Já existem muitas cópias na Internet sobre se, do ponto de vista do usuário, as telas dos livros eletrônicos (feitas com a tecnologia E Ink) diferem das telas dos tablets e smartphones (usando as tecnologias LCD e OLED), ou não há diferença significativa? Luz - também é luz na África ?!
Chegou o momento de muitos anos dessas disputas para entender essa questão e traçar uma linha grossa.
Primeiro, a decodificação dos símbolos LCD, OLED e E Ink.
LCD é um monitor de cristal líquido, um monitor de cristal líquido. Eles têm variedades: TN, IPS, VA, etc.
OLED é uma tela baseada em diodos orgânicos emissores de luz, diodo orgânico emissor de luz. Eles também têm variedades: AMOLED e Super AMOLED.
E Tinta (tinta eletrônica) é uma tela baseada em “tinta eletrônica” (“papel eletrônico”), onde a imagem é formada por partículas microscópicas de pigmento. Na verdade, ele também é formado em papel "real", só então não pode mudar.
Suas variedades indicam principalmente uma mudança em suas gerações (VizPlex, Pearl, Carta).
Primeiro, brevemente, algumas palavras sobre os recursos tecnológicos da construção de imagens em telas desses tipos, o que leva a uma diferença para o usuário.
As telas LCD e OLED emitem luz, embora o façam de maneiras diferentes.
Usando a tecnologia LCD, uma imagem (na forma de pixels) é formada em uma camada de cristais líquidos, cuja transparência muda sob a influência de um campo elétrico (devido à rotação do eixo de polarização dos cristais líquidos, em termos simples). Mas essa camada de cristais líquidos não emite luz; a luz é produzida pela luz de fundo localizada atrás dessa camada.
Nas telas OLED, pelo contrário, cada pixel emite luz, pois cada pixel é o LED emissor.
De acordo com a tecnologia E Ink, a tela não contém elementos emissores de luz (a luz de fundo, quando houver uma, é organizada de maneira especial, isso será discutido mais adiante); e a imagem é formada pelo movimento físico das partículas de pigmento.
Esquematicamente, o princípio de operação das telas de tinta E é apresentado na figura a seguir:
Curiosamente, após remover a voltagem aplicada aos eletrodos, todas as partículas permanecem em seus lugares e a imagem não desaparece em lugar algum. Esse é um recurso característico dos displays E Ink - a falta de consumo de energia ao exibir imagens estáticas. Mas, ao alterar a imagem, ainda é necessária energia para mover as partículas.
Agora, consideraremos as microfotografias desses tipos de telas (feitas usando um microscópio digital básico, de modo que “o que aconteceu é o que aconteceu”).
Microfotografia da tela em tinta eletrônica E Ink:
Alguma “rugosidade” da imagem está associada a uma superfície áspera (fosca) da tela.Micrografia LCD tipo TN + Film:
A estrutura do subpixel é uniforme.Microfotografia de uma tela LCD do tipo IPS:
A presença da estrutura interna dos subpixels e suas bordas "desgrenhadas" é perceptível.Micrografia da tela AMOLED:
Notável é a forma diferente de subpixels em cores diferentes (uma das opções).No que mais você precisa prestar atenção?
Nas telas LCD e OLED, os pixels luminosos
não ocupam
toda a superfície da tela (existem espaços em preto entre eles); e na tela E Ink, os pixels que formam a imagem ocupam
toda a superfície da tela. E essa é outra semelhança com a imagem no papel.
Além disso, se nas telas de LCD ou OLED apenas uma cor das três cores dos subpixels estiver ativa, a área "escura" da tela será várias vezes maior do que em uma tela branca.
Se, ao mesmo tempo, você observar a imagem a uma distância na qual os pixels têm a garantia de "mesclar" para o observador, isso não importa. Mas para os fãs assistirem de perto, a situação será diferente - parte dos cones da retina ficará iluminada demais e a outra parte será muito fraca.
Mas, como você sabe, "você tem que pagar por tudo". Um brilho mais uniforme na tela com “papel eletrônico” foi alcançado a um preço alto: todos são monocromáticos (preto e branco e nem mesmo com “50 tons de cinza”, mas apenas com 16). É verdade que recentemente foram feitas tentativas para liberar telas coloridas de tinta E, mas a produção ainda está longe da escala de massa.
Além disso, a tinta E traz propriedades físicas ao papel e à superfície fosca das telas (o papel “real” também é fosco). Além disso, é fosco - para
todas as telas E Ink atualmente disponíveis.
As telas de LCD e OLED também são opacas, mas apenas nos tablets mais caros. Nos smartphones, por tradição, são feitas telas brilhantes nas quais fontes de luz externas são bem refletidas.
Agora, para a pergunta de qual é a semelhança entre as telas E Ink e o papel?
Quando lemos um documento em papel, embora não estejamos cientes disso, o instantâneo "controle automático de brilho" da mídia funciona. Assim que levamos um documento em papel para um local mais leve, ele imediatamente se torna mais leve. E isso é bastante natural, porque o papel "funciona" na luz refletida.
Da mesma forma que a tela funciona em “papel eletrônico” - sob luz refletida.
Assim, em ambos os casos, os parâmetros de contraste de brilho da mídia se ajustam instantaneamente e de maneira ideal ao ambiente de luz externa. Essa é outra utilidade para a visão. Lembre-se de que os médicos não recomendam assistir televisão na escuridão total: diferenças de alto contraste no ambiente luminoso irritam a visão.
As telas de LCD e OLED também têm controle automático de brilho (hardware, não natural), mas funciona "não é assim e não é imediato".
Da semelhança entre as telas E Ink e o papel, há mais uma vantagem única: quanto maior o brilho da luz externa, melhor a imagem nelas; enquanto que para telas de LCD / OLED a situação é diametralmente oposta. Além disso, para ver algo nas telas de LCD / OLED sob luz solar direta, você também precisa ativar o brilho ao máximo, o que descarrega rapidamente as baterias de dispositivos móveis.
Outro fator positivo das telas na “tinta eletrônica” são os ângulos de visão “absolutos” (o mesmo que no papel).
O brilho das telas LCD diminui bastante quando o ângulo de visão se desvia da vertical (especialmente para telas TN + Film). É verdade que as telas OLED conseguiram resolver esse problema em grande parte.
Outro problema com as telas de LCD e OLED é a luz de fundo tremeluzente. Sua existência se deve ao fato de que o ajuste de brilho neles é realizado usando PWM (modulação por largura de pulso) com uma frequência de 60-200 Hz (quanto mais, melhor).
Possui visibilidade diferente em diferentes níveis de brilho; o máximo perceptível é geralmente um brilho de cerca de 50%.
Este tipo de iluminação pode ser descoberto por um longo tempo com o conhecido "método de lápis estroboscópico"; isto é, em forma de leque, acenando com um lápis na frente da tela, imprensado entre dois dedos. Em telas trêmulas, o lápis forma várias silhuetas; em "não tremer", eles são visíveis apenas nas posições extremas do lápis (no momento de mudar a direção do movimento).
E As telas de tinta não têm luz de fundo - não há problema!
Mas, curiosamente, embora as telas E Ink com luz de fundo já tenham aparecido, elas ainda não têm esse problema. É resolvido aumentando significativamente a frequência do PWM.
A organização técnica da luz de fundo das telas do E Ink é completamente diferente da das telas de LCD (e o OLED não possui uma luz de fundo como parte funcional separada das telas).
Para telas de LCD, a luz de fundo é fornecida por uma lâmpada atrás da camada em que a imagem é formada. Mas essa iluminação não é adequada para telas E Ink: é o mesmo que ler as páginas de um livro "na luz".
Nesse sentido, a luz de fundo das telas de tinta E funciona na camada externa da tela. A luz que se propaga nesta camada estreita ilumina a imagem formada com a luz "em movimento" de cima; fazendo com que essa luz de fundo funcione exatamente como se fosse luz externa.
E agora, queridos leitores, permitam-me infligir uma
facada insidiosa e vilã nas costas de tão boas telas com "tinta eletrônica".
Devido ao fato de a formação de imagens nelas ser realizada pelo movimento mecânico de partículas, a velocidade dessas telas é baixa. Para a maioria das telas de tinta E, o tempo de atualização da tela inteira é de cerca de 0,45 segundos (a partir de dados técnicos, até 0,2 segundos em condições reais). O cinema nessas telas é impossível de assistir em princípio, mesmo em preto e branco.
Outro problema, mas menos significativo, são os chamados "artefatos de imagem", que são traços fracos da imagem anterior na tela. É verdade que, para textos, esse problema foi resolvido (tecnologia Snow Field); mas para imagens de "tamanho grande" (desenhos e outros gráficos), o problema ainda está "travado".
Para combater artefatos, uma "restauração" completa da tela geralmente é realizada periodicamente, ou seja, está completamente enegrecido e somente então uma nova imagem é desenhada nela. Normalmente, a frequência recomendada de “reset” é uma vez a cada 5 a 10 páginas viradas.
Nesse momento, é hora de fazer um balanço (os "prós" e "contras" do E Ink) e determinar o possível escopo das telas do E Ink.
Vantagens das telas de tinta E em comparação com as telas de LCD / OLED:
- trabalhe sob luz refletida, sem perda da qualidade da imagem sob alta luz ambiente (até a luz solar direta);
- Ângulos de visão "absolutos";
- baixo consumo de energia (com uma queda para zero ao transmitir imagens estáticas);
- os pixels da imagem cobrem toda a área da tela sem espaços;
- revestimento fosco das telas, reflexões "embaçadas" de fontes de luz;
- falta de tremulação da tela devido à luz de fundo do PWM;
- semelhança nas propriedades ópticas com o papel “real” no nível físico.
Os "contras" das telas de tinta E em comparação com as telas de LCD / OLED:
- a impossibilidade (no momento) de transmitir a imagem em cores (sem contar as amostras experimentais);
- a capacidade de transmitir apenas 16 gradações de brilho na cor cinza;
- a presença de artefatos na imagem (traços da imagem anterior);
- baixo desempenho da tela.
É a última desvantagem que será decisiva para a variedade de aplicações possíveis das telas de tinta E. Eles podem ser usados apenas quando uma mudança rápida da imagem na tela não é necessária (e uma imagem em preto e branco é permitida, é claro):
- e-books
- relógio eletrônico;
- etiquetas de preços eletrônicas;
- quadros de avisos eletrônicos e sinais informativos.
Também houve uma tentativa de integrar a tela do E Ink no telefone (o sensacional YotaPhone), mas esse uso não foi generalizado.
Obrigado a todos pela atenção!