que os raios de luz se cruzem.
Nesse caso, um holofote não interfere na ação do outro e isso se deve à independência dos
raios luminosos, que é o segundo princípio da luz:
Quando dois ou mais feixes de luz se cruzam, um não altera a propagação do outro.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 As fontes de luz são independentes.
Se uma pessoa consegue enxergar o olho de outra pessoa pelo espelho, então a segunda pessoa
também consegue enxergar os olhos da primeira, pois o raio de luz não se altera, mesmo
trocando o sentido do trajeto. Esse fenômeno faz parte da teoria da reversibilidade dos raios
luminosos, que diz:
A trajetória seguida pela luz independe do seu sentido de propagação.
Fonte: Shutterstock
Autora: Catiúscia Albuquerque
 O raio de luz não é alterado, apesar da troca do sentido.
Esses três princípios são essenciais no estudo da luz. No entanto, os meios em que a luz se
propaga podem interferir nos sentidos dos raios de luz.
Há três meios que devem ser considerados:
MEIO TRANSPARENTE
O meio transparente é aquele que permite a propagação da luz sem influência alguma. A
passagem da luz nesse meio é regular, isto é, a luz passa facilmente por ele e é possível
visualizar um objeto sem interferência.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Comportamento de feixe de luz em um meio transparente.
Exemplo: A película fixada na tela do celular é um exemplo de meio transparente, já que não
influencia na nossa visualização do conteúdo.
MEIO TRANSLÚCIDO
O meio translúcido é aquele que permite a propagação da luz, porém com alguma interferência. A
passagem da luz nesse meio é irregular, por isso não é possível enxergar o objeto em sua
totalidade - a visualização não é nítida como nos meios transparentes, há uma espécie de
visualização distorcida.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Comportamento de feixe de luz em um meio translúcido.
Exemplo: A visualização de um objeto que está atrás de um vidro fosco não é nítida; nesse caso,
o vidro fosco influencia os raios de luz que o atravessam, sendo, portanto, classificado como um
meio translúcido.
MEIO OPACO
O meio opaco é aquele que não permite a propagação da luz, não permite que a luz se espalhe.
Como não é possível enxergar o objeto através dele, os feixes de luz não chegam ao outro lado
do meio.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Comportamento de feixe de luz em um meio opaco.
Exemplo: Não é possível visualizar um objeto que está atrás de uma porta de madeira maciça,
classificada como um meio opaco
Em determinadas situações, a luz é obstruída total ou parcialmente, e outros fenômenos podem
ser observados. Quando um obstáculo opaco é posicionado entre uma fonte luminosa extensa e
um anteparo, como uma parede, por exemplo, é possível observar regiões de sombra e
penumbra.
A região sem luz gerada pelo obstáculo é chamada de sombra ou umbra, enquanto a penumbra é
a região com menos luminosidade, uma região transitória entre a sombra e a região iluminada.
Fontes pontuais também podem ser consideradas; no entanto, produzem apenas sombras.
Os fenômenos de refração e reflexão são observados na propagação da luz. No entanto, a
refração considera a propagação de luz em, no mínimo, dois meios transparentes distintos, e a
reflexão considera a propagação da luz em um ambiente quando ela incide em um objeto.
Quando observamos um objeto submerso em uma piscina, parece que ele está mais próximo do
que realmente está. Essa percepção se deve à refração. Quando o sistema da refração é
formado por dois meios homogêneos e transparentes, chamamos esse sistema de dioptro.
Fonte: Shutterstock
Autora: CatiúsciaAlbuquerque
 Refração da Luz.
Na refração, a luz passa de um meio transparente para outro meio diferente, ocorrendo mudança
na velocidade de propagação da luz e gerando um desvio da trajetória dos feixes de luz.
A mudança da velocidade da luz dá origem à Lei de Refração, a qual determina que um raio de
luz sempre sofre desvio na sua trajetória quando transita por meios transparentes de densidades
diferentes.
O cálculo da refração é uma aplicação direta da Lei de Snell-Descartes:
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Nessa equação, é o ângulo de incidência, é o ângulo de refração e é razão entre 
(velocidade da luz no vácuo – ) e (velocidade da luz no meio ).
Como o índice de refração em dois meios é dado por , é comum encontrarmos a Lei
de Snell-Descartes escrita da seguinte forma:
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
É importante observar que o índice de refração absoluto nunca pode ser menor do que 1, já que a
maior velocidade possível em um meio é a velocidade da luz no vácuo.
Considerando o vácuo como referência, podemos relacionar alguns índices de refração:
Material n
Ar seco (0°C, 1atm) ≈ 1 (1,000292)
Gás carbônico (0°C, 1atm) ≈ 1 (1,00045)
Gelo (- 8°C) 1,310
Água (20°C) 1,333
Etanol (20°C) 1,362
n1 ⋅ senθ1 = n2 ⋅ senθ2
θ1 θ2 ni c
3. 108 m/s v i
n21 = n2/n1
= n21
senθ1
senθ2
Tetracloreto de carbono 1,466
Glicerina 1,470
Monoclorobenzeno 1,527
Vidros de 1,4 a 1,7
Diamante 2,417
Sulfeto de antimônio 2,7
Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Autora: Catiúscia Albuquerque
Ao observar um elemento em um espelho (plano), vemos um reflexo. Na reflexão pelo espelho,
por exemplo, a luz volta a se propagar no meio de origem após incidir sobre um objeto ou
superfície.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Reflexão da Luz.
O estudo da reflexão é muito importante porque a maior parte dos objetos ao nosso redor não
emite luz própria, apenas refletem a luz incidente.
A reflexão pode ser ambiente, difusa ou especular.
REFLEXÃO AMBIENTE
REFLEXÃO DIFUSA
REFLEXÃO ESPECULAR
REFLEXÃO AMBIENTE
Atinge as superfícies igualmente em todas as direções a partir de uma fonte de luz não direcional.
REFLEXÃO DIFUSA
É a capacidade de um objeto refletir a luz incidente igualmente em todas as direções.
REFLEXÃO ESPECULAR
Está presente em objetos com brilho ou que são lustrados ou polidos, e apresenta grandes
variações de intensidade de luz segundo o ângulo de observação.
Podemos encontrar diversas utilidades nos espelhos planos, que variam desde seu uso cotidiano
até como componentes de sofisticados instrumentos ópticos, como microscópios e telescópios.
Espelhos esféricos são obtidos por qualquer calota que seja polida e possua alto poder de
reflexão. O espelho esférico pode ser considerado côncavo ou convexo, dependendo da face em
que se encontra a superfície refletora (se a parte espelhada for interna, o espelho chama-se
côncavo; se a face espelhada for externa, convexo).
A difração da luz é um fenômeno interessante associado à percepção da luz como onda. A
difração trata da capacidade da luz em contornar obstáculos, como onda. Como raio de luz, a
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difração trata do desvio da trajetória retilínea da luz, fazendo com que a luz atravesse as arestas
de um objeto.
Os raios de luz que atravessam a fenda de uma porta foram desviados da sua trajetória retilínea,
produzindo regiões de alta intensidade luminosa seguidas de regiões de baixa intensidade.
Autora: Catiúscia Albuquerque
 Difração da Luz.
Esses aspectos físicos são alicerces na busca de uma modelagem matemática capaz de
reproduzir uma imagem; no entanto, é necessário entender como o sistema visual humano
funciona, pois será ele o receptor das informações geradas.
A FÍSICA DA LUZ
No vídeo a seguir, apresentaremos um resumo, com exemplos, sobre os assuntos abordados:
propagação, refração, reflexão, difração.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. VIMOS COMO A LUZ FOI ENTENDIDA E PERCEBIDA AO LONGO DA
HISTÓRIA. NO ENTANTO, ALGUMAS PERCEPÇÕES PERMANECERAM E
OUTRAS FORAM DESCONSIDERADAS. TOMANDO POR BASE O CONCEITO
DE LUZ, SUA NATUREZA E SEUS FENÔMENOS, OBSERVE AS DUAS
SENTENÇAS.
I) A LUZ VISÍVEL PODE SER ENTENDIDA COMO ONDA
ELETROMAGNÉTICA, POIS POSSUI NATUREZA OSCILATÓRIA FORMADA
POR CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS CAPAZES DE VIAJAR NO
VÁCUO.
II) A LUZ VISÍVEL PODE SER ENTENDIDA COMO UM CONJUNTO DE
PARTÍCULAS QUE SE REFLETEM ELASTICAMENTE SOBRE UMA
SUPERFÍCIE E SÃO CAPAZES DE SE PROPAGAR NO VÁCUO.
SOBRE AS DUAS SENTENÇAS É CORRETO AFIRMAR QUE:
A) Ao admitir a primeira sentença como verdadeira, automaticamente a segunda se torna falsa.
B) As duas sentenças são verdadeiras, sendo a primeira uma consequência da segunda.
C) As duas sentenças são verdadeiras, e a segunda é uma consequência da primeira.
D) As duas sentenças são verdadeiras e complementares, juntas explicam a natureza dual da luz.
E) As duas sentenças são verdadeiras, mas não complementares, já que todos os fenômenos
observados em uma também são observados na outra.
2. A IMAGEM ABAIXO ILUSTRA CINCO OBJETOS. CONSIDERE O QUE
ESTUDAMOS SOBRE LUZ, SUA PROPAGAÇÃO E OS MEIOS DE
PROPAGAÇÃO E LEIA AS SENTENÇAS A SEGUIR:
I) NO CENTRO DA IMAGEM VEMOS UM ELO MACIÇO; ISSO SIGNIFICA QUE
A LUZ BRANCA ATRAVESSA O OBJETO, MAS SOFRE UMA DISTORÇÃO,
IMPEDINDO QUE ENXERGUEMOS ATRAVÉS DELE.
II) A CENA EXPOSTA ESTÁ BEM ILUMINADA, MAS É POSSÍVEL OBSERVAR
REGIÕES COM MENOS ILUMINAÇÃO, DE PENUMBRA.
III) A LUZ BRANCA ATRAVESSA AS BOLAS DE GUDE; NO ENTANTO, HÁ
UMA INTERFERÊNCIA NOS RAIOS DE LUZ, OU SEJA, O VIDRO, NESSE
CASO, É UM MEIO TRANSLÚCIDO.
É CORRETO O QUE SE AFIRMA EM:
A) I, apenas.
B) II, apenas.
C) I e II, apenas.
D) I e III, apenas.
E) II e III, apenas.
GABARITO
1. Vimos como a luz foi entendida e percebida ao longo da História. No entanto, algumas
percepções permaneceram e outras foram desconsideradas. Tomando por base o conceito
de luz, sua natureza e seus fenômenos, observe as duas sentenças.
I) A luz visível pode ser entendida como onda eletromagnética, pois possui natureza
oscilatória formada por campos elétricos e magnéticos capazes de viajar no vácuo.
II) A luz visível pode ser entendida como um conjunto de partículas que se refletem
elasticamente sobre uma superfície e são capazes de se propagar no vácuo.
Sobre as duas sentenças é correto afirmar que:
A alternativa "D " está correta.
A luz visível é formada por partículas, denominadas fótons, que possuem um comportamento
ondulatório e determinada energia, sendo capazes de se propagar no vácuo. Logo, ambas as
sentenças são verdadeiras, daí o termo natureza dual da luz. Estudar a luz nessas duas
perspectivas permite mostrar fenômenos diferentes, pois tratam de características distintas da luz.
2. A imagem abaixo ilustra cinco objetos. Considere o que estudamos sobre luz, sua
propagação e os meios de propagação e leia as sentenças a seguir:
I) No centro da imagem vemos um elo maciço; isso significa que a luz branca atravessa o
objeto,mas sofre uma distorção, impedindo que enxerguemos através dele.
II) A cena exposta está bem iluminada, mas é possível observar regiões com menos
iluminação, de penumbra.
III) A luz branca atravessa as bolas de gude; no entanto, há uma interferência nos raios de
luz, ou seja, o vidro, nesse caso, é um meio translúcido.
É correto o que se afirma em:
A alternativa "E " está correta.
A luz considera três meios para propagação: transparente (o meio não interfere nos raios de luz);
translúcido (o meio interfere parcialmente nos raios de luz); e opaco (os raios de luz não
atravessam o meio). A penumbra é uma região transitória entre a sombra e a região iluminada.
MÓDULO 2
 Descrever a percepção da cor pelo sistema visual humano e os sistemas digitais de cor
A visão faz parte do mecanismo de interação social e de comunicação, visto que a luz que
sensibiliza os olhos é sentida e transmitida como uma sensação e interpretada pelo cérebro. Cada
interpretação faz parte da construção de uma ideia.
Para assimilar a computação gráfica integralmente, é necessário compreender a luz em seu
aspecto físico e como enxergamos. Esses elementos ajudam na construção de uma imagem e em
melhorias que vão da legibilidade à estruturação de imagens realistas. Assunto que será abordado
neste módulo.
SISTEMA VISUAL HUMANO E PERCEPÇÃO
DA COR
Com as informações que nossos olhos recebem, somos capazes de distinguir formas, proporções,
curvaturas e cor. O sistema visual humano faz parte de um mecanismo de comunicação e
interação social, e é formado pelo olho, nervos óticos e o cérebro.
O olho é formado por um globo ocular que possui uma forma esférica com aproximadamente 2,5
centímetros de diâmetro.
O “branco do olho” é chamado de esclerótica e é formado por uma membrana elástica.
A córnea é uma lente simples, situada na parte frontal do olho, cuja função é captar e
concentrar a luz.
A íris é a membrana colorida, podendo ser de várias cores.
A pupila encontra-se no centro da íris, e abre e fecha automaticamente para regular a
quantidade de luz que entra no olho.
O humor aquoso é um fluido gelatinoso situado em uma pequena câmara preenchida atrás
da córnea.
O cristalino é formado por muitas fibras transparentes encaixadas numa membrana elástica
transparente, sendo um dos principais responsáveis pelo foco.
O humor vítreo, situado atrás do cristalino, é uma substância gelatinosa que também auxilia
no foco.
Fonte: Shutterstock
 Sistema Visual Humano.
A luz captada pelo olho passa pela córnea, pelo humor aquoso, atravessa a pupila, passa pelo
cristalino, pelo humor vítreo e, por fim, é focada na retina, a membrana mais interna do olho. A
retina transforma a luz em sinais nervosos transmitidos ao cérebro pelos nervos óticos.
O ponto cego é uma região no fundo do olho na qual ocorre a ligação entre as células nervosas da
retina e o nervo ótico.
A retina é composta por aproximadamente 125 milhões de bastonetes e 6,5 milhões de cones. Os
bastonetes são extremamente sensíveis à luz, mas não distinguem cor (apenas tons de cinza);
concentrados na região periférica da retina, são responsáveis pela visão periférica.
Os cones, sensíveis a um alto nível de luminosidade, são responsáveis pela nitidez das imagens,
pela percepção e distinção da cor e se concentram principalmente na região central da retina.
Alguns cones distinguem os tons de vermelho, outros de azul e outros de verde. A teoria
tricromática de Thomas Young diz que a retina é formada por três tipos de fotopigmento capazes
de receber e transmitir três sensações de cor diferentes.
O físico alemão Hermann von Helmhotz (1821-1894) ampliou os estudos de Thomas Young e
deduziu que os fotopigmentos podiam ser divididos em grupos que respondiam mais fortemente a
tipos distintos de comprimento de onda, classificados em vermelho, verde e azul-violeta.
VISÃO PERIFÉRICA
É a propriedade da visão de perceber o que está fora do foco principal de visão.
THOMAS YOUNG
Thomas Young foi um físico, médico e egiptólogo britânico e ficou conhecido pela
experiência da dupla fenda, que possibilitou a determinação do carácter ondulatório da luz.
Como temos dois olhos, formamos duas imagens diferentes do mesmo elemento visualizado e
essas duas perspectivas são enviadas para o cérebro.

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O cérebro compara as informações, calcula as distâncias e enxerga em três dimensões.

Esse processo nos permite determinar a distância relativa entre elementos distintos no nosso
campo visual.
A percepção de um objeto em um cenário não depende apenas do objeto em si; as regiões
adjacentes ao objeto são fundamentais na percepção, pois o contraste de brilho ou cor, ou ambos,
entre as regiões, leva à percepção da forma do objeto.
SISTEMA DE COR
Para representar uma cor computacionalmente, é necessário construir um modelo capaz de
representar satisfatoriamente o espectro visível da luz.
A Colorimetria é um conjunto de técnicas que permite definir e comparar cores a partir de como o
olho humano as percebe.
Três parâmetros são essenciais no estudo da cor: Intensidade, matiz e saturação.
A intensidade também pode ser entendida como brilho ou claridade, e indica o nível de
intensidade luminosa da superfície examinada.
O matiz, tonalidade cromática ou hue, caracteriza o comprimento da onda dominante da cor.
Por fim, a saturação indica a pureza da cor.
O espectro visível dos seres humanos é diferente dos outros animais. Há animais que conseguem
enxergar mais cores do que os seres humanos, enquanto outros enxergam menos. Conseguimos
discernir vários tons de cinza e milhões de cores. Os modelos de cores fornecem métodos para
definir cores e cada modelo usa componentes específicos.
Cores primárias
As cores primárias são cores elementais, básicas e, pela sua composição, é possível construir
outras cores.
Cor secundária
A junção de duas cores primárias forma uma cor secundária.
 ATENÇÃO
Não há um conjunto de cor primária capaz de reproduzir todas as cores do espectro visível.
Os principais modelos de cor usam três cores primárias, definidas com base no sistema visual
humano, que interpreta a cor a partir de três tipos de sensores cromáticos.
Um sistema de cor é um modelo que expressa características e peculiaridades das cores em
determinadas condições. Sistemas de cores diferentes visam características distintas da
percepção visual humana.
Os principais sistemas de construção de cores baseiam-se na soma e na subtração de cores,
base essa que dá nome aos sistemas: sistemas de cores aditivas e sistemas de cores
subtrativas.
Cada sistema de cor produz um espaço de cor, que realiza uma organização específica das cores
e permite uma modelagem matemática, criando referências numéricas às sensações visuais.
SISTEMA DE CORES ADITIVAS RGB
O Sistema de Cores Aditivas, ou Sistema RGB, tem esse nome pois busca adicionar cores em um
ambiente naturalmente sem luz. Ele é formado pelo vermelho (red), verde (green) e azul (blue).
Ou seja, RGB são as cores primárias e, a partir da adição dessas cores no ambiente, todas as
outras são criadas.
Esse sistema é usado em celulares, monitores de computador, TVs, equipamentos que geram
imagens pela intensidade de feixes de luz vermelha, verde e azul. Note que, quando o celular está
desligado, a tela fica preta; portanto, a sensibilidade da cor preta se dá pela ausência de luz. Em
contrapartida, para formar a cor branca, todas as cores primárias são misturadas em intensidade
máxima.
Uma das principais modelagens matemáticas do sistema RGB é construída por uma escala de 0 a
255, em que:
0 expressa a ausência da cor.
255 expressa a cor na sua intensidade máxima, seguindo a ordem vermelho, verde e azul – (R, G,
B)..
Dessa forma, a cor preta é representada por (0, 0, 0) e a cor branca por (255, 255, 255). A
variação da escala foi assim estabelecidacom o intuito de facilitar o armazenamento de cada cor
em 1 byte.
Fonte: Shutterstock
 Sistema RGB.
Perceba que o amarelo (255, 255, 0), o magenta (255, 0, 255) e o ciano (0, 255, 255) são cores
secundárias. Para representar outras cores além das explicitadas na tabela, basta atribuir
intensidades ao RGB, como, por exemplo, o laranja (250, 80, 20).
A cor de cada pixel (C) de uma imagem colorida pode ser calculada considerando as três cores
primárias R, G e B e os coeficientes de mistura r, g, e b, que correspondem a cada uma das
intensidades das cores. Então temos:
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Os coeficientes podem assumir valores inteiros ou valores reais. Quando assumem valores reais,
são comumente representados por um cubo unitário. Dessa forma, a escala passa ser de 0 a 1,
em que 0 é a ausência de luz e 1 é a intensidade máxima. A vantagem da representação por
números reais está na associação direta da intensidade de cada cor com porcentagem e na
transformação entre espaços de cor.
C = r ⋅ R + g ⋅ G + b ⋅ B
Autor: Eduardo Trindade
 Cubo unitário RGB.
A diagonal do cubo varia em escala de cinza, do preto ao branco. O cinza é composto quando há
proporções iguais das cores primárias. Cada eixo corresponde a uma cor primária, em que é
possível observar a variação de uma cor primária até sua saturação máxima.
É possível observar também as cores secundárias representadas em três dos oito vértices do
cubo. Cada ponto colorido delimitado pelo cubo corresponde a uma cor no sistema RGB e pode
ser expresso por (R, G, B).
SISTEMA DE CORES SUBTRATIVAS CMYK
O Sistema de Cores Subtrativas, ou Sistema CMYK, tem esse nome pois busca subtrair cores em
uma superfície branca.
Suas cores primárias são o ciano (C), magenta (M) e amarelo (Yellow), e ainda possui uma cor
auxiliar, o preto (blacK). Esse sistema é usado nas impressoras e consiste em pigmentar um
elemento que não é emissor de luz.
Quando a luz branca incide sobre uma superfície, uma parte da luz é absorvida pela própria
superfície e a outra é refletida, chegando aos nossos olhos.

Logo, se enxergamos uma superfície branca, significa que é luz refletida completamente.

Dessa forma, quando tingimos algo de ciano, significa que a componente vermelha da luz é
absorvida e as luzes azul e verde são refletidas.
Caso desejássemos tingir uma superfície de magenta, a componente verde da luz seria absorvida
pelo papel e enxergaríamos a luz vermelha e a luz azul. Por fim, para tingir de amarelo, a
componente azul seria absorvida e as luzes vermelha e verde seriam refletidas. Outras cores são
criadas pela mistura das primárias em proporções adequadas.
Esse sistema parte da ideia de que um elemento sem pigmentos é branco; por isso, é comum
usarmos folhas brancas para impressão. Conforme a impressora tinge o papel, aplica pigmentos,
e assim filtros dos feixes de luz são criados para percebermos a cor desejada.
O preto pode ser produzido pela mistura das três cores primárias desse padrão; no entanto, essa
composição forma um preto “sujo” – graças às impurezas das cores primárias, a capacidade de
absorção da luz não é tão eficiente. Por isso, o pigmento preto foi adicionado ao sistema. Além
disso, o custo para produção do preto seria muito alto, sem considerar que a gramatura do papel
deveria ser elevada para que a absorção da tinta fosse perfeita; em caso contrário, o papel
poderia rasgar.
GRAMATURA
Gramatura ou gramagem de papel é uma medida de peso que representa a densidade do
papel em gramas por metro quadrado (g/m²).]
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Fonte: Shutterstock
 Sistema CMYK.
 ATENÇÃO
Vale ressaltar ainda que vermelho, verde e azul são as cores secundárias do sistema CMYK.
Vermelho: amarelo + magenta
Verde: ciano + amarelo
Azul: magenta + ciano
O Sistema CMYK é o padrão mais usado para impressão, largamente utilizado na indústria
gráfica. Uma desvantagem do sistema CMYK em relação ao Sistema de RGB é o espaço de cor
produzido. O espaço de cor do Sistema CMYK é menor do que o do RGB, o que significa que uma
impressora não é capaz de gerar todas as cores representadas na tela do computador. Por isso,
alguns programas gráficos fazem uso de filtros com a finalidade de dar uma estimativa do
resultado impresso.
Uma comparação interessante entre os Sistemas RGB e CMYK é a conexão entre as cores
primárias de um sistema com as cores secundárias do outro. Note que as cores primárias do
sistema de RGB são formadas pela combinação das cores do Sistema CMYK e vice-versa.
Fonte: Shutterstock
 Comparação entre os sistemas RGB e CMYK.
 COMENTÁRIO
De modo geral, ambos os modelos são eficientes na representação de cores; no entanto, nenhum
dos modelos consegue representar toda a capacidade de percepção de cor do sistema visual
humano.
O sistema RGB é amplamente usado na produção de imagens digitais e ganhou popularidade
devido à composição de imagens em vídeos coloridos por meio de tubos formados por três
canhões de elétrons das cores RGB; enquanto o sistema CMYK tem sua extensividade ligada à
popularização das impressoras.
Existem vários sistemas de cor além do RGB e do CMYK, como o XYZ, baseado nas medidas
físicas da reflectância espectral; HSV (Hue, Saturation, Value (Matiz, saturação e valor) ) que
define o espaço de cor a partir do matiz e cuja variabilidade é formada segundo a saturação e o
brilho; HSL (Hue, Saturation, Lightness (Matiz, saturação e luminosidade) ), um modelo
alternativo ao HSV em que o espaço de cor também é definido pelo matiz e a variabilidade é
formada segundo a alteração da saturação e luminosidade.
 COMENTÁRIO
Tanto o modelo HSV quanto o HSL permitem fácil manipulação das nuances de uma cor (mais
clara ou mais escura) e são comuns em programas de edição gráfica.
Considerando a cor como elemento essencial na comunicação humana e de interação social, e
que os meios de comunicação digitais estão cada vez mais inseridos na nossa sociedade,
entender a concepção de um espaço de cor vai além das questões matemáticas e físicas, já que
auxiliam em associações simbólicas e enfatizam alguns aspectos sociais.
OS SISTEMAS DE CORES
No vídeo a seguir, apresentaremos os sistemas de cores aditivas (RGB) e subtrativas (CMYK) ,
com exemplos e aplicações.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. O DALTONISMO É UM TIPO DE DEFICIÊNCIA VISUAL EM QUE O
INDIVÍDUO NÃO É CAPAZ DE RECONHECER OU DIFERENCIAR ALGUMAS
CORES ESPECÍFICAS. ESTÁ ASSOCIADO A PROBLEMAS EM UM TIPO DE
CÉLULA FOTORRECEPTORA LOCALIZADA NA REGIÃO NO FUNDO DO
OLHO QUE CAPTA OS ESTÍMULOS LUMINOSOS, REALIZA A DISTINÇÃO DE
CORES E TRANSFORMA EM IMPULSOS ELÉTRICOS.
COM BASE NO TRECHO ACIMA, PODEMOS DIZER QUE O DALTONISMO É
CAUSADO POR PROBLEMAS:
A) nos bastonetes.
B) nos cones.
C) na córnea.
D) na íris.
E) na pupila.
2. VIMOS OS SISTEMAS DE CORES ADITIVAS E SUBTRATIVAS. VIMOS
TAMBÉM QUE O SISTEMA RGB É UM SISTEMA ADITIVO, QUE PARTE DE
TRÊS CORES PRIMÁRIAS E CONSIDERA A FORMAÇÃO DAS CORES A
PARTIR DE UMA FONTE LUMINOSA. SUPONHA QUE UMA PELÍCULA AZUL
TRANSLÚCIDA SEJA COLOCADA EM SEU CELULAR E QUE VOCÊ RECEBA
UMA IMAGEM COM PREDOMINÂNCIA DE COR VERMELHA. QUAL SERÁ A
COR PREDOMINANTE QUE VOCÊ ENXERGARÁ?
A) Ciano.
B) Magenta.
C) Amarelo.
D) Verde.
E) Preto.
GABARITO
1. O daltonismo é um tipo de deficiência visual em que o indivíduo não é capaz de
reconhecer ou diferenciar algumas cores específicas. Está associado a problemas em um
tipo de célula fotorreceptora localizada na região no fundo do olho que capta os estímulos
luminosos, realiza a distinção de cores e transforma em impulsos elétricos.
Com base no trecho acima, podemos dizer que o daltonismo é causado por problemas:
A alternativa "B " está correta.
A causa do daltonismo é uma alteração que afeta células fotorreceptoras e a retina, composta por
duas células fotorreceptoras: bastonetes e cones. Os bastonetes são extremamente sensíveisà
luz, mas não distinguem cor. Os cones são sensíveis a um alto nível de luminosidade, e
responsáveis pela nitidez das imagens, percepção e distinção da cor.
2. Vimos os sistemas de cores aditivas e subtrativas. Vimos também que o Sistema RGB é
um sistema aditivo, que parte de três cores primárias e considera a formação das cores a
partir de uma fonte luminosa. Suponha que uma película azul translúcida seja colocada em
seu celular e que você receba uma imagem com predominância de cor vermelha. Qual será
a cor predominante que você enxergará?
A alternativa "B " está correta.
A película azul translúcida interfere na interpretação da cor e a junção do azul com o vermelho em
um sistema de cores aditivas resulta no magenta.
MÓDULO 3
 Classificar dispositivos gráficos e seu funcionamento
Os dispositivos gráficos são aqueles que permitem a nossa interação com o computador. Logo,
eles são elementos fundamentais no estudo de computação gráfica. A diversidade dos
dispositivos torna a computação plural e abrangente; assunto que será abordado neste módulo.
DISPOSITIVOS GRÁFICOS DIGITAIS
Inicialmente, os computadores possuíam apenas impressoras como dispositivos de saída e a
reprodução de imagens era baseada em pontilhismos; entre as décadas de 1950 e 1960, os
sistemas gráficos evoluíram considerando a visualização da informação por pontos individuais da
tela ou pixels (Picture Element).
Os dispositivos gráficos podem ser estudados a partir de duas perspectivas, quanto à finalidade
ou quanto ao formato dos dados. Se observarmos os dispositivos quanto à finalidade, podemos
classificá-los em dispositivos de entrada e saída; se classificarmos quanto ao formato dos dados,
podemos classificá-los em dispositivos matriciais ou vetoriais.
REPRESENTAÇÃO MATRICIAL
A representação matricial de uma imagem é realizada quando esta é descrita por meio de um
conjunto de células organizadas em matrizes, em que cada célula representa os pixels da
imagem.
REPRESENTAÇÃO VETORIAL
A representação vetorial de uma imagem é realizada quando esta é construída a partir de
elementos básicos, como linhas, pontos, curvas, superfícies, sólidos etc.
Quando observamos os dispositivos gráficos quanto à finalidade (entrada e saída), encontramos
um universo mais rico; essa pluralidade se deve principalmente ao avanço tecnológico, e requer
detalhamento nas suas especificidades.
DISPOSITIVOS GRÁFICOS DE ENTRADA
Os dispositivos gráficos de entrada são componentes eletrônicos que possibilitam a
movimentação e comunicação com os sistemas. Podem considerar características bidimensionais
ou tridimensionais, ou até mesmo de movimentos, como nos simuladores e videogames.
Vejamos os principais:
O teclado é um dispositivo extremamente comum a todos os computadores e pode ser entendido
como um conjunto de teclas associadas a um código que corresponde ao caractere ou função.
Quando utilizamos teclas de função e setas para movimentar o cursor sobre a tela de um monitor
de vídeo, temos a perspectiva de um dispositivo gráfico de entrada.
Os mouses atualmente são compostos por sensores óticos e processadores digitais para
escanear a superfície em que são movimentados. Os primeiros mouses eram dispositivos
formados por uma pequena caixa, com rodas ou esferas em sua parte inferior. De modo geral, um
mouse envia 1.500 sinais por segundo para rastrear o menor movimento possível.
Os joysticks são alavancas de comando que determinam a direção e velocidade do cursor na
tela.
O tablet, ou mesa digitalizadora, é uma extensão do monitor sensível ao toque, formado por dois
elementos fundamentais: superfície de toque (mesa) e apontador (caneta).
As mesas podem ser de sensores, de leitura elétrica ou acústicas.
MESAS DE SENSORES POR PRESSÃO
Possuem uma superfície que capta o potencial de tensão gerado pela pressão de um apontador;
essa tensão é codificada e enviada ao computador. As novas mesas possuem absoluta precisão
dos movimentos da caneta, que opera com 1.024 níveis de sensibilidade à pressão.
MESAS DE LEITURA ELÉTRICA
Possuem sensores que transmitem um campo magnético, gerando tensão por indução em uma
malha de fios localizados abaixo da superfície da mesa. A posição do apontador é detectada
segundo os sinais mensurados pelos multiplexadores eletrônicos embutidos na borda da mesa.
MESAS ACÚSTICAS
Não possuem sensores de mesa, têm microfones que delimitam a área de atuação. O apontador
emite um sinal de alta frequência que é captado pelos microfones laterais, e o tempo de
propagação e reflexão das ondas sonoras determinam sua posição.
As câmeras digitais são equipamentos capazes de transferir as imagens captadas para a
memória do computador em um formato matricial. A matriz é formada por pontos detectados pela
câmera, e cada entrada da matriz corresponde à cor de cada ponto.
O digitalizador tridimensional é uma espécie de braço mecânico com um sensor de toque na
ponta. O computador recebe a coordenada de um ponto sempre que o sensor atinge um ponto na
superfície de um objeto, e toda coordenada enviada respeita um referencial, uma origem.
Os scanners (bidimensionais), bem como as câmeras digitais, transmitem ao computador uma
matriz de pontos captados pelos sensores do scanner pela mudança da cor na superfície. Há dois
tipos de scanners: de mesa ou de mão. Os de mesa são similares às copiadoras e os scanners de
mão exigem uma movimentação similar à do mouse.
Os scanners 3D geralmente estão associados às câmeras digitais acopladas a uma mesa
especial que fornece as coordenadas para os sistemas.
Fonte: Shutterstock.com
 Scanners tridimensionais.
Fonte: Shutterstock.com
 Luvas para interação 3D.
As luvas, ou luvas para interação 3D, são dispositivos sensoriais que detectam e medem os
movimentos e pressões dos dedos. É possível encontrar luvas com sensores mecânicos, ópticos
ou híbridos.
Os 3D controllers são dispositivos que realizam a leitura dos movimentos do usuário, medindo a
velocidade e a força aplicada por ele. Podem ser de mesa ou suspensos, e possuem um
giroscópio que se comunica por rádio com o computador.
As roupas de RV, roupas de realidade virtual, são indumentárias que captam os movimentos
humanos e geram informações para o computador. Essa captação pode ser realizada de várias
maneiras, sendo a captação por marcadores ópticos uma das mais comuns.
DISPOSITIVOS GRÁFICOS DE SAÍDA
Os dispositivos gráficos de saída mostram informações processadas pelo computador,
possibilitando a comunicação do computador com o usuário. Assim como os dispositivos de
entrada, podem ser vetoriais ou matriciais, segundo a natureza dos dados.
Vejamos alguns dispositivos gráficos de saída:
As Impressoras pretendem reproduzir textos, gráficos ou qualquer outro resultado de uma
aplicação.
Existem impressoras de muitos tipos, mas podemos destacar algumas, como as matriciais, de jato
de tinta, laser e 3D.
Fonte: Shutterstock.com
IMPRESSORA MATRICIAL
As impressoras matriciais possuem colunas de agulhas em um cabeçote; pressionadas contra
uma fita, geram imagens no papel. Essa fita pode ser colorida, mas as fitas monocromáticas são
mais comuns.
IMPRESSORA JATO DE TINTA
As impressoras de jato de tinta possuem cabeçotes como as impressoras matriciais; no entanto,
ejetam tinta sobre o papel. De modo geral, usam o sistema de cores CMYK, que vimos no módulo
anterior.
IMPRESSORA LASER
As Impressoras laser funcionam como uma copiadora, sendo a imagem varrida e magnetizada por
um feixe de raio laser. Essa varredura ocorre em uma chapa com processo ótico, similar à do
cabeçote. A chapa fica carregada com uma carga eletromagnética, em que, por atração elétrica,
uma tinta chamada toner adere à chapa e, por pressão e calor, é fixada no papel, formando a
imagem.
IMPRESSORA 3D
A Impressão 3D produz um modelo tridimensional a partir de sucessivas camadas de material
sobrepostas e organizadas por um software. Cada tipo de impressora 3D trabalha com um tipo de
material eusa uma tecnologia diferente, mas todas partem do mesmo princípio: A modelagem do
objeto tridimensional e o envio desse modelo para o software da impressora que define os
detalhes de dimensão, as texturas e o número de camadas (resolução).
Em sua maioria, as impressoras injetam matéria quente ou realizam a emissão de luzes sobre um
material modelável.
Fonte: Shutterstock.com
Os plotters são dispositivos vetoriais e eletromagnéticos que produzem desenhos em grandes
dimensões, com elevada qualidade, pela movimentação de uma caneta em uma superfície de
papel, ou por uma combinação de movimentos entre o papel e a caneta.
Os monitores são dispositivos que servem de interface de interação com o usuário e permitem a
visualização dos dados; talvez sejam o dispositivo de saída mais comum.
Existem vários tipos de monitores, classificados de acordo com a sua tecnologia.
Fonte: Shutterstock.com
MONITOR CRT
Os monitores CRT são baseados em tubos de raios catódicos. Eles são compostos por um
canhão que gera um feixe de elétrons, os quais atuam no material fosforescente que reveste o
canhão. Para gerar uma imagem, um aquecedor é utilizado para liberar elétrons de um cátodo;
esses elétrons são atraídos por ânodos (uma cinta metálica) próximos à parte frontal do monitor.
O canhão varre uma a uma as células de fósforos, sempre da esquerda para a direita e de cima
para baixo. Ao realizar a última varredura, o canhão volta à posição inicial e recomeça o ciclo. A
taxa de atualização é o número de vezes por segundo que o canhão é capaz de bombardear a
tela, sendo essa taxa chamada de taxa de renovação.
A taxa de renovação deve ser de 75Hz (75 vezes por segundo), permitindo que a imagem seja
sólida o suficiente para não causar danos aos olhos. Quanto maior a taxa de renovação, menos
sensível é o fenômeno de cintilação (flicker) que ocorre devido à perda de luminosidade das
células de fósforo do monitor.
Os monitores CRT coloridos usam o modelo RGB para gerar as imagens; logo, precisam de três
sinais separados que vão sensibilizar, respectivamente, os pontos de fósforos das três cores
primárias. Esses pontos de fósforos são extremamente pequenos para representar como um único
ponto de luz.
Os monitores CRT coloridos podem usar três técnicas distintas para formar as cores: a primeira,
shadow mask, utiliza uma folha de metal perfurada muito fina situada entre a tela e o canhão de
elétrons e, para formar um ponto colorido na tela, usa três feixes das três cores primárias
direcionados a um mesmo orifício na placa.
A segunda é similar à shadow mask, no entanto, utiliza uma grade de fios no lugar da folha de
metal. E, por fim, a terceira utiliza os mesmos elementos que a shadow mask, mas com orifícios
mais estreitos e alongados. A qualidade da imagem está associada a elementos como resolução e
o dot pitch, o qual expressa a distância entre dois pontos de fósforo da mesma cor em trios RGB
adjacentes.
Existe uma divergência entre fabricantes na medição do dot picth; a maior parte dos fabricantes
realiza a medida na horizontal, mas alguns realizam na diagonal, e ainda há aqueles que calculam
a distância entre dois orifícios na máscara e não entre os pontos de fósforo. Por isso, há um
cuidado grande na comparação dessa medida. A resolução, medida em pixels, expressa o número
de informações que o monitor é capaz de apresentar em determinado momento e depende de
como o monitor foi configurado.
MONITOR LCD
Os monitores LCD são monitores de cristal líquido (LCD – Liquid Crystal Display). Possuem um
sistema de células contendo cristal líquido entre dois filtros coloridos polarizados.
Quando a fonte de luz fluorescente situada no fundo do monitor (backlight) é acionada, os raios de
luz passam pelo primeiro filtro, as moléculas do cristal líquido são expostas a campos
eletromagnéticos formando uma coluna “torcida” para passagem dos raios de luz indo de encontro
ao segundo filtro e, por fim, passam por um painel para exibição da cor.
Os monitores de LCD podem ser de matriz passiva ou matriz ativa. Equipamentos de matriz
passiva não são muito usados atualmente, pois a tensão elétrica é aplicada de maneira
independente para cada ponto, fazendo com que um pixel influencie outro, o que atrapalha a
visualização dependendo do ângulo de observação da tela. Já equipamentos de matriz ativa
possuem um filme de transistores atrás da camada de cristal líquido que favorece o controle
individual de cada pixel sem interferência no funcionamento dos demais.
MONITOR LED
Os monitores LED são monitores que usam diodo orgânico emissor de luz (LED – Organic Light-
Emitting Diode). O funcionamento dos monitores de LED é similar ao dos monitores LCD; os
cristais líquidos são substituídos pelos diodos orgânicos, que são compostos por moléculas de
carbono, que emitem luz quando sensibilizados por uma carga elétrica, e podem ser aplicados
diretamente na tela.
 ATENÇÃO
Os monitores touchscreen são monitores sensíveis ao toque; por isso, também são considerados
dispositivos gráficos de entrada.
Os monitores see-through são monitores transparentes ou translúcidos; é possível enxergar
através do monitor. Geralmente, são formados por monitores do tipo LCD, LED e OLED; no
entanto, ainda apresentam problemas na intensidade da imagem exibida, dificultando a aplicação.
Os capacetes e óculos de realidade virtual são muito usados na interação em realidade virtual.
São dispositivos de entrada e saída, realizam leituras de movimentos e, a partir dessas leituras,
fornecem informações visuais ao usuário. Podem ser estereoscópicos ou monoscópicos;
binoculares ou monoculares; opacos ou translúcidos (Stereo Glasses, por exemplo).
Os capacetes estereoscópicos exploram duas cenas, uma para cada olho, sobrepostas pela
visão binocular, dando assim a impressão de uma única imagem em relevo, enquanto os
monoscópicos usam apenas uma cena.
Os capacetes binoculares fornecem estímulos para os dois olhos e os monoculares para apenas
um. Os capacetes opacos são usados para substituir totalmente o cenário real, enquanto os
translúcidos complementam a visão da realidade.
Fonte: Shutterstock.com
 Capacete 3D.
Os capacetes podem ser formados por monitores de CRT ou LCD. Os monitores de CRT, em
função da avançada tecnologia disponível nessa área, podem exibir imagens de alta resolução
com qualidade de cor excelente, mesmo em pequenas dimensões. Entretanto, são relativamente
pesados, volumosos e colocam altas voltagens muito próximas à cabeça do usuário.
Os monitores LCD, por sua vez, são leves e podem ser usados com pequenas voltagens.
Entretanto, devido às limitações tecnológicas, a resolução disponível em monitores pequenos
ainda é baixa.
As aplicações dos dispositivos gráficos digitais são as mais diversas possíveis, englobando
indústria de entretenimento, esporte, medicina, desenvolvimento de produtos etc.
TIPOS DE DISPOSITIVOS GRÁFICOS
No vídeo a seguir, apresentaremos os tipos de dispositivos gráficos, classificando-os em
dispositivos de entrada e de saída, demonstrando exemplos do emprego destes.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. VIMOS EM NOSSOS ESTUDOS QUE OS DISPOSITIVOS GRÁFICOS
PERMITEM A INTERAÇÃO DOS USUÁRIOS COM AS APLICAÇÕES. SOBRE
OS DISPOSITIVOS GRÁFICOS, É CORRETO AFIRMAR QUE:
A) Capacetes de realidade de entrada são dispositivos gráficos de entrada e saída de dados.
B) Tanto o digitalizador tridimensional quanto o scanner 3D são equipamentos capazes de
transferir as imagens 3D usando coordenadas dos objetos/cenário no mundo real.
C) As impressoras 3D possuem o padrão CMYK na construção de seus modelos.
D) Um 3D Controller possui características similares às de um joystick.
E) Tanto os dispositivos gráficos de entrada quanto os de saída podem ser classificados como
matriciais ou vetoriais.
2. LEIAS AS SENTENÇAS ABAIXO SOBRE DISPOSITIVOS GRÁFICOS,
JULGUE-AS:
I) A DIFERENÇA BÁSICA DE UM TIPO DE UM MONITOR PARA OUTRO É A
TECNOLOGIA QUE FORMULA A COR NA TELA.
II) OSMONITORES DE CRT SÃO OS ÚNICOS QUE USAM UM SISTEMA DE
COR RGB PARA REPRODUZIR A COR.
III) DE MODO GERAL, OS MONITORES SÃO DISPOSITIVOS GRÁFICOS DE
SAÍDA, MAS SE UM MONITOR FOR SENSÍVEL AO TOQUE, PODEMOS
ENTENDÊ-LO COMO UM DISPOSITIVO DE ENTRADA TAMBÉM.
ASSINALE APENAS UMA OPÇÃO:
A) Apenas I está correta.
B) Apenas II está correta.
C) Apenas III está correta.
D) Apenas I e II estão corretas.
E) Apenas I e III estão corretas.
GABARITO
1. Vimos em nossos estudos que os dispositivos gráficos permitem a interação dos
usuários com as aplicações. Sobre os dispositivos gráficos, é correto afirmar que:
A alternativa "C " está correta.
Embora tenham nomes parecidos, os objetivos das impressoras 3D e o das impressoras 2D são
distintos. A impressora 2D visa reproduzir um texto, um gráfico ou uma imagem, logo o padrão
CMYK é aplicado. O objetivo da impressora 3D é produzir um modelo 3D e (por enquanto) não
tem compromisso com colorização do modelo.
2. Leias as sentenças abaixo sobre dispositivos gráficos, julgue-as:
I) A diferença básica de um tipo de um monitor para outro é a tecnologia que formula a cor
na tela.
II) Os monitores de CRT são os únicos que usam um sistema de cor RGB para reproduzir a
cor.
III) De modo geral, os monitores são dispositivos gráficos de saída, mas se um monitor for
sensível ao toque, podemos entendê-lo como um dispositivo de entrada também.
Assinale apenas uma opção:
A alternativa "E " está correta.
Existem vários tipos de monitores, classificados de acordo com a sua tecnologia. Cada tecnologia
manipula a luz de uma maneira, mas todas usam o sistema RGB. Os monitores são dispositivos
gráficos de saída, mas, se um monitor for sensível ao toque, podemos entendê-lo como um
dispositivo de entrada também, pois ele permite a comunicação do usuário com os sistemas.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
No módulo inicial, apresentamos as principais interpretações da luz ao longo da História até a
ideia que prevalece atualmente. Em seguida, vimos os principais fenômenos atrelados à luz e
como o sistema visual humano a percebe.
Estudamos a construção de sistemas de cores capazes de representar o modelo matemático do
fenômeno físico da luz.
Por fim, vimos que a computação gráfica precisa estruturar modelos matemáticos capazes de
reproduzir os fenômenos físicos, adaptando os dispositivos gráficos de entrada e saída na
construção e exibição de imagem.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
AZEVEDO, E.; CONCI, A. Computação Gráfica: Teoria e prática. Rio de Janeiro: Campus, 2003.
AZEVEDO, E.; CONCI, A. Computação Gráfica: Teoria e prática. v. 2. Rio de Janeiro: Campus,
2003.
GLOBO CIÊNCIA. A história da luz: há mais de 2 mil anos ela instiga filósofos e cientistas.
Consultado eletronicamente em: 3 fev. 2021.
GOMES, J.; VELHO, L. Fundamentos da Computação Gráfica. Rio de Janeiro: IMPA, 2003.
GONÇALVES, M.S. Fundamentos de Computação Gráfica. Rio de Janeiro: Érica, 2014.
JUNIOR, A. H. Computação Gráfica - Série Fundamentos de Informática. Rio de Janeiro: LTC,
2006.
EXPLORE+
Leia o texto Homem Virtual (Ser Humano Virtual 3D): A Integração da Computação Gráfica,
Impressão 3D e Realidade Virtual para Aprendizado de Anatomia, Fisiologia e Fisiopatologia,
disponível no repositório virtual da USP.
CONTEUDISTA
Catiúscia Albuquerque Benevente Borges
 CURRÍCULO LATTES
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