และแล้วเราก็มาถึงตอนที่ 3 ของซีรี่ส์การไขปริศนาหน้าจอ Smartphone/Tablet ครับ ในตอนนี้ผมจะนำท่านไปรู้จักกับเทคโนโลยีจอ LCD แบบ IPS (In-Plane Switching) ที่ใช้ใน Smarpthone/Tablet หลายๆ รุ่น, จอ Super LCD, NOVA Display และหน้าจอแบบ 3D ครับ
มาพูดถึงเทคโนโลยี LCD กันบ้าง
ชื่อที่เราได้ยินบ่อยๆ เวลาพูดถึงจอ LCD สมัยนี้คือ Active-matrix LCD ที่บางทีก็เรียกสั้นๆ เหลือแค่ TFT LCD แล้ว (หมายถึงจอ LCD ที่ใช้เทคนิคในการควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าแบบ Active-matrix โดยใช้ TFT หรือ Thin Film Transistor ในการควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้า) … คนเราเลือกจอ LCD มาแทนที่จอ CRT (Cathode Ray Tube) ก็เพราะความบางและเบา แต่รู้ไหมครับว่าจอ TFT นั้นมีข้อด้อยกว่าจอ CRT อยู่ 2 เรื่องหลักๆ เลย คือ
1. มุมมองของการแสดงผล (Viewing Angle) ของจอ TFT LCD นั้นแคบกว่าจอ CRT แบบเห็นๆ ดูจากรูปด้านล่างได้ครับ (Credit: Kyocera-display.com) … ข้อดีคือ ปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีมากขึ้น จนทำให้มุมมองมากขึ้นแล้ว แต่เดี๋ยวค่อยไปคุยกันว่ามันเป็นเทคโนโลยีอะไรกันบ้างอ่ะนะครับ แต่เราก็ยังได้เห็น Smartphone/Tablet ในระดับ Low-end ที่ยังใช้จอ TFT LCD คุณภาพต่ำอยู่เยอะ ที่มี Viewing Angle ต่ำ
ในขณะที่พวกโทรทัศน์จอแบนทั้งหลายเขาเอาเรื่อง Viewing Angle มาพูดถึงเป็นหนึ่งในสเปก พวก Smartphone/Tablet นี่ ไม่ค่อยมีใครพูดถึง Viewing Angle ในสเปกเท่าไหร่ครับ … อันนี้เข้าใจว่าคงเพราะโอกาสที่ผู้ใช้งานจะมองหน้าจอในมุมมองที่เอียงๆ ไปจากปกติคงน้อยกว่า … แต่มันก็ไม่ใช่แบบนั้นเสมอไปนะครับ โดยเฉพาะในกรณีที่เป็นอุปกรณ์จำพวก Tablet
ดังนั้นขอแนะนำว่า เวลาที่จะเลือกซื้อ Smartphone หรือ Tablet ซักเครื่อง ลองเปิดจอดูแล้วเอียงๆ ดูในมุมมองต่างๆ ด้วย เพื่อดูว่า Viewing Angle นั้นมากแค่ไหน
2. การตอบสนองต่อภาพเคลื่อนไหวที่ต่ำ หรือถ้าเป็นพวกจอคอมพิวเตอร์หรือจอโทรทัศน์จะเรียกว่า Response Time ครับ (หน่วยเป็นมิลลิวินาที ยิ่งน้อยแสดงว่ายิ่งดี) … คำว่า Response Time นั้นหมายถึงระยะเวลาที่เม็ดพิกเซลในจอ LCD ในการเปลี่ยนจากสีดำ (Fully Active) มาเป็นสีขาว (Fully Inactive) จากนั้นก็เปลี่ยนกลับมาเป็นสีดำอีกที … แต่ทว่าในจอ LCD แบบสีนั้น ปกติแล้วพิกเซลจะไม่อยู่ในสภาวะสีดำครับ แต่จะอยู่ในสภาวะสีเทาซะมากกว่า ผู้ผลิตจอ LCD ส่วนใหญ่เลยใช้การวัดจากสีเทามาเป็นสีขาวและกลับไปเป็นสีเทาอีกทีแทน และมักจะนำเสนอ Response Time ที่วัดได้เร็วที่สุด มากกว่าที่จะบอกค่าเฉลี่ยครับ
แต่ไม่ว่าจะยังไง … Response Time ยิ่งน้อยยิ่งดีครับ
จอ LCD ใดที่ Response Time ต่ำๆ เวลาที่แสดงผลภาพเคลื่อนไหวเร็วๆ ก็จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Ghosting หรือภาพเงาผี เพราะว่าพิกเซลมันตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของภาพไม่ทันครับ
IPS (In-Plane Switching) และ Super PLS (Plan to Line Switching)
เทคโนโลยีนี้เป็นเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนากันมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1996 แล้ว โดย Hitachi เพื่อแก้ไขข้อจำกัดของพวกจอ LCD เดิมๆ อันได้แก่มุมมองที่แคบนั่นแหละครับ … ดูรูปด้านล่างเพื่อเปรียบเทียบ Viewing Angle ของจอ LCD แบบเดิมๆ กับจอ LCD ที่ใช้เทคโนโลยี IPS ได้ครับ (Credit: lcdreviews.com)
อย่างที่อาจจะรู้กันแล้วว่า จอ LCD นั้นใช้เทคนิคการจ่ายกระแสไฟฟ้าเพื่อเหนี่ยวนำให้โมเลกุลของผลึกเหลว (Liquid Crystal) เกิดการหักเห ซึ่งส่งผลให้แสงสว่าง (ที่มาจาก Backlight) ผ่านไปได้น้อยลง เพื่อให้เกิดระดับสีสันต่างๆ บนหน้าจอ … ทีนี้จอ TFT แบบเดิม (คือ Twisted Nematic TFT หรือ TN TFT) นั้นมีข้อเสียตรงที่ตัวโมเลกุลของผลึกเหลวนี่จะมีมุมหักเหที่ไม่คงที่ เพราะโมเลกุลที่อยู่ห่างไกลจาก Electrode ก็จะได้รับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ลดน้อยลง ส่งผลให้เกิด Contrast, ความสว่าง และสีสัน ที่เพี้ยนไปจากที่ควรจะเป็นเมื่อไม่ได้มองที่หน้าจอแบบตรงๆ (เป็นผลทำให้ Viewing Angle ต่ำ)
แต่ IPS เนี่ยมาแก้ปัญหานี้ครับ ถ้าดูในรูปเปรียบเทียบด้านล่าง (Credit: Presentationtek.com) จะเห็นว่าการจัดเรียงของโมเลกุลผลึกเหลวนั้นแตกต่างไปจากแบบเดิม โดยจะมีลักษณะเป็นขนาดไปกับตัวหน้าจอแสดงผล และมีการวาง Common Electrode อยู่ระนาบเดียวกัน เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในแนวระนาบขนานไปกับจอแสดงผล ซึ่งวิธีนี้ทำให้โมเลกุลของผลึกเหลวได้รับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเท่าๆ กัน และทำให้ไม่เกิดปัญหาสีสันที่เพี้ยนไป
จุดเด่นของเทคโนโลยี IPS ที่มีเหนือกว่าจอ LCD แบบเดิมๆ ก็คือ
- มีมุมมองที่กว้างกว่า จึงสามารถแสดงผลสีที่แม่นยำกว่าในทุกๆ มุมมอง
- ในแง่ของ Response Time ก็น้อยกว่าจอ LCD แบบเดิมๆ ดังนั้นจึงให้ภาพที่คมชัด และลดปัญหา Ghosting ไปได้ (จริงๆ แรกๆ IPS ก็มีปัญหาเรื่อง Response Time ที่ต่ำกว่า LCD แบบเดิมๆ ครับ แต่ว่าได้รับการปรับปรุงแก้ไขแล้ว)
- หน้าจอของ IPS จะไม่มีปัญหาสีจืดลง หรือ เกิดเป็นรอยเงาเมื่อถูกสัมผัส ดังนั้นจึงเหมาะอย่างมากในการเอามาใช้กับพวก Smartphone/Tablet
ด้วยเหตุนี้เทคโนโลยี LCD แบบ IPS นี่ก็เลยถูกนำไปในพวก Smartphone/Tablet ระดับพรีเมี่ยมอย่างเช่น LG Optimus LTE, iPhone 4, iPhone 4S และ iPad ครับ
แต่ข้อเสียของเทคโนโลยีจอ IPS ก็ไม่ใช่ว่าจะไม่มีนะครับ … ข้อเสียของ IPS ก็มีดังนี้ครับ
- จำเป็นต้องใช้ Transistor 2 ตัวต่อหนึ่งพิกเซล นั่นหมายความว่ามันกินเนื้อที่มากกว่า Transistor ที่ใช้ในจอ LCD แบบเดิมๆ ซึ่งการใช้ Transistor 2 ตัวนี้ มันจะไปบังเส้นทางเดินของแสง ทำให้หน้าจอมีความสว่างลดน้อยลง
- หลายคนอาจจะแย้งว่า ที่โฆษณาๆ กันอ่ะ IPS มีความสว่างหน้าจอมากมาย … นั่นเพราะผู้ผลิตต้องชดเชยด้วยการเพิ่มพลังให้กับ Backlight ครับ ส่งผลให้ต้องใช้พลังงานมากขึ้น หรือก็คือ กินแบตเตอรี่มากขึ้นนั่นเอง
พัฒนาการต่อจาก IPS ก็คือ Super PLS (Plane to Line Switching) จาก Samsung ครับ … แต่ยังถูกเรียกเป็นชื่อ IPS อยู่เหมือนเดิม แต่มีเครื่องหมายบวกเพิ่มมาก กลายเป็น IPS+ แทน … เท่าที่ผมเคยลองใช้ ก็มี ASUS Eee Pad Transformer Prime นี่แหละครับ ที่ใช้หน้าจอ Super PLS นี่
Super LCD
เทคโนโลยี Super LCD นี่เป็นผลจาก Sony Mobile Display (SMD) ครับ เป็นพัฒนาการจาก TN (Twisted Nematic) TFT เดิม โดยเพิ่มเทคโนโลยี VSPEC III เพื่อให้ได้มุมมองในการแสดงผลที่ดีขึ้น (เป็น 160 องศา) และทาง Sony เองก็อ้างว่าการแสดงผลทางแสงของเจ้า Super LCD นี่เทียบเท่ากับพวก OLED เลยทีเดียว แถมยังมีการสิ้นเปลืองพลังงานที่ต่ำ เกิด EMI (Electromagnetic Interference) ที่น้อยกว่า และมี Windows-On Technology ด้วย
อาจงงอีกว่า Windows-On Technology คืออะไร? มันคือเทคโนโลยีที่ช่วยลดการสะท้อนของแสงบนหน้าจอแสดงผล ด้วยการเอาช่องว่างที่เป็นอากาศที่ปกติจะอยู่ระหว่างตัวกระจกหน้าจอกับจอ LCD ออก ส่งผลให้แสงสะท้อนที่แต่เดิมจะเกิดจากการสะท้อนกลับจากหน้าจอ LCD และ ตัวช่องว่างอากาศ นั้นลดลง เหลือแต่เฉพาะแสงสะท้อนที่สะท้อนกับตัวกระจกหน้าจอเท่านั้น
iPhone 3GS จากค่าย Apple ก็ใช้จอแสดงผลแบบ Super LCD นี่แหละครับ (เลือกใช้จอ LG Display) … นอกจากนี้ ในช่วงเวลาที่จอ Super AMOLED มันขาดตลาด HTC กับ Samsung ก็เคยปรับสเปก Android Smartphone ของตนจากที่ใช้ Super AMOLED ไปเป็น Super LCD มาแล้ว … ปัจจุบันเราอาจจะได้ยินชื่อ Super LCD อยู่บ้างแต่ไม่เยอะเท่าไหร่ แต่เราก็อาจจะคุ้นหูกับชื่อใหม่ๆ อย่าง Super LCD 2 ที่ใช้กับ HTC One X บ้างครับ นี่ก็เป็นพัฒนาการมาจาก Super LCD นี่แหละ
NOVA Display
เปิดตัวมากับ LG Optimus Black ครับ แล้วก็ยังใช้กับโทรศัพท์มือถือจากค่าย LG อีกหลายตัว แต่ว่าไม่ค่อยได้ยินชื่อเสียงเรียงนามบ่อยนัก เหมือนประมาณว่าไม่ค่อยได้เป็นข่าวเท่าไหร่ … แต่ไหนๆ เราก็พูดถึงเทคโนโลยีจอแสดงผลประเภทต่างๆ แล้ว ก็ขอพูดถึงซักหน่อยนะครับ … ทว่าต้องขออภัยว่าผมไม่ค่อยมีข้อมูลเรื่อง NOVA Display มากซักเท่าไหร่ เอาเป็นว่า เล่าเท่าที่รู้ก็แล้วกัน
หลักๆ แล้ว NOVA Display นี่ก็อารมณ์เดียวกับจอ LCD ทั่วๆ ไปนี่แหละครับ แต่มีการพัฒนาเพื่อเน้นไปที่การให้ความสว่างที่มากกว่าจอ LCD ปกติ … คำถามคือ ทำไมต้องสว่างขนาดนั้น? คำตอบง่ายๆ ครับ เพราะโทรศัพท์มือถือคืออะไรที่เรานำไปใช้นอกสถานที่บ่อยครั้ง และจุดอ่อนสำคัญมากๆ ของหน้าจอแสดงผลก็คือตอนใช้กลางแดดนี่แหละ
ข่าวดีคือ เทคโนโลยีหน้าจอแสดงผลในปัจจุบันมันดีพอที่จะผลิตหน้าจอแสดงผล ไม่ว่าจะเป็น LCD หรือ AMOLED ที่ใช้งานกลางแดดได้สบายๆ อยู่แล้ว เช่น Nokia Lumia 900 ในรูปข้างบนนี่ … แต่ NOVA Display นั้นเหนือกว่าจอ LCD และ AMOLED ทั่วๆ ไปก็ตรงที่มันให้ความสว่างได้สูงสุด 700 nits (nit คือหน่วยการวัดความสว่างของแสง โดยเทียบกับมาตรฐานความสว่างที่เทียน 1 เล่มสามารถให้ได้ในพื้นที่ 1 ตารางเมตร มีหน่วยเป็น cd/m2 หรือ Candelas per Square Meter)
หน้าจอ Smartphone/Tablet ทั่วๆ ไปให้ความสว่างอยู่ที่ 250-350 nits ส่วนจอ IPS ของ iPhone 4 หรือ iPhone 4S ถ้าผมจำตัวเลขไม่ผิด ก็อยู่ที่ 500 nits ครับ ดังนั้น จอ NOVA Display นี่สว่างสุดยอดครับ และแน่นอนว่าสามารถไปสู้กับแสงแดดยามเที่ยงวันของประเทศไทยได้สบายๆ
เทคโนโลยีการแสดงผลสามมิติแบบไม่ต้องใส่แว่น – Parallax Barrier
การแข่งขันในแวดวงการ Mobile Device มันสูงมาก หลักๆ แล้วก็จะเน้นไปที่สเปกของฮาร์ดแวร์มากกว่า ส่วนตัวเลือกในการแสดงผลมีไม่มากนัก สำหรับพวก Smartphone/Tablet ระดับ High-end ก็จะมี Super AMOLED, Super LCD, IPS LCD และ Super PLS ประมาณนี้ … แต่เพื่อสร้างความแตกต่าง ผู้ผลิตอย่าง HTC หรือ LG ก็พยายามลองใส่เทคโนโลยีการแสดงผลแบบสามมิติเข้าไปดู
ความท้าทายที่สำคัญในการนำเทคโนโลยีการแสดงผลแบบสามมิติมาใช้ใน Smartphone หรือ Tablet คือ มันต้องสามารถทำได้โดยไม่ต้องให้ผู้ใช้งานสวมใส่แว่นตา หรือที่ฝรั่งเขาเรียกว่า Glass-free นั่นเอง (แหม่ ก็ลองคิดว่าถ้าจะต้องพกทั้ง Smartphone/Tablet แล้วก็ต้องพกแว่นอีก มันวุ่นวายเกินไปไหมล่ะ)
และเทคโนโลยีที่ทั้งสองค่ายนี้นำมาใช้กับ HTC EVO 3D กับ LG Optimus 3D/LG Optimus 3D MAX ก็คือ Parallax Barrier ครับ … โดยพื้นฐานของการแสดงผลภาพเป็นสามมิติ ต้องเข้าใจก่อนว่าเพราะเหตุใดคนเราถึงเห็นภาพเป็นแบบสามมิติครับ ดูจากรูปด้านล่างนี่ซะก่อน จะเห็นว่าเมื่อตาของคนเรามองภาพวัตถุใดๆ แล้ว ภาพจากตาข้างซ้ายกับภาพจากตาข้างขวาจะแตกต่างกันอยู่เล็กน้อย (รูปนี้ใส่สีของวัตถุในตาข้างซ้ายสลับสีแดงกับน้ำเงินนะครับ ต้องขออภัยแทน HowStuffWorks.com ครับ) จากนั้นสมองของเราจะทำหน้าที่ประมวลผลภาพจากตาทั้งสองข้างมาเป็นภาพเดียวกัน
ดังนั้น หากเราต้องการถ่ายภาพนิ่งหรือภาพวิดีโอให้เป็นสามมิติเหมือนกับที่ดวงตาของเราเห็น เราก็จะต้องจำลองการรับภาพจากดวงตาทั้งสอง หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ต้องใช้กล้อง 2 ตัวนั่นเอง หรือที่เรียกว่า Stereoscopic Vision นั่นเอง
ทีนี้กลับมาดูที่การแสดงผลบ้าง … จะทำยังไงให้หน้าจอแสดงผลสามารถที่จะแสดงผลภาพสำหรับตาซ้ายให้เห็นเฉพาะตาข้างซ้าย และภาพสำหรับตาขวาให้เห็นเฉพาะตาข้างขวาล่ะ? หน้าจอแสดงผลสามมิติที่ใช้เทคโนโลยี Parallax Barrier นั้นจะแสดงผลภาพสำหรับตาข้างขวาและซ้่ายพร้อมๆ กันบนหน้าจอ แต่สลับกันเส้นต่อเส้น จากนั้นก็เอาฟิลเตอร์ที่เรียกว่า Parallax Barrier มาทำฉากกั้น เพื่อให้ดวงตาข้างซ้ายเห็นเฉพาะภาพสำหรับดวงตาข้างซ้าย และดวงตาข้างขวาก็เห็นเฉพาะภาพสำหรับดวงตาข้างขวา (Credit: Wikipedia)
ข้อดีของเทคโนโลยีการแสดงผลสามมิติแบบ Parallax Barrier นี้ก็คือ การแสดงผลสามมิติได้โดยไม่ต้องให้ผู้ใช้งานใส่แว่นนั่นแหละครับ แต่มันก็มีข้อจำกัดอยู่หลายๆ ด้าน คือ
- ความสว่างของภาพจะด้อยลงไปเยอะมาก เพราะภาพที่เห็นจะมีจำนวนเส้นหายไปครึ่งนึง เนื่องจากต้องเอาอีกครึ่งไปแสดงผลภาพสำหรับดวงตาอีกข้าง
- ระยะโฟกัสของดวงตามีผลสำคัญมากๆ ต่อการมองเห็นภาพเป็นสามมิติ หากระยะไม่เหมาะสม ภาพจะเบลอๆ … และด้วยเหตุนี้เลยทำให้เมื่อจ้องมองไปนานๆ ดวงตาก็จะเกิดอาการล้าครับ เพราะกล้ามเนื้อตาต้องพยายามปรับโฟกัสบ่อยๆ (การใช้งาน Smartphone/Tablet ทำให้ระยะในการมองเปลี่ยนแปลงบ่อย แม้จะเพียงนิดเดียวก็ตาม) จึงไม่เหมาะกับการใช้งานเป็นเวลานานๆ
เอาล่ะครับ ก็น่าจะครอบคลุมเทคโนโลยีการแสดงผลสำหรับ Smartphone/Tablet ที่มีอยู่ในปัจจุบันกันแล้วล่ะครับ หากขาดตกบกพร่องอันไหนไป ขออภัยไว้ล่วงหน้าจริงๆ ครับ … ในตอนหน้า ผมจะเล่าสู่กันอ่านเรื่องเทคโนโลยีจอแสดงผลที่กำลังจะมา และอาจจะกำลังมาให้ได้อ่านกันบ้างครับ
ขอขอบคุณบทความจาก คุณคงเดช กี่สุขพันธ์ (@kafaak) จากบล๊อก kafaakblog
