что такое матрица электронной книги

Чем отличаются дисплеи электронных книг от дисплеев смартфонов и планшетов?

В Интернете уже немало копий сломано по поводу того, отличаются ли с точки зрения пользователя экраны электронных книг (изготовленные по технологии E Ink) от экранов планшетов и смартфонов (по технологиям LCD и OLED), или же никакого существенного отличия нет? Свет – он и в Африке свет?!

Пришло время за долгие годы этих споров разобраться в этом вопросе и подвести жирную черту.

Сначала – расшифровка обозначений LCD, OLED и E Ink.
LCD — это Liquid Crystal Display, дисплей на основе жидких кристаллов. У них есть разновидности: TN, IPS, VA и др.

OLED – это дисплей на основе светоизлучающих органических диодов, Organic Light-Emitting Diode. У них тоже есть разновидности: AMOLED и Super AMOLED.

E Ink (Electronic Ink) – это дисплей на основе «электронных чернил» («электронной бумаги»), где изображение формируется микроскопическими частицами пигмента. Собственно, так же оно образуется и на «настоящей» бумаге, только измениться потом не может.

Их разновидности, в основном, обозначают смену их поколений (VizPlex, Pearl, Carta).

Сначала – вкратце несколько слов о технологических особенностях построения изображения на экранах этих типов, что и приводит к разнице для пользователя.

Экраны по технологиям LCD и OLED являются светоизлучающими, хотя делают это они по-разному.

По технологии LCD изображение (в виде пикселей) формируется в слое жидких кристаллов, прозрачность которых меняется под воздействием электрического поля (за счёт поворота оси поляризации жидких кристаллов, упрощенно говоря). Но сам этот слой жидких кристаллов свет не излучает; излучением света занимается лампа подсветки, расположенная позади этого слоя.

В экранах по технологии OLED – наоборот, излучает свет каждый пиксель, поскольку каждый пиксель – это и есть излучающий светодиод.

По технологии E Ink экран не содержит светоизлучающих элементов (подсветка, когда она есть, организуется особым образом, об этом будет рассказано позже); а изображение формируется физическим перемещением частиц пигмента.

Схематично принцип действия экранов E Ink представлен на следующем рисунке:

Что интересно, после снятия приложенного к электродам напряжения, все частицы остаются на своих местах, и изображение никуда не пропадает. Это – характерная особенность дисплеев E Ink – отсутствие потребления энергии при показе статических изображений. Но при смене изображения энергия всё-таки необходима для перемещения частиц.

Теперь рассмотрим микрофотографии этих типов экранов (сделаны с помощью цифрового микроскопа начального уровня, так что «что вышло – то вышло»).

Микрофотография экрана на «электронных чернилах» E Ink:

Некоторая «шероховатость» изображения связана с шероховатой (матовой) поверхностью экрана.

Микрофотография экрана LCD типа TN+Film:

Структура субпикселей – равномерная.

Микрофотография экрана LCD типа IPS:

Заметно наличие внутренней структуры субпикселей и их «косматые» границы.

Микрофотография экрана AMOLED:

Заметна различная форма субпикселей разных цветов (один из вариантов).

На что ещё надо обратить внимание?

На экранах LCD и OLED светящиеся пиксели занимают не всю поверхность экрана (между ними – чёрные промежутки); а на экране E Ink пиксели, формирующие изображение, занимают всю поверхность экрана. И в этом – ещё одно сходство с изображением на бумаге.

Причем, если на экранах LCD или OLED активным окажется только один цвет из трёх цветов субпикселей, то «тёмная» площадь экрана будет ещё в разы больше, чем при белом экране.

Если при этом наблюдать за изображением с такого расстояния, при котором пиксели гарантированно «сливаются» для наблюдателя, то это значения иметь не будет. Но для любителей смотреть с близкого расстояния ситуация будет другой – часть колбочек на сетчатке будет освещена слишком сильно, а другая часть – слишком слабо.

Но, как известно, «за всё надо платить». Более равномерная яркость на экране с «электронной бумагой» достигнута высокой ценой: все они – монохромные (черно-белые, и даже не с «50-ю оттенками серого», а только с 16-ю). Правда, в последнее время делаются попытки выпустить цветные экраны E Ink, но до массовых масштабов производства ещё далеко.

Также сближает E Ink по физическим свойствам с бумагой и матовая поверхность экранов («настоящая» бумага – тоже матовая). Причём она матовая – у всех выпускаемых сейчас экранов E Ink.

Экраны LCD и OLED тоже бывают матовыми, но только у наиболее дорогих планшетов. У смартфонов же, по традиции, делаются глянцевые экраны, в которых хорошо отражаются внешние источники света.

Теперь к вопросу о том, чем хороша похожесть экранов E Ink на бумагу?

Когда мы читаем бумажный документ, то, хотя мы это и не осознаём, работает мгновенная «автоматическая регулировка яркости» носителя. Как только мы вносим бумажный документ в более светлое место, так и он сразу становится светлее. И это – вполне естественно, ведь бумага «работает» на отраженном свете.

Точно также работает и экран на «электронной бумаге» — на отраженном свете.

Таким образом, в обоих случаях яркостно-контрастные параметры носителей мгновенно и оптимально подстраиваются под внешнее световое окружение. В этом и заключается ещё одна их полезность для зрения. Вспомним, что медики крайне не рекомендуют смотреть телевизор в полной темноте: высокие контрастные перепады светового окружения раздражают зрение.

У экранов LCD и OLED тоже бывает автоматическая регулировка яркости (аппаратная, а не естественная), но работает «не так и не сразу».

Из сходства экранов E Ink с бумагой проистекает и ещё одно их уникальное преимущество: чем выше яркость внешнего света, тем изображение на них видно лучше; в то время как для экранов LCD/OLED ситуация диаметрально противоположная. Вдобавок, чтобы что-то разглядеть на экранах LCD/OLED на прямом солнечном свете, приходится ещё и яркость включать на максимум, что быстро разряжает аккумуляторы мобильных устройств.

Очередной позитивный фактор экранов на «электронных чернилах» — «абсолютные» углы обзора (тоже как у бумаги).

У экранов LCD яркость довольно сильно падает при отклонении угла зрения от вертикали (особенно – у экранов типа TN+Film). Правда, экранам OLED в значительной степени удалось эту проблему решить.

Очередная проблема экранов LCD и OLED – мерцающая подсветка. Её существование связано с тем, что регулировка яркости в них осуществляется с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции) с частотой 60-200 Гц (больше – лучше).

Она имеет разную заметность при разных уровнях яркости; максимально-заметной бывает обычно при яркости около 50%.

Обнаружить такой тип подсветки можно давно известным «карандашно-стробоскопическим методом»; то есть, веерообразно размахивая перед экраном карандашом, зажатым между двумя пальцами. У «мерцающих» экранов карандаш образует целый ряд силуэтов; у «немерцающих» они видны только в крайних положениях карандаша (в моменты смены направления движения).

У экранов E Ink нет подсветки — нет и проблемы!

Но, что интересно, хотя уже появились экраны E Ink с подсветкой, такой проблемы у них всё равно нет. Решена она за счет значительного повышения частоты ШИМ.

Техническая организация подсветки у E Ink экранов совершенно другая, чем у экранов LCD (а у OLED нет подсветки как отдельной функциональной части экранов).

У экранов LCD подсветка осуществляется лампой позади слоя, в котором формируется изображение. Но для экранов E Ink такая подсветка не подходит: это всё равно, что читать страницы книги «на просвет».

В связи с этим подсветка для экранов E Ink работает во внешнем слое экрана. Распространяющийся в этом узком слое свет освещает сформированное изображение «скользящим» светом сверху; благодаря чему эта подсветка работает точно так же, как если бы это был внешний свет.

Из-за того, что формирование изображения на них производится путем механического перемещения частиц, быстродействие таких экранов оказывается низким. Для большинства экранов E Ink время полного обновления экрана составляет около 0.45 секунды (из технических данных, до 0.2 секунды в реальных условиях). Кино на таких экранах невозможно посмотреть в принципе, даже чёрно-белое.

Ещё одна проблема, но менее значительная, — так называемые «артефакты изображения», представляющие собой бледные следы на экране от предыдущего изображения. Правда, для текстов эту проблему решить удалось (технология Snow Field); но для «крупногабаритных» изображений (рисунков и другой графики) проблема так и «зависла».

С целью борьбы с артефактами обычно периодически проводится полный «сброс» экрана, т.е. он полностью зачерняется, а уже затем на нём прорисовывается новое изображение. Рекомендуемая обычно частота «сброса» — один раз на 5-10 листаний страниц.

На этом пришла пора подвести итоги («плюсы» и «минусы» E Ink) и определить возможную область применения экранов E Ink.

«Плюсы» экранов E Ink по сравнению с LCD/OLED экранами:

Источник

Экраны электронных книг

Добрый день всем посетителям сайта DNS!

В последнее время многие интересуются таким продуктом как электронная книга, и у нас на сайте появляется много вопросов о том, что такое электронные книги, чем они друг от друга отличаются, в чем отличие экранов E-ink от E-ink Perl, как выбрать, что лучше, и так далее.

Так вот, я хочу в этом посте по максимуму предоставить информацию о типах экранов, о их поколениях, отличиях, в общем, что знаю то расскажу, надеюсь эта информация будет полезной и поможет в выборе книжки.

Итак, Электронные книги.

TFT-экраны также обладают очень малым временем отклика, то есть очень быстрые, во много раз быстрее своих чернильных собратьев. Поэтому они хорошо подходят для веб-серфинга, просмотра видео, игр.

Отдельно стоит отметить, что ЖК-экраны значительно прочнее бумагоподобных. Тем не менее, и им вполне можно нанести повреждения (царапины и потертости),

Многие жалуются, что при длительном чтении с TFT-экранов у них устают глаза. А кто-то говорит, что сколько бы ни сидели за TFT-кногой, все нормально. Так что тут все индивидуально.

А вот такой недостаток TFT-экранов как высокое энергопотребление, к сожалению, абсолютно объективен. Редко какое устройство на экране TFT может проработать больше 7 часов.

Настоящими электронными книгами на мой взгляд могут называться книги на E-ink.

В отличие от цветных жидкокристаллических дисплеев, в которых используется просвет матрицы для формирования изображения, электронная бумага сама отражает свет и за счет этого формирует изображение, как обычная бумага, и может хранить изображение текста и графики в течение достаточно длительного времени, не потребляя при этом электрической энергии и затрачивая её только на изменение изображения, поэтому и энергия в чернильной книге тратится не на время работы, а на количество перелистываний.

На данный момент можно считать что мы имеем поколением 5 поколений экранов, начиная с E-Ink до нынешнего Pearl HD:

Первый экран E-Ink, который появился в моделях Sony Librie (Япония)

Устройство Sony PRS-500, LBook v8 с E-Ink увеличенной контрастности

Устройства Sony PRS-300/505/600/700/900, Kindle 2 и подобные с экраном VizPlex

Устройства с экранами E-Ink Pearl

Устройства iriver Story HD и Gmini MagicBook M6HD с экранами E-Ink Pearl HD.

В таблице более подробно расписано различие типов/поколений:

Самыми популярными чернильными дисплеями являются VizPlex и E-Ink Pearl.

И большинство представленных в DNS моделей идут именно с такими дисплеями.

Далее можно посмотреть чем же отличаются друг от друга столь популярные экраны:

Из таблицы видно, что экраны Pearl не намного опережают по основным свойствам своих предшественников на базе технологии Vizplex. Да, они контрастнее и несколько быстрее перерисовывают картинку. Но по настоящему серьезным отличием является потребляемая экраном Pearl мощность, которая ровно на 50% меньше, чем у Vizplex. Для книги это означает удвоенное время работы без подзарядки, около 2 недель.

В прошлом году появились экраны E-Ink Pearl HD с увеличенным разрешением, такой экран имеет на 65% большее разрешение, в сравнении с экранами, которые до сих пор используют разрешение 800×600

Вот как в увеличении выглядит разница между HD и обычным разрешением:

Так что можно сделать некоторые выводы:

— Прежде чем покупать книгу подумайте, что вы хотите с ней делать, только читать, или еще и фильмы временами посмотреть.

— Определитель насколько вам критично время работы устройства.

Источник

Как выбрать электронную книгу

Люди, не знакомые близко с электронными книгами, склонны их недооценивать – ведь есть же смартфон, с него тоже можно книги читать. У телефона и экран цветной, и под руками он все время – так зачем еще какая-то электронная книга нужна? Если дело в размерах экрана, то лучше уж планшет купить.

Если вы проводите за чтением по часу и больше чуть не каждый день, то электронная книга вам просто необходима.

По сравнению с планшетами и смартфонами, электронные книги намного меньше напрягают глаза. А по сравнению с бумажными книгами, электронные намного экономнее – большинство шедевров литературы давно оцифрованы и доступны в сети абсолютно бесплатно. Цена электронной книги сравнима с ценой десятка-другого бумажных книг, а в память даже самой бюджетной «читалки» их поместится не одна сотня.

Остается только потратить немного времени и разобраться в параметрах современных электронных книг. Чем они отличаются, и как их характеристики влияют на их удобство, возможности и цену.

Устройство экранов E-Ink

Абсолютное большинство экранов для современных электронных книг производится по технологии E-Ink – «электронные чернила». Экран, изготовленный по такой технологии, состоит из капсул, содержащих множество микроскопических черных и белых шариков.

Особенностями таких экранов является то, что они не требуют электроэнергии для поддержания изображения, и то, что контрастность в них создается отраженным светом. Благодаря первой особенности электронные книги держат заряд неделями даже при активном использовании, а вторая особенность позволяет сохранить контрастность и читаемость текста под ярким солнцем и значительно снижает нагрузку на зрение.

Характеристики электронных книг

Диагональ экрана – параметр, больше всего влияющий на цену устройства. Чем диагональ больше, тем выше цена «читалки».

Но если вы предпочитаете крупный шрифт и читаете быстро, лучше выбирайте среди экранов побольше – 8″ или 10″ (размер обычной бумажной книги). Дело в том, что плавность и скорость перерисовки экрана на «читалке»в разы ниже, чем на планшетах и смартфонах. На некоторых электронных книгах «перелистывание» страницы может занимать более секунды – как на бумажной книге. На маленьком экране «листать» придется чаще.

Самые большие экраны «читалок» имеют диагональ до 13″, но пользоваться таким – особенно в стесненных условиях – будет уже не очень удобно, да и цена на такое устройство кусается.

Разрешение экрана определяет четкость букв и отсутствие видимых «зубчиков» на них.

Экраны электронной книги и планшета с одинаковым разрешением при 26-кратном увеличении

Технология производства экранов электронных книг отличается от той, что применяется в экранах планшетов – при одном и том же разрешении изображение на экране электронной книги будет выглядеть четче.

Но и требования к качеству изображения на экране электронной книги выше, поэтому комфортное значение плотности пикселей (количества пикселей на дюйм экрана) у электронных книг даже чуть больше, чем у планшетов – около 170. Впрочем, такую плотность обеспечивают и самые бюджетные модели электронных книг с разрешением 800х600 – даже на самой дешевой «читалке» изображение будет четче, чем на планшете сравнимого класса.

Экраны же дорогих электронных книг обеспечивают запредельную для других гаджетов четкость и плотность пикселей до 300 ppi – чтобы увидеть «зубчики» на таком экране, придется воспользоваться лупой.

Поколение дисплея E-Ink.

Первое поколение дисплеев E-Ink Vizplex имело плотность пикселей 166 ppi при разрешении 800х600 и довольно низкую контрастность (7:1). Но прогресс не стоит на месте, электронные книги с дисплеями первого поколения в продаже сегодня практически не встречаются, а термин E-Ink объединяет несколько схожих технологий:

—E-Ink Pearl – второе поколение «электронных чернил», отличающееся лучшим временем отклика, меньшим энергопотреблением и повышенной контрастностью (10:1). Плотность пикселей осталась такой же, как на первом поколении – 166 ppi.

— E-Ink Triton– цветная модификация технологии E-Ink Pearl, позволяет отображать до 4096 цветов. Высокая цена экранов, изготовленных по этой технологии, привела к тому, что устройства на их основе большого распространения не получили.

— E-Ink Mobius (E-Ink Flex)– разновидность E-Ink Pearl HD с пластиковой, а не стеклянной подложкой. Позволяет устранить один из недостатков стандартных экранов E-Ink – их низкую прочность. Особенно востребованы такие экраны на «читалках» большого размера.

—E-Ink Carta – очередное поколение «электронных чернил», с более высокой контрастностью (15:1) и коэффициентом отражения. Экраны этого поколения начали использовать технологию Regal, позволяющую отказаться от полной перерисовки страниц.

Экраны книг предыдущих поколений при смене страниц сильно мерцают: они сначала полностью закрашиваются черным, потом белым, и лишь потом выводится текст следующей страницы. Такой способ позволяет устранить следы, остающиеся на экранах E-Ink при перерисовке отдельного символа, но с учетом большого времени отклика, процесс смены страницы выглядит довольно раздражающе.

Технология Regal в идеале предполагала устранить появление артефактов при перерисовывании отдельных символов и значительно увеличить скорость «перелистывания». К сожалению, 100% эффекта добиться не удалось, как и отказаться от полной перерисовки страниц.

К сожалению, обе технологии пока небезупречны, полностью избавиться от артефактов и отказаться от полной перерисовки экрана пока не удается ни на одной из них.

Сравнительные тесты показывают чуть большую эффективность технологии SNOW Field, но при этом включение SNOW Field увеличивает время перерисовки и повышает требования к ПО.

Сравнение затрудняется также тем, что эффективность каждой технологии зависит от качества изготовления экрана и может сильно отличаться на двух экземплярах одной и той же модели.

Объем встроенной памяти определяет, сколько книг сможет храниться на самом устройстве. Встроенная память в 4 Гб обеспечит хранение примерно 3000 книг на 200-300 страниц с 1-2 иллюстрациями.

Объем встроенной памяти заметно влияет на цену устройства, поэтому имеет смысл обратить внимание на слот для карты памяти. При его наличии можно не переплачивать за встроенную память устройства, а организовать хранение библиотеки на сменных картах. Выбрав такой вариант, перед покупкой карты уточните максимальный объем карты памяти, поддерживаемый устройством.

Операционная система.

Представленные сегодня в продаже «читалки» работают под управлением одной из двух систем:

— Android. Многие электронные книги под управлением этой системы позволяют установку сторонних программ под Android. На таком устройстве можно поменять стандартную программу для просмотра текстов, установить программы для просмотра специализированных графических форматов, электронных таблиц и т.д. Это расширяет возможности электронной книги, по функциональности приближая её к планшетам, особенно, если у книги есть сенсорный экран.

Впрочем, далеко не всякая программа для Android запустится на электронной книге, и далеко не всякая запустившаяся будет обладать полным функционалом – все же возможности «читалок» и планшетов сильно отличаются.

— Linux (μCOS и другие). Для электронных книг используются адаптированные сборки linux, лишенные многих библиотек, входящих в настольные версии этой системы. Поэтому обычные программы для linux на электронных книгах с большой вероятностью не запустятся.

Основным преимуществом linux является то, что она предъявляет меньшие требования к «железу», и электронные книги под её управлением обычно стоят дешевле. По этой причине раньше linux на электронных книгах встречался чаще. Но падение цен на микропроцессоры и рост их производительности эту разницу практически нивелировали, поэтому «читалок» на Android сегодня уже больше, чем на linux.

Сенсорный дисплей упрощает управление устройством и увеличивает функциональность «читалок» под управлением Android.

Но нельзя забывать о том, что сенсорный экран увеличивает потребление электроэнергии. «Читалка» без сенсорного экрана потребляет энергию только при перелистывании страниц и открытую страницу может отображать теоретически вечно. А сенсорный экран будет потреблять энергию и при статическом изображении, что сократит время работы.

В отличие от планшетов и смартфонов, экраны электронных книг не светятся, поэтому при слабом освещении читать с них не получится. Наличие встроенной подсветки позволит пользоваться электронной книгой и в полной темноте, но следует иметь в виду, что качество подсветки у разных моделей отличается и зачастую далеко от идеального.

Поддержка WiFi у электронной книги позволяет устройству выходить в Интернет и пополнять библиотеку напрямую с сетевых ресурсов. Это функция особенно важна, если компьютера или ноутбука у вас нет. Главное, не забывать выключать WiFi после скачивания книг, иначе время работы «читалки» сократится в разы.

Наличие аудиоплеера означает не только возможность прослушивать музыку, записанную на память устройства – это позволит запускать на «читалке» стороннее ПО, требующее наличия аудиопроцессора. Звук на таких устройствах обычно не отличается высоким качеством, зато расширяет функциональность в том плане, что позволяет прослушивать аудиокниги.

Варианты выбора

При ограниченном бюджете можно приобрести электронную книгу 6” и разрешением 800х600 – даже с минимальным разрешением электронная книга обеспечит четкость на уровне лучших планшетов.

Если у вас нет компьютера или других устройств, с помощью которых можно скачивать книги из Интернета, выбирайте среди моделей с поддержкой WiFi – это позволит скачивать книги напрямую с сетевых библиотек.

Если вам нужна электронная книга с повышенной функциональностью и возможностью установки дополнительных приложений, выбирайте среди устройств с сенсорным экраном под управлением Android.

Если вам часто приходится читать при слабом освещении, озаботьтесь наличием на устройстве встроенной подсветки.

Если вы беспокоитесь за сохранность экрана от механических повреждений, выбирайте модель с чехлом в комплекте.

Если стандартный 6″ экран для вас некомфортен, выбирайте среди электронных книг с большими экранами.

Если вы желаете, чтобы текст на экране «читалки» обладал не меньшей четкостью и контрастностью, чем текст на листе бумаги, выбирайте среди устройств с поколением экрана E-Ink Carta Plus.

Если вы желаете, чтобы устройство позволяло не только читать книги, но и слушать аудиокниги или музыку, выбирайте среди электронных книг с аудиоплеером.

Источник