出力装置のいろいろ

出力は変換：同じ数値でも、ディスプレイへ送れば明るさや色、スピーカーへ送ればその瞬間の振動、モーター制御回路へ送れば回転の指示として使われます。

装置	受け取る主なデータ	物理的な出力	時間との関係
ディスプレイ	画素ごとの色、同期情報	面上の光	1秒に何十〜何百回も更新
スピーカー	時刻ごとの音の大きさ	空気の振動	一定間隔で連続出力
プリンタ	ページ上の点、色、機械制御	紙などに残る模様	まとまりを順番に処理
ランプ・振動装置	ON/OFF、明るさ、振動パターン	光や振動	状態や通知に合わせて変化
モーター・アクチュエータ	速度、位置、力の目標値	回転や直線運動	センサーの入力と組み合わせて制御

1. アプリが文字、図形、画像など「何を描くか」を指定する。
2. CPUとGPUが描画命令を実行し、各画素の色を計算する。
3. フレームバッファが、画面1枚分の画素データをメモリへ保持する。
4. 表示コントローラが決められた順番と周期で画素データを読み、映像信号として送る。
5. ディスプレイが各画素の赤・緑・青の明るさを制御し、人の目へ光を届ける。

画素

画像を構成する小さな点です。解像度1920×1080なら、約207万画素を1画面に持ちます。

フレームバッファ

画面1枚分の色データを保持します。複数枚を切り替えて描画途中を見せない方法もあります。

リフレッシュレート

画面を1秒間に何回更新するかをHzで表します。60 Hzならおよそ1/60秒ごとに新しい画面を表示します。

色深度

1画素の色へ使うビット数です。RGB各8ビットなら約1,677万色の組み合わせを表せます。

1. 電子銃が輝点を作る電子ビームが蛍光面に当たった一点だけが光ります。
2. 左から右へ水平走査する「G」に必要な位置だけビームを強くしながら、一行分を描きます。
3. 消灯して水平帰線する次の走査線の左端へ戻り、上から下へ同じ処理を繰り返します。
4. 最後に垂直帰線する画面の下端から上端へ戻り、次のフレームを描き始めます。

1920×1080・60 Hzの例：見えている部分だけでも、毎秒約1億2442万個の画素値を送り続けます。実際の映像信号には行やフレームの切り替え時間もあります。

方式	光を作る方法	画素の制御	重要な違い
CRT	電子ビームを蛍光面へ当てる	ビームを走査し、位置ごとに強さを変える	固定された液晶画素ではなく、動く輝点で像を描く
LCD	バックライトの光を利用する	液晶分子と偏光板で、各副画素を通る光量を調整	液晶自体は発光せず、後ろの光を調節する
OLED	有機発光層へ電流を流す	TFT画素回路が各副画素の電流を調整	各副画素が自ら発光し、一般的なバックライトは不要

1. フレームバッファから、表示コントローラが画素データを一定の順序で読み出す。
2. 映像インターフェースが、画素、時刻、画面情報をHDMIやDisplayPortなどの信号へ符号化する。
3. TCONが、パネル内部で行と列を切り替えるタイミングを作る。
4. DDIが、選ばれた行と各列へ画素の明るさに対応する駆動信号を送る。
5. 画素回路が次の更新まで値を保ち、LCDの透過量またはOLEDの発光量を制御する。

ピクセルクロック

画素データを進める基準の周期です。解像度と更新頻度が上がるほど、必要なデータ転送量も増えます。

水平同期

一行の区切りを示します。CRTでは次の走査線、平面パネルでは次の行処理へ移る基準になります。

垂直同期

一画面の区切りを示します。新しいフレームへ切り替える基準です。

ブランキング

次の行や画面へ切り替えるための空白期間です。デジタル表示でも信号形式にタイミング区間が含まれます。

途切れる理由：再生に必要な時刻までに次の音声データがバッファへ届かなければ、音切れが起こります。大きなバッファは途切れにくい反面、操作から音が出るまでの遅延が増えます。

1. アプリがOSの機能へ、描画、音声再生、印刷などを依頼する。
2. OSが複数アプリの要求を整理し、権限、順序、音量、ウィンドウ位置などを管理する。
3. デバイスドライバが共通の要求を、GPU、音声回路、プリンタなど固有の命令へ変える。
4. コントローラが主記憶や専用メモリからデータを読み、HDMI、DisplayPort、USBなどの信号を作る。
5. 出力装置が信号を受け、光、音、印刷、動きへ変換する。

装置が「用紙切れ」「接続済み」「現在位置」などを返す場合、その情報はコンピュータへの入力です。多くの周辺装置は出力だけでなく、状態入力も行います。

1. 入力を文字として確定するOSとアプリがキー入力を文字コードのGとして文書データへ加えます。
2. フォントから形を得る文字コードに対応する輪郭や点の情報を使い、画面上の大きさと位置を決めます。
3. 画素の色を計算するCPUやGPUが文字の内側、輪郭、背景に必要な画素の色を作ります。
4. フレームバッファへ書く画面1枚分のデータのうち、Gを表示する領域を更新します。
5. 表示回路が走査する画素を決められた順番と周期でディスプレイへ送り続けます。
6. 各画素が光る赤・緑・青の光が目へ届き、文字Gとして知覚されます。