Pokoušíte se otestovat svůj telefon na slunci. To nejde. Odlesky přepalují obraz, jas se automaticky vytočí na zoufalé maximum a baterie se rychle vybíjí. Je to nepříjemné.
Elektronický papír – to, čemu líně říkáme E-ink – se slunce vůbec nebojí. Navíc, čím jasnější světlo, tím jasnější je text.
Není to magie. To je fyzika. Konkrétně fyzika vypůjčená z obyčejného papíru, a ne z LED. Pokud jste někdy přemýšleli o tom, proč elektronické čtečky fungují lépe na slunci nebo která zařízení skutečně těží z této technologie, odpověď spočívá v drobné suspendované tekutině uvnitř milionů mikrokapslí.
Řekneme vám, jak jsme se dostali od točení plastových kuliček k obrazovce, kterou právě čtete.
Rozdíl mezi e-papírem a E-Ink
Nejprve opravme terminologickou chybu. Pojmy „elektronický papír“ (E-paper) a „E-Ink“ se často používají zaměnitelně, ale není to pravda.
Elektronický papír je široká kategorie zobrazovacích technologií. Představte si to jako „digitální papír“.
E-Ink je společnost. A značka.
Toto je situace Kleenex. Říkáte: “Potřebuji ubrousek,” ale myslíte jakýkoli papírový ubrousek. Ve světě displejů říkáte „E-Ink“, ale obvykle máte na mysli jakýkoli elektroforetický displej vyrobený společností E Ink Corporation, která dominuje trhu.
Abyste pochopili, proč je to důležité, musíte vědět, co tato technologie nahrazuje.
Většina moderních obrazovek je LCD (Liquid Crystal Displays). Umožňují světlo procházet krystaly. Neustále vyžadují energii, aby udržely obraz. Bez napájení – bez obrazu. Sežerou vám baterii a oslepí vás na ulici.
Elektronický papír dělá opak. Nevyzařuje světlo. Ona ho odráží. Stejně jako běžný papír.
Historie: od rotujících kuliček po mikrokapsle
Sen začal v 70. letech v Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Cíl byl jednoduchý: vytvořit obrazovku, která po zobrazení obrazu spotřebovává nulovou energii.
Výzkumník společnosti Xerox Nick Sheridan přišel s technologií Gyricon.
Představte si list průhledného plastu. Uvnitř jsou zabudovány miliony malých koulí. Jedna strana koule je černá, druhá bílá. Mají opačné elektrické náboje. Při přivedení napětí se otáčejí.
To je vše.
Když se přestanou otáčet, zůstanou na místě. Není potřeba žádné napájení. Obrázek je zachycen. Navždy.
Nápad to byl elegantní. Ale vyrobit miliardy dokonalých koulí? Byla to noční můra. Xerox se pokusil komercializovat technologii značení, ale bylo to příliš drahé. Dceřinou společnost uzavřeli v roce 2005.
Koncept se však uchytil.
Rychle vpřed do 90. let v MIT Media Lab. Fyzik Joseph Jackson neměl rád míče. Chtěl částice v kapalině.
Vyvinul elektroforetický inkoust.
Funguje to takto: Uvnitř každé mikrokapsle je čirý olej. Plavou v něm nabité částice. Černé částice mají záporný náboj, bílé částice kladný náboj (nebo naopak).
Dodáváme elektřinu. Protiklady se přitahují. Černé částice se usazují na zadní stěně, bílé částice plavou dopředu. Vidíš bíle. Obrátit nabíjení. Černé se vznášejí. Vidíš černě.
Toto bylo patentováno a publikováno v časopise Nature v roce 1998. Fungovalo to. Bylo to trvanlivé. Dalo se to vytisknout.
Jackson opustil MIT a založil E Ink Corporation. Zbytek je historie maloobchodu.
Jak bistabilita šetří vaši baterii
Klíčový koncept, díky kterému je tato technologie užitečná, se nazývá bistabilita.
U LCD displejů je potřeba obnovovat pixely tisíckrát za sekundu, aby obraz zůstal na obrazovce. Pokud vypnete napájení, obrazovka ztmavne.
V e-ink, jakmile se pigmentové částice usadí, zůstanou tam. Mají setrvačnost. Nehýbou se, pokud na ně netlačíte.
Takže zapnete čtečku, otočíte stránku. Výbuch energie rozpohybuje částice. Stránka se aktualizuje. Přestaň. čtete. Elektricky je zařízení v podstatě „mrtvé“, ale text je stále viditelný.
To znamená:
1. Baterie vydrží týdny, ne hodiny.
2. Žádné vytváření tepla.
3. Dokonalá viditelnost na přímém slunci.
Proč to funguje na slunci? Protože vaše oči potřebují kontrast. Slunce poskytuje světlo. Obrazovka jednoduše poskytuje tmavý inkoust. LCD musí bojovat se sluncem pomocí svého podsvícení. Elektronický papír využívá jako zdroj světla slunce.
Od prototypu do kapsy: Efekt Kindle
Early E Ink dema nebyly knihy. To byly znamení.
Představte si dopravní značku, která se mění elektronicky. Aktualizujete text, přepnete pixely a poté zařízení po zbytek dne nespotřebovává žádnou energii.
Prvním skutečným spotřebitelským zařízením byl Sony LIBRIé v roce 2004 (pouze Japonsko). Fungovalo to, ale pro přenos souborů bylo potřeba připojení k počítači. Toto byl technický demonstrátor, ne úplný produkt.
Pak přišel Amazon.
Listopad 2007. Originál Kindle.
Nebyl to první čtenář. Toto nebylo první zařízení s E-ink. Ale bylo to první zařízení, které kombinovalo tři věci:
* Obrazovka.
* Knihkupectví.
* Bezdrátové doručení (zpočátku prostřednictvím sítě AT&T 3G).
Před Kindlem jste s sebou nosili fyzickou knihu. Je těžká. Máte jeden. Možná dvě.
Po Kindle s sebou nosíte knihovnu.
Zde je praktická kontrola reality pro cestovatele. Jste na Svaté Heleně (odlehlý ostrov v Atlantiku). Nastoupíte na loď, kde několik týdnů nebude Wi-Fi. Zpanikaříte.
Vběhnete na palubu lodi. Získejte 3G síť. Stáhněte si celou sérii Game of Thrones. Ubytujete se na měsíc.
S běžnými brožovanými knihami to neuděláte.
Kindle prodával více než jen elektronické čtečky. Prodával ekosystém. Sony, Barnes & Noble (Nook), Kobo se všichni vrhli do tohoto výklenku. Objemy prodeje prudce vzrostly. Výroba zlevnila. Ceny klesly.
Dokáže E-Ink zobrazit barvu? Nebo video?
E-ink po dlouhou dobu znamenal černou, bílou a několik odstínů šedé.
Pokud chcete vytvořit šedou barvu, nemůžete žárovku jen ztlumit. Používáte **prostorové dithering. Zařízení zapíná a vypíná částice ve specifickém vzoru tak rychle nebo hustě, že je oko zprůměruje do šedé.
Barva přišla později.
Společnost E Ink vyvinula technologii ACeP (Advanced Color ePaper). Místo černé/bílé máte částice několika pigmentů: azurová, purpurová, žlutá a bílá.
Sekvence napětí třídí tyto částice na povrch.
Výsledek? Ano, je to barva. Ne, není světlý. Vypadá to jako tištěný inkoust. Je ztlumený. Vypadá to jako papír.
Digitální umělecké rámy nyní visí v obývacích pokojích. Přes internet můžete každou hodinu změnit „obrázek“. Spotřebovávají téměř nulovou elektřinu. Na slunci vypadají dobře. Ve 3 ráno vás neštípou v očích.
Nahradí vám to televizi? Ne.
Je možné hacknout E-ink obrazovku pro přehrávání videí při 60 Hz? Někteří hackeři to zkusili. Získáte rozmazaný obraz s duchy, nízkým rozlišením a černobílým blikáním. Je to hrozné.
Nečekejte, že E-ink telefon bude promítat filmy. Uvidíte telefony s elektronickým inkoustem pro čtení e-mailů na jasném slunci. To je vše.
Proč to neuvidíte všude (a to je v pořádku)
Elektronický papír má slabinu.
Frekvence aktualizací.
I ty nejrychlejší modely za iPadem zaostávají. Je tam blesk. Obrazovka se na okamžik vymaže. Poté se objeví nový obsah. Při rychlém rolování to ruší.
Není navržen tak, aby byl hladký. Je navržen jako statický.
Pokud potřebujete obrazovku pro:
* Statická data (počasí, kurzy akcií, kalendář)
* Čtení
* Venkovní značení
E-ink vyhrává.
Pokud potřebujete:
Hry
Video
* Rychlé rolování
Vítězí LCD, OLED nebo MicroLED.
Technologie se zabydluje ve velmi specifickém výklenku. Toto není „budoucnost všech obrazovek“. Toto je nejlepší možný digitální papír.
Rozhlédněte se kolem sebe. Začnete to vidět všude. Na etiketách obchodů s potravinami, které aktualizují ceny bez přepojování regálů. Na elektronických cenovkách. Na přenosných displejích pro staveniště, kde slunce celý den dopadá na dělníky.
Je ticho. Je to účinné. A konečně nám umožňuje dívat se na naše obrazovky za denního světla bez mžourání.
To něco znamená, ne?
Možná.
Jen nečekejte, že vám v dohledné době nahradí televizi. Fyzika odraženého světla je na to příliš klidná.
