Hardware
4. หน่วยแสดงผล (Output Unit)
4.1 จอภาพ (Monitor) ใช้แสดงข้อมูลหรือผลลัพธ์ให้ผู้ใช้เห็นได้ทันที มีรูปร่างคล้ายจอภาพของโทรทัศน์ บนจอภาพประกอบด้วยจุดจำนวนมากมาย เรียกจุดเหล่านั้นว่า พิกเซล (pixel) ถ้ามีพิเซลจำนวนมากก็จะทำให้ผู้ใช้มาองเห็นภาพบนจอได้ชัดเจนมากขึ้น
- CRT (Cathode Ray Tubes)
เทคโนโลยีของจอแสดงผล (Display Technology) อดีตในปี ค.ศ. 1897 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Kari Ferdinand Braun เป็นผู้ประดิษฐ์หลอดรังสีคาโธด หรือ CRT และในปี ค.ศ. 1908 Campbell Swinton ได้เสนอให้ใช้หลอด CRT สำหรับการแสดงผลภาพ ต่อมาในปี ค.ศ. 1936 ได้มีการเริ่มนำ CRT มาทำจอภาพโทรทัศน์เป็นครั้งแรก โดยใช้การสแกนแนวนอน 343 เส้น และสามารถผลิตภาพได้ 30 ภาพต่อวินาที ซึ่งเพียงพอในการหลอกสายตามนุษย์ให้เป็นเป็นภาพต่อเนื่องได้โดยไม่กระตุก โดยหลักการของ CRT ซึ่งเป็นหลอดสุญญากาศนั้นทำงานโดยการยิงลำแสงอิเล็กตรอนผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้ควบคุมทิศทางของลำแสงอิเล็กตรอนให้สามารถไปทางซ้าย-ขวา ขึ้นบน-ลงล่าง โดยการควบคุมผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเมื่อยิงอิเล็กตรอนออกไปกระทบกับสารที่เคลือบด้านในของจอภาพ ซึ่งมีสารฟอสเฟสฉาบอยู่บนหลอดภาพ และเมื่อสารฟอสเฟสโดนแสงก็จะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงออกมา จุดไหนที่โดนแสงจะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงออกเป็นจุดๆ ซึ่งจุดนี้ก็คือจุดที่แสดงภาพขึ้นมาบนหน้าจอ จุดนี้มีชื่อเรียกว่า พิกเซล (Pixel)
- LCD (Liquid Crystal Display)
ถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1963 จอ LCD เริ่มจากการพัฒนานำมาใช้กับนาฬิกาและเครื่องคิดเลข เป็นจอภาพที่เริ่มเข้าสู่ยุคดิจิตอล จอภาพที่มีความแบนทำให้สามารถแสดงตัวอักษรและภาพได้โดยไม่เกิดการกระพริบ (flicker) การทำงานของจอภาพ LCD นั้นอาศัยหลักของการใช้ความร้อนที่ได้จากขดลวดมาทำการเปลี่ยนและบังคับให้ผลึกเหลวแสดงสีต่างๆ ออกมาตามที่ต้องการ ทำให้แสงสว่างที่ได้จะไม่สั่นไหวเหมือนจอภาพแบบที่ใช้หลอดภาพ ซึ่งประโยชน์ก็คือสามารถลดความเมื่อยล้าในการมองได้ ซึ่งเดิมทีจอ LCD นิยมใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบแล็ปท๊อปหรือโน้ตบุ๊ก แต่ในปัจจุบันเริ่มมีปริมาณผู้ใช้จอภาพ LCD กับเครื่องเดสก์ทอปกันมากขึ้น และรวมไปถึง PDA และอาจกล่าวได้ว่าจอภาพ LCD กำลังก้าวมามีบทบาทแทนที่จอภาพแบบ CRT ซึ่งข้อดีของจอ LCD คือมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และกินไฟไม่มาก ให้ความละเอียดได้มากกว่าจอ CTR
เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังจะเข้ามาเพื่อทดแทนเทคโนโลยี LCD ค้นพบโดยบังเอิญของนักวิจัยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ โดยพบว่าสารกึ่งตัวนำบางชนิดสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงได้ ซึ่งเรียกว่า “อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์” (Electroluminescence) ซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ที่ให้สีต่างๆ เมื่อนำมาประกอบกันและให้พลังงานในจุดที่ต้องการก็จะเปล่งแสงประกอบกันเป็นภาพและสีตามต้องการเหมือนจอภาพ LED (Light Emitting Diodes) OLED เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติทางนาโน คือ วัสดุอินทรีย์เปล่งแสง เพราะเป็นสารอินทรีย์นี้เราจึงสามารถประกอบอุปกรณ์ OLED บนวัสดุที่พับงอได้ จึงเกิดเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า จอภาพแบบยืดหยุ่น (Flexible Display) ซึ่งมีข้อดีคือกินพลังงานน้อยกว่า จอภาพบาง แบน เบา ให้สีคมชัด และยืดหยุ่นได้ จากข้อดีดังกล่าวทำให้นักวิจัยเร่งวิจัยและพัฒนาคือ จอภาพที่ไม่กินพื้นที่ สามารถบิดงอได้โดยไม่ทำให้จอเสียหรือภาพล้ม ซึ่งเทคโนโลยีแบบเดิมไม่สามารถสนองความต้องการนี้ได้
ซึ่งในปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยี OLED มาใช้กับจอภาพคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กทำให้มีภาพเคลื่อนไหวที่ชัดเจน การแสดงผลของจอภาพ OLED แสดงผลได้เร็วกว่าจอภาพ LCD จากคุณสมบัตินี้ทำให้จอภาพ OLED จะถูกนำไปใช้กับโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่
จอภาพ Plasma คือ วิวัฒนาการแห่งเทคโนโลยี visual image สำหรับแสดงข้อมูลดิจิตอล ด้วยเทคโนโลยี ALIS จอภาพ Plasma ใช้หลอดขนาดเล็กบรรจุก๊าซซีนอน เลียนแบบหลอดฟลูออเรสเซ็น เมื่อมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดใด ก๊าซก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นพลาสมา แล้วปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีอุลตร้าไวโอเลต ซึ่งจะไปกระตุ้นสารฟอสเฟอร์ไวแสงสีต่างๆ สามสีบนผิวจอให้สว่างขึ้นมา สามารถตอบสนองต่อสัญญาณภาพได้รวดเร็ว ทำให้ภาพคมชัด มีความละเอียด และความสว่างสูง มีสีสันที่ใกล้เคียงกับสีตามธรรมชาติเป็นอย่างมาก และมีมุมมองที่คมชัดมากกว่าจอภาพแบบ LCD สามารถมองภาพได้ชัดเจนในมุมกว้างเกือบ 180 องศา เนื่องจากเทคโนโลยีของจอภาพแบบ Plasma มีความแตกต่างจากจอภาพแบบ LCD ทำให้ราคาแพงกว่าจอภาพแบบ LCD ซึ่งอาจจะต้องใช้เวลาที่จะเป็นที่ยอมรับในการเลือกซื้อมาใช้งานในปัจจุบัน
4.2 อุปกรณ์ฉายภาพ (Projector)
เป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการเรียนการสอนหรือการประชุม เนื่องจากสามารถนำเสนอข้อมูลให้ผู้ชมจำนวนมากเห็นพร้อม ๆ กัน อุปกรณ์ฉายภาพในปัจจุบันจะมีอยู่หลายแบบ ทั้งที่สามารถต่อสัญญาณจากคอมพิวเตอร์โดยตรง หรือใช้อุปกรณ์พิเศษในการวางลงบนเครื่องฉายภาพข้ามศีรษะ (Overhead Projector) ธรรมดา เหมือนกับอุปกรณ์นั้นเป็นแผ่นใส่แผ่นหนึ่ง อุปกรณ์ฉายภาพจะมีข้อแตกต่างกันมากในเรื่องของกำลังส่องสว่าง เนื่องจากยิ่งมีกำลังส่องสว่างสูง ภาพที่ได้ก็จะชัดเจนมากขึ้น กำลังส่องสว่างมีหน่วยวัดค่าอยู่ 3 แบบ คือ LUX , LUMEN และ ANSI LUMEN โดยการวัดค่าแบบ LUX จะวัดค่าความสว่างที่จุดกึ่งกลางของภาพ จึงได้ค่าความสว่างสูงที่สุดเมื่อเทียบกับอีก 2 แบบ การวัดแบบ จะแบ่งภาพออกเป็น 3 ส่วน คือ บน กลางและล่าง และแต่ละส่วนจะถูกแบ่งออกเป็น 3 จุด คือ ริมซ้าย กลาง และริมขวา รวมจุดภาพทั้งหมด 9 จุด แล้วจึงใช้ค่าเฉลี่ยของความสว่างทั้ง 9 จุดคิดออกมาเป็นค่า LUMEN ส่วนการวัดแบบ ANSI LUMEN จะมีมาตรฐานสูงสุด โดยใช้วิธีเดียวกับ แต่จะกำหนดขนาดจอภาพไว้คงที่คือ 40 นิ้ว (หากไม่กำหนด การวัดค่าความสว่างจะสูงขึ้นเมื่อจอภาพมีขนาดเล็กลง)
คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ มักจะมีหน่วยแสดงเสียง ซึ่งประกอบขึ้นจาก ลำโพง (speaker) และ การ์ดเสียง (sound card) เพื่อให้ผู้ใช้สามารถฟังเพลงในขณะทำงาน หรือให้เครื่องคอมพิวเตอร์รายงานเป็นเสียงให้ทราบเมื่อเกิดปัญหาต่าง ๆ เช่น ไม่มีกระดาษในเครื่องพิมพ์ เป็นต้น รวมทั้ง สามารถเล่นเกมส์ที่มีเสียงประกอบได้อย่างสนุกสนาน โดยลำโพงจะมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณจากคอมพิวเตอร์ให้เป็นเสียงเช่นเดียวกับลำโพงวิทยุ ส่วนการ์ดเสียงจะเป็นแผงวงจรเพิ่มเติมที่นำมาเสียงกับช่องเสียบขยายในเมนบอร์ด เพื่อช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถส่งสัญญาณเสียงผ่านลำโพง รวมทั้งสามารถต่อไมโครโฟนเข้ามาที่การ์ดเพื่อบันทึกเสียงเก็บไว้ด้วยเทคโนโลยีด้านเสียงในขณะนี้อาจแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ
Waveform audio หรืออาจเรียกว่า digital audio เป็นเทคโนโลยีที่เปรียบเสมือนการเก็บเสียงลงเทปเพลง แต่ในที่นี้จะเป็นการบันทึกเสียงในรูปของ waveform (รูปแบบคลื่นเสียง) ลงในแฟ้มข้อมูลตามฟอร์แมตต่าง ๆ เช่น .WAV ของ windows เป็นต้น ซึ่งสามารถนำเสียงที่บันทึกไว้นี้อ่านกลับมาเป็นคลื่นเสียงออกทางลำโพงได้และเนื่องจากข้อมูลเสียงที่เก็บไว้อยู่ในรูปของดิจิตอล ทำให้การปรับแต่งเสียงสามารถทำได้โดยสะดวก
MIDI (Musical Instrument Digital Interface) เป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมดนตรีแบบอิเล็กทรอนิกส์ ใช้สำหรับการส่งและแลกเปลี่ยนสัญญาณเสียงในรูปแบบที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถใช้งานได้ โดยจะเป็นเทคโนโลยีที่เปรียบเสมือนการเก็บโน้ตเพลง เนื่องจากข้อมูลแบบ MIDI จะเป็นคำสั่งในการสังเคราะห์เสียงแทนที่จะเป็นเสียงเพลงจริง ๆ และจะใช้อุปกรณ์ ซินธิไซเซอร์ (Synthesizer) ในการรับคำสั่งจากข้อมูล MIDI ทำให้สามารถแก้ไขหรือปรับแต่งเพลงได้ทีละตัวโน้ต รวมทั้งสามารถปรับแต่งจังหวะได้โดยไม่กระทบกระเทือนถึงระดับเสียงของตัวโน้ต
เป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้กันมาก และมีให้เลือกหลายชนิดขึ้นอยู่กับคุณภาพของตัวอักษร ความเร็วในการพิมพ์ และเทคโนโลยีที่ใช้งาน สามารถแบ่งตามวิธีการพิมพ์ได้ 2 ชนิด คือ
4.4.1 เครื่องพิมพ์ชนิดตอก (Impact printer) ใช้การตอกให้คาร์บอนบนผ้าหมึกติดบนกระดาษตามรูปแบบที่ต้องการ สามารถพิมพ์ครั้งละหลายชุดโดยใช้กระดาษคาร์บอนวางระหว่างกระดาษแต่ละแผ่นได้ ข้อเสียของเครื่องพิมพ์ชนิดนี้คือ มีเสียงดังและคุณภาพงานพิมพ์ที่ได้จะไม่ดีนักสามารถพิมพ์ครั้งละหนึ่งตัวอักษรเท่านั้น ตัวอักษรแต่ละตัวจะถูกสร้างขึ้นจากจุดเล็ก ๆ จำนวนมาก จึงสามารถเรียกอีกอย่างว่า เครื่องพิมพ์แบบจุด (dot matrix printer) นิยมใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
4.4.2 เครื่องพิมพ์ชนิดไม่ตอก (Nonimpact printer) ใช้เทคนิคการพิมพ์จากวิธีการทางเคมี ซึ่งทำให้พิมพ์ได้เร็วและคมชัดกว่าชนิดตอก และพิมพ์ได้ทั้งตัวอักษรและภาพกราฟฟิค รวมทั้งไม่มีเสียงขณะพิมพ์ แต่มีข้อจำกัดคือไม่สามารถพิมพ์กระดาษแบบสำเนา (copy) ได้ ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน
- เครื่องพิมพ์เลเซอร์ (Laser printer) ทำงานคล้ายกับเครื่องถ่ายเอกสาร คือมีแสงเลเซอร์สร้างประจุไฟฟ้า ซึ่งจะมีผลให้โทนเนอร์ (toner) สร้างภาพที่ต้องการและพิมพ์ภาพนั้นลงบนกระดาษ เครื่องพิมพ์เลเซอร์จะมีรุ่นต่าง ๆ ที่แตกต่างกันในด้านความเร็ว และความละเอียดของงานพิมพ์ โดยในปัจจุบันสามารถพิมพ์ได้ละเอียดสูงสุดถึง 1200 จุดต่อนิ้ว (dot per inchหรือ dpi)
- เครื่องพิมพ์ฉีดหมึก (Inkjet printer) นิยมใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ส่วนมากจะสามารถพิมพ์สีได้ ถึงแม้จะไม่คมชัดเท่าเครื่องพิมพ์ชนิดเลเซอร์ แต่ก็คมชัดกว่าเครื่องพิมพ์ชนิดตอก และมีราคาถูกกว่าเครื่องพิมพ์ชนิดเลเซอร์ ทำให้ได้รับความนิยมนำมาใช้งานตามบ้านอย่างมาก
- เครื่องพิมพ์ความร้อน (Thermal printer) เป็นเครื่องพิมพ์ที่ให้คุณภาพในการพิมพ์สูงสุด จะมี 2 ประเภท คือ Thermal wax transfer ให้คุณภาพและราคาที่ต่ำกว่า ทำงานโดยการกลิ้งริบบอนที่เคลือบแวกซ์ไปบนกระดาษ ส่วน Thermal dye transfer ใช้หลักการเดียวกับ Thermal wax แต่ใช้สีย้อมแทน จะเป็นเครื่องพิมพ์ที่ให้คุณภาพสูงสุด โดยสามารถพิมพ์ภาพสีได้ใกล้เคียงกับภาพถ่าย แต่ราคาเครื่องและค่าใช้จ่ายในการพิมพ์จะสูงมาก
- เครื่องพลอตเตอร์ (Plotter) ใช้วาดหรือเขียนภาพสำหรับงานที่ต้องการความละเอียดสูง ๆ นิยมใช้กับงานออกแบบทางสถาปัตยกรรมและวิศวกรรม มีให้เลือกหลายชนิดโดยจะแตกต่างกันในด้านความเร็ว ขนาดกระดาษ และจำนวนปากกาที่ใช้เขียนในแต่ละครั้ง มีราคาแพงกว่าเครื่องพิมพ์ธรรมดา