ทำความรู้จักประเภทหน้าจอ (Retina, OLED, SUPER AMOLED, IPS, TFT, LCD, LED) พร้อมเรื่องน่ารู้ที่คุณอาจไม่รู้

เทคโนโลยีการแสดงผลไม่ว่าจะเป็นในสมาร์ทโฟน โทรทัศน์ หรือคอมพิวเตอร์ ผู้ผลิตก็พยายามโน้มน้าวให้คนทั่วไปทราบว่าอุปกรณ์ของพวกเขามีการแสดงผลที่ดี พยายามสร้างชื่อเรียกหรือคำย่อเฉพาะที่พอฟังแล้วดูมีสไตล์ ไม่ว่าจะเป็น OLED, Super AMOLED, LCD, LED, IPS, SUPER-IPS ดังนั้นเรามาทำความรู้จักแต่ละเทคโนโลยีหน้าจอ มีจุดเด่นอย่างไร

เริ่มจาก Plasma

ย้อนไปในอดีตเราจะพบหน้าจอแสดงผลแบบ plasma เฉพาะในทีวีเท่านั้น ซึ่งมีความคมชัดยอดเยี่ยม ไม่เปลี่ยนสี หรือเปลี่ยนความสว่างแม้จะดูจากด้านข้างจึงเหมาะใช้งานในสถานที่สาธารณะเช่นสนามกีฬา หรือโดมกว้างที่มีคนดูจำนวนมาก ซึ่งในตลาดจะจำหน่ายจอ Plasma HDTV ราคาค่อนข้างสูงกว่าจอ LCD ในขนาดกว้างเท่ากัน ส่วนต่างของราคามาจากการที่หน้าจอ plasma ใช้เวลาสั้นมากในการตอบสนอง (หมายถึงการเปลี่ยนเม็ดสีของพิกเซลอย่างรวดเร็ว) ทำให้หน้าจอมีอาการเบลอน้อยมากๆ เมื่อมีภาพเคลื่อนไหวรวดเร็ว จึงเป็นที่มาเหมาะใช้งานในสนามกีฬา

น่าเสียดายทีจอ plasma มีข้อเสียเมื่อเปรียบจอแบบอื่น นั่นคือไม่สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กได้ เนื่องจากเลเยอร์ของแผ่นฟิล์มมีขนาดหนาและหนัก แถมกินไฟเกินกว่าจะนำไปใส่ในสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต นอกจากนี้เป็นเรื่องยากที่จะบีบเอาจุดพิกเซลจำนวนมากใส่ลงไปในจอ plasma ที่มีขนาดเล็กทำให้อุปกรณ์นั้นจะพบกับปัญหาความละเอียดต่ำในที่สุด จึงขัดแย้งกับข้อดีของหน้าจอพลาสม่าที่มีความละเอียดสูง

 

ต่อไปมาทำความรู้จักประเภทหน้าจอที่นิยมในใช้สมาร์ทโฟน, ทีวี หรือ Gadget ต่างๆ

หน้าจอ OLED (Organic Light-Emitting Diode) ไดโอดเปล่งแสงชีวภาพเป็นเทคโนโลยีที่ถูกนำมาใช้ในการแสดงผล แบ่งได้ 2 ประเภทคือ 

• Passive matrix OLED Displays (PMOLED) มักพบในจอ PDA แบบเก่าและเครื่องเล่น MP3 ขนาดเล็ก หน้าจอสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่ มักจะใช้อีกแบบหนึ่งมากกว่า                                 
• Active matrix OLED Displays (AMOLED) ถูกนำไปใช้ในสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตในปัจจุบันหลายๆ รุ่น ภายในมีลักษณะเป็นแผ่นฟิล์มบาง มีวงจรในตัวเอง สามารถควบคุมการเกิดภาพได้เองภายในชั้นฟิล์ม 

สามารถอ่านข้อมูลฉบับเต็มได้ที่ : ทำความรู้จักหน้าจอ OLED เทรนด์มาแรงในปีนี้ ปูเส้นทางสู่สมาร์ทโฟนโค้งงอได้ แล้วมีดีกว่าหน้าจอทั่วไปอย่างไร

 

เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดจาก Samsung

สำหรับ Samsung ได้นำเทคโนโลยี Super AMOLED มาพัฒนาต่อยอด ด้วยการนำมาตรฐาน HDR10+ มารวมกัน ทำให้มีชื่อเรียกว่า Dynamic AMOLED พร้อมมาตรฐาน DCI-P3 (Digital Cinema Initiatives) ที่มีการแสดงผลของเฉดสี, ความสว่าง, จุดรบกวน, อัตราส่วนคอนทราสต์ 2,000,000:1 และปัจจัยอื่นๆ ในระดับเดียวกับภาพยนต์ นอกจากนี้ยังผ่านการรับรองอัตราการปล่อยแสงสีฟ้าในระดับปลอดภัยจากหน่วยงานชื่อดังในประเทศเยอรมันนี TUV Rheinland ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าวมักพบเห็นได้ในสมาร์ทโฟนรุ่นท็อป

แล้ว OLED, AMOLED, Super AMOLED, Dynamic AMOLED อะไรดีกว่ากัน?

ต้องบอกว่าอาจเปรียบได้กับประสบการณ์การทำงาน ยิ่งคุณมีทักษะมากขึ้นเรื่อยๆ ก็ย่อมเจ๋งอย่าบอกใคร! ดังนั้น OLED จึงเหมือน Beginner ส่วน Dynamic AMOLED คือ Expert เพียงแต่ว่าเทคโนโลยีหน้าจอแสดงผลจะถูกแบ่งด้วยราคาอยู่แล้ว ดังนั้นหากใครอยากสัมผัสประสบการณ์ความคมชัด อาจต้องมองหารุ่นท็อปของซัมซุงในปัจจุบันนี้เท่านั้น

ต่อด้วยหน้าจอ LCD (Liquid Crystal Displays) มักถูกใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์, โน็ตบุ๊ค แท็บเล็ต และมือถือ โดยเทคโนโลยีหน้าจอดังกล่าวก็ได้รับการพัฒนาอย่างมากในช่วงที่ผ่านมา ขอกล่าวถึงรูปแบบของ LCD ที่สำคัญ 3 ประเภท ได้แก่  LCD twisted nemetic (TN), LCD In-Plane Swiching (IPS) และ LCD patterned verical alignment (VA) แต่ละอย่างคืออะไร มาดูกันเลย

LCD : Twisted Nematic (TN หรือ TN-Film) หน้าจอแสดงผลที่มีราคาไม่แพง ง่ายต่อการผลิต ตอบสนองค่อนข้างรวดเร็ว แต่ก็ไม่ใกล้เคียง OLED หรือ plasma ตอบสนองที่รวดเร็วช่วยลดการเบลอเมื่อวัตถุเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในจอ อัตรารีเฟรชสูงซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการแสดงผลรูปแบบ 3D น่าเสียดายที่ TN ให้คุณภาพความละเอียดต่ำที่สุดเมื่อเปรียบกับอีกสองประเภท เพราะมีช่วงของสีที่แคบ โดยแต่ละ subpixel จะมีสีแดง สีเขียว สีน้ำเงินเพียง 64 เฉดสี เท่านั้นเอง หากไม่สามารถแสดงผลสีที่ได้รับมาจะมีกระบวนการ "dithering" หรือการดึงจุดพิกเซลที่อยู่ติดกันให้ไล่สีใกล้เคียงกับข้อมูลมากที่สุด TN ทำให้มีองศาในการมองไม่ค่อยดี มองจากด้านข้างสีอาจจะเลื่อนไปบ้าง หากดูจากด้านล่างมักจะมืด หากดูจากด้านบนจะเห็นภาพลางๆ สามารถไปพิสูจน์ได้จากเครื่องแล็บท็อปหลายๆ รุ่นในอดีต สาเหตุคือเทคโนโลยี LCD TN มีการบิดแสง (polarized) ผ่านตัวกรองหลายชั้นทำให้แสง (สี) มีมุมมองที่เห็นชัดเจนเพียงแค่ด้านเดียว (มองตรงๆ)

LCD: Twisted Nematic (TN หรือ TN-Film)

LCD : In-Plane Switching (IPS) Hitachi พัฒนาเทคโนโลยี IPS ตั้งแต่ปี 1996 เพื่อขจัดปัญหาของเครื่องซักผ้าที่มองไม่เห็นแผงควบคุม ตอนนั้นยังเป็นจอ LCD TN ที่ยังพบอยู่ในปัจจุบัน และโดนคอมเมนต์จากผู้ใช้ว่ามุมมองที่จำกัดเกินไป ตั้งแต่นั้นมาก็มีการพัฒนาจากหลายๆ ผู้ผลิต ส่วนของหน้าจอ IPS มีข้อดีที่สำคัญหลายๆ อาทิ ขั้นตอนผลิตง่ายกว่า TN, subpixel สีแดง สีเขียว สีฟ้า สามารถแสดงสีได้ชนิดละ 8 บิต (256 ระดับ), ความสว่างชัดเจนมากขึ้น ทำให้ไม่ต้องไปใช้เทคนิคการไล่สีให้ขัดใจด้วยช่วงสีที่กว้างเพียงพอ ทำให้บรรดานักถ่ายภาพ ศิลปิน โปรดปรานจอแบบนี้อย่างมาก และเครื่อง PC ชั้นนำจะมีจอแบบ IPS สำหรับนักถ่ายภาพ นักออกแบบ และยังถูกนำไปใช้งานการพิมพ์และงานอื่นๆ มากมาย ด้วยองศาในการมองที่กว้างมาก ผู้ใช้จะเห็นสีที่เหมาะสมและคมชัดแม้ว่ามองจากมุมไหนก็ตาม ข้อดีนี้ทำให้จอ IPS นำไปใช้ในสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตหลากหลายรุ่น โดยทั่วไปหน้าจอ IPS จะมีสีไม่สดใส่เท่าจอแบบ TN และอัตรา refresh ไม่ค่อยดีเมื่อเทียบกับแบบ TN คำถามคือทำไมถึงเลือกใช้หน้าจอชนิดนี้ เป็นเพราะเลเยอร์ที่บาง แสดงผลต่อเม็ดพิกเซลชัดเจน และให้มุมมองที่กว้าง

LCD: In-Plane Switching (IPS)

LCD: Vertically Aligned (VA) เป็นหน้าจอประเภทหนึ่งที่รวมข้อดีระหว่าง IPS (ช้าแต่คุณภาพสูง) และ TN (สว่าง ความเร็วสูง แต่มีคุณภาพต่ำ) โดยหน้าจอแบบ VA สามารถแสดงความสว่างได้ 8 บิทต่อ subpixel แต่ไม่มีความกว้างของสีเยอะเท่าแบบ IPS ดังนั้นพูดง่ายๆ คืออยู่กึ่งกลางระหว่างจอ LCD สองแบบแรก จอแบบ LCD VA ถูกแบ่งย่อยได้อีกหลายชนิด ภาพรวมคือให้ภาพสีดำที่ดำมืดสนิทและมีอัตราส่วนความคมชัดที่ดีมาก 

LCD: Vertically Aligned (VA) 

นอกจากนี้ยังมีหน้าจอประเภทอื่นๆ ด้วยที่ในอดีตหลายผู้ผลิตเคยใช้กันมา

LED (light-emitting diode) : เป็นหน้าจอที่มีหลอดไฟอยู่เบื้องหลังของหน้าจอ LCD โดยเป็น 1 ใน 2 ประเภท อย่างแรก CCFL (cold cathode flourescent lamp) ใช้เทคโนโลยีเช่นเดียวกับหลอดไฟนีออนภายในบ้าน บางและแบน อีกประเภทคือ LED (light-emitting diode) ประเภทนี้ทำให้หน้าจอทีวีมีช่วงสีที่กว้างขึ้น ยืดอายุการใช้งาน และใช้พลังงานต่ำ ทีวีบางรุ่นมี LEDs เฉพาะแนวขอบ (เรียกทางการตลาดว่า edge-lit LED) แต่ไม่ค่อยได้รับความนิยม

เทคโนโลยีหน้าจอ QLED ที่มีพื้นฐานมาจาก LED

TFT : (thin-film transister) ทรานซิสเตอร์ที่มีฟิล์มบางเป็นสารตั้งต้น คล้ายแก้ว ถูกเคลือบด้วยแผ่นฟิล์มบางๆ ของโลหะซิลิคอนหรือพลาสติก มักถูกนำไปใช้คู่กับหน้าจอ LCD ของสมาร์ทโฟน เพื่อขับเซลล์ของ LCD ออกมา ออกแบบมีแผ่นฟิล์มขนาดใหญ่ภายในมีทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กและตัวเก็บประจุ ปัจจุบันหน้าจอแบบ AMOLED และหน้าจอ LCD ส่วนใหญ่จะมีเลเยอร์ TFT เป็นส่วนประกอบ

Active matrix : เป็นระบบการควบคุม subpixel (จุดพิกเซลย่อย) ของทรานซิสเตอร์แต่ละชุดและตัวเก็บประจุ (เช่นใน TFT) จะช่วยให้ควบคุมแรงดันได้แม่นยำมากขึ้นและมีการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟเร็วกว่าเทคโนโลยีแบบ passive-matrix (เกือบทั้งหมดของจอแสดงผลดิจิตอลในปัจจุบันเป็นแบบ active matrix)

Passive matrix : เทคโนโลยีช่วยควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแต่ละ subpixels ด้วยรูปแบบตารางที่เรียบง่ายของวัสดุที่เป็นสื่อตัวนำไฟฟ้า ไม่ค่อยพบเห็นเทคโนโลยีนี้ในจอ LCD ปัจจุบันแล้วเนื่องจากราคาของ TFT ได้ถูกลงมากและมีคุณภาพดีขึ้น ซึ่ง Passive matrix มีความแม่นยำและการตอบสนองของพิกเซลน้อยกว่าแบบ Active matrix

การจัดเรียง subpixel แบบมาตรฐาน ประกอบไปด้วยจุดพิกเซลสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน บนจอแสดงผลดิจิตอลทั้งหมด จะประกอบไปด้วยจุดพิกเซลหลายๆ จุดเรียงกันอยู่บนหน้าจอ และภายในจุดพิกเซลจะมี subpixels ซึ่งโดยปกติจะประกอบด้วยสีแดง สีเขียว และสีฟ้า จากรูปแสดงการเปลี่ยนแปลงความสว่างของ subpixel ทั้งสามสีในการผลิตเฉดสีต่างๆ ออกมา ที่เราไม่เห็นเพราะว่า subpixels มีขนาดเล็กเกินไปที่จะมองด้วยตาเปล่า เราสามารถมองเห็นการผสมสีของ subpixel ออกมาเป็นสีผสมสีหนึ่ง ซึ่งหน้าจอแสดงผลบางอย่างอาจจะมี subpixel ที่สี่ ซึ่งใช้แสดงสีขาวหรือสีเหลือง แต่ก็พบได้ยาก

การจัดเรียง subpixel แบบทั่วไป

การจัดวาง subpixel แบบ PenTile ถูกเปิดเผยขึ้นครั้งแรกผ่านสมาร์ทโฟน Google Nexus One ซึ่งใช้จอแสดงผลแบบ AMOLED และมีการเรียงตัวของ subpixel สีแดง เขียว น้ำเงิน ที่ต่างจากปกติที่มักจะยาวเท่าๆ กันและเรียงต่อกันเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า แต่รูปแบบการเรียง subpixel แบบ PenTile จะมี subpixel ที่มีขนาดต่างกัน และมีจำนวนน้อยกว่าแบบปกติ โดยทำงานร่วมกับตัวควบคุมการแสดงผลแบบพิเศษ ซึ่งเป้าหมายก็คือการผลิตจุดพิกเซลจำนวนมากด้วยจำนวน subpixel ที่น้อยลง

การจัดเรียง subpixel แบบ PenTile

การกำหนดความละเอียดจอแสดงผลแบบ Pentile นำไปสู่การโต้เถียงอย่างรุนแรง บ้างก็ว่าเป็นเทคโนโลยีที่อาศัย subpixels ของจุดข้างเคียงมาช่วยแสดงผลให้จุดพิกเซลนั้นแสดงสีได้ชัดขึ้น อย่างไรก็ตามในตอนนี้ PenTile ได้กลายเป็นเครื่องหมายการค้าของ Samsung ไปเรียบร้อยแล้ว

หลังจากคลายข้อสงสัยประเภทหน้าจอกันไปแล้ว มีอีกหนึ่งข้อสงสัยคือ Retina!

รู้หรือไม่ว่า! Retina ไม่ใช่ประเภทหน้าจอแต่อย่างใด แต่คือเครื่องหมายการค้าของ Apple เหมือนกับ Super AMOLED ของซัมซุง เพียงแต่มีความแตกต่างตรงที่ทางแอปเปิ้ลจะเน้นความคมชัดในการแสดงผลมากกว่าแสงสี ซึ่งหน้าจอแสดงผลส่วนใหญ่จะใช้ TFT-LCD, IPS-LCD เป็นหลัก ทว่าต่อยอดให้ความหนาแน่นต่อพิกเซลมีความเสถียรมากยิ่งขึ้น ทำให้คุณรู้สึกได้ว่าเวลาอ่านฟอนต์ใดๆ ก็ตามจะมีความคมของตัวหนังสือเป็นพิเศษ

ขณะที่แอปเปิ้ลก็ไม่ได้หยุดเติบโต ได้พัฒนาต่อยอดด้วยการนำหน้าจอประเภท OLED มาสร้างมาตรฐานใหม่ ซึ่งเรียกว่า Super Retina มาพร้อมช่วงไดนามิกสูง (HDR) ขยายบริเวณที่มืดและสว่างในรูปภาพและวิดีโอหลายระดับ ทำให้มองเห็นบริเวณที่มีสีดำสนิทและบริเวณที่มีสีขาวสว่างได้ โดยที่รักษาความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ รูปภาพจะดูสดใสมากยิ่งขึ้น และเมื่อคุณรับชมในรูปแบบ Dolby Vision หรือ HDR10 ทุกอย่างจะสวยงามยิ่งกว่าเคย นอกจากนี้ยังได้ใช้อัลกอริทึม เพื่อปรับระดับความสว่างแต่ละพิกเซลโดยอัตโนมัติตามต้องการเพื่อลดเอฟเฟ็กต์ภาพจาก "การเบิร์นอิน" และคงประสบการณ์การรับชมให้เสมอต้นเสมอปลาย 

ด้านซ้ายไม่ใช่หน้าจอ Retina / ด้านขวาหน้าจอ Retina

สรุปประเภทหน้าจอที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมสมาร์ทโฟน เรียงลำดับจากดี (ลำดับแรก) - ดีมากที่สุด (ลำดับสุดท้าย)

• TFT-LCD
• IPS-LCD
• Retina
• OLED
• AMOLED
• Super AMOLED
• Super Retina
• Dynamic AMOLED

ปิดท้ายด้วยประเด็นที่ว่า OLED เริ่มกลายมาเป็นมาตรฐานของสมาร์ทโฟนปัจจุบันแล้ว เพราะในบ้านเราราคาหมื่นต้นๆ ก็จับจองเป็นเจ้าของได้แล้ว ส่วนในอนาคตจะมีประเภทหน้าจอใหม่หรือไม่ คงต้องติดตามกันต่อไป

นอกจากเรื่องประเภทหน้าจอ เรื่องน่ารู้เพิ่มเติมมีอะไรบ้าง!?

1. เซนเซอร์ตรวจวัดแสง 360 องศา มีประโยชน์อย่างไร : หากคุณซื้อสมาร์ทโฟนสักรุ่นหนึ่ง หากมีงบประมาณหน่อย ควรจะมองหาเซนเซอร์ตรวจจับแสงอัตโนมัติแบบ 360 องศา ประโยชน์ที่ได้คือ จะช่วยปรับความสว่างของแสงหน้าจอให้เป็นไปอย่างเรียลไทม์ แบบรอบตัวเครื่องในแต่ละจุดพิกเซล จากดั้งเดิมที่มีการตรวจจับจากเซนเซอร์บริเวณเหนือหน้าจอเท่านั้น นั่นหมายความว่าก็จะให้ความสว่างที่น้อย หรือเกินก็เป็นได้ เพราะวัดค่าจากเซนเซอร์เดียวเท่านั้น

2. สำหรับมาตรฐานเสริมเพิ่มเติมในสมาร์ทโฟนทั่วไปมีอะไรบ้าง

• sRGB ขอบเขตแสดงผลสีที่นิยมใช้กันมากที่สุดในโลกในทุกแขนง สามารถแสดงผลสีสันได้ 16.7 ล้านสี ซึ่งเป็นพื้นฐานของอุตสาหกรรมสมาร์ทโฟนเช่นกัน มักจะเห็นในกลุ่มสมาร์ทโฟนช่วง Mid-Range
• NTSC มาตรฐานสีที่กำหนดโดย The National Television System Committee ดั้งเดิมเลยคือเป็นมาตรฐานที่กำหนดขึ้นเพื่อใช้กับอุตสาหกรรมโทรทัศน์ ครอบคลุมช่วงสีกว้างเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น 72% NTSC มักเห็นในกลุ่มสมาร์ทโฟนระดับล่าง 
• DCI-P3 หรือ P3 มาตรฐานสีของการผลิตภาพยนตร์ดิจิทัลในอเมริกา มีความกว้างของสีมากกว่า sRGB ประมาณ 25% สำหรับหน้าจอแสดงผลที่ผ่านมาตรฐาน DCI-P3 97% ขึ้นไป จะถือว่าเป็นจอภาพแบบ HDR หรือ Wide Gamut

• HDR : ประโยชน์ของ HDR คือให้ความสว่างและสีนั้นสมจริงมากยิ่งขึ้น โดย HDR ได้ถูกพัฒนาต่อยอดสู่ HDR10 และ HDR10+ ทั้งนี้มาตรฐานที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางคือ HDR10 (ความลึกของสีระดับ 10-bits / กับให้ความสว่างของภาพตั้งแต่ 1,000 nits - 4,000 nits) ส่วน HDR10+ เป็นเรื่องความเสถียร แสดงผลแม่นยำในแต่ละเฟรมเรท
• HDR10+ : แพลตฟอร์มประเภท Metadata แบบไดนามิกในระบบเปิด พัฒนาโดย 20th Century Fox, Panasonic และ Samsung ทั้ง 3 บริษัทร่วมกัน ความน่าสนใจของเทคโนโลยีนี้คือจะเหมาะกับหน้าจอแสดงผลขนาดใหญ่ๆ เท่านั้น เพราะจะเห็นความสวยงามของเม็ดสีได้มากกว่าด้วยเม็ดพิกเซลที่หลากหลายเฉดสี
• Delta E เป็นกลุ่มมาตรฐานใหม่สำหรับอุตสาหกรรมสมาร์ทโฟน ซึ่งมีตัวบ่งชี้ในการวัดค่าแตกต่างจากเพื่อน เพราะค่าตัวเลขน้อย ยิ่งหมายความว่าจะมีประสิทธิภาพ เช่น Delta E < 2 กับ Delta E < 3 : ส่วนของ Delta E < 2 จะดีเลิศกว่า ในแง่ของการแสดงผลที่ไม่ผิดเพี้ยนในแต่ละช่วงสี หากเจอสมาร์ทโฟน Delta E < 1 ก็ต้องปรบมือให้เลย จัดเป็นรุ่นท็อปอย่างแท้จริง ทว่ามาตรฐานของกลุ่มนี้จะไม่มีความจำเป็นนักในอุตสาหกรรมสมาร์ทโฟน เพราะเป็นค่าชี้วัดที่จำเป็นในมอนิเตอร์มากกว่า เช่น งานกราฟิก, งานตัดต่อวิดีโอ เป็นต้น

3. อัตรารีเฟรชเรทและTouch Sampling Rate คืออะไร Refresh Rate คืออะไร หน้าจอ 60Hz, 90Hz, 120Hz, 144Hz, 240Hz แตกต่างอย่างไร?