H. Les périphériques de sortie
H. LES PÉRIPHÉRIQUES DE SORTIE
1. L'ÉCRAN
Carte vidéo et écran sont intimement liés puisque la qualité de l'affichage va dépendre autant de l'un que de l'autre. Le choix d'un écran va dépendre de l'utilisation que l'on veut en faire. Plus l'importance de l'affichage est grande (pao, cao, cfao...), plus l'écran doit être grand et ses caractéristiques de qualité.
a) LES ÉCRANS CATHODIQUES
Ils ne sont plus utilisés du fait de leur volume et de leur consommation.
caractéristiques :
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|
(1) LA TAILLE
La taille de l'écran se mesure en diagonale, d'un coin de l'écran au coin opposé, et en pouces.
(2) LE TUBE
Un tube se détachait très largement des autres au niveau de la qualité : le tube trinitron créé par sony™ ; sa technologie ayant ensuite été adoptée par d'autres constructeurs (EIZO).
Un seul canon à électrons envoie les trois rayons sur des luminophores disposés en bandes verticales juxtaposées. Le masque d'ouverture est remplacé par un film de bandes verticales rvb, sans grille. Ce masque souple est stabilisé par un ou deux fils amortisseurs horizontaux. Cette disposition autorise des valeurs de pas de masque de 0,25 mm.
Le contraste est lui aussi amélioré par le système trinitron : la transparence du masque améliore la luminosité du blanc ; la surface cylindrique (et non sphérique comme les autres écrans) est moins sensible aux réflexions parasites de l'éclairage ambiant et améliore l'opacité des noirs ; enfin, le choix des phosphores assure des teintes rouge brillant.
(3) LES BOUTONS DE RÉGLAGE
Le panneau de contrôle permet de régler le contraste, la luminosité, la largeur et la hauteur de l'image, sa position dans l'écran. Les boutons de réglage doivent être en façade pour plus de confort ;
Vérifier que l'affichage s'effectue sur la totalité de l'écran et non seulement sur une partie (bandes noires horizontales et verticales autour de l'image).
(4) LE PITCH
La taille des points affichés à l'écran est appelée pitch ou pas de masque en français ; il se mesure en millimètres et est fonction de deux paramètres : la résolution et la taille de l'écran. Plus la définition est élevée, plus les points sont petits mais plus l'écran est grand, plus les points affichés pour une même définition sont grands.
(5) LA FRÉQUENCE
La fréquence verticale ou de rafraîchissement indique le nombre de rafraîchissements de l'image par seconde (en mode non entrelacé). Plus cette fréquence est élevée, plus l'affichage de l'image sera stable ; par ailleurs, plus un moniteur est grand, plus le rafraîchissement doit être rapide ; elle est comprise entre 60 et 80 Hz ; plus elle est importante, meilleure est la stabilité de l'image.
La fréquence horizontale ou de synchronisation définit la vitesse à laquelle une ligne de pixels est activée. Elle s'élève avec la définition et la fréquence de rafraîchissement. C'est la fréquence horizontale qui indique la compatibilité du moniteur avec un signal donné. Les moniteurs multifréquences acceptent plusieurs fréquences de synchronisation horizontale.
(6) LE MODE
Le mode peut être entrelacé ou non entrelacé :
- lorsque le mode est entrelacé, l'écran n'affiche alternativement qu'une ligne sur 2
- lorsque le mode est non entrelacé, l'écran affiche une image entière à chaque balayage ; la qualité est alors supérieure.
b) LES ÉCRANS À CRISTAUX LIQUIDES
Les écrans à cristaux liquides ont remplacé les tubes cathodiques. .
À chaque pixel correspondent 3 bâtonnets (1 par couleur), chacun d'entre eux étant contrôlé par 1 transistor propre. La résolution maximum est donc fonction du nombre de transistors. Par exemple pour un écran LCD de 15" en diagonale avec une résolution de 1024*768, il faut 2.539.296 transistors et bâtonnets.
(1) LA RÉSOLUTION
Elle définit le nombre de colonnes par le nombre de lignes de l'écran, c'est-à-dire le nombre de points à leurs intersections. Elle progresse extrêmement rapidement, tirée notamment par la demande en matière de télévision ultra haute définition.
Source : wikipédia
Les résolutions en cours sont les suivantes :
- 4k : à l'origine, cette appellation faisait référence à une définition de 4 096 pixels en largeur de l'image et était réservée au cinéma numérique
- 8K : format du cinéma numérique faisant référence à la résolution horizontale de ce format, de l'ordre de 8000 pixels
Ces deux appellations sont cependant couramment employées pour les formats d'écran:
- ultra hd : écrans proposant une définition de 3 840 × 2 160 pixels
- fuhd : écrans proposant une définition de 7680 × 4320
(2) LE TEMPS DE RÉPONSE
Il s'agit d'une mesure mise en place par les constructeurs, dérivée de la norme ISO 13406-2. Il mesure le temps nécessaire pour passer d'un point blanc à n'importe quel niveau de gris, puis revenir au blanc. Cela donne deux valeurs en millisecondes, appelées temps de montée (tr) et temps de descente (tf), qui sont additionnés.
(3) L'ANGLE DE VISION
Pour les tn, les angles de vision réels, c'est-à-dire ceux sur lesquels l'image reste bonne, sont plutôt de 60° sur les côtés, 50° vers le haut et 10° vers le bas. Soit 120° en latéral, 60° en vertical. Les ips bénéficient d'angles de vision vraiment très larges (supérieur à 170°). Les angles des mva et pva sont larges, mais pas autant que les ips. Ils sont plutôt de 45° dans tous les sens (au-delà, les couleurs perdent de leur éclat). Soit 90° en vertical et en latéral.
(4) LA LUMINOSITÉ
Une luminosité de 400 candélas par mètre carré (cd/m²) est intéressante pour les écrans publics ; 250 cd/m² peut être suffisant sur un écran personnel.
(5) LE TAUX DE CONTRASTE
Il s'agit du rapport, de la division, entre la luminosité d'un carré blanc avec celle d'un carré noir. Idéalement le noir devrait être parfait et donc afficher une luminosité nulle. Ce n'est hélas jamais le cas. Il y a toujours un peu de lumière qui passe. Bénéficier d'un taux de contraste le plus fort possible assure donc un niveau de noir profond et de ce fait une meilleure restitution des couleurs sombres. Les écrans avec un contraste bas confondent souvent les gris foncés avec du noir. Les écrans oled disposent du meilleur contraste.
(6) LA DALLE
C'est une donnée presque jamais communiquée et pourtant elle est essentielle. Il existe 4 grandes familles : les tn, les ips (en perte de vitesse car chères), les mva et les pva.
- tn ( Twisted Nematic) : Ce sont les premiers écrans lcd et les plus rapides. Leurs défauts : un fourmillement marqué dans les films et un angle de vision inférieur quasi nul.
- mva (multi-domain Vertical Alignment) : Ce sont les écrans les plus polyvalents. Leur réactivité est comparable à celle des tn 8 ms, leur contraste très bon, leur angle de vision inférieur est plus large et ils ont un fourmillement moindre dans les films. Leur défaut : leur rendu des couleurs par défaut est très moyen, moins bon que sur les pva.
- les pva (Patterned Vertical Alignment) : Ils offrent un rendu des couleurs bien meilleur. Leur problème : un fort fourmillement dans les films.
- les ips (In-Plane Switching) ont une forte rémanence mais acceptent des angles de vision, encore plus larges que les mva et pva.
- Les Qled (Quantum-dot Light Emitting Diode) sont fabriquées par Samsung. Les filtres à puits quantiques autorisent des couleurs riches, des détails fins, un bon contraste et une grande luminosité. Il n'a rien à voir avec l'oled.
- Les mini led définissent les écrans Quantum Dot de Apple et ont une technologie proche du Qled.
- Les micro-led sont composés de milliers de LED microscopiques. Pour chaque pixel, on a trois leds de couleurs rouge, verte et bleue. Pour afficher du noir, elles sont toutes éteintes. Cette technique offre donc une excellentes colométrie, des contrastes profonds, une excellente luminosité et une réactivité elle aussi excellente. Elle est encore en cours de développement car si techniquement au point, elle se révèle trop couteuse à produite.
(7) LE RETRO ÉCLAIRAGE
Plusieurs techniques
- Edge led : Les LED sont situées sur les bords de la dalle et des réflecteurs diffusent la lumière sur l'ensemble de la dalle
- Edge led with local dimming : idem mais le "local dimming" gére l'activation de chaque diode en fonction des besoins en luminosité.
- Full led (Full Array Local Dimmming) : Plus il y a de zones indépendantes, meilleur est le rétro-éclairage
c) LES ÉCRANS OLED
oled signifie "Organic Light-Emitting Diode". L'écran est constitué de polymères organiques capables d'émettre leur propre lumière. C'est une technologie LG. Les écrans sont fins et légers (pas de rétro-éclairages ni de filtres). Les dalles sont flexibles, le contraste est infini, le temps de réponse est très court (0,1 ms) mais la luminosité est moindre que sur les lcd même si ce point a beaucoup évolué avec les dernières générations.
d) COMPARAISON
| Technologie |
Angle vision |
Rapidité |
Couleurs |
contraste |
| tn |
1 |
4 |
2 |
2 |
| mva/amva |
2 |
1 |
3 |
3 |
| pva/s-pva-psa |
3 |
2 |
3 |
2 |
| uv²a |
3 |
3 |
3 |
3 |
| s-ips/ah-ips/pls/ahva |
4 |
3 |
3 |
2 |
| Super amoled/w-oled |
4 |
4 |
4 |
4 |
1 : mauvais – 4 : excellent
2. L'IMPRIMANTE
plusieurs types :
- l'imprimante laser
- l'imprimante à jet d'encre / bulles d'encre
- l'imprimante matricielle (à aiguilles)
- l'imprimante à marguerite
a) L'IMPRIMANTE À MARGUERITE
Les imprimantes à marguerite sont basées sur le principe des machines dactylographiques. Tous les caractères sont imprimés en relief sur une matrice en forme de marguerite. Pour imprimer, un ruban imbibé d'encre est placé entre la marguerite et la feuille de telle façon que lorsque la matrice frappe le ruban, celui-ci dépose de l'encre uniquement au niveau du relief du caractère.
Ce type d'imprimantes est devenu obsolète car elles sont beaucoup trop bruyantes et très peu rapides.
b) L'IMPRIMANTE MATRICIELLE
Elle permet d'imprimer des documents grâce à un va-et-vient de la tête sur le papier. La tête est constituée de petites aiguilles, poussées par des électro-aimants, qui viennent taper contre un ruban de carbone situé entre la tête et le papier. Les imprimantes matricielles les plus récentes sont équipées de têtes d'impression comportant 24 aiguilles, ce qui permet d'imprimer avec une résolution de 216 points par pouce.
Le ruban de carbone défile pour qu'il y ait continuellement de l'encre dessus.
À chaque fin de ligne un rouleau fait tourner la feuille
L'imprimante matricielle est utilisée, du fait de son coût à la page réduit, et notamment dans les secteurs où plusieurs exemplaires identiques et simultanés de l'impression sont nécessaires
c) L'IMPRIMANTE JET D'ENCRE / BULLE D'ENCRE
La formation d’une goutte d'encre se produit par application d'une pression contrôlée sur une encre liquide contenue dans un réservoir et qui s'écoule à travers un orifice. A la sortie le flux d'encre résultant se fragmente en petites gouttes. Cependant plusieurs techniques sont actuellement disponibles, toutes dérivant de deux technologies principales : le CJ ("Continuous Jet" – jet continu) et DOD ("Drop On Demand" –goutte à la demande). Le tableau ci-dessous permet de mieux comprendre la filiation des différentes techniques
(1) TECHNOLOGIE JET CONTINU (CJ)
La formation en jet continu repose sur le principe thermodynamique de l'énergie minimale. Un liquide (encre) s’écoulant à travers un orifice tend à se séparer en gouttelettes si la surface externe de la masse de liquide est plus grande que la surface extérieure des gouttelettes. La formation de gouttes va donc permettre de réduire l'énergie totale du système. Pour induire la séparation du jet sous forme de gouttes, on va agir sur la pression du fluide (et donc sa vitesse), les dimensions de l'orifice et les perturbations appliquées au système sous forme de vibrations (noter que la géométrie de l'orifice peut aussi influencer largement la réponse du système). Les vibrations sont nécessaires pour assurer la formation de gouttes homogènes et sont générées par des cristaux piézo-électriques fixés aux réservoirs d'encre.
(2) TECHNOLOGIE GOUTTE À LA DEMANDE (DOD)
Contrairement à la technologie jet continu, dans la technologie goutte à la demande la formation de gouttes n'est pas continue mais est fonction du motif à reproduire. Ainsi toutes les gouttes générées vont atteindre le support. Le principe de formation des gouttes repose sur l'expansion d'un fluide dans une chambre ayant un orifice de petites dimensions. L'expansion étant déclenchée et contrôlée électroniquement, il est donc possible de former le nombre de gouttes désiré et, dans une certaine mesure, moduler les caractéristiques de ces gouttes. Comme précédemment l'objectif est d'avoir des gouttes homogènes.
Cette technologie présente des coûts de fabrication et maintenance moins élevés pour une meilleure qualité de reproduction (la limitation étant la moindre vitesse d'impression – on travaille actuellement à des fréquences maximales de 30 à 40 KHz, presque 30 fois inférieures aux systèmes CJ). Il est donc normal qu'elle soit devenue la technologie la plus utilisée actuellement et celle sur laquelle sont focalisés les efforts de recherche et développement.
d) L'IMPRIMANTE LASER
L'imprimante laser reproduit à l'aide de points l'image que lui envoie le PC. Grâce au laser, les points sont plus petits et la définition meilleure.
- Un ionisateur de papier charge les feuilles positivement.
- Un ionisateur de tambour charge le tambour négativement.
- Le laser quant à lui (grâce à un miroir qui lui permet de se placer) charge le tambour positivement en certains points. Du coup, l'encre du toner chargée négativement se dépose sur les parties du toner ayant été chargées par le laser, qui viendront se déposer sur le papier.
L'imprimante laser est beaucoup plus rapide et moins bruyante.
e) LES LANGAGES DE DESCRIPTION DE PAGE
Le langage de description de page est le langage standard que l'ordinateur utilise pour communiquer avec l'imprimante. En effet, il faut que l'imprimante soit capable d'interpréter les informations que l'ordinateur lui envoie.
Les deux langages de description de page principaux sont les suivants :
- Langage PCL: il s'agit d'un langage constitué de séquences binaires. Les caractères sont transmis selon leur code ascii
- Langage PostScript: ce langage, utilisé à l'origine pour les imprimantes Apple LaserWriter, est devenu le standard en matière de langage de description de page. Il s'agit d'un langage à part entière basé sur un ensemble d'instructions
f) GOOGLE CLOUD PRINT
Cet outil google™ permet d'enregistrer son imprimante locale ou réseau auprès des services google et d'y avoir accès de partout et avec n'importe quelle machine (pc, smartphone, tablette…)
3. LE MODEM
À l'origine, ordinateur et téléphone n'avaient rien en commun :
- Le premier appartient à l'univers numérique ; toutes les informations traitées par un ordinateur sont codées en système binaire, cad représentées par des 0 et des 1.
- Le second appartient au monde analogique ; les ondes sonores sont transformées en courant électrique avant d'être véhiculé par des lignes téléphoniques (heureusement, la mise en place de réseaux en fibre optique est en train de remédier à cet anachronisme).
- Pour mettre ces deux mondes en relation, le modulateur / démodulateur ou modem reçoit les informations numériques d'un ordinateur, les transforme en courant électrique puis les envoie par une ligne téléphonique vers un autre ordinateur, ou un autre modem effectue l'opération inverse.
Lorsqu'une communication s'établit entre deux modems, un son continu se fait entendre dans le haut-parleur : c'est la porteuse, une onde sinusoïdale qui transporte les signaux. Dès que l'un des modems a capté la porteuse de son homologue, ils échangent des informations sur les paramètres de la communication, cad le protocole de communication
Les différents types de modem sont définis par des normes (des avis émis par l'ITU). Ces normes évoluent sans cesse, de par les innovations technologiques des constructeurs et dans la mesure ou le modem est un outil de communication (et qu'il faut un modem au départ et un autre à l'arrivée, la vitesse de transmission s'alignant sur le modem le moins rapide).
La multiplication des Modems a nécessité une standardisation des protocoles de communication par Modem afin qu'ils parlent tous un "même langage". C'est pourquoi 2 organismes ont mis au point des standards de communication en collaborant :
- Les Laboratoires BELL, précurseurs en matière de Télécommunications.
- Le CCITT (Comité Consultatif International de Téléphonie et Télégraphie), renommé depuis 1990 en UIT (Union Internationale des Télécommunications).
a) LE MODEM ANALOGIQUE
Il appartient au passé.
L'UIT a pour but de définir les standards de communication internationaux. Les standards de Modems peuvent se diviser en 3 catégories :
- Les standards de modulation (par exemple : CCITT V.21)
- Les standards de correction d'erreurs (par exemple : CCITT V.42)
- Les standards de compression de données (par exemple : CCITT V.42 bis)
standards
- V.21 : débit de 300 bps en duplex intégral (full-duplex, les 2 sens simultanément) ; modulation FSK ; mode asynchrone ; fréquences utilisées : 980 et 1 180 Hz (pour le 0 et le 1) dans un sens, 1 650 et 1 850 Hz dans l’autre sens
- V.22bis : débit de 2 400 bps en duplex intégral ; mode asynchrone ou synchrone ; fréquences porteuses de 1 200 Hz dans un sens, 2 400 Hz dans l’autre ; modulation QAM avec une constellation de 16 points
- V.32 : débit de 9 600 bps en duplex intégral ; porteuse à 1 800 Hz à la fois pour l’émission et la réception ; modulation à 2 400 bauds, avec une constellation de 32 points ; on transmet donc 5 bits par intervalle, mais le 5e bit étant redondant, la vitesse effective est 4 × 2 400, soit 9 600 bps.
- V.32bis : débit de 14,4 kbps ; modulation QAM ou treillis
- V.FAST : débit de 28,8 kbps
- V.34 : débit de 28,8 kbps
- V.90 : débit de 56 kbps pour la liaison descendante (downstream, vers l’utilisateur), 33,6 kbps pour la liaison montante (upstream, vers le réseau) ; on a donc une liaison asymétrique, comme pour l’ADSL
- V.92 : débit descendant jusqu’à 56 kbps, et débit montant jusqu’à 48 kbps. V92 ajoute aussi quelques fonctions supplémentaires (exemple : V44 plus performante que V42, prise d’appel téléphonique …).
b) LE MODEM ADSL
Un modem adsl transforme les signaux numériques du PC en signaux analogiques qui partent sur la ligne téléphonique. Et vice-versa.
De plus, le modem adsl, contrairement aux modems analogiques, modifie la fréquence du signal numérique pour que cette fréquence soit dans la bande passante des hautes fréquences.
Les données véhiculées sur un câble téléphonique sont (par ordre de fréquences) :
- La première bande de fréquence est pour la voix
- La deuxième est le canal montant (les données qui partent de votre PC)
- La troisième est le canal descendant (les données arrivant à votre PC)
(Les bandes de fréquences ne se chevauchant pas, la téléphonie et l'accès internet sont simultanés)
c) LE MODEM FIBRE OPTIQUE
Ce n'est pas à proprement parler un modem puisqu'il n'y a pas de modulation / démodulation. C'est un convertisseur qui convertit le signal optique en signal électronique et le dispatche sur un réseau Ethernet.