Il existe déjà de nombreuses copies cassées sur Internet pour savoir si, du point de vue de l'utilisateur, les écrans des livres électroniques (réalisés à l'aide de la technologie E Ink) diffèrent des écrans des tablettes et des smartphones (utilisant les technologies LCD et OLED), ou n'y a-t-il pas de différence significative? La lumière - est-ce aussi la lumière en Afrique?!
Le temps est venu depuis de nombreuses années de ces différends de comprendre cette question et de tracer une ligne épaisse.
Tout d'abord, le décodage des symboles LCD, OLED et E Ink.
LCD est un écran à cristaux liquides, un écran à cristaux liquides. Ils ont des variétés: TN, IPS, VA, etc.
OLED est un écran basé sur des diodes organiques électroluminescentes, diode électroluminescente organique. Ils ont également des variétés: AMOLED et Super AMOLED.
L'E Ink (Electronic Ink) est un affichage basé sur «l'encre électronique» («papier électronique»), où l'image est formée de particules microscopiques de pigment. En fait, il est également formé sur du «vrai» papier, alors seulement il ne peut pas changer.
Leurs variétés indiquent principalement un changement de génération (VizPlex, Pearl, Carta).
Tout d'abord, brièvement quelques mots sur les caractéristiques technologiques de la construction d'images sur des écrans de ce type, ce qui entraîne une différence pour l'utilisateur.
Les écrans LCD et OLED émettent de la lumière, bien qu'ils le fassent de différentes manières.
Grâce à la technologie LCD, une image (sous forme de pixels) se forme dans une couche de cristaux liquides dont la transparence change sous l'influence d'un champ électrique (dû à la rotation de l'axe de polarisation des cristaux liquides, en termes simples). Mais cette couche de cristaux liquides n'émet pas de lumière; la lumière est produite par le rétroéclairage situé derrière cette couche.
Sur les écrans OLED, au contraire, chaque pixel émet de la lumière, car chaque pixel est la LED émettrice.
Selon la technologie E Ink, l'écran ne contient pas d'éléments électroluminescents (le rétro-éclairage, lorsqu'il y en a un, est organisé d'une manière spéciale, cela sera discuté plus tard); et l'image est formée par le mouvement physique des particules de pigment.
Schématiquement, le principe de fonctionnement des écrans E Ink est présenté dans la figure suivante:
Fait intéressant, après avoir supprimé la tension appliquée aux électrodes, toutes les particules restent à leur place et l'image ne disparaît nulle part. Il s'agit d'une caractéristique des écrans E Ink - le manque de consommation d'énergie lors de l'affichage d'images statiques. Mais lors du changement d'image, de l'énergie est encore nécessaire pour déplacer les particules.
Nous allons maintenant considérer les microphotographies de ces types d'écrans (réalisées à l'aide d'un microscope numérique d'entrée de gamme, de sorte que «ce qui s'est passé est ce qui s'est passé»).
Microphotographie de l'écran à l'encre électronique E Encre:
Une certaine «rugosité» de l'image est associée à une surface rugueuse (mate) de l'écran.Micrographie LCD TN + type de film:
La structure des sous-pixels est uniforme.Microphotographie d'un écran LCD de type IPS:
La présence de la structure interne des sous-pixels et de leurs bordures "hirsutes" est perceptible.Micrographie de l'écran AMOLED:
Remarquable est la forme différente de sous-pixels dans différentes couleurs (l'une des options).À quoi d'autre devez-vous faire attention?
Sur les écrans LCD et OLED, les pixels lumineux n'occupent
pas toute la surface de l'écran (il y a des espaces noirs entre eux); et sur l'écran E Ink, les pixels qui forment l'image occupent
toute la surface de l'écran. Et c'est une autre similitude avec l'image sur papier.
De plus, si sur les écrans LCD ou OLED une seule couleur parmi les trois couleurs des sous-pixels est active, la zone d'écran «sombre» sera plusieurs fois plus grande qu'avec un écran blanc.
Si en même temps vous observez l'image à une distance à laquelle les pixels sont garantis de «fusionner» pour l'observateur, alors cela n'aura pas d'importance. Mais pour les fans à regarder de près, la situation sera différente - une partie des cônes sur la rétine sera trop éclairée et l'autre partie sera trop faible.
Mais, comme vous le savez, "vous devez tout payer". Une luminosité plus uniforme sur l'écran avec du «papier électronique» a été obtenue à un prix élevé: ils sont tous monochromes (noir et blanc, et même pas avec «50 nuances de gris», mais seulement avec 16). Certes, récemment, des tentatives ont été faites pour libérer des écrans couleur E Ink, mais la production est encore loin d'être à grande échelle.
De plus, E Ink apporte des propriétés physiques au papier et à la surface mate des écrans (le «vrai» papier est également mat). De plus, il est mat - pour
tous les écrans E Ink actuellement disponibles.
Les écrans LCD et OLED sont également ternes, mais uniquement sur les tablettes les plus chères. Dans les smartphones, par tradition, des écrans brillants sont fabriqués dans lesquels les sources de lumière externes sont bien réfléchies.
Maintenant, à la question de savoir quelle est la similitude des écrans E Ink avec le papier?
Lorsque nous lisons un document papier, bien que nous n'en soyons pas conscients, le «contrôle automatique de la luminosité» instantané du médium fonctionne. Dès que nous apportons un document papier dans un endroit plus clair, il devient immédiatement plus léger. Et c'est assez naturel, car le papier "fonctionne" en lumière réfléchie.
De la même manière que l'écran fonctionne sur du «papier électronique» - en lumière réfléchie.
Ainsi, dans les deux cas, les paramètres de contraste de luminosité du support s'adaptent instantanément et de manière optimale à l'environnement lumineux externe. C'est une autre de leur utilité pour la vision. Rappelez-vous que les médecins ne recommandent pas de regarder la télévision dans l'obscurité totale: les différences de contraste élevées dans l'environnement lumineux irritent la vision.
Les écrans LCD et OLED ont également un contrôle automatique de la luminosité (matériel, pas naturel), mais cela fonctionne "pas comme ça et pas tout de suite".
De la similitude des écrans E Ink au papier, il y a un autre avantage unique: plus la luminosité de la lumière externe est élevée, meilleure est l'image sur eux; tandis que pour les écrans LCD / OLED, la situation est diamétralement opposée. De plus, pour voir quelque chose sur les écrans LCD / OLED en plein soleil, vous devez également activer la luminosité au maximum, ce qui décharge rapidement les batteries des appareils mobiles.
Un autre facteur positif des écrans sur «encre électronique» est l'angle de vue «absolu» (le même que pour le papier).
La luminosité des écrans LCD diminue considérablement lorsque l'angle de vision s'écarte de la verticale (en particulier pour les écrans TN + Film). Certes, les écrans OLED ont largement réussi à résoudre ce problème.
Un autre problème avec les écrans LCD et OLED est le rétro-éclairage vacillant. Son existence est due au fait que le réglage de la luminosité est effectué en utilisant PWM (modulation de largeur d'impulsion) avec une fréquence de 60-200 Hz (plus c'est mieux).
Il a une visibilité différente à différents niveaux de luminosité; le maximum perceptible est généralement à une luminosité d'environ 50%.
Ce type d'éclairage peut être découvert depuis longtemps avec la fameuse «méthode crayon-stroboscopique»; c'est-à-dire en forme d'éventail en agitant un crayon devant l'écran, pris en sandwich entre deux doigts. Dans les écrans vacillants, le crayon forme un certain nombre de silhouettes; en «non scintillement», ils ne sont visibles que dans les positions extrêmes du crayon (au moment de changer la direction du mouvement).
E Les écrans à encre n'ont pas de rétro-éclairage - pas de problème!
Mais, fait intéressant, bien que des écrans E Ink rétro-éclairés soient déjà apparus, ils n'ont toujours pas un tel problème. Il est résolu en augmentant considérablement la fréquence du PWM.
L'organisation technique du rétroéclairage des écrans E Ink est complètement différente de celle des écrans LCD (et OLED n'a pas de rétroéclairage en tant que partie fonctionnelle distincte des écrans).
Pour les écrans LCD, le rétro-éclairage est assuré par une lampe derrière la couche dans laquelle l'image est formée. Mais un tel éclairage ne convient pas aux écrans E Ink: c'est la même chose que de lire les pages d'un livre «dans la lumière».
À cet égard, le rétroéclairage des écrans E Ink fonctionne dans la couche externe de l'écran. La lumière se propageant dans cette couche étroite illumine l'image formée avec une lumière «en mouvement» par le haut; faire fonctionner ce rétro-éclairage exactement comme s'il s'agissait d'une lumière externe.
Et maintenant, chers lecteurs, permettez-moi d'infliger un
coup de couteau insidieux et crapuleux à l'arrière de ces bons écrans sur de «l'encre électronique».
Du fait que la formation d'images sur celles-ci s'effectue par mouvement mécanique des particules, la vitesse de tels écrans est faible. Pour la plupart des écrans E Ink, le temps de rafraîchissement plein écran est d'environ 0,45 seconde (à partir des données techniques, jusqu'à 0,2 seconde en conditions réelles). Le cinéma sur de tels écrans est impossible à regarder en principe, même en noir et blanc.
Un autre problème, mais moins important, est ce que l'on appelle les «artefacts d'image», qui sont de faibles traces de l'image précédente à l'écran. Certes, pour les textes, ce problème a été résolu (technologie Snow Field); mais pour les images «de grande taille» (dessins et autres graphiques), le problème restait «bloqué».
Afin de combattre les artefacts, une «réinitialisation» complète de l'écran est généralement effectuée périodiquement, c'est-à-dire il est complètement noirci, et seulement alors une nouvelle image est dessinée dessus. Habituellement, la fréquence de «réinitialisation» recommandée est une fois par tour de 5 à 10 pages.
À ce stade, il est temps de faire le point (les «avantages» et les «inconvénients» de E Ink) et de déterminer la portée possible des écrans E Ink.
Avantages des écrans E Ink par rapport aux écrans LCD / OLED:
- travailler en lumière réfléchie, pas de perte de qualité d'image dans une lumière ambiante élevée (jusqu'à la lumière directe du soleil);
- Angles de vision "absolus";
- faible consommation d'énergie (avec une chute à zéro lors de la transmission d'images statiques);
- les pixels de l'image couvrent toute la zone de l'écran sans espaces;
- revêtement mat des écrans, reflets «flous» des sources lumineuses;
- manque de scintillement d'écran dû au rétroéclairage PWM;
- similitude des propriétés optiques avec le papier «réel» au niveau physique.
Les "inconvénients" des écrans E Ink par rapport aux écrans LCD / OLED:
- l'impossibilité (pour le moment) de transmettre l'image en couleur (sans compter les échantillons expérimentaux);
- la capacité de transmettre seulement 16 gradations de luminosité de couleur grise;
- la présence d'artefacts dans l'image (traces de l'image précédente);
- faible performance d'écran.
C'est le dernier inconvénient qui sera déterminant pour la gamme d'applications possibles des écrans E Ink. Ils ne peuvent être utilisés que si un changement rapide de l'image à l'écran n'est pas nécessaire (et une image en noir et blanc est autorisée, bien sûr):
- livres électroniques
- horloge électronique;
- étiquettes de prix électroniques;
- tableaux d'affichage électroniques et panneaux d'information.
Il y avait aussi une tentative d'intégrer l'écran E Ink dans le téléphone (le sensationnel YotaPhone), mais une telle utilisation n'était pas répandue.
Merci à tous pour votre attention!