คอมพิวเตอร์มีบทบาทที่สำคัญในการประยุกต์ใช้งานด้านต่าง ๆ สิ่งที่มีบทบาทสำคัญอย่างหนึ่งในรูปแบบการประยุกต์ใช้งานคือ
การแสดงผล หากย้อนรอยในอดีตคงจำได้ว่าการแสดงผลในยุคแรกที่ใช้กับเครื่องรุ่น 8 บิต และรุ่น 16 บิต ยุคต้นที่ใช้โอเอสดอส
ยังเป็นการแสดงผลด้วยเท็กซ์โหมด
การแสดงผลในรูปแบบตัวอักษรใช้กันมานานพอควร จอภาพแสดงตัวอักษรได้เพียง 25 บรรทัด บรรทัดละ 80 ตัวอักษร
ครั้นจะแสดงกราฟิกส์ก็ได้ความละเอียดของการแสดงผลจำกัด การแสดงสีก็มีจำนวนสีได้จำกัด
ครั้นถึงยุคสมัยการใช้ระบบปฏิบัติการวินโดว์ ซึ่งอยู่ในช่วงระยะเวลาประมาณสิบปีที่ผ่านมานี้เอง
(วินโดว์ 95 ใช้กันราวปี 1995) การแสดงผลได้เปลี่ยนยุคมาเป็นการแสดงผลแบบกราฟิกส์
ความต้องการเรื่องการแสดงผลจึงเปลี่ยนแปลงโดยใช้เทคโนโลยีพิเศษสำหรับการแสดงผล
มีการพัฒนาระบบการแสดงผลให้ดีขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะการตอบสนองการแสดงผลที่ต้องแสดงรูปภาพเคลื่อนไหวรูปภาพสามมิติ
(3D) รวมทั้งการจัดการประมวลผลภาพแบบต่าง ๆ อีกมากมาย ทั้งนี้เพราะการประยุกต์ทางกราฟิกส์เป็นความต้องการของผู้ใช้คอมพิวเตอร์
ตั้งแต่การใช้เล่นเกม การแสดงผลงานทางธุรกิจ การออกแบบทางวิศวกรรม การเชื่อมต่อเพื่อแสดงผลภาพ วิดีโอ
การแสดงผลภาพเคลื่อนไหวต่าง ๆ เหล่านี้ล้วนแล้วแต่ต้องการความรวดเร็วของการประมวลผล
และต้องการเทคนิคพิเศษต่าง ๆ เพิ่มเติม
ความเป็นมา
|
จุดเริ่มต้นของการแสดงผลเริ่มจากการส่งตัวอักษร ซึ่งเป็นสายอักขระมาที่อุปกรณ์เอาท์พุต
อุปกรณ์เริ่มแรกจึงมีลักษณะการพิมพ์แสดงผลที่เรียกว่า เทเลไทป์ (teletype) ลักษณะของเทเลไทป์ จึงมีแป้นพิมพ์
และตัวพิมพ์ในลักษณะเครื่องพิมพ์แบบดอตแมทริกซ์รวมกัน
ต่อมามีการพัฒนาให้เป็นการแสดงผลบนจอหรือที่เรียกว่า วิดีโอดาต้าเทอร์มินอล
มีลักษณะการแสดงผลบนจอภาพ และมีแป้นพิมพ์ (คีย์บอร์ด) ที่ป้อนตัวอักษรได้ด้วย
อุปกรณ์นี้จึงมีชื่ออีกอย่างว่า ดัมบ์เทอร์มินอล (dump terminal) เพราะใช้แสดงผลตามข้อมูลสายอักขระที่ส่งมาเท่านั้น
และแสดงผลเป็นบรรทัดเรียงกันไป
|
|
ครั้นถึงยุคสมัยพีซี จึงต้องทำพีซีให้กระทัดรัด ใช้งานง่าย ราคาถูก อุปกรณ์แสดงผลด้วยจอภาพและแป้นพิมพ์จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญของพีซีด้วย
เมื่อไอบีเอ็มพัฒนาพีซีขึ้นในปี ค.ศ. 1981 ไอบีเอ็มได้พัฒนาวงจรเชื่อมต่อกับจอมอนิเตอร์เป็นแบบการแสดงผลตัวอักษร
และแสดงผลได้สีเดียว และให้ชื่อวงจรเชื่อมต่อนี้ว่า MDA-Monochrome Display Adapter
ัถัดจากนั้นอีกหนึ่งปีก็พัฒนาการแสดงผลแบบสี ซึ่งแสดงผลทั้งแบบตัวอักษรและโหมดกราฟิกส์
วงจรเชื่อมต่อแบบใหม่มีชื่อว่า CGA-Color Graphic Adapter
ด้วยความต้องการแสดงผลเชิงรูปภาพแบบกราฟิกส์ และการแสดงผลแบบสีเป็นความต้องการ ประจวบกับเทคโนโลยีการแสดงผลได้พัฒนามาเป็นลำดับ ในปี 1984
ไอบีเอ็มได้พัฒนาระบบการแสดงผลที่ขยายขีดความสามารถเดิมของ CGA ออกไป และให้ชื่อว่า EGA-Enhance Graphic
Adapter หลังจากนั้นอีกไม่กี่ปี ก็พัฒนาระบบการแสดงผลกราฟิกส์ที่เป็นรากฐานสำหรับเทคโนโลยีการแสดงผล
โดยใช้ชื่อเทคโนโลยีว่า VGA-Video Graphic Array
ในปี 1990 การแสดงผลเข้าสู่ความละเอียดและการแสดงสีสูงขึ้น
โดยสามารถแสดงผลที่ความละเอียด 1024x768 จุดสี และเรียกเทคโนโลยีนี้ว่า XGA-Entended Graphic Array
อย่างไรก็ดีในยุคต้นนี้ การแสดงผลส่วนใหญ่ก็ยังอยู่ที่ 800x600 จุดสี เพื่อที่จะใช้ได้กับจอภาพที่มีความละเอียดได้ขนาดนี้
หลักการพื้นฐานของการแสดงผลบนจอภาพจำเป็นต้องมีหน่วยความจำที่ใช้สำหรับแสดงผลที่เรียกว่า วิดีโอแรม
หน่วยความจำนี้เป็นที่เก็บข้อมูลแสดงผลบนจอ ดังนั้นจึงต้องมีขนาดพอเพียงกับการนำมาแสดงผล
และจะต้องเป็นหน่วยความจำที่เข้าถึง และเรียกข้อมูลออกมาแสดงผลได้เร็ว
การจัดการหน่วยความจำส่วนนี้จะประกอบด้วยอุปกรณ์ควบคุมพิเศษแยกจากซีพียู
ซึ่งในระยะหลังได้พัฒนาตัวควบคุมการแสดงผลให้มีขีดความสามารถพิเศษ
และเป็นเสมือนซีพียูจัดการกราฟิกส์ที่เรียกว่า Graphic co-processor
มีบริษัทชั้นนำหลายแห่งพัฒนาและออกแบบชิพจัดการภาคแสดงนี้
บล็อกไดอะแกรมของการเชื่อมต่อเพื่อแสดงผล
การแสดงผลด้วยหลักการเดิม ชิพกราฟิกส์หรือตัวประมวลผลกราฟิกส์จะจัดการกับวิดีโอแรม
ซึ่งหน่วยความจำนี้เริ่มจากการอยู่ร่วมกับหน่วยความจำหลัก
หน่วยการแสดงผลบางรุ่นเชื่อมต่อเข้าสู่บัสทางสล็อตของ ISA หรือ PCI
แต่ถึงแม้ว่า PCI จะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงแล้ว แต่ก็ยังไม่พอเพียงต่อการใช้งานในยุคใหม่
ดังนั้นจึงต้องออกแบบพอร์ตพิเศษสำหรับการส่งรับข้อมูลระหว่างหน่วยความจำเป็นกรณีพิเศษ
และให้ชื่อพอร์ตสำหรับการเชื่อมต่อกับการ์ดแสดงผลนี้ว่า AGP-Advanced Graphic Port
ชนิดของการ์ดแสดงผล
การ์ดแสดงผลเป็นตัวแปรหนึ่งสำหรับการเลือกซื้อพีซี การ์ดแสดงผลทำให้ขีดความสามารถบางอย่างของเครื่องคอมพิวเตอร์แตกต่างกันออกไป
โดยเฉพาะหากต้องการเล่นเกม และเป็นเกมที่เน้นการแสดงผลแบบ 3D การ์ดแสดงผลจะมีผลอย่างมาก
ชนิดของการ์ดแสดงผลมีหลายแบบตามเทคโนโลยีที่พัฒนา และเมื่อมีเทคโนโลยีที่ดีขึ้น ของเก่าก็ล้าสมัย
และในที่สุดก็ไม่มีผู้ผลิต ชนิดของการ์ดมีดังนี้
การ์ดวีจีเอ (VGA) เป็นการ์ดรุ่นแรกที่ทำตามมาตรฐาน VGA มีการเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบทาง ISA
การแสดงผลจึงเป็นการแสดงผลที่มีข้อจำกัดในเรื่องการส่งรับข้อมูลจำนวนมาก ปัจจุบันไม่มีจำหน่ายแล้ว
แต่จะมีใช้ในพีซีรุ่นเก่า
การ์ดซูเปอร์วีจีเอ (Super VGA) เป็นการ์ดที่ผลิตตามมาตรฐานของ VESA-Video Electronic Standard
Association ซึ่งเป็นสมาคมที่จัดตั้งขึ้นมาวางมาตรฐานกลางการแสดงผลเพื่อให้มีความเข้ากันได้
โดยเฉพาะเมื่อผลิตและพัฒนามาจากหลากหลายบริษัท การ์ดวิดีโอที่ใช้กันในรุ่นแรกก็เป็นไปตาม VESA นี้
|
การ์ดที่ใช้ตัวเร่งกราฟิกส์ (Graphic Accelerator) เป็นการ์ดที่พัฒนามาจากบริษัทชั้นนำทางด้านการผลิตการ์ดวิดีโอนี้
มีการพัฒนาซีพียูแบบ co-processor ใช้บนบอร์ด เพื่อเพิ่มความเร็วการแสดงผลกราฟิกส์ การ์ดตัวเร่งกราฟิกส์นี้
ทำงานได้ดีกับคำสั่งพิเศษที่เขียนภาพแบบ 2D และเป็นภาพที่แสดงผลด้วยความละเอียดสูง
การ์ดตัวเร่ง 3D บริษัทชั้นนำหลายบริษัทได้พัฒนาเทคโนโลยีขึ้นใช้โดยเน้นการแสดงภาพสามมิติ
ซึ่งมีคำสั่งสนับสนุนการทำงานแบบภาพสามมิติ การ์ดแสดงผลแบบนี้จึงต้องทำงานด้วยความเร็วสูง
และก็มีราคาแพงขึ้น เช่น การ์ด GeForce, Voodoo เป็นต้น
|
|
หน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลกับความละเอียดของการแสดงผล
พัฒนาการของการ์ดแสดงผลมีได้ทำให้การแสดงผลด้วยความเร็วอย่างเดียว
แต่จะต้องเพิ่มความละเอียดและจำนวนสีของการแสดงผลด้วย ความละเอียดและจำนวนสีจะมีผลโดยตรงต่อหน่วยความจำที่ใช้ในการแสดงผล
ทั้งนี้เพราะแต่ละจุดที่แสดงผลคือข้อมูลที่เก็บในหน่วยความจำ
ความละเอียดของการแสดงผลวัดเป็นจำนวนจุดสี ซึ่งหมายถึงการแสดงผลทั้งจอภาพได้เท่าไร เช่น 640x480
หมายถึงมีจุดภาพตามแนวนอน 640 จุดสี และแนวตั้ง 480 จุดสี แต่ละจุดสียังแสดงสีได้ด้วยความละเอียดของจำนวนสีอีก
ดังนั้นหากต้องการแสดงสีเดียวของความละเอียด 640x480 ก็ต้องมีจำนวนจุดสีถึง 307200
ซึ่งถ้าแสดงผลเฉพาะทั้งคำก็ต้องใช้ข้อมูล 307200 บิต หรือ 38400 ไบต์ นั่นเอง
ตารางที่ 1 เป็นการแสดงให้เห็นถึงมาตรฐานการแสดงผลบนจอภาพ
และหน่วยความจำที่ใช้ในการแสดงผลเป็นไบต์
ตารางที่ 1 มาตรฐานการแสดงผลและการใช้หน่วยความจำแสดงผล
|