Im Internet gibt es bereits viele Kopien darüber, ob sich die Bildschirme elektronischer Bücher (mit E-Ink-Technologie) aus Sicht des Benutzers von den Bildschirmen von Tablets und Smartphones (mit LCD- und OLED-Technologie) unterscheiden, oder gibt es keinen signifikanten Unterschied? Licht - ist es auch in Afrika hell ?!
Es ist für viele Jahre an der Zeit, diese Streitigkeiten zu verstehen und eine dicke Linie zu ziehen.
Zunächst die Dekodierung der LCD-, OLED- und E-Ink-Symbole.
LCD ist eine Flüssigkristallanzeige, eine Flüssigkristallanzeige. Sie haben Sorten: TN, IPS, VA usw.
OLED ist ein Display, das auf lichtemittierenden organischen Dioden (Organic Light Emitting Diode) basiert. Sie haben auch Sorten: AMOLED und Super AMOLED.
E Ink (Electronic Ink) ist eine Anzeige auf der Basis von „Electronic Ink“ („Electronic Paper“), bei der das Bild von mikroskopisch kleinen Pigmentpartikeln erzeugt wird. Eigentlich wird es auch auf „echtem“ Papier geformt, nur dann kann es sich nicht ändern.
Ihre Sorten weisen hauptsächlich auf einen Generationswechsel hin (VizPlex, Pearl, Carta).
Zunächst ein paar Worte zu den technologischen Merkmalen der Erstellung von Bildern auf Bildschirmen dieser Art, was zu einem Unterschied für den Benutzer führt.
LCD- und OLED-Bildschirme emittieren Licht, obwohl dies auf unterschiedliche Weise geschieht.
Unter Verwendung der LCD-Technologie wird ein Bild (in Form von Pixeln) in einer Schicht aus Flüssigkristallen erzeugt, deren Transparenz sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes ändert (in einfachen Worten aufgrund der Drehung der Polarisationsachse von Flüssigkristallen). Diese Schicht aus Flüssigkristallen emittiert jedoch kein Licht. Licht wird durch die Hintergrundbeleuchtung erzeugt, die sich hinter dieser Schicht befindet.
Auf OLED-Bildschirmen hingegen sendet jedes Pixel Licht aus, da jedes Pixel die emittierende LED ist.
Gemäß der E-Ink-Technologie enthält der Bildschirm keine lichtemittierenden Elemente (die Hintergrundbeleuchtung ist, falls vorhanden, auf besondere Weise organisiert, dies wird später erläutert). und das Bild wird durch die physikalische Bewegung der Pigmentteilchen erzeugt.
Das Funktionsprinzip von E-Ink-Bildschirmen ist schematisch in der folgenden Abbildung dargestellt:
Interessanterweise bleiben nach dem Entfernen der an die Elektroden angelegten Spannung alle Partikel an ihrem Platz und das Bild verschwindet nirgendwo. Dies ist ein charakteristisches Merkmal von E-Ink-Displays - der fehlende Energieverbrauch bei der Anzeige statischer Bilder. Beim Ändern des Bildes wird jedoch immer noch Energie benötigt, um die Partikel zu bewegen.
Jetzt werden wir Mikrofotografien dieser Art von Bildschirmen betrachten (die mit einem digitalen Einstiegsmikroskop erstellt wurden, damit „was passiert ist, ist was passiert“).
Mikrofotografie des Bildschirms in elektronischer Tinte E Tinte:
Eine gewisse „Rauheit“ des Bildes ist mit einer rauen (matten) Oberfläche des Bildschirms verbunden.LCD-Aufnahme vom Typ TN + Film:
Die Subpixelstruktur ist einheitlich.Mikrofotografie eines LCD-Bildschirms vom Typ IPS:
Das Vorhandensein der inneren Struktur von Subpixeln und ihrer „zotteligen“ Grenzen ist spürbar.Mikroskopische Aufnahme des AMOLED-Bildschirms:
Auffällig ist die unterschiedliche Form von Subpixeln in unterschiedlichen Farben (eine der Optionen).Worauf sollten Sie noch achten?
Auf LCD- und OLED-Bildschirmen nehmen leuchtende Pixel
nicht die
gesamte Oberfläche des Bildschirms ein (zwischen ihnen befinden sich schwarze Lücken). und auf dem E-Ink-Bildschirm nehmen die Pixel, die das Bild bilden, die
gesamte Oberfläche des Bildschirms ein. Und dies ist eine weitere Ähnlichkeit mit dem Bild auf Papier.
Wenn auf dem LCD- oder OLED-Bildschirm nur eine Farbe der drei Farben der Subpixel aktiv ist, ist der "dunkle" Bildschirmbereich um ein Vielfaches größer als bei einem weißen Bildschirm.
Wenn Sie gleichzeitig das Bild aus einer Entfernung betrachten, in der die Pixel für den Betrachter garantiert "verschmelzen", spielt dies keine Rolle. Aber für Fans, die aus nächster Nähe zuschauen möchten, wird die Situation anders sein - ein Teil der Zapfen auf der Netzhaut wird zu stark beleuchtet und der andere Teil wird zu schwach sein.
Aber wie Sie wissen, "müssen Sie für alles bezahlen." Eine gleichmäßigere Helligkeit des Bildschirms mit „elektronischem Papier“ wurde zu einem hohen Preis erzielt: Sie sind alle monochrom (schwarz und weiß und nicht einmal mit „50 Graustufen“, sondern nur mit 16). Zwar wurden kürzlich Versuche unternommen, Farb-E-Ink-Bildschirme herauszubringen, aber die Produktion ist noch weit vom Massenmaßstab entfernt.
Außerdem verleiht E-Tinte dem Papier und der matten Oberfläche der Bildschirme physikalische Eigenschaften („echtes“ Papier ist ebenfalls matt). Darüber hinaus ist es matt - für
alle derzeit verfügbaren E-Ink-Bildschirme.
LCD- und OLED-Bildschirme sind ebenfalls langweilig, jedoch nur auf den teuersten Tablets. In Smartphones werden traditionell glänzende Bildschirme hergestellt, auf denen externe Lichtquellen gut reflektiert werden.
Nun zur Frage, wie ähnlich E-Ink-Bildschirme mit Papier sind.
Wenn wir ein Papierdokument lesen, obwohl wir uns dessen nicht bewusst sind, funktioniert die sofortige „automatische Helligkeitssteuerung“ des Mediums. Sobald wir ein Papierdokument an einen helleren Ort bringen, wird es sofort heller. Und das ist ganz natürlich, denn Papier "arbeitet" im reflektierten Licht.
Genauso funktioniert der Bildschirm auf „elektronischem Papier“ - bei reflektiertem Licht.
In beiden Fällen passen sich die Helligkeitskontrastparameter des Mediums sofort und optimal an die externe Lichtumgebung an. Dies ist ein weiterer Nutzen für das Sehen. Denken Sie daran, dass Ärzte nicht empfehlen, bei völliger Dunkelheit fernzusehen: Hohe Kontrastunterschiede in der Lichtumgebung reizen das Sehen.
Die LCD- und OLED-Bildschirme verfügen ebenfalls über eine automatische Helligkeitsregelung (Hardware, nicht natürlich), funktionieren jedoch "nicht so und nicht sofort".
Von der Ähnlichkeit der E-Ink-Bildschirme mit dem Papier gibt es einen weiteren einzigartigen Vorteil: Je höher die Helligkeit des externen Lichts ist, desto besser ist das Bild auf ihnen. Bei LCD / OLED-Bildschirmen ist die Situation genau umgekehrt. Um bei direktem Sonnenlicht etwas auf den LCD / OLED-Bildschirmen zu sehen, müssen Sie außerdem die Helligkeit auf Maximum einstellen, wodurch die Batterien mobiler Geräte schnell entladen werden.
Ein weiterer positiver Faktor bei Bildschirmen mit „elektronischer Tinte“ sind die „absoluten“ Betrachtungswinkel (wie bei Papier).
Die Helligkeit von LCD-Bildschirmen nimmt erheblich ab, wenn der Betrachtungswinkel von der Vertikalen abweicht (insbesondere bei TN + Film-Bildschirmen). Zwar haben OLED-Bildschirme dieses Problem weitgehend gelöst.
Ein weiteres Problem bei LCD- und OLED-Bildschirmen ist die flackernde Hintergrundbeleuchtung. Seine Existenz beruht auf der Tatsache, dass die Helligkeitsanpassung in ihnen unter Verwendung von PWM (Pulsweitenmodulation) mit einer Frequenz von 60-200 Hz (mehr ist besser) durchgeführt wird.
Es hat unterschiedliche Sichtbarkeit bei unterschiedlichen Helligkeitsstufen; Das maximal wahrnehmbare ist normalerweise bei einer Helligkeit von etwa 50%.
Diese Art der Beleuchtung kann mit der bekannten „Bleistift-Blitz-Methode“ lange entdeckt werden; Das heißt, fächerförmig mit einem Bleistift vor dem Bildschirm zwischen zwei Fingern. In flackernden Bildschirmen bildet der Bleistift eine Reihe von Silhouetten; im „nicht flackern“ sind sie nur in den extremen Positionen des Bleistifts sichtbar (im Moment der Änderung der Bewegungsrichtung).
E Tintenbildschirme haben keine Hintergrundbeleuchtung - kein Problem!
Interessanterweise haben bereits beleuchtete E-Ink-Bildschirme bereits ein solches Problem. Es wird gelöst, indem die Frequenz der PWM signifikant erhöht wird.
Die technische Organisation der Hintergrundbeleuchtung von E-Ink-Bildschirmen unterscheidet sich grundlegend von der von LCD-Bildschirmen (und OLED verfügt nicht über eine Hintergrundbeleuchtung als separaten Funktionsteil der Bildschirme).
Bei LCD-Bildschirmen wird die Hintergrundbeleuchtung durch eine Lampe hinter der Schicht bereitgestellt, in der das Bild erzeugt wird. Eine solche Beleuchtung ist jedoch nicht für E-Ink-Bildschirme geeignet: Sie entspricht dem Lesen der Seiten eines Buches „ins Licht“.
In dieser Hinsicht funktioniert die Hintergrundbeleuchtung für E-Ink-Bildschirme in der äußeren Schicht des Bildschirms. Das Licht, das sich in dieser schmalen Schicht ausbreitet, beleuchtet das erzeugte Bild mit "beweglichem" Licht von oben; Damit funktioniert diese Hintergrundbeleuchtung genau so, als wäre es externes Licht.
Und jetzt, liebe Leser, lassen Sie mich einen
heimtückischen und bösartigen Messerstich auf der Rückseite solch guter Bildschirme mit „elektronischer Tinte“ anrichten.
Aufgrund der Tatsache, dass die Bildung von Bildern auf ihnen durch mechanische Bewegung von Partikeln erfolgt, ist die Geschwindigkeit solcher Bildschirme gering. Bei den meisten E-Ink-Bildschirmen beträgt die Aktualisierungszeit im Vollbildmodus etwa 0,45 Sekunden (von technischen Daten bis zu 0,2 Sekunden unter realen Bedingungen). Kino auf solchen Bildschirmen ist grundsätzlich nicht zu sehen, auch nicht in Schwarzweiß.
Ein weiteres Problem, das jedoch weniger bedeutsam ist, sind die sogenannten "Bildartefakte", bei denen es sich um schwache Spuren des vorherigen Bildes auf dem Bildschirm handelt. Für Texte wurde dieses Problem zwar gelöst (Schneefeldtechnologie); Bei „großen“ Bildern (Zeichnungen und anderen Grafiken) blieb das Problem jedoch bestehen.
Um Artefakte zu bekämpfen, wird gewöhnlich periodisch ein vollständiges "Zurücksetzen" des Bildschirms durchgeführt, d.h. es ist vollständig geschwärzt und erst dann wird ein neues Bild darauf gezeichnet. Normalerweise beträgt die empfohlene Häufigkeit des Zurücksetzens einmal pro 5-10 Seiten.
An diesem Punkt ist es Zeit, Bilanz zu ziehen (die „Vor- und Nachteile“ von E-Ink) und den möglichen Umfang von E-Ink-Bildschirmen zu bestimmen.
Vorteile von E-Ink-Bildschirmen gegenüber LCD / OLED-Bildschirmen:
- Arbeiten in reflektiertem Licht, kein Verlust der Bildqualität bei starkem Umgebungslicht (bis zu direktem Sonnenlicht);
- "Absolute" Betrachtungswinkel;
- geringer Energieverbrauch (mit einem Abfall auf Null bei der Übertragung statischer Bilder);
- Bildpixel decken den gesamten Bildschirmbereich ohne Lücken ab;
- matte Beschichtung von Bildschirmen, „unscharfe“ Reflexionen von Lichtquellen;
- fehlendes Bildschirmflimmern aufgrund der PWM-Hintergrundbeleuchtung;
- Ähnlichkeit der optischen Eigenschaften mit „echtem“ Papier auf physikalischer Ebene.
Die "Nachteile" von E-Ink-Bildschirmen im Vergleich zu LCD / OLED-Bildschirmen:
- die Unmöglichkeit (im Moment), das Bild in Farbe zu übertragen (ohne experimentelle Proben);
- die Fähigkeit, nur 16 Helligkeitsstufen grauer Farbe zu übertragen;
- das Vorhandensein von Artefakten im Bild (Spuren des vorherigen Bildes);
- geringe Bildschirmleistung.
Dies ist der letzte Nachteil, der für die Bandbreite möglicher Anwendungen von E-Ink-Bildschirmen entscheidend sein wird. Sie können nur verwendet werden, wenn kein schneller Bildwechsel auf dem Bildschirm erforderlich ist (und ein Schwarzweißbild natürlich zulässig ist):
- E-Books
- elektronische Uhr;
- elektronische Preisschilder;
- elektronische Anschlagtafeln und Hinweisschilder.
Es gab auch einen Versuch, den E-Ink-Bildschirm in das Telefon (das sensationelle YotaPhone) zu integrieren, aber eine solche Verwendung war nicht weit verbreitet.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!