Электронные чернила e ink что это

От ценников до смартфонов и цветных ридеров: как развивается технология электронных чернил Статьи редакции

Рассказ о принципе работы таких чернил, изобретателях и сферах применения.

Электронные чернила — цифровая технология, которая имитирует печать на настоящей бумаге. Они требуют намного меньше энергии, чем ЖК- и OLED-экраны, и позволяют читать текст даже при прямых солнечных лучах.

Несмотря на преимущества электронных чернил, в 2010 году заговорили о закате технологии. Но к 2020 году разработчики показали несколько новых устройств, среди них часы и даже смартфоны. Ожидать, что скоро электронные чернила будут использоваться везде, ещё рано.

Разработка первой электронной бумаги началась в исследовательском центре Xerox PARC (Palo Alto Research Centre) в 1970-х. Персональным компьютерам, которыми пользовались работники Xerox, недоставало яркости и контрастности. Из-за этого на них было трудно работать в ярко освещённых помещениях. Сотрудникам центра приходилось гасить свет и задёргивать шторы.

Тогда Xerox PARC поручила нескольким учёным разработать экран, который позволял бы работать при свете. Среди них был Николас Шеридон, будущий изобретатель электронной бумаги Gyricon.

Gyricon переводится с греческого как «вращающееся изображение». В 1974 году Шеридон создал дисплей из тонкого пластика, заполненный маслом и сферами из полиэтилена.

Сферы были чёрно-белые: тёмная половина с положительным зарядом, а светлая с отрицательным. Благодаря электрическому импульсу сферы вращались, поворачиваясь наружу то чёрной, то белой стороной, и на дисплее появлялся тёмный текст на светлом фоне.

Шеридон работал над Gyricon вместе с коллегами. В 90-х он начал подавать заявки на патенты в Европе. Тогда же он встретился с главой исследовательского отдела Xerox. Из разговора с ним Шеридон понял, что Xerox не будет развивать проект, так как центр не занимается разработкой дисплеев.

Технологией, которая имитировала бы печать на бумаге, занимался ещё один ученый — Джозеф Якобсон, профессор Массачусетского технологического института, MIT. Он нанял двух студентов, Джея-Ди Альберта и Барретта Комиски, чтобы создать электронную книгу.

Разработка Якобсона напоминала Gyricon, но была другой. Команда учёного заменила двухцветные сферы Шеридона на капсулы, заполненные маслом. В них «плавали» частицы пигмента: белые были заряжены положительно, чёрные — отрицательно.

Вы получаете «соль и перец» внутри микрокапсулы. Разделить их можно с помощью электрического поля. Частицы с соответствующим зарядом окажутся сверху, и их будет видно на экране. Чёрные частицы имитируют чернила, белые — бумагу.

Технология позволяла выводить на экран более чёткое и контрастное изображение, чем Gyricon.

В 1997 году MIT помог Якобсону выделить его разработки в отдельный проект и открыть компанию E Ink. В мае 1999 года E Ink представила первый продукт — стенд Immedia. Изображение на стенде можно было дистанционно менять с помощью двустороннего пейджера.

E Ink стала первой компанией, которая показала коммерческий продукт с электронными чернилами, хотя Xerox PARC занималась разработкой более 20 лет.

Технологию использовала сеть американских супермаркетов J.C.Penney. Стенд 1,2 на 1,8 метра и толщиной 3 мм подвешивали под потолком, и он отображал свежую информацию о скидках и специальных предложениях. Цена Immedia варьировалась от $500 до $5000 в зависимости от размера устройства. E Ink поставила J.C. Penney 140 стендов и заработала $150 тысяч.

Позже, в 2009 году, в интервью Joan гендиректор E Ink Рассел Уилкокс признал, что «разработку выпустили раньше времени». Он рассказал, что E Ink «совершенно не поняла потребности рынка».

Компания создала стенд, информацию на котором можно было менять в любой момент, но сотрудники магазинов сказали, что им это не нужно и они меняют вывеску только раз в квартал. Кроме того, не хватало персонала, который бы занимался обновлением цен.

Одновременно Шеридон стремился довести Gyricon до такого уровня, чтобы электронная бумага заменила обычную в делопроизводстве, создать условия для «безбумажного офиса».

К 1998 году учёный достаточно хорошо проработал Gyricon, и новинку можно было продавать. Тогда Шеридон при поддержке Xerox PARC открыл Gyricon Media со штаб-квартирой в Пало-Альто.

Первым коммерческим продуктом Gyricon Media стала бумага SmartPaper, которую сети магазинов использовали для интерактивных ценников. Он представлял собой небольшую панель на алюминиевой подставке.

SmartPaper давала возможность быстро менять цифры на ценниках. Gyricon Media вложила $20 млн в создание SmartPaper и планировала с её помощью завоевать рынок.

В начале 2001 года E Ink и Philips Components объявили о планах вместе разрабатывать дисплеи с электронными чернилами для ридеров, КПК и других устройств. Структуры Philips согласились инвестировать в разработки E Ink $7,5 млн.

Электронные чернила потребляют примерно сотую часть энергии, которая нужна для жидкокристаллических дисплеев. Ещё они на треть тоньше, в пять раз ярче и контрастнее, но не слепят.

В мае 2003 года E Ink и Philips представили первый прототип дисплея с электронными чернилами на выставке Society for Information Display Exposition в США. Это был экран с разрешением около 60 пикселей на см² — намного больше, чем у предыдущих разработок.

В следующем году компании начали продавать представленный дисплей, первым клиентом стала Sony. В марте 2004 года она выпустила электронную книгу под названием Librie. Устройство продавалось только в Японии и стоило 40 тысяч йен — около $376 по курсу 2004 года

Ридер с шестидюймовым экраном питали четыре пальчиковых батарейки, которых хватало на чтение около 10 тысяч страниц. В памяти на 10 Мбайт умещалось 500 книг.

До сотрудничества с Sony у E Ink были финансовые трудности, возникшие на фоне лопнувшего пузыря доткомов. После сделки с Sony, по словам Уилкокса, инвесторы «вспомнили о компании и возобновили сотрудничество».

Ридеры Sony не стали популярными: к 2009 году продали всего 400 тысяч устройств. Отчасти это было связано с высокой ценой, отчасти с нехваткой книг и слабым маркетингом. В 2014 году компания прекратила производство электронных книг и ушла с этого рынка.

Amazon не была в числе первых производителей ридеров, но в итоге стала лидером. Компания выпустила первый Kindle в США в 2007 году, а на европейский рынок вышла в 2009-м. По данным Statista, в 2010 году в мире было продано 12,8 млн ридеров, Kindle занимала 62,8% рынка.

Первый шестидюймовый Amazon Kindle держал заряд до недели и хранил около 200 книг. Пользователи могли покупать и скачивать книги из магазина Amazon, также у них был доступ к электронному словарю и «Википедии». Первую партию ридеров по $399 раскупили за пять с половиной часов.

В 2008 году Flexible Display Centre, партнёр E Ink, совместно с HP создала первый прототип гибкого дисплея. Технологию SAIL (Self-Aligned Imprint Lithography), которая не даёт дисплею ломаться при сгибании, разработали в HP. FDC отвечала за применение электронных чернил.

В 2010 году HP вышла из проекта. Гибкие дисплеи оказались не очень прочными, ломались после нескольких сворачиваний. HP решила: выгоднее сосредоточиться на создании более лёгких и тонких дисплеев.

E Ink не оставила попыток создать гибкий экран. В 2013 году она представила E Ink Mobius — дисплей на основе технологии Sony Thin Film Transistor.

В апреле следующего года Sony выпустила первое устройство на базе Mobius. Это был ридер Digital Paper DPT-S1 диагональю 13,3 дюйма — примерно как лист А4. Стартовая цена устройства — $1100 — оказалась слишком высокой для рядового покупателя, поэтому Sony со временем снизила её до $800.

Проект закрылся в 2005 году. Николас Шеридон в своём интервью The Future of Things сказал, что это произошло по финансовым причинам. Он руководил научно-исследовательскими работами и после закрытия работал самостоятельно. Шеридон собирался создать «идеальную электронную бумагу».

Помимо Gyricon и E Ink, существовали другие компании, которые параллельно создавали свои электронные чернила. Одна из самых известных — Pixel Qi, основанная в 2008 году.

Экраны Pixel Qi потребляли меньше энергии, чем ЖК-экраны, уменьшали нагрузку на глаза и оставались «читабельными» даже при ярком освещении. Технология применялась не только в электронных книгах: на ней работали нетбук Sunbook и планшет Lattice. Компания ушла с рынка в 2015 году после нескольких неудач.

Bridgestone совместно с Vivitek разрабатывала экран Quick Response Liquid Powder Display. Электронные чернила Bridgestone отображали 4096 цветов. Компании представили технологию на CES в 2011 году, но уже в 2012-м проект закрыли.

Гибкие экраны на электронной бумаге создавала LG. Тонкий и лёгкий дисплей (толщиной 0,7 миллиметра и весом 13 граммов) был прочным и мог сгибаться на 40°. Wexler выпустила ридер на основе технологии LG — Flex One. Однако он не стал популярным. Большая часть крупных производителей уже сотрудничала с E Ink, поэтому LG тоже ушла с рынка.

Другие компании вроде Liquavista, Mirasol и Plastic Logic тоже разрабатывали электронные чернила в 2000-х. Но им не удалось достичь коммерческого успеха.

В 2009 году тайваньская Prime View International (PVI) купила E Ink за $215 млн. PVI и E Ink были давними партнёрами: E Ink разрабатывала дисплеи с электронными чернилами для Sony и Amazon, а PVI писала для них ПО и собирала экраны.

На деньги от сделки E Ink планировала финансировать разработку цветных чернил. Создание цветных электронных чернил стало одной из главных целей компании, поскольку технологию критиковали в основном за монохромность.

В ноябре 2010 E Ink представила дисплей Triton. Он делал изображение на ридере цветным. Первым устройством с таким экраном стала девятидюймовая читалка с разрешением 1200 на 1600 пикселей китайской компании Havon. Цена устройства на 2010 год составляла $440.

Сам пигмент в капсулах оставался чёрно-белым, но за счёт RGB-фильтра на дисплей выводилось цветное изображение. Triton отображал 16 оттенков серого и 4096 цветов, поддерживал простую анимацию.

Тем не менее к появлению цветных электронных чернил многие компании отнеслись скептически. По мнению Amazon, цветные изображения необходимы в кулинарных книгах и книгах для детей, а для них существует специальное приложение для устройств с LCD-экранами.

Кроме того, ридеры по-прежнему уступали планшетам и другим устройствам с ЖК-экранами. Цвета выглядели тусклыми. Частоты обновления экрана не хватало, чтобы смотреть видео. Сами ридеры оставались достаточно дорогими и с изобретением цветных электронных чернил только дорожали.

Цветным чернилам нашли применение там, где не нужно было конкурировать с планшетами и ноутбуками: их приспособили для тех же ценников.

В 2013 году E Ink разработала цветные чернила Spectra. Цвет отображался не за счёт дисплея, а за счёт пигмента в капсулах. Помимо чёрного и белого, появился красный.

Несмотря на преимущества электронных чернил перед ЖК- и OLED-дисплеями, технология не вытеснила их. Некоторые издания связывали это с появлением первых планшетов Apple в 2010 году.

С планшетов можно было читать книги, слушать музыку, смотреть видео и выходить в интернет. Низкая частота обновления экрана, слабая контрастность, отсутствие цвета — минусы электронных чернил стали очевидными.

В конце 2005 года стартовал проект One Laptop per Child (OLPC), который хотел обеспечить ноутбуки для детей из развивающихся стран. Поэтому устройство должно было стоить не более $100, долго работать без подзарядки и иметь доступ в интернет.

ЖК-экраны были слишком дороги, поэтому в ноутбуки встроили технологию E Ink. Авторы проекта остановились на дисплеях, разработанных Мэри Лу Джепсен, основательницей Pilex Qi.

К концу 2007 года компания планировала поставки 150 млн ноутбуков, но на деле даже к 2009-му продали всего несколько сотен тысяч устройств.

Проекту не удалось создать ноутбук за $100. После продажи партий школам и правительствам по всему миру финальная цена OLPC составляла около $290. Проект столкнулся и с конкуренцией: на рынок вышли дешёвые ноутбуки для детей от Intel и Asus, а несколько лет спустя появился iPad, который начали закупать школы.

Как пишет Gizmodo, одной из ошибок OLPC называют саму концепцию проекта: развивающимся странам в первую очередь нужны медицинские услуги, вода и другие насущные товары. Издание назвало попытку «одним из лучших технологических провалов».

Как устроены электронные чернила

Это статья об оборудовании и технологиях формирования компьютерных изображений. Таких технологий много: лучевые трубки, жидкокристаллические панели, светодиоды и даже плазма. Все они имеют слабые места: они требуют постоянной подачи энергии и излучают свет. Это не проблема, если энергии много и свет не мешает. Но если энергии мало и устройство не должно светиться само по себе, все эти технологии не подходят.

Есть экраны, которым нужно в сто раз меньше энергии и которые могут показывать изображение несколько лет без потребности в электричестве. Речь о дисплее на электронных чернилах (e-ink). Объясняем, как они работают и где применяются.

Зачем понадобился новый вид экранов

Все традиционные виды экранов светятся. Например, в жидкокристаллическом экране это сделано так: есть слой с изображением, а за ним есть слой с подсветкой. Подсветка светит сквозь слой с изображением, как солнце светит сквозь витраж, и получается иллюзия светящейся картинки. Если подсветку отключить, то изображение станет очень тёмным, едва различимым.

Подсветка создаёт дополнительную нагрузку на глаза, потому что ей нужно «побеждать» яркость окружающего света. По этой же причине экран потребляет много энергии: нужно бороться с яркостью окружающего мира.

Когда мы воспринимаем информацию на бумаге, всё работает принципиально иначе: в глаза попадает отражённый свет. Где-то светит солнце, лампа или свеча, она создаёт свет, он отражается от бумаги. Из-за того, что свет по-разному отражается от белого фона страницы и тёмных букв, мы легко распознаём, что там написано.

Нагрузка на глаза от отражённого света гораздо ниже: при чтении в глаза попадает тот же самый объём света и нет лишнего источника яркого освещения.

Электронные чернила как раз для этого и созданы: чтобы использовать не собственное свечение, а отражение окружающего света.

Отражённый свет от дисплея на электронных чернилах и на телефоне с минимальной подсветкой. Если подсветку выключить совсем, то с телефона почитать уже не получится

Как устроен e-ink-дисплей

Электронные чернила работают так:

1. Весь экран делится на множество маленьких ячеек с белым и чёрным материалом. Он похож на порошок или на маленькие капсулы с пигментом.
2. Белый пигмент имеет положительный заряд, а чёрный — отрицательный.
3. Снизу, под каждой ячейкой, находятся электроды, которые могут выдавать положительный или отрицательный заряд.
4. Если заряд отрицательный, то вниз устремляются положительные белые частицы, а чёрные отправляются наверх. Так на экране становится виден чёрный пиксель.
5. Объединяясь, такие пиксели формируют буквы, линии и любые изображения точно так же, как это делают обычные экраны.

После того как пигмент прилип к нужной части экрана, можно не подавать напряжение на электроды — они будут там удерживаться сами за счёт накопленного заряда. Благодаря этому у таких экранов сверхнизкое энергопотребление — достаточно подать ток на долю секунды, чтобы сформировать новое изображение. Потом ток можно отключить. В таком состоянии пигмент может находиться на экране устройства несколько лет, вообще не тратя заряд батареи.

Электронные чернила крупным планом, фото trashbox.ru

Поверхность такого экрана хорошо отражает падающий свет — почти так же, как бумага. Так как чаще всего используются только чёрные и белые пигменты, то изображение получается чёрно-белым, как будто нарисованное чернилами на бумаге, отсюда и название.

Планшет на электронных чернилах. Кажется, что изображение нарисовано карандашом на бумаге

Плюсы и минусы технологии

Плюсы электронных чернил:

• сверхнизкое энергопотребление — электронные читалки могут работать от одного заряда несколько месяцев;
• нет световой нагрузки на глаза, поэтому читать текст с такого экрана комфортнее, чем с планшета или телефона;
• простота программирования пикселей — в самом простом случае это просто матрица, которая заполнена нулями и единицами;
• для управления таким устройством достаточно медленного процессора, потому что экран невозможно обновлять слишком часто.

Но и минусы у технологии тоже есть:

• экран хрупкий;
• чем больше экран, тем дороже устройство. Стоимость экрана на 10–12 дюймов в несколько раз выше, чем экрана на 5–6 дюймов;
• сложно сделать цветное изображение с той же насыщенностью, что у ЖК-экранов;
• для обновления информации на экране нужно не менее секунды, поэтому такой экран не подходит для просмотра видео или активных онлайн-сервисов.

Где применяются такие экраны

Сейчас экраны на электронных чернилах чаще всего используются в двух областях:

• Электронные книги.
• Ценники в розничных магазинах.

Ещё есть графические планшеты с такими экранами, но широкого распространения они пока не получили из-за высокой цены.

Электронный ценник в магазине

Как работает электронная книга — технология электронных чернил (E-Ink): 3 интересных пункта

Бумажные книги постепенно уступают место новым техническим решениям — смартфонам, таблетам и ридерам. При этом последние уверенно превращаются в лидеров рынка, ведь способны предложить то, на что другие пока еще не способны. Речь идет об особой технологии, на основании которой они созданы. Именно она делает новые девайсы удобными и безопасными для глаз. В чем именно она заключается? Какие существуют особенности “читалок”? В этом поможем разобраться.

Электронные чернила

Значит, вас интересуют электронные книги — как работает их технология? Особенность “читалок” заключается в применении электронных чернил. Благодаря им буквы и картинки на экране напоминает обычные печатные буквы. Такой дисплей не излучает света в отличии от ЖК-мониторов. Наоборот, изображение формируется в отраженном свете, как и бумажные страницы. И это главный ответ на вопрос, как работает дисплей электронной книги.

Электронная бумага была создана более 50 лет назад. В семидесятых годах прошлого века ее разработал сотрудник компании Xerox по имени Ник Шеридон. Подготовленный им прототип представлял собой совокупность полиэтиленовых сфер, имеющих черную и белую частицы положительного или отрицательного заряда. Когда по сферам запускалось напряжение, они меняли полярность и поворачивались нужной стороной. Так изображение приобретало необходимый цвет. Теперь вы примерно знаете, что такое электронные книги и как они работают.

Но чем отличаются чернильные электронные книги? Дело в том, что на первых достижениях разработчики не остановились. В 90-х годах Джозеф Якобсон, который впоследствии основал хорошо известную сегодня E Ink Corporation, продолжил совершенствовать наработки своего предшественника. Он придумал поместить электрически заряженные белые частицы внутрь капсул, наполненных черным маслом. Реагируя на напряжение, частицы то всплывали вверх, делая экран белым, то опускались в темное масло. Вот что такое чернильные электронные книги. Кстати, именно это итоге дало возможность создать дисплей не из стекла, а из гибкого пластика.

Но и предыдущих достижений разработчикам показалось мало. И вскоре они создали цветную электронную бумагу. Первопроходцем в этом опять-таки стала компания E Ink. Она придумала матрицу Triton, способную выдавать до 4096 оттенков цветов. Первый ридер, работающий на новой технологии, появился в продаже еще в 2011 году. Другим компаниям тоже стало интересно, что такое электронные книги и как устроены они. Они во многом переняли опыт E Ink Corporation. На сегодняшний день electronic-ink displays активно используют многие крупные компании, включая Sony и Fujitsu.

Если вам интересно, что представляют собой электронные книги и как работают эти устройства, то вы наверняка знаете, что за последние десятилетия было создано несколько их разновидностей. И вот основные из них.

• E Ink Vizplex. Базовая технология со средним качеством и невысокой ценой. Таких ридеров сейчас уже осталось немного.
• E Ink Pearl. Как работает электронная книга, основанная на этой разработке? Дисплей такого гаджета имеет повышенную контрастность. И если устройства на Vizplex по внешнему виду отображаемой картинки больше напоминали газеты, то новые девайсы сравнимы скорее с книгами. Обновляться страницы тоже стали быстрее. Пример тому — AirBook City LED.
• E Ink Triton, Triton 2. Теперь эти гаджеты для чтения приобрели краски. Достигнуть этого удалось благодаря цветным фильтрам. Минус в том, что эти фильтры немного понизили контрастность изображения. Самая первая модель на Triton 2 — PocketBook Color Lux.
• E Ink Carta. Ридеры отличаются повышенной контрастностью и высоким разрешением. Достаточно взглянуть на PocketBook Touch Lux 3.
• Mobius. Данная наработка дает производителю возможность создавать дисплеи не из стекла, а из гибкого пластика. Первая модель ридера на основании новой технологии Onyx Boox Max вышла в прошлом году.

Вам интересно, почему электронные книги без подсветки? Благодаря технологии электронных чернил пользоваться ридерами можно даже под прямыми лучами. Поскольку устройство работают на отражаемом свете, то в таких условиях изображение на них не тускнеет. Конечно, при плохом освещении читать менее комфортно. Как и в случае с использованием бумажных книг в такой ситуации придется поискать дополнительные источники света. Или же приобрести ридер с подсветкой — многие модели все-таки снабжены такой функцией.

Влияние на зрение

Один из вопросов, которые ставят перед собой люди, покупающие электронные книги — как влияют на зрение эти гаджеты?

В 2013 году ученые провели ряд исследований, цель которых заключалась в том, чтобы определить степень воздействия на зрение разных видов ридеров. К примеру, они сравнили Kindle Fire HD и Kindle Paperwhite, в результате чего пришли к выводу, что работа с LCD нагружает глаза намного больше, чем использование устройств, работающих на основании E-ink. При этом ученые подчеркнули, что усталость вызывается не только технологией, но и качеством изображения.

Какая электронная книга лучше для глаз? Ответ прост — предпочтение следует отдавать новым моделям, которые имеют повышенную контрастность и лучшее разрешение дисплея. Например, PocketBook Plus 615 или PocketBook Basic 625.

Почему E-ink является лучшим решением для любителей книг, которые заботятся о своем зрении?

• Благодаря этой технологии электронные книги напоминают традиционную бумагу. Другими словами, нагрузка на глаза при их чтении точно такая же как и во время пролистывания книги или журнала. А все потому, что контрастность изображения умеренная, а сам экран не излучает света. Пример — PocketBook 625 Basic Touch2.
• Современные модели ридеров создавались по возможности удобными для пользователей. Речь идет о размерах устройств и формате вывода текста на их экраны. Практически во всех моделях этих гаджетов вы можете шрифт и интервалы, чтобы чтение было комфортным. Другими словами, людям с плохим зрением не придется вглядываться в слишком мелкий текст.
• Поскольку экраны ридеров в своем большинстве не светятся, то выбор подходящего освещения зависит от вас. Ваша задача — организовать его таким образом, чтобы глаза напрягались минимально. Принимайте во внимание как окружающую обстановку, так и особенности вашего зрения.

Итог очевиден. Электронные книги влияют на зрение не более, чем их бумажные аналоги. Конечно, при условии, что вы приобретете качественную модель и не будете на ней экономить. А еще будете во время чтения держать устройство на безопасном расстоянии от глаз. Не лишним, кстати, будет приобрести удобную подставку для “читалки”. Или другие полезные аксессуары.

А вот ЖК-экраны по сравнению с вышеупомянутыми вариантами проигрывают. Ведь они не отражают свет, а являются его источником. В силу своих биологических особенностей человеческие глаза к этому не адаптированы, а потому устают быстро.

Достоинства и недостатки электронных чернил

Рынок электронных книг растет. И число людей, который отдают предпочтение этим гаджетам, тоже увеличивается. Но чтобы сделать окончательный выбор, нужно взвесить все положительные и отрицательные стороны устройств.

Итак, чем хороши ридеры?

1. Их экраны не вызывают усталость глаз. Визуально они похожи на серые листы с нанесенным на них текстом. Без свечения и с умеренной контрастностью. Взгляните хотя бы на PocketBook 614 Basic 3.

2. Еще одна особенность электронных чернил заключается в том, что использующие эту технологию гаджеты экономят энергию. По сути она расходуется только тогда, когда нужно перевернуть страницу. Поэтому ридеры способны работать на одном заряде по несколько недель. Исключение — гаджеты со встроенной подсветкой.

3. В одном ридере можно поместить целую библиотеку, которая будет всегда в свободном доступе для владельца гаджета. Памяти устройств хватает для того, чтобы вместить в них тысячи романов. Например, в AirBook City Base предусмотрено 4 ГБ встроенной памяти.

4. Ридеры снабжены удобным поиском, который поможет найти нужную книгу за считанные секунды. А еще «читалки» дают возможность оставлять заметки и выделять интересные моменты в тексте.

5. Новые модели ридеров способны похвастаться встроенными словарями. Если вы читаете книгу зарубежного автора в оригинале и встретили незнакомое слово, перевести его проще простого — достаточно выделить фрагмент в тексте и нажать клавишу.

6. Современные “читалки” могут выходить в интернет. Например, PocketBook 840 InkPad2. Это означает, что загрузить нужную вам книгу на устройство вы можете в любой момент, где бы вы не находились. А новые выпуски журналов и газет и вовсе будут приходить автоматически.

Что же относится к недостаткам этих устройств?

• Обходятся ридеры недешево. Но в конечном итоге они полностью отбивают свою цену, ведь книги в электронном формате стоят дешевле бумажных, а некоторые и вовсе бесплатны. Тем не менее, первоначально вам все-таки придется потратиться.
• В отличие от бумажных книг их электронные аналоги требуют определенного обслуживания. Они нуждаются в периодической перезагрузке, синхронизации, подзарядке, обновлении программного обеспечения.
• Если ваша читалка будет украдена или разобьется, вы утратите все ее содержимое. И не важно, выберите вы PocketBook 615 или AirBook City Light Touch.

Итак, что же представляют собой электронные ридеры? Это продвинутые альтернативы обычным печатным изданиям. Они удобные, не создают лишнего напряжения для глаз, мало весят, имеют встроенные словари, способны вмещать массу информации.

Созданы ридеры исключительно для чтения книг, а потому полноценной заменой планшетам стать не смогут. Но если вы любите читать и желаете делать это с комфортом, то современная «читалка» — это то, что вам нужно. Вот только при возможности отдавайте предпочтение последним моделям, которые способны предложить более четкое изображение. А еще задумайтесь над тем, какой функционал должен иметь соответствующий гаджет. Возможно, сенсорное управление или встроенная подсветка будут совсем не лишними.

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: