E ink что это

Дисплеи E-Ink: энергосберегающая альтернатива для LCD

Мы привыкли видеть в большинстве любительских проектов экраны на жидких кристаллах (LCD), а органические дисплеи OLED только-только начинают их теснить. Но есть ещё один любопытный тип дисплеев: электронная бумага e-Paper, которая встречается в основном на «читалках». Сегодня вполне реально использовать экраны E-Ink в своих самодельных устройствах на Arduino и Rapspberry Pi. Разбираемся, какие они бывают и в чём отличия между модулями.

Что такое E-Ink

Чтобы лучше понять суть электронной бумаги, нужно сперва ознакомиться с общим принципом работы электрофоретических дисплеев, к которым она относится. В таких устройствах пиксели имеют два устойчивых состяния, а переключение между ними происходит под действием электромагнитного поля.

В случае с электронной бумагой каждый пиксель — это микрокапсула с жидкостью и твёрдыми пигментными частицами (электронными чернилами), обладающими собственным зарядом. Благодаря этому частицы реагируют на электромагнитное поле и перемещаются в капсуле в зависимости от положительного или отрицательного заряда. Таким образом можно блокировать или отражать падающий свет и получать на экране монохромное изображение.

В этом и заключается одно из главных отличий дисплеев на электронных чернилах E-Ink от жидких кристаллов LCD: экран из электронной бумаги не требует постоянной подсветки, а изображение формируется лишь отражённым светом. При этом не происходит лишних преобразований светого потока, в то время как ЖК-дисплею нужна постоянная подсветка, которая проходит через два поляризатора и теряет интенсивность.

Кроме того, энергия расходуется только на переключение состояний электронных чернил, а чтобы поддерживать текущее изображение, дисплею E-Ink совсем не нужна энергия. Неудивительно, что эта технология завоевала себе нишу там, где нужно подолгу выводить статическое изображение под внешним светом — например, в электронных книгах.

Преимущества и недостатки

Как видно, технология электронной бумаги e-Paper обладает некоторыми выигрышными свойствами, но в то же время, у неё есть ряд недостатков, продиктованных технологическими ограничениями.

Плюсы

• Сверхнизкое энергопотребление.
• Дополнительная подсветка не нужна.
• Хорошая читаемость изображения под прямым светом.
• Свободные углы обзора.

Минусы

• Ограниченная цветовая гамма, чаще всего — монохромная.
• Ограниченное количество оттенков серого (от 2 до 16 градаций).
• Относительно долгое время переключения пикселей (450 мс и выше).

Монохромные и цветные

Исходя из предыдущих пунктов, может показаться, что экраны E-Ink бывают только чёрно-белыми. На деле же электронные чернила бывают с разными пигментами: например, красного или жёлтого цвета. С их помощью получаются трёхцветные дисплеи, которые привносят дополнительные краски к привычному изображению.

Существуют также полноцветные экраны E-Ink, но они использовались только в дорогих электронных книгах и не получили широкого распространения, хотя работы в этом направлении по-прежнему ведутся.

Частичное обновление экрана

Типичный дисплей из электронной бумаги обновляется полностью, даже если меняется лишь часть изображения. В этом нет ничего страшного, поскольку расход энергии всё равно остаётся небольшим.

Но в некоторых моделях экранов E-Ink поддерживается функция частичного обновления: вместо того, чтобы «сбрасывать» весь экран, они обновляют только те участки изображения, которые изменились относительно предыдущего состояния. Это позволяет снизить энергопотребление до самого минимума и избавиться от мерцания изображения на той части экрана, где оно остаётся без изменений. Например, если вы выводите показания множества датчиков, а значение изменилось только у одного.

Какие бывают модули E-Ink

Если вы выбираете экран из электронной бумаги для создания собственных устройств, то вам попадётся несколько форм-факторов.

Голый экран представляет собой панель E-Ink без какого-либо обвеса, которая поставляется на стеклянной или гибкой пластиковой подложке. Такой элемент удобно встравивать в корпус устройства или клеить на поверхность, но с подключением придётся немного повозиться.

Дисплейный модуль — это законченное устройство, в котором уже есть экранная панель и необходимая обвязка на плате: драйвер, преобразователи питания и т. п. Если вы не хотите, чтобы экранный модуль свободно болтался на кабелях, его можно закрепить на 4 винта.

Если отталкиваться от модельного ряда компании Waveshare, то в нём представлены дисплеи E-ink с диагональю от 1,54 до 10,3 дюймов. Смотрите и выбирайте экраны и дисплейные модули E-Ink в нашем каталоге.

Варианты подключения E-Ink

Экраны E-Ink отличаются не только форм-фактором, но и способом подключения к управляющей платформе — будь то Arduino, Raspberry Pi или другие платы. Конечно, можно заморочиться и распаять два десятка контактов на FPC-коннекторе, но мы предпочитаем более изящные решения!

Экраны удобнее всего подключать через соответствующие шилды: для Arduino используйте e-Paper Shield, а для Raspberry Pi подойдёт e-Paper Driver HAT. Вам потребуется только подключить шлейф экрана к плате расширения, а затем надеть её на платформу, как стандартный Shield. Вуаля, никаких заморочек с питанием и согласованием сигналов.

Дисплейные модули подключаются 8-контактным кабелем, который заботливо приложен в комплекте, к любой управляющей платформе с интерфейсом SPI. Это позволяет свободно использовать один и тот же экранный модуль в проектах на разных контроллерах.

Экран в виде Shield’а — фактически, это тот же дисплейный модуль, только заточенный для отдельных платформ. Например, экранные модули E-Ink для Raspberry Pi подключаются напрямую через GPIO-разъём, а заодно решают проблему монтажа.

В заключение

Если вы уже вдоволь наигрались с ЖК-дисплеями и хотите сделать устройство с максимальной автономностью — обратите внимание на экраны E-Ink. Электронная бумага поможет наглядно отобразить информацию и держать её без расхода энергии, пока драгоценный заряд аккумулятора тратится на что-то более полезное.

Полезные ссылки

Что такое электронные чернила и как они работают

Электронная бумага (Electronic Paper Display) и электронные чернила (Electronic Ink) – это технология по воспроизведению изображений, которая имитирует внешний вид обычных чернил для отображения информации. Появление электронных устройств с экранами E Ink является, пожалуй, одним из самых новаторских достижений в области разработок дисплеев за последнее время.

Дисплеи, созданные на основе электронной бумаги, более комфортны для чтения, чем традиционные жидкокристаллические экраны компьютеров.

Немного истории

Первоначальные исследования электронных чернил начались в лаборатории Массачусетского технологического института (MIT Media Lab) в 1996 году. Профессор Джозеф Якобсон назвал разработанные им чернила «E Ink». Впоследствии вместе с фирмой Philips была создана корпорация по дальнейшей разработке новой технологии.

В настоящее время права на основы технологии электронных чернил (Electronic Ink technology) по-прежнему принадлежат E Ink Corporation, которая сотрудничает с несколькими компаниями по производству дисплеев. За последние несколько лет результатом новых исследований в области чернил E Ink стало появление двух самых больших технологических достижений – дисплеев E Ink Pearl и E Ink Triton.

Как работают электронные чернила E-Ink

Принцип работы таких чернил довольно прост. В его основе лежит теория электрофореза – т. е. способность электрически заряженных частиц передвигаться под влиянием электрического поля.

Так, в каждом дисплее электронной бумаги находятся миллионы крошечных капсул, содержащих отрицательно заряженные черные и положительно заряженные белые микрогранулы, взвешенные в прозрачной жидкости. Под слоем капсул располагается электрическая матрица, регулирующая положительные и отрицательные заряды.

При воздействии отрицательного электрического поля на «чернила», белые частицы начинают движение к верхней части капсулы, делая ее поверхность белой. И наоборот, положительный заряд электрического поля заставляет черные частицы перемещаться вверх, делая поверхность капсулы черной.

Электронные книги

Появление технологии E lnk привело к созданию устройств для чтения, так называемых ридеров (e-book reader). Дисплеи ридеров на основе E lnk очень напоминают обычную бумагу. А их способность отражать падающий свет является причиной широкого угла обзора, который позволяет глазам читать с экрана даже при прямом солнечном свете.

В начале 2000-х годов чернила E lnk становятся повсеместно распространенными во многих электронных устройствах для чтения, поступающих на рынок, включая продукцию Amazon Kindle, Kobo eReader, Sony Reader и других производителей.

Компания Amazon.com – первый в мире розничный интернет-сервис по продаже электронных книг, является лидером среди производителей ридеров. Уникальной особенностью устройств Amazon Kindle является наличие модуля 3G адаптера и связь с книжным магазином Amazon. Для того, чтобы купить и загрузить новую книгу или периодическое издание, пользователю потребуется не более одной минуты.

Основные факты о технологии E Ink для электронных книг

• Технология E-ink смогла обеспечить полноценное визуальное отображение информации на экране устройства, словно на обычной бумажной странице.

• Электронно-чернильные дисплеи характеризуются полным отсутствием внутреннего свечения, мерцания и нечеткости.

• Для постоянной работы дисплея не требуется больших затрат энергии. После появления изображения и отключения электрического поля, микрокапсулы остаются окрашенными и не используют энергию до следующей смены изображения.

• Поскольку экраны с технологией электронной бумаги хорошо отражают падающий свет, им не нужна дополнительная подсветка. Это позволяет экономить заряд батареи такого устройства. Однако в условиях низкой освещенности прочесть информацию на экране E Ink весьма сложно.

Для подсвечивания дисплея с электронными чернилами разработана новая
технология с использованием светодиодов, встраиваемых над
поверхностью самого экрана, и специального светорассеивающего слоя.

• Все экраны E Ink характеризуются невысокой скоростью обновления изображения. При чтении это абсолютно незаметно, а вот посмотреть фильм вряд ли получится.

• Первые дисплеи на основе электронных чернил были исключительно монохромными. В 2010 году компания E Ink совместно с группой партнеров разработала новый цветной дисплей Triton screen.

• Практически все последние модели электронных книг снабжены сенсорными экранами. Первый ридер multi-touch появился в продаже в 2011 году. Ридеры с кнопочным управлением в настоящее время встречаются редко.

Использование электронной бумаги

Технология E Ink, которая получила признание главным образом через рынок устройств для чтения, востребована и в других областях. Электронные ценники для торговых точек, афиши, табло расписаний автобусов и поездов, уличные рекламные плакаты и объявления – это лишь небольшой перечень использования E Ink дисплеев.

Запись опубликована 15.05.2018 автором ArtisMedia в рубрике Без рубрики.

Свежие записи

• CLICKS TECHNOLOGY ПРЕДСТАВИЛА МЕХАНИЧЕСКУЮ КЛАВИАТУРУ ДЛЯ IPHONE
• ПЕРЕД ПОКУПКОЙ WINDOWS 11 ‘AI PC’ ПРОЧИТАЙТЕ ЭТО
• МАЙКРОСОФТ ЗАПУСКАЕТ 3D-СОВЕЩАНИЯ MESH
• ПОДРОСТКИ РАСПРОСТРАНЯЮТ НОВЫЙ ТРОЯН SILVER RAT
• РЕГУЛЯРНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ ПРОГРАММ КРИТИЧНО ДЛЯ КИБЕРБЕЗОПАСНОСТИ

Рубрики

Архивы

• Февраль 2024 (2)
• Январь 2024 (21)
• Декабрь 2023 (15)
• Ноябрь 2023 (2)
• Октябрь 2023 (8)
• Сентябрь 2023 (2)
• Август 2023 (2)
• Июль 2023 (1)
• Июнь 2023 (2)
• Май 2023 (1)
• Апрель 2023 (2)
• Март 2023 (3)
• Январь 2023 (2)
• Декабрь 2022 (1)
• Ноябрь 2022 (2)
• Октябрь 2022 (2)
• Сентябрь 2022 (2)
• Август 2022 (2)
• Июнь 2022 (1)
• Май 2022 (1)
• Апрель 2022 (1)
• Март 2022 (7)
• Январь 2022 (10)
• Декабрь 2021 (3)
• Ноябрь 2021 (5)
• Октябрь 2021 (2)
• Сентябрь 2021 (2)
• Июль 2021 (1)
• Июнь 2021 (1)
• Май 2021 (3)
• Февраль 2021 (3)
• Январь 2021 (1)
• Декабрь 2020 (1)
• Ноябрь 2020 (3)
• Октябрь 2020 (1)
• Сентябрь 2020 (5)
• Август 2020 (1)
• Июль 2020 (3)
• Июнь 2020 (1)
• Май 2020 (3)
• Апрель 2020 (1)
• Март 2020 (2)
• Февраль 2020 (1)
• Декабрь 2019 (1)
• Ноябрь 2019 (1)
• Октябрь 2019 (3)
• Сентябрь 2019 (3)
• Июль 2019 (1)
• Май 2019 (3)
• Апрель 2019 (8)
• Март 2019 (8)
• Февраль 2019 (7)
• Январь 2019 (9)
• Декабрь 2018 (7)
• Ноябрь 2018 (8)
• Октябрь 2018 (8)
• Сентябрь 2018 (8)
• Август 2018 (7)
• Июль 2018 (4)
• Июнь 2018 (8)
• Май 2018 (8)
• Апрель 2018 (6)
• Март 2018 (3)
• Февраль 2018 (1)
• Ноябрь 2017 (1)
• Октябрь 2017 (2)
• Август 2017 (4)
• Июль 2017 (6)
• Июнь 2017 (5)
• Май 2017 (1)
• Апрель 2017 (6)
• Март 2017 (10)
• Февраль 2017 (12)
• Январь 2017 (8)
• Декабрь 2016 (10)
• Ноябрь 2016 (12)
• Октябрь 2016 (11)
• Сентябрь 2016 (11)
• Август 2016 (13)
• Июль 2016 (11)
• Июнь 2016 (13)
• Май 2016 (6)
• Апрель 2016 (7)
• Март 2016 (5)
• Февраль 2016 (5)
• Январь 2016 (5)
• Декабрь 2015 (2)
• Ноябрь 2015 (8)
• Октябрь 2015 (1)
• Сентябрь 2015 (4)
• Август 2015 (7)
• Июль 2015 (5)
• Июнь 2015 (4)
• Май 2015 (14)
• Апрель 2015 (1)
• Март 2015 (4)
• Февраль 2015 (6)
• Январь 2015 (1)
• Декабрь 2014 (1)
• Ноябрь 2014 (5)
• Октябрь 2014 (9)
• Сентябрь 2014 (9)
• Февраль 2014 (1)
• Ноябрь 2013 (2)
• Сентябрь 2013 (4)
• Август 2013 (7)
• Июль 2013 (4)
• Май 2013 (7)

От пикселей до бумаги: использование технологии e-ink и её перспективы

В этой статье проследим развитие технологии электронных чернил и посмотрим на ее разнообразные применения и возможности.

Технология e-ink — это уже давно не только читалки. Электронные чернила потребляют в разы меньше энергии, снижают нагрузку на глаза, помогают увеличивать концентрацию и, по заверениям некоторых маркетологов, даже делают пользователей счастливее. Верить на слово мы им, конечно, не будем и в этом хабрапосте рассмотрим, чем хороши электронные чернила и где их используют.

Краткая история технологии: цвет и свет

История электронные чернил берет начало в 1970-х годах в исследовательском центре компании Xerox в Пало-Альто (PARC). Идея заключалась в том, чтобы создать дисплей, информация на котором легко обновлялась бы. При этом он должен был вызывать у пользователя ощущение традиционной бумаги. Эти исследования привели к созданию Gyricon — типа электронной бумаги, в которой для отображения изображений и текста использовались вращающиеся бихромальные шарики.

Зарождение электронной бумаги: «вращающиеся шарики» компании Xerox (источник: Google Patent Search)Однако возможности Gyricon были ограничены, и она так и не получила широкого распространения.

Следующая веха развития электронных чернил —1990-е года. Тогда исследователи из лаборатории Media Lab MIT начали работать над новым типом электронной бумаги. Эти исследования привели к созданию первого дисплея e-ink, где для создания изображений и текста использовались микрокапсулы, заполненные заряженными частицами пигмента, взвешенными в жидкости. Микрокапсулами можно было манипулировать с помощью электрического поля, что позволяло обновлять информацию на дисплее.

В 1997 году исследователи Media Lab MIT основали корпорацию E Ink. Тогда же началось и коммерческое использование технологии.

Подход E Ink отличался от Gyricon тем, что электрический ток не вращал отдельные цветные сферы в пленке, а изменение электрического заряда вращало маленькие цветные частицы внутри каждой сферы. Это позволяло получать более четкие изображения и улучшать градации серого и открыло путь к разработке активно-матричного дисплея E-Ink на электронной бумаге.

Дисплеи e-ink состоят из тонкой пленки, поверх которой находятся миллионы маленьких капсул, заполненных кучей частиц, плавающих в прозрачной жидкости. Все эти частицы окрашены в определенный пигмент: в серошкальных дисплеях эти пигменты будут либо черными, либо белыми.

После коммерческого применения чернил следующим шагом стало изобретение полноцветной цветной электронной бумаги.

Новая технология, появившаяся в E Ink, — Advanced Color ePaper, которая похожа на цветовую модель CMYK. Вместо черного цвета используются белые частицы. Такой подход с использованием голубой, желтой и пурпурной капсул позволяет получить доступ к полноцветному спектру и создавать более детализированные цифровые дисплеи.

На Хабре есть перевод истории развития цветной электронной бумаги, поэтому не будем повторяться и приведем ссылку на эту статью.

Текущее использование

По мере того как преимущества электронных чернил становились очевидны для компаний, они постепенно стали внедрять их в свои продукты. Например, в прошлом году китайская компания Beijing Dasung, производящая дисплеи на электронных чернилах, задумалась о внедрении экранов e-ink в мониторы, планшеты и смартфоны. Итогом стал Dasung Link, первый в мире телефонный e-ink монитор с 6,7-дюймовым дисплеем.

В прошлом году прошел слух, что Apple тестирует «цветные дисплеи e-ink» для «будущего складного экрана и планшетоподобных приложений». В посте говорится, что «у цветного EPD есть потенциал стать основным решением для необходимого экрана-обложки складных устройств благодаря превосходному энергосбережению». Если это произойдет, то ситуация станет более прогрессивной и интересной для пользователей смартфонов.

Этикетки и вывески

В управлении цепочками поставок электронные дисплеи активно применяются для мониторинга и регулирования товаров в режиме реального времени. Продавцам не нужно вручную менять цены, все делается дистанционно менеджерами.

В мае 2023 компания E Ink объявила, что сделка, заключенная между Walmart и поставщиком электронных систем маркировки полок SES-imagotag, по развертыванию розничных IoT-сетей нового поколения в нескольких сотнях магазинов в США поможет стимулировать внедрение электронных ценников. Сделка предусматривает установку более 60 миллионов ценников. Компания заявляет о взрывном спросе на электронные ценники.

Кроме того, E Ink добивается значительного прогресса в разработке больших дисплеев на электронной бумаге для наружных и внутренних вывесок, а также для цифровой рекламы. В конце этого года компания планирует представить цветные дисплеи на электронной бумаге для наружной рекламы, используя новую технологию Kaleido (в которой массив цветных фильтров дополняет черно-белую пленку, создавая полноцветное устройство). Также к концу этого года или в начале следующего она планирует внедрить для этих целей технологию Spectra 6.

Spectra 6 обещает стать большим шагом для цифровых вывесок, где изображения можно периодически менять и легко обновлять без необходимости печатать что-то физически.

Компания E Ink пока не раскрыла полные технические характеристики Spectra 6, но, вероятно, та будет доступна в различных размерах с коэффициентом контрастности 30:1 и разрешением до 200 пикселей на дюйм. В каждой микрокапсуле содержится до шести различных цветовых частиц. E Ink пока не разглашает, сколько цветов может воспроизводить новая система чернил Spectra 6, состоящая из шести частиц, но образцы, показанные в апреле 2023 года, выглядят почти так же хорошо, как ЖК-экран.

Бытовые приборы

Экраны с электронными чернилами используются и в бытовых приборах.

В 2022 году американская компания Pelican Wireless Systems выпустила термостат, оснащенный сенсорным экраном e-ink. В экране используется электронная бумажная дисплейная панель e-ink Carta HD, которую можно закрепить на стене.

Минималистичный будильник Harmony, разработанный компанией Mudita, имеет 2,84-дюймовый дисплей E Ink с разрешением 480×600 и 270 PPI и поддерживает 16-битную шкалу серого, что делает экран часов легко читаемым при нормальном освещении. Внутри процессор Arm Cortex-M7 600 МГц, 4 ГБ внутренней памяти и 12 предварительно загруженных мелодий. Главное преимущество этого будильника — минимальный расход батареи (которой может хватить на месяцы).

Датчик температуры и влажности Cleargrass от Qingping также использует e-ink-дисплей. Он имеет сверхширокий угол обзора, а электронные чернила делают текст более четким.

Электронные чернила используются и в мониторах. В этом году Philips выпустила монитор с разделенным экраном, который включает в себя как черно-белую панель с электронными чернилами, так и полноцветный ЖК-дисплей. Монитор Philips 24B1D5600/96 объединяет лучшее из двух миров: слева расположен 24-дюймовый цветной ЖК-монитор, а справа 13,3-дюймовый e-ink дисплей.

А некоторые умельцы и сами добавляют дисплеи на чернилах в свои бытовые приборы. Например, в таком чайнике-таймере, напечатанном на 3D-принтере Ender-3, внутри находится Pimoroni Badger 2040 с дочерней платой часов реального времени, питается прибор от батареек типа ААА. Badger — плата на базе RP2040 со встроенным e-ink-дисплеем: дисплей нужно обновить только один раз при нажатии кнопки, и после этого он не потребляет энергию.

Дорожные знаки и таблички

Австралийская дорожная служба еще в 2015 году развернула первые в мире дорожные знаки e-ink в Сиднее. Каждый знак подключен через 3G к серверам государственных органов. Знаки оснащены подсветкой и на 100% самодостаточны: солнечные батареи обеспечивают минимальное количество электроэнергии, необходимое для замены знаков (власти утверждает, что в неподвижном состоянии дисплеи совсем не потребляют электроэнергию).

После успешных испытаний в центральном деловом районе Сиднея чиновники установили около 100 знаков по всему городу. Сидней — первый в мире город, где для управления дорожным движением используются знаки с электронными чернилами.

Вслед за Сиднеем, в Лондоне начали тестировать знаки на автобусных остановках с электронными чернилами.

Городское транспортное агентство Лондона оборудовало автобусные остановки солнечными батареями, которые питают дисплеи e-ink. Экраны имеют размеры примерно 20 см в ширину и 90 см в высоту, как и реальные указатели. Помимо информации о прибытии автобуса на дисплеях можно увидеть расписание и карты маршрутов.

Цифровые табло легко читаются даже при ярком дневном свете, а для подсветки в темное время суток и для навигации предусмотрены кнопки. Электронная бумага потребляет гораздо меньше энергии, чем полноцветные дисплеи, что делает их экологически чистыми и доступными. Для загрузки информации по расписанию достаточно простого 3G-соединения.

В 2023 году число e-ink дисплеев в Лондоне и пригородах выросло.

Чернильные смартфоны и прочие приборы

Казалось бы, зачем делать смартфон на электронных чернилах, учитывая все ограничения технологии? В отличие от ЖК- и OLED-экранов, которые могут обновляться с частотой 60 Гц и выше, дисплеи e-ink имеют частоту обновления около 1 Гц. Низкая частота обновления даже приводит к эффекту, когда остатки предыдущих изображений остаются видимыми на экране уже после обновления дисплея.

В первую очередь по соображениям энергоэффективности и читаемости. Дисплей расходует заряд батареи только тогда, когда изображение на экране телефона обновляется, и не будет разряжаться, пока неподвижен. Такой дисплей отлично читается при солнечном свете.

Первым телефоном такого рода стал Motorola Motofone F3, выпущенный в июне 2006 года и разработанный для рынков Азиатско-Тихоокеанского региона. У F3 был первая версия экрана Digital Paper. Поскольку весь дисплей был из чистого пластика, его можно было ронять без опасений, а время зарядки измерялось не часами, а днями или неделями.

В России тоже была попытка интегрировать e-ink дисплеи в смартфоны. В 2013 году YotaPhone представил смартфон, который имел традиционный ЖК-экран на передней панели и e-ink дисплей на задней. Этот дополнительный e-ink экран обладал энергоэффективностью и возможностью чтения под прямыми солнечными лучами.

Китайская компания Hisense была единственной компанией со времен YotaPhone, которая сосредоточилась на смартфонах с дисплеями на электронных чернилах. В ее девайсе HiSense A9 дисплей E Ink Carta 1200 использовался как основной. На устройстве можно смотреть видео, играть в игры и даже делать фото — камера при этом весьма тормозит, но выдает в целом рабочий результат.

Компания выпустила несколько смартфонов в этой серии, которые обрели своих поклонников. В начале 2023 был выпущен обновленный Hisense A9 Pro. Однако сейчас ходят слухи, что Hisense все же уйдет с рынка смартфонов на электронных чернилах.

Курьезы и необычные проекты

Выше шла речь про напечатанный «чайник» с дисплеем e-ink. А вот еще любопытные DIY-проекты, использующие эту технологию.

Начнем с по-настоящему важного: монитора брожения пива. В проекте использован наклонный гидрометр и ESP32. Библиотека Firebase служит для хранения данных до тех пор, пока они не будут готовы к извлечению на e-ink дисплей ESP8266 каждые 20 минут. А пользовательская библиотека шрифтов и минималистская рамка из ИКЕА объединяют все это в эстетически приятную систему мониторинга пива.

Инженер Джон Лоффлер собрал CRYPTOiNK — 7×7-дюймовый e-ink дисплей с интерфейсом, который отображает до семи криптовалют и их состояние на рынке в режиме реального времени. Дисплей Waveshare e-ink может отображать и красный цвет, что позволяет отмечать падения валюты за последние 24 часа и сразу обращать на них внимание.

Лоффлер сделал 3D-печатный корпус для размещения всех компонентов, который отлично крепится к холодильнику с помощью нескольких магнитов.

Реддитор Echo-Lalia, возможно, создал первого в мире электронного таролога. Устройство работает на плате Waveshare RP2040-Plus (клон Raspberry Pi Pico), при нажатии кнопки 3,7-дюймовый E Ink дисплей Waveshare показывает карты таро с помощью случайного электромагнитного шума, дополненного глюками для усиления цифрового мистицизма.

«Таролог» размещен в 3D-печатном корпусе с двумя переключателями, кнопкой и преобразователем костной проводимости для звуков, и все это питается от 3 батареек типа AAA.

Пользовательский код используется для генерации случайного начального числа из выводов АЦП, анимация визуализирует считываемый им шум. Затем случайным образом программа «вытягивает» одну из 78 карт Таро Рейдера-Уэйта: с вероятностью 1/4 вытаскивает ее перевернутую и с вероятностью ~ 1/20 применяет к ней случайный «глюк». Она также отображает ключевые слова для карт, которые вытягивает, и включает альтернативные ключевые слова для перевернутых карт.

Перспективы

Спрос на экологически безопасные решения, сверхнизкое энергопотребление и способность технологии e-ink сохранять изображения без постоянного питания растет, что открывает ей огромные перспективы.

По мере развития технологии можно ожидать и снижения стоимости дисплеев. По мере повышения эффективности производственных процессов и эффекта масштаба цена на экраны с электронными чернилами будет снижаться. Это сделает такие устройства более доступными.

В мае этого года компания E Ink заявила, что расширяет сотрудничество с MediaTek для разработки усовершенствованных текущих систем на кристалле (SoC) для электронных книг. Компания также планирует в ближайшие годы запустить пятую и шестую производственные линии. E Ink утверждает, что спрос на устройства для чтения электронных книг все выше и выше, и подобные устройства постепенно вытесняют традиционную бумагу.

НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.

Технологии электронных книг ONYX BOOX

Электронная бумага (E Ink) — технология отображения информации, разработанная для имитации обычной печати на бумаге и основанная на явлении электрофореза. В отличие от традиционных плоских жидкокристаллических дисплеев, в которых используется просвет матрицы для формирования изображения, электронная бумага формирует изображение в отражённом свете как обычная бумага и может хранить изображение текста и графики в течение достаточно длительного времени, не потребляя при этом электрической энергии и затрачивая её только на изменение изображения. В настоящий момент во всех устройствах ONYX BOOX используются E Ink экраны последних поколений Carta и Carta Plus.

Сравнение экрана E Ink и смартфона:

Цветной экран E Ink Kaleido

Дисплей E Ink Kaleido способен отображать 4096 цветов. Он построен по тому же принципу, что и стандартный черно-белый E Ink-экран. Однако над слоем жидких чернил расположена матрица светофильтров (CFA), которая из трёх монохромных пикселей образует один цветной. Экран Kaleido может работать в трёх режимах:

• чёрно-белом (при этом плотность точек составляет 300 ppi);
• цветном (при этом плотность точек составляет 100 ppi);
• смешанном (при этом области чёрно-белого изображения имеют плотность точек 300 ppi, a области цветного изображения имеют плотность точек 100 ppi).

Из-за дополнительного слоя фон экранов данного типа выглядит более тёмным, чем у чёрно-белых. Но комфорт для глаз при этом почти не страдает, т. к. изображение всё также формируется отражённым светом или с помощью подсветки MOON Light.

MOON Light

Технология MOON Light позволяет пользоваться устройством в темноте или при плохом освещении. При включении данной функции создаётся мягкое свечение экрана, оптимальное для комфортного чтения. Используется схема со светодиодами, расположенными на одном из торцов экрана, при этом светодиоды светят в торец светопроводящего слоя. Свет проходит по нему, преломляется в сторону экрана, отражается от светлых участков изображения и поглощается тёмными, затем попадает в глаз. Такая подсветка существенно комфортнее для восприятия, чем подсветка ЖК-дисплеев.

MOON Light +

Последние исследования показали, что синий свет мешает выработке в организме мелатонина (регулятора сна). Поэтому чтение со светящегося экрана вечером может мешать уснуть. Основываясь на этих исследованиях, компания ONYX разработала ридер с подсветкой MOON Light +. Эта подсветка состоит из двух рядов светодиодов: холодного и тёплого света соответственно. Яркость каждого ряда светодиодов можно регулировать независимо. При чтении днём можно выбрать более холодный (более белый) оттенок, а при чтении вечером более тёплый.

MOON Light 2

Большинство дисплеев современных планшетов и смартфонов регулируют яркость свечения с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Т.е. кратковременные вспышки света следуют с определённой частотой. Электроника дисплея позволяет менять длительность импульса относительно периода сигнала (скважность). Если время каждой вспышки увеличить, не меняя частоту, то в глаз попадёт больший световой поток, и он воспримет это как повышение яркости. Если длительность импульса уменьшить, экран, наоборот, будет казаться темнее.

Подобная схема управления проще и дешевле в реализации, поэтому большинство производителей используют её как в классических ЖК и светодиодных дисплеях, так и при изготовлении подсветки E Ink-экранов.

Частота следования импульсов ШИМ-подсветки может быть достаточно высокой и человек может не замечать мерцания. Но воздействие на вегетативную нервную систему всё равно происходит, быстрее возникает ощущение усталости, «песка в глазах». Длительное чтение с подобных «мерцающих» экранов может привести к ухудшению зрения.

Для борьбы с этим явлением инженеры компании ONYX разработали подсветку MOON Light 2. Особенностью этой технологии является то, что светодиоды питаются постоянным током без использования ШИМ, а для изменения яркости лишь увеличивается или уменьшается его величина. Свет такого источника значительно комфортнее для глаз, читать книги с подсветкой MOON Light 2 можно дольше без усталости.

ONYX Glass

ONYX Glass — это принципиально новое поколение защитных стекол от компании ONYX. Алюмосиликатное стекло имеет повышенную прозрачность и обеспечивает отсутствие искажений исходного изображения. Стекло клеится поверх слоя подсветки без воздушного зазора при производстве дисплейного модуля. Вместо нанесения матового слоя, которое может снизить контраст, используется 5% травление. Оно обеспечивает улучшенную защиту от бликов, и не мешает прохождению света.

SNOW Field

Стандартный E Ink-экран имеет свойство не полностью перемещать заряженный пигмент при частичной перерисовке, поэтому периодически требуется полная перерисовка (с заливкой экрана чёрным) для очистки экрана. Благодаря новейшей разработке ONYX количество артефактов при частичной перерисовке значительно снижается, что позволяет полностью отказаться от полной перерисовки при чтении.

Дизеринг

Стандартные E Ink-экраны на сегодняшний день аппаратно способны отображать 16 оттенков серого цвета. Однако часто этого недостаточно. При необходимости прорисовки изображения с плавным градиентом, неба, цветового перехода и других подобных объектов или фонов часто видны резкие границы соседних оттенков серого. Для решения этой проблемы компанией ONYX был применён так называемый «дизеринг» или перемешивание (сглаживание) цветов.

В чёрно-белом изображении промежуточные тона образуются путём «перемешивания» ближайших оттенков серого. Чем больше точек ближайшего тёмного оттенка в искусственно сформированном цвете, тем ниже его яркость; чем больше точек ближайшего светлого оттенка, тем, соответственно, выше. Таким образом с использованием данного метода между каждой парой соседних стандартных 16 оттенков было добавлено по 16 промежуточных. В результате цветовые переходы сглаживаются и качество изображений значительно повышается.

Данная функция поддерживается в предустановленных приложениях Neo Reader и AlReaderX. Для её активации нужно открыть любую книгу или картинку с помощью одного из этих приложений и включить функцию «Сглаживание изображения».