その他のハードウェア Vol.2

こんにちは！

これまでハードウェアについて紹介してきましたが、CPUと記憶装置、そして入力装置ときてまだ紹介していないものがあります。
それは、出力装置です。出力装置とは入力装置で入力してコンピュータが演算・処理をした結果を表示するものです。せっかくコンピュータに計算させても結果がわからなければ意味がありません。そのための出力装置なのです。
さて、装置と聞くと難しそうですが、ここで紹介するのは皆さんが慣れ親しんだものばかりです。さっそく紹介にはいります！

1.ディスプレイ

これはもう皆さんおなじみですね。パソコンを使うときに見る画面のことです。コンピュータは処理結果をディスプレイに表示して我々ユーザーが見てわかるようにしています。画面に表示される文字も画像も動画もすべてコンピュータが処理した結果を出力したものです。

ちなみにこのディスプレイ、普段は気にする人はほとんどいないでしょうが、実は画面はドットと呼ばれる、とても細かい格子状の点の集合で、その一つ一つを点灯させて表示しています。巷では4Kやら8Kやらのディスプレイとかもありますが、結局のところ点の集まりです。ただなぜ今のディスプレイは昔より画質が良いのか。
それはディスプレイの区切りが昔のものより細かいからです。このドットの細かさを解像度と呼びますが、この解像度が高くなるほどドットの区切りが細かく、キレイな画質が実現します。今は昔より技術が発達したので、より解像度の高いディスプレイが開発されたのです。

ちなみにこのドットもよく見ると３つの要素が格納されています（細かすぎて肉眼じゃ見れませんが)。その要素とは赤・青・緑の3色の光です。この3つの色の強さを調節したり、色を重ね合わせたりしてドットの色を表現するのです。テレビも同じですね。テレビの映像も3色の色を調節して表現されます。

さて、コンピュータはディスプレイに映す画面をどうやって作っているのでしょうか？それはVRAM(ビデオRAM)というコンピュータ内部のメモリが作っているのです！
VRAMが画面の構成を形成し、ディスプレイに転送します。このVRAMですが、それが持つ容量が解像度と色数に大きく影響を与えます。解像度は上にもある通り各辺のドット数ですが、色は各ビットに何ビットの色情報をもたせるかで決まります。そのため、高画質でフルカラーの画像を作るにはそれに必要なバイト数を保持できるくらいの容量がVRAMに求められます。

例えば1024×768ドットのディスプレイにフルカラーで表示するためにはVRAMにいくら容量が必要でしょうか?
まず色をどう表現するかですが、色を表現するにも色数によって必要なビット数が変わってきます。

今回はフルカラーですので、24ビット必要になるわけです。

では、計算してみましょう。
1ドットにつき24ビット、それが1024×768ドットあるので、

この結果の単位はビットですので、バイトに変換します。

よって、2,359,296バイトですが、桁が大きいのでメガバイトになおして、約2.4Mバイトになります。
この問題は何色であらわすかで必要なビット数が変わることが重要ですので、そこ忘れないでください！

さて、ディスプレイといえば今日よく使われているのは液晶ディスプレイと呼ばれます。液晶を含んだパネルに出力結果を表示させ、電圧を通して液晶を制御しながら取り込む光を調節します。ですが、ディスプレイにも種類があります。ここではディスプレイの種類をいくつか紹介したいと思います。(ちょうどいい写真がありませんでしたので、全部文章になります...)

2.プリンタ

パソコンでつくった書類や画像などをよく印刷しますよね？その印刷に使うプリンタもコンピュータ出力装置の一種なのです。プリンタも印刷するためにはパソコンとの通信が必要ですから、立派なネットワーク上のマシンです。
このプリンタですが、ディスプレイと同じく色を表現するのに3+1色の色を使います。しかし、ディスプレイがRGB(赤緑青)に対して、プリンタではCMY(シアン、マゼンダ、イエロー)の3色が基本となります。

先ほどのディスプレイはいわゆる加色方式で、RGBすべて100％の強さで掛け合わせると白になります。一方プリンタは減色方式を採用しており、CMYすべてを100％の強さで掛け合わせると明度が下がって黒になるのです。しかしながら、実際は黒に限りなく近いグレーになるので、ここで+1である黒単色を含めて計4色で色を表します。

ちなみに我々が最もよく目にするプリンタはインクジェットプリンタと呼ばれます。CMY+黒のインクを印字用のノズルから用紙に吹き付けて印刷する仕組みです。しかし、それ以外にもプリンタの種類があります。

ちなみにプリンタが印刷したもの、これもいわゆる点の集まりです。ということは、プリンタの性能に指標は解像度になります。解像度が高いプリンタほど印刷の質も高いです。ではこの解像度をどうやって測るのか。
それは1インチあたりのドット数で判断します。1インチは2.54センチですが、その間隔の中に何個ドットがあるかで測ります。1インチに240ドットならば240dpi(dots per inch)となります。このdpiというのが1インチあたりのドット数を表す単位です!

もう一つ、プリンタの印字速度についても触れましょう。さっき紹介したドットインパクトプリンタは1秒に何文字印字できるかを表すcps(character per second)で測られます。1秒に10文字印字するものは10cpsです。
そして、レーザプリンタの場合1分で何ページ印字できるかを表すppm(page per minute)が使用されます。10ページ分なら10ppmです。
そこまで難しくない計算ですが、大事なので覚えていきましょう！

まとめ

・ディスプレイは加色方式、プリンタは減色方式で色を表現する

・解像度は縦横のドット数が多いほど高く、それに比例して画質も良くなる

・ディスプレイに表示される画面は一度VRAM上にデザインを作ってからディスプレイに転送される

・プリンタは種類によって性能の測る単位が異なる(dpi, cps, ppm)

今回はここまで！次回もお楽しみに!!