ใบความรู้ที่ 11 เรื่อง การ์ดแสดงผล (Display Card) และ การ์ดเสียง (Sound Card )

ใบความรู้ที่ 11
เรื่อง การ์ดแสดงผล (Display Card) และ การ์ดเสียง (Sound Card )

การ์ดแสดงผล (Display Card)
  

  การ์ดจอ (Video Card)  การ์ดแสดงผล  หรือ กราฟฟิกการ์ด (Graphic card) เป็น แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่ทำหน้าที่ในการนำข้อมูลที่ได้จากการประมวลผลของซีพียูมาแสดงบนจอภาพ ทำให้ผู้ใช้ สามารถควบคุมการทำงาน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ  โดยจอภาพจะเป็นส่วนที่รับข้อมูลจากการ์ดแสดงผลอีกทีหนึ่ง  การ์ดกราฟฟิกทีได้รับความนิยมและใช้กันแพร่หลายในอยู่ปัจจุบัน เป็นการ์ดกราฟฟิกที่มี GPU  เป็นตัวประมวลผล

            Graphics Processing unit  (GPU) สามารถเรียกอีกชื่อหนึ่งได้คือ  visual processing unit  (VPU) ซึ่ง GPU หน้าที่หลักของ GPU ก็คือช่วยในการประมวลการทำงานในด้านภาพกราฟฟิกบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ให้มี ประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นหลักการทำงานก็คล้ายกับ CPU แต่ จะแตกต่างกันตรงที่ การ์ดแสดงผลสมัยเก่า ทำหน้าที่แปลงข้อมูลดิจิตอลเป็นสัญญาณเท่านั้น แต่จากกระแสความนิยมของการ์ดเร่งความเร็วสามมิติ ในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 90 โดยบริษัท 3dfx และ nVidia ทำ ให้เทคโนโลยีด้านสามมิติพัฒนาไปมาก ปัจจุบันการ์ดแสดงผลสมัยใหม่ ได้รวมความสามารถในการแสดงผลภาพสามมิติมาไว้ เป็นมาตรฐาน และได้เรียกชื่อใหม่ว่า GRAPHICS PROCESSING UNIT โดยสามารถลดงานด้านการแสดงผลของของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ได้มาก

กระบวนการทำงาน

          การ์ดแสดงผลมีหน้าที่หลักในการรับข้อมูลดิจิตอลมาแปลงเป็นสัญญาณอะนาล็อก เพื่อส่งออกไปแสดงผลยังหน้าจอ ซึ่งสามารถแบ่งการทำงานของการ์ดแสดงผลออกเป็น 2 โหมดคือ โหมดตัวอักษร (Text Mode) โหมด การแสดงผลที่สามารถแสดงได้ เฉพาะข้อความที่เป็นตัวอักษรบนจอภาพ ไม่สามารถแสดงรูปภาพกราฟฟืกต่าง ๆ ได้ หน่วยย่อยที่สุดบนจอภาพในโหมดนี้ คือ ตัวอักษร     เช่น การทำงานในระบบ DOS และ โหมดกราฟฟิก (Graphic Mode) ลักษณะการทำงานแบบกราฟฟิก ในคอมพิวเตอร์ PC ของ IBM ได้แก่ ได้แก่การทำงานที่แสดงออกมาเป็นภาพ เส้นและตัวอักษรบนจอภาพ graphic mode สร้างภาพโดยวิธีใช้จุด pixel แต่ละจุดมาต่อเรียงกันเพื่อสร้างเป็นภาพ เป็นโหมดที่ต้องการความละเอียดในการแสดงผลสูงดังจะเห็นได้จากโหมดการทำงานของระบบปฏิบัติการวินโดวส์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

 ประเภทการ์ดแสดงผล

          การ์ด แสดงผลในปัจจุบันถูกพัฒนาให้มีความสามารถมากขึ้น มีการการ์ดเพื่องานเฉพาะด้านหลากหลายชนิด โดยการ์ดเหล่านี้จะมีชิปประมวลผลบนตัวการ์ด เพื่อจะช่วยให้งานประมวลผลทางด้านกราฟฟิก 3 มิติ สามารถทำได้อย่างสมบูรณ์แบบ ด้วยคุณสมบัติที่หลากหลายของการ์ดแสดงผลในปัจจุบัน ทำให้ขอบเบตการใช้งานของมันไม่ได้เพียงใช้เล่นเกมส์ หรือใช้งานด้านเอกสารเท่านั้น   ความสามารถที่มีอยู่ในตัวเครื่องระดับ Workstation ที่ ใช้ในงานด้านกราฟฟิกระดับสูงได้ถูกรวมเอาไว้ในการ์ดแสดงผลด้วย ทำให้ผู้ที่ต้องการใช้งานด้านกราฟฟิกสามารถเลือกใช้ได้ตามความเหมาะสม ทั้งนี้การ์ดแสดงผลสามารถแบ่งประเภทได้ตามลักษณะการใช้งานต่าง ๆ ดังนี้

          2.1.  ใช้ในการเอกสารทั่วไปและอินเตอร์เน็ต การใช้คอมพิวเตอร์ทำงานด้านเอกสาร เช่น ชุดโปรแกรม Microsoft Office เป็น งานที่ไม่เน้นการแสดงผลด้านกราฟฟิกสูงมาก ซึ่งสามารถใช้การ์ดแสดงผลระดับขั้นพื้นฐานทั่ว ๆ ไป ก็เพียงพอแล้วสำหรับงานประเภทนี้ ข้อสำคัญก็คือ การ์ดแสดงผลที่จะนำมาใช้กับงานด้านนี้ต้องสามารถรองรับความละเอียดสูงพอที่ จะดูรายละเอียดของงานด้านเอกสารได้ และมีความสามารถในการรองรับ Refresh Rate สูงได้ คุณสมบัคิต่างเหล่านี้จะช่วยถนอมสายตาของผู้ใช้งานเมื่อต้องนั่งทำงานอยู่กับหน้าจอเป็นเวลานานๆ

          2.2.  ใช้ในงานกราฟฟิก 2 มิติ/ตัดต่อภาพวิดีโอ การ์ดแสดงผลประเภทนี้ใช้ในงานแสดงภาพเคลื่อนไหวประเภท 2 มิติ การตัดต่อวิดีโอ รวมทั้งงานด้านออกแบบตกแต่งภาพ 2 มิติ การ์ดประเภทนี้จะต้องมีความสามารถในการประมวลผลที่รวดเร็ว และสามารถรองรับการทำงานในโหมด 24 บิต (True Color) และสามารถปรับรายละเอียดของภาพได้ 1,024 x 768 เป็นอย่างต่ำ ส่วนงานด้านการตัดต่อวิดีโอต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่มีคุณสมบัติของ Video Capture จึงจะสามารถจับสัญญาณจากวิดีโอเข้ามายังคอมพิวเตอร์โดยผ่านช่องสัญญาณ AV บนตัวการ์ดได้

          2.3.  ใช้ในงานออกแบบการฟฟิก 3 มิติ/เขียนแบบ CAD/CAM เหมาะสำหรับนักออกแบบกราฟฟิก 3 มิติ การใช้งานโปรแดรม 3D Studio หรือ AutoCAD จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการเลือกใช้ Hardware ที่มีคุณสมบัติด้านภาพ 3 มิติอย่างครบครัน การ์ดสำหรับงานกราฟฟิก 3 มิตินี้จะไม่เหมือนกับการ์ด 3 มิติที่ใช้สำหรับการเล่นเกม 3 มิติตรงที่มันสามารถรองรับการทำงานของ OpenGl (โอเพนจีแอล OpenGL, เป็นตัวย่อของคำว่า Open Graphics Library) เป็นไลบรารีหรือคลังโปรแกรม(หรือชุดคำสั่ง)ด้านกราฟิกสามมิติ เพื่อส่งคำสั่งควบคุมการวาดภาพไปยังอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์การประมวลผลภาพ โอเพนจีแอลสามารถใช้ได้ใน หลายระบบคอมพิวเตอร์ ในการเขียนโปรแกรมด้านคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ โดยในคลังโปรแกรมจะมีชุดคำสั่งมีมากกว่า 250 ช่วย ในการสร้างวัตถุ แปลงวัตถุ และสร้างภาพโดยให้แสงและเงา โดยเริ่มจากการกำหนดรูปทรงพื้นฐาน เช่น สี่เหลี่ยมลูกบาศก์หรือทรงกลม โอเพนจีแอลเป็นที่นิยมมากในอุตสาหกรรมผลิตแอนิเมชันวีดีโอเกม โดยในขณะเดียวกันก็เป็นคู่แข่งทางการค้ากับไดเร็กท์ทรีดี ( Direct3D) ของบริษัทไมโครซอฟท์) นอก จากการพัฒนาเพื่อวีดีโอเกม โอเพนจีแอลยังใช้ในทางด้านอื่นๆ รวมถึงการ การประมวลผลภาพ งานจำลองการทดลองเชิงวิทยาศาสตร์ และ การแสดงภาพจำลองในระบบสารสนเทศ ได้ในทุก ๆ ฟังก์ชั่น รวมไปถึงความคมชัดและถูกต้องของสีที่ได้จะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของการ์ดแต่ละ รุ่น นอกจากนั้นการใช้งานด้านนี้ต้องการปริมาณของวิดีโอแรมมากกว่างานด้านอื่น ๆ จึงทำให้การ์ดบางรุ่นที่มีประสิทธิภาพสูงราคาอาจจะสูงถึงหลักแสนก็เป็นได้

          2.4.  ใช้เพื่อเล่นเกมส์ 3 มิติ การแสดงภาพของเกมส์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันล้วนแล้วเน้นไปทางด้านภาพกราฟฟิก 3 มิติ กันมากขึ้น ซึ่งต้องอาศัยคุณสมบัติเฉพาะของการ์ดแสดงผลที่ช่วยเร่งความเร็วในการแสดงผล ของแต่ละฉากของเกมส์เพื่อให้แต่ละเฟรมลื่นไหลไม่เกิดอาการสะดุด ซึ่งการ์ดแสดงผลที่นิยมสำหรับผู้ที่ชื่นชอบการเล่นเกมส์คอมพิวเตอร์ใน ปัจจุบัน ได้แก่ การ์ดตระกูล GeForce ซึ่งมีจุดเด่นในด้านความเร็วและการสนับสนุนทางด้าน Driver ที่ดีจึงสามารถรองรับการทำงานของเกมส์ได้แทบจะทั้งหมด

การ์ดเสียง( Sound Card) เสียงเป็นส่วนสำคัญของระบบมัลติมีเดียไม่น้อยกว่าภาพ ดังนั้นการ์ดเสียงจึงเป็นอุปกรณ์ จำเป็นที่สำคัญของระบบคอมพิวเตอร์ มัลติมีเดีย
 
การ์ดเสียงได้รับการพัฒนาคุณภาพอย่างรวดเร็วเพื่อ ให้ได้ประสิทธิภาพของเสียงและความผิดเพี้ยนน้อยที่สุด ตลอดจนระบบเสียง 3 มิติในปัจจุบัน ความชัดเจนของเสียง จะมีประสิทธิภาพดีเพียงใดนั้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลัก 2 ประการ คือ อัตราการสุ่มตัวอย่าง และความแม่นยำ ของตัวอย่างที่ได้ ซึ่งความแม่นยำของตัวอย่างนั้นถูกกำหนด โดยความสามารถของ A/D Converter ว่ามีความละเอียดมากน้อยเพียงใด ทำอย่างไรจึงจะประมาณ ค่าสัญญาณดิจิตอลได้ใกล้เคียงกับสัญญาณเสียงมากที่สุด ความละเอียดของ A/D Converter นั้นถูก กำหนด โดยจำนวนบิตของสัญญาณดิจิตอลเอาต์พุต เช่น
        - A/D Converter 8 bit จะสามารถแสดงค่าที่ต่างกันได้ 256 ระดับ
        - A/D Converter 16 bit จะสามารถแสดงค่าที่ต่างกันได้ 65,536 ระดับ
หากจำนวนระดับมากขึ้นจะทำให้ความละเอียดยิ่งสูงขึ้นและการผิดเพี้ยนของสัญญาณเสียงยิ่งน้อยลง นั่นคือประสิทธิภาพที่ของเสียง ที่ได้รับดีขึ้นนั่นเอง แต่จำนวนบิตต่อหนึ่งตัวอย่างจะมากขึ้นด้วย
ส่วนประกอบของการ์ดเสียง
          การ์ดเสียงเกิดจากการนำเอาอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์มาประกอบรวมกันบนแผง PCB (Print Circuit Board) โดยมีชิปที่เป็นอุปกรณ์หลักในการสร้างเสียงคือ Synthesizer ซึ่งในปัจจุบันมักเป็นแบบ wave table โดยผู้ผลิตชิปสังเคราะห์เสียงที่มีชื่อเสียงคือ ESS และ Yamaha ส่วนอื่นจะเป็นช่องต่อสำหรับนำสัญญาณเข้า-ออกเพื่อทำงานด้านเสียง
          1. คอนเน็คเตอร์ CD Audio เป็นส่วนที่อยู่ในเครื่องเพื่อรับสัญญาณเสียงแบบอนาล็อกจากไดร์ฟซีดีรอมผ่านสายเชื่อมต่อที่มี 4 ช่อง สำหรับนำมาเสียบเข้ากับตัวคอนเน็คเตอร์การเสียบผิดด้านไม่ทำให้เสียหายแต่จะเป็นการสลับช่องสัญญาณออกสู่ลำโพงซ้าย-ขวา เท่านั้น

          2. ชิปสังเคราะห์เสียงหรือ Synthesizer ในยุคแรกเป็นแบบ FM ที่เรียกว่า Frequency Modulation เป็นการสังเคราะห์เสียงแบบผสมความถี่ซึ่งไม่นิยมใช้ปัจจุบันนี้ เพราะไม่สามารถให้เสียงที่เป็นธรรมชาติเหมือนเครื่องดนตรีจริงได้ WaveTable เป็นวิธีการสังเคราะห์เสียงที่นิยมใช้กันมากที่สุดในยุคปัจจุบันเนื่องจากสามารถให้เสียงได้ใกล้เคียงกับเครื่องดนตรีจริงมากที่สุดซึ่งวิธีการคือ บันทึกเสียงเครื่องดนตรีจริงของเครื่องดนตรีแต่ละชนิดไว้เป็นช่วงสั้น ๆ เพื่อเก็บไว้เป็นต้น แบบไปหาจากเสียงต้นแบบในตารางเสียงที่มีความถี่เดียวกันมาการ์ดเสียงที่ใช้วิธีการนี้จึงให้เสียงเหมือนกับมีเครื่องดนตรีบรรเลงอยู่จริง ๆ

          3. ช่อง Line - out (สีชมพู) ช่องต่อนี้จะมีเฉพาะการ์ดเสียงแบบ 4 แชนแนล ใช้สำหรับต่อสัญญาณเสียงไปยังลำโพงแบบ Surround ซ้าย-ขวา

          4. ช่อง Line - in (สีน้ำเงิน) สำหรับรับสัญญาณเสียงจากอุปกรณ์กำเนินเสียงอื่น เช่น เครื่องเล่นวิทยุ - เทป เครื่องเล่นซีดี ฯลฯ เข้ามาที่การ์ดเพื่อขยายสัญญาณเสียงหรือแสดงผลที่เครื่องของเรา

          5. ช่อง Speaker (สีเขียว) สำหรับส่งสัญญาณเสียงจากการ์ดเสียงออกไปยังลำโพงปกติในแบบสเตอริโอ

          6. MIDI/Game Port เป็นคอนเน็คเตอร์รูปตัว "D" ใช้ต่อพ่วงอุปกรณ์ประเภท MIDI หรืออุปกรณ์สำหรับเล่นเกม เช่น จอยสติกส์ เกมแพด ฯลฯ

 

[นี]

ดีมากมากเลยค่ะ