电子书显示器与智能手机和平板电脑有什么区别?

从用户的角度来看,互联网上已经有很多副本,涉及电子图书的屏幕(使用E Ink技术制造)与平板电脑和智能手机的屏幕(使用LCD和OLED技术)是否存在显着差异? 灯光-非洲也很轻吗?

这些争端已经到了很多年了,以了解这个问题并划清界限。

首先,对LCD,OLED和E Ink符号进行解码。
LCD是液晶显示器,液晶显示器。 它们具有以下几种:TN,IPS,VA等。

OLED是基于发光有机二极管(有机发光二极管)的显示器。 他们也有品种:AMOLED和Super AMOLED。

E Ink(电子墨水)是一种基于“电子墨水”(“电子纸”)的显示器,其中图像由微小的颜料颗粒形成。 实际上,它也是在“真实”纸上形成的,只有这样它才能改变。

它们的品种主要表明其世代发生了变化(VizPlex,Pearl,Carta)。

首先,简要介绍一下在这些类型的屏幕上构造图像的技术特征,这会给用户带来不同。

LCD和OLED屏幕发光,尽管它们以不同的方式发光。

使用LCD技术,在液晶层中形成图像(以像素形式),其透明度在电场的影响下改变(简单地说,是由于液晶偏振轴的旋转)。 但是这层液晶不发光。 位于该层后面的背光产生光。

相反,在OLED屏幕上,每个像素都发光,因为每个像素都是发光LED。

根据E Ink技术,屏幕不包含发光元素(如果有背光,则以特殊方式组织背光,这将在后面进行讨论); 图像是由颜料颗粒的物理运动形成的。

下图显示了电子墨水屏的工作原理:

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有趣的是,在去除施加到电极上的电压后,所有粒子都保留在它们的位置,并且图像在任何地方都不会消失。 这是E Ink显示器的一个特征-显示静态图像时缺乏能源消耗。 但是,当更改图像时,仍然需要能量来移动粒子。

现在,我们将考虑这些类型的屏幕的显微照片(使用入门级数字显微镜制作,以便“所发生的就是所发生的事情”)。

电子墨水E墨水在屏幕上的显微照片:

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图像的某些“粗糙度”与屏幕的粗糙(无光泽)表面有关。

TN +薄膜型LCD显微照片:

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子像素结构是均匀的。

IPS型LCD屏幕的显微照片:

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子像素的内部结构及其“粗糙”边界的存在是显而易见的。

AMOLED屏幕的显微照片:

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值得注意的是具有不同颜色的子像素的不同形式(选项之一)。

您还需要注意什么?

在LCD和OLED屏幕上,发光像素不会占据屏幕的整个表面(它们之间存在黑色间隙)。 在电子墨水屏幕上,构成图像的像素占据了整个屏幕表面。 这是与纸上图像的另一个相似之处。

此外,如果在LCD或OLED屏幕上只有三种颜色的子像素中的一种处于活动状态,则“暗”屏幕区域将比白屏幕大几倍。

如果同时从保证观察者“合并”像素的距离观察图像,那么这将无关紧要。 但是,对于从近距离观看的球迷来说,情况将有所不同-视网膜上的视锥细胞的一部分会被照亮太多,而另一部分则会太弱。

但是,正如您所知,“您必须付出一切。” 使用“电子纸”可以在屏幕上以更高的价格获得更均匀的亮度:它们都是单色的(黑白,甚至没有“ 50种灰度”,而只有16种)。 没错,最近已尝试发布彩色电子墨水屏,但生产规模还远远不够。

同样,电子墨水为纸张和屏幕的粗糙表面(“真实”纸张也是粗糙表面)带来了物理特性。 此外,它是无光泽的-适用于所有当前可用的E Ink屏幕。

LCD和OLED屏幕也很呆板,但仅适用于最昂贵的平板电脑。 传统上,在智能手机中,会制作出光滑的屏幕,其中的外部光源会得到很好的反射。

现在来问一下电子墨水屏幕与纸张的相似性是什么?

当我们阅读纸质文档时,尽管我们不知道这一点,但介质的即时“自动亮度控制”是有效的。 只要将纸质文档放到较浅的地方,它就会立即变轻。 这很自然,因为纸张在反射光下“起作用”。

屏幕在反射光下在“电子纸”上工作的方式相同。

因此,在两种情况下,介质的亮度对比度参数都可以立即最佳地适应外部光环境。 这是它们对视觉的另一有用处。 回想一下,医生不建议您在完全黑暗的环境中看电视:在明亮的环境中高对比度的差异会刺激视力。

LCD和OLED屏幕也具有自动亮度控制(硬件,不是自然的),但是它的工作原理“不是那样,不是马上”。

从电子墨水屏与纸张的相似性来看,还有一个独特的优势:外部光线的亮度越高,它们的图像就越好。 对于LCD / OLED屏幕,情况截然相反。 此外,要在直射的阳光下在LCD / OLED屏幕上看到某些东西,还必须将亮度调到最大,这会使移动设备的电池快速放电。

屏幕在“电子墨水”上的另一个积极因素是“绝对”视角(与纸张相同)。

当视角偏离垂直方向时,LCD屏幕的亮度会降低很多(特别是对于TN +胶片屏幕)。 没错,OLED屏幕已在很大程度上解决了这一问题。

LCD和OLED屏幕的另一个问题是闪烁的背光。 其存在是由于以下事实:它们中的亮度调整是使用PWM(脉冲宽度调制)以60-200 Hz的频率进行的(越多越好)。

在不同的亮度水平下它具有不同的可见性; 通常最大的亮度约为50%。

使用众所周知的“铅笔-频闪法”可以长时间发现这种类型的照明。 也就是说,扇形在屏幕前挥舞着铅笔,夹在两个手指之间。 在闪烁的屏幕上,铅笔形成许多轮廓。 在“不闪烁”状态下,它们仅在铅笔的极端位置(更改移动方向时)可见。

电子墨水屏没有背光-没问题!

但是,有趣的是,尽管背光的E Ink屏幕已经出现,但它们仍然没有这种问题。 通过显着增加PWM的频率可以解决该问题。

E Ink屏幕的背光的技术结构与LCD屏幕的背光技术完全不同(并且OLED没有背光作为屏幕的单独功能部分)。

对于LCD屏幕,背光由在形成​​图像的层后面的灯提供。 但是,这种照明不适用于电子墨水屏:它与将书页“入光”一样。

在这方面,电子墨水屏幕的背光源在屏幕的外层起作用。 在狭窄的层中传播的光线会从上方“移动”光线照亮所形成的图像; 使此背光源完全像外部光一样工作。

现在,亲爱的读者们,让我如此好用的“电子墨水”屏幕的背面涂上阴险而卑鄙的刀刺

由于通过粒子的机械运动在其上形成图像的事实,这种屏幕的速度较低。 对于大多数E墨水屏幕,全屏刷新时间约为0.45秒(根据技术数据,实际情况下最长为0.2秒)。 这样的屏幕上的电影原则上是不可能观看的,即使是黑白的。

另一个问题(但不太重要)是所谓的“图像伪像”,它们是屏幕上先前图像的微弱痕迹。 没错,对于文本来说,这个问题已经解决了(Snow Field技术); 但是对于“大尺寸”图像(图形和其他图形),问题仍然“悬而未决”。

为了与伪影作斗争,通常是周期性地进行屏幕的完全“重置”,即 它完全变黑,然后才在其上绘制新图像。 通常,建议的“重置”频率为每5-10页翻转一次。

现在,该盘点一下(E Ink的“优缺点”),并确定E Ink屏幕的可能范围。

与LCD / OLED屏幕相比 E Ink屏幕的优势

  • 在反射光下工作,在高环境光下(直射阳光下)不会降低图像质量;
  • “绝对”视角;
  • 能耗低(传输静态图像时降至零);
  • 图像像素无间隙地覆盖整个屏幕区域;
  • 屏幕的磨砂涂层,“模糊”光源的反射;
  • 由于PWM背光而没有屏幕闪烁;
  • 在物理水平上与“真实”纸张的光学特性相似。

与LCD / OLED屏幕相比 E Ink屏幕的“缺点”

  • (目前)无法以彩色传输图像(不计算实验样本);
  • 仅能够传输16种灰度亮度的能力;
  • 图像中是否存在伪像(前一张图像的痕迹);
  • 屏幕性能低下。

这是最后一个缺点,对电子墨水屏的可能应用范围具有决定性意义。 仅在不需要快速更改屏幕上图像的情况下才可以使用它们(当然,黑白图像也是允许的):

  • 电子书
  • 电子钟
  • 电子价格标签;
  • 电子公告板和信息标志。

也有尝试将E Ink屏幕集成到手机(耸人听闻的YotaPhone)中,但是这种用法并不广泛。

谢谢大家的关注!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN437544/


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