Вы пытаетесь проверить телефон на солнце. Не получается. Блик выжигает изображение, яркость автоматически выкручивается на отчаянное максимум, а аккумулятор стремительно садится. Это раздражает.
Электронная бумага — то, что мы лениво называем E-ink, — совершенно не боится солнца. Более того, чем ярче свет, тем четче становится текст.
Это не магия. Это физика. А именно — физика, заимствованная у обычной бумаги, а не от светодиодов. Если вы когда-либо задавались вопросом, почему электронные книги лучше работают на солнце или какие устройства действительно выигрывают от этой технологии, ответ кроется в крошечной подвешенной жидкости внутри миллионов микрокапсул.
Рассказываем, как мы дошли от вращающихся пластиковых шариков до экрана, который вы читаете прямо сейчас.
Разница между электронной бумагой и E-Ink
Давайте сначала исправим терминологическую ошибку. Термины «электронная бумага» (E-paper) и «E-Ink» часто используют как синонимы, но это не так.
Электронная бумага — это широкая категория технологий дисплеев. Представьте это как «цифровую бумагу».
E-Ink — это компания. И торговая марка.
Это ситуация с салфетками «Kleenex». Вы говорите: «Мне нужна салфетка», но имеете в виду любую бумажную салфетку. В мире дисплеев вы говорите «E-Ink», но обычно имеете в виду любой электрфоретический дисплей, изготовленный компанией E Ink Corporation, которая доминирует на рынке.
Чтобы понять, почему это важно, нужно знать, что эта технология заменяет.
Большинство современных экранов — это ЖК-дисплеи (LCD, Liquid Crystal Displays). Они пропускают свет сквозь кристаллы. Им постоянно требуется питание для удержания изображения. Нет питания — нет картинки. Они пожирают батарею и ослепляют вас на улице.
Электронная бумага делает наоборот. Она не излучает свет. Она отражает его. Как обычная бумага.
История: от вращающихся шариков к микрокапсулам
Мечта зародилась в 1970-х годах в исследовательском центре Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Цель была простой: создать экран, который потребляет нулевую энергию, как только отобразил изображение.
Исследователь Xerox Ник Шеридан придумал технологию Gyricon.
Представьте лист прозрачного пластика. Внутри него встроены миллионы крошечных сфер. Одна сторона сферы черная, другая — белая. Они имеют противоположные электрические заряды. При подаче напряжения они вращаются.
И всё.
Когда они перестают вращаться, они остаются на месте. Питание не требуется. Изображение фиксируется. Навсегда.
Идея была элегантной. Но изготовление миллиардов идеальных сфер? Это был кошмар. Xerox пыталась коммерциализировать технологию для вывесок, но она оказалась слишком дорогой. Они закрыли дочернюю компанию в 2005 году.
Однако концепция прижилась.
Перескочим к 1990-м годам в Медиа-лаборатории MIT. Физику Джозефу Джексону шары не нравились. Он хотел частицы в жидкости.
Он разработал электрофоретическую чернила.
Вот как это работает: внутри каждой микрокапсулы находится прозрачное масло. В нем плавают заряженные частицы. Черные частицы имеют отрицательный заряд, белые — положительный (или наоборот).
Подаем электричество. Противоположности притягиваются. Черные частицы оседают на заднюю стенку, белые всплывают на переднюю. Вы видите белый цвет. Меняем заряд на обратный. Черные всплывают. Вы видите черный.
Это было запатентовано и опубликовано в журнале Nature в 1998 году. Это работало. Это было долговечно. Это можно было печатать.
Джексон покинул MIT, чтобы основать E Ink Corporation. Остальное — история розничной торговли.
Как бистабильность спасает ваш аккумулятор
Ключевая концепция, делающая эту технологию полезной, называется бистабильностью.
В ЖК-дисплеях вам необходимо обновлять пиксели тысячи раз в секунду, чтобы удерживать изображение на экране. Если отключить питание, экран погаснет.
В электронных чернилах, как только пигментные частицы оседают, они остаются там. У них есть инерция. Они не двигаются, пока вы их не толкнете.
Так что вы включаете ридер, переворачиваете страницу. Всплеск энергии сдвигает частицы. Страница обновляется. Вы останавливаетесь. Вы читаете. С точки зрения электричества устройство по сути «мертво», но текст все еще виден.
Это означает:
1. Батарея держится неделями, а не часами.
2. Отсутствие выделения тепла.
3. Идеальная видимость на прямом солнечном свете.
Почему это работает на солнце? Потому что вашим глазам нужен контраст. Солнце предоставляет свет. Экран просто предоставляет темные чернила. ЖК-дисплею приходится бороться с солнцем, используя свою подсветку. Электронная бумага использует солнце в качестве источника света.
От прототипа до кармана: Эффект Kindle
Ранние демо-версии E Ink не были книгами. Это были вывески.
Представьте дорожный знак, который меняется электронным способом. Вы обновляете текст, пиксели переключаются, а затем весь оставшийся день устройство не потребляет энергии.
Первым реальным потребительским устройством стал Sony LIBRIé в 2004 году (только в Японии). Он работал, но требовал подключения к компьютеру для передачи файлов. Это был технический демонстратор, а не полноценный продукт.
Затем появился Amazon.
Ноябрь 2007 года. Оригинальный Kindle.
Это не был первый ридер. Это не было первое устройство с E-ink. Но это было первое устройство, объединившее три вещи:
* Экран.
* Книжный магазин.
* Беспроводную доставку (изначально через сеть AT&T 3G).
До Kindle вы носили с собой физическую книгу. Она тяжелая. У вас есть одна. Может быть, две.
После Kindle вы носите с собой библиотеку.
Вот практическая проверка реальности для путешественников. Вы на острове Святой Елены (удаленный остров в Атлантике). Вы садитесь на корабль, где не будет Wi-Fi несколько недель. Вы паникуете.
Вы бежите на палубу корабля. Ловите сеть 3G. Скачиваете всю серию «Игры престолов». Устраиваетесь на месяц.
С обычными книгами в мягком переплете вы этого сделать не можете.
Kindle продавал не просто ридеры. Он продавал экосистему. Sony, Barnes & Noble (Nook), Kobo — все бросились в эту нишу. Объемы продаж взлетели. Производство стало дешевле. Цены упали.
Может ли E-Ink отображать цвет? Или видео?
Долгое время E-ink означал черный, белый и несколько оттенков серого.
Если вы хотите создать серый цвет, вы не можете просто приглушить лампочку. Вы используете пространственную растрезерку (spatial dithering). Устройство включает и выключает частицы в определенном рисунке настолько быстро или densely, что глаз усредняет это в серый цвет.
Цвет пришел позже.
E Ink разработала технологию ACeP (Advanced Color ePaper). Вместо черного/белого у вас есть частицы нескольких пигментов: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), желтый (Yellow) и белый.
Последовательности напряжения сортируют эти частицы на поверхности.
Результат? Да, это цвет. Нет, он не яркий. Он выглядит как напечатанная типографская краска. Он приглушенный. Он похож на бумагу.
Сейчас в гостиных висят цифровые рамы для искусства. Вы можете менять «картину» каждый час через интернет. Они потребляют почти нулевое количество электричества. Они хорошо выглядят на солнечном свету. Они не жгут глаза в 3 часа ночи.
Заменит ли это ваш телевизор? Нет.
Можно ли взломать экран E-ink, чтобы воспроизводить видео с частотой 60 Гц? Некоторые хакеры пытались. Вы получаете размытое изображение с «призраками», низким разрешением и черно-белым мерцанием. Это ужасно.
Не ждите, что телефон на E-ink будет показывать фильмы. Вы увидите телефоны на E-ink для чтения электронных писем на ярком солнце. И всё.
Почему вы не увидите его везде (и это нормально)
У электронной бумаги есть слабость.
Частота обновления.
Даже самые быстрые модели отстают от iPad. Есть вспышка. Экран на мгновение очищается. Затем появляется новый контент. Это отвлекает при быстрой прокрутке.
Она не создана для плавности. Она создана для статичности.
Если вам нужен экран для:
* Статических данных (погода, котировки акций, календарь)
* Чтения
* Наружных вывесок
E-ink выигрывает.
Если вам нужно:
* Игры
* Видео
* Быстрая прокрутка
Выигрывают LCD, OLED или MicroLED.
Технология оседает в очень специфической нише. Это не «будущее всех экранов». Это лучшая возможная цифровая бумага.
Оглянитесь вокруг. Вы начинаете видеть ее повсюду. На этикетках в продуктовых магазинах, которые обновляют цены без переподключения проводов полок. На электронных ценниках. На портативных дисплеях для строительных площадок, где солнце палит рабочих весь день.
Это тихо. Это эффективно. И, наконец, это позволяет нам смотреть на наши экраны при дневном свете, не щурясь.
Это что-то значит, верно?
Наверное.
Просто не ждите, что это скоро заменит ваш телевизор. Физика отраженного света слишком спокойна для этого.
