Tajemnica e-papieru. Jak działają czytniki e

Tajemnica e-papieru. Jak działają czytniki ebooków?
Czytniki e-booków z tabletami łączy kompaktowy rozmiar i sterowanie
dotykiem. Odróżnia natomiast filozofia działania oraz niezwykła
energooszczędność, którą zawdzięczają ekranom wykonanym z papieru
elektronicznego.
Pierwotnie technologia e-papieru opracowana została w latach 70-tych przez
firmę Xerox. Znana była pod nazwą Gyricon i miała zrewolucjonizować rynek
monitorów komputerowych. Pomysł okazał się ślepą uliczką, więc szybko został
zarzucony. Obecność tej technologii w wyświetlaczach czytników e-booków, to
efekt badań rozwojowych prowadzonych w latach 90-tych w laboratorium MIT
Media Lab, na słynnym Massachusetts Insitute of Technology (MIT).
Pierwszy czytnik e-booków zaprojektowała w 2004 roku firma Sony, a szerszą
popularność urządzenia te zawdzięczają koncernowi Amazon. Polskim akcentem
w branży czytników są inkBOOKi, oferowane przez markę MIDIA, należącą do
wrocławskiej firmy Arta Tech. Stosowane we wszystkich tych urządzeniach
ekrany EPD (Electronic Paper Display) świetnie nadają się do wyświetlania
tekstu. Są matowe, a ich faktura i barwa, przywodzą na myśl skojarzenia z
kartką papieru. Największym producentem ekranów EPD jest założona w 1992
roku firma E Ink.
Bezpieczny dla wzroku i energooszczędny
Co wyróżnia e-papier? Na pewno charakterystyczny, mocno kontrastowy i
wyraźny obraz w 16 odcieniach szarości. Dzięki znakomitym kątom widzenia,
wyświetlany tekst jest zawsze klarowny – niezależnie od tego w jakiej pozycji
trzymamy czytnik e-booków. Technologia EPD nie męczy wzroku i pozwala na
długie, a przy tym bardzo komfortowe czytanie treści elektronicznych. Naukowcy
opracowali również kolorowy e-papier. Jednak ze względu na liczne
technologiczne ograniczenia, nie jest on jeszcze powszechnie wykorzystywany.
Papier elektroniczny w czytniku e-booków jest niezwykle energooszczędny, co
odróżnia go od wyświetlaczy LCD powszechnie stosowanych w innych
urządzeniach mobilnych. Włączony ekran LCD w tablecie wymaga ciągłego
zasilania, ponieważ w trakcie wyświetlania obrazu odświeża się nawet
kilkadziesiąt razy na sekundę. Urządzenie z ekranem EPD działa na zupełnie
innych zasadach. Nie licząc zasilania niezbędnego do obsługi wewnętrznych
procesów, takie urządzenie praktycznie nie pobiera energii. Dlaczego? Ponieważ
podczas wyświetlania statycznego obrazu e-papier nie wymaga odświeżania. Jeśli
otworzymy na czytniku książkę elektroniczną, możemy ją wyświetlać nawet i
przez pół dnia bez większego wpływu na baterię. Dopiero zmiana strony
wymusza odświeżenie ekranu.
Czytając kilkusetstronicową powieść na tablecie, raczej nie obejdziemy się bez
ładowarki. Nim rozładujemy baterię czytnika e-booków, spokojnie przebrniemy
przez kilka takich powieści. Czas pracy urządzenia liczymy nie w godzinach, ale w
tygodniach. Czytanie jest więc dużo bardziej komfortowe.
Tajemnicze mikrokapsułki
Czym jeszcze różni się papier elektroniczny od LCD? Pod mikroskopem
dostrzeglibyśmy w jego strukturze coś, czego nie znajdziemy w żadnym
tabletowym wyświetlaczu. Ekran przykładowego, 6-calowego czytnika e-booków,
takiego jak inkBOOK Classic lub inkBOOK Obsidian, składa się z milionów
mikrokapsułek wypełnionych cząsteczkami białego oraz czarnego pigmentu.
Pigment jest zawieszony w przeźroczystej cieczy. Możemy dla uproszczenia
przyjąć, że jedna taka mikrokapsułka to odpowiednik jednego piksela na ekranie
czytnika.
Mikrokapsułki umieszczone zostały w obwodzie elektrycznym, składającym się z
elektrod sterujących. Zamknięte w nich cząsteczki pigmentu są wrażliwe na pole
elektryczne. Białe są naładowane dodatnio, a czarne ujemnie. Każda zmiana
przyłożonego napięcia w elektrodach powoduje ich ruch, a w efekcie zmianę
koloru mikrokapsułki. Statyczny obraz wyświetlany na ekranie EPD to nic innego,
jak
efekt
„zamrożenia”
aktualnego
układu
cząsteczek
pigmentu
w
mikrokapsułkach. Stąd też niewielki apetyt e-papieru na energię, przekładający
się na długi czas pracy czytników na baterii.
Doświetlenie i dotyk
Dla naszego wzroku bardzo istotne jest to, że papier elektroniczny nie świeci.
Czarny pigment w mikrokapsułkach jest widoczny zarówno w świetle naturalnym,
jak i sztucznym. Ekrany LCD w tabletach muszą świecić, gdyż bez tego w ogóle
nie mogłyby wyświetlać obrazu. Dodatkowo tablety mają ekran chroniony
szklaną taflą, która przy intensywnym świetle słonecznym działa jak lustro.
W ekranach EPD warto zwrócić uwagę na doświetlenie. Znajdziemy je w bardziej
zaawansowanych czytnikach, takich jak: inkBOOK Obsidian, inkBOOK 8, Kindle
Paperwhite czy Kobo Aura. Pozwala ono na komfortowe korzystanie z urządzenia
w pochmurny dzień lub wieczorem, bez konieczności sięgania po lampkę nocną.
Doświetlenie wykorzystuje diody LED świecące na ekran EPD z góry. Takie
rozwiązanie jest przyjazne dla wzroku, gdyż ten rodzaj iluminacji nie razi w oczy.
Doświetlenie w ekranie EPD warto odróżnić od podświetlenia obecnego w
matrycach LCD, gdzie diody są zdecydowanie mocniejsze i zupełnie inaczej
umieszczone.
Co z funkcją dotyku? Większość dostępnych na rynku czytników e-booków
wyposażona jest w ekrany pojemnościowe typu multi-touch. Niektóre z nich, jak
choćby wspomniane już inkBOOKi polskiej marki MIDIA, bazują na popularnym
systemie operacyjnym Android i wykorzystują gesty, które bardzo dobrze znamy
ze smartfonów oraz tabletów. Wspierają również aplikacje mobilne.
Tablety i czytniki e-booków dużo łączy, ale równie dużo dzieli. Czytniki są
urządzeniami mocno wyspecjalizowanymi. Potrafią rewelacyjnie radzić sobie z
książkami, dokumentami, czarno-białymi komiksami i grafikami. Można na nich
również przeglądać strony internetowe oraz komfortowo czytać długie artykuły i
elektroniczne wydania gazet czy magazynów. Niestety, nie oferują możliwości
wygodnego obejrzenia animacji oraz materiałów wideo.
Co jeszcze warto wiedzieć o e-papierze?
Ekrany EPD to nie tylko czytniki e-booków. Dynamiczny rozwój tej technologii
sprawił, że e-papier ma dziś dużo więcej zastosowań. W australijskim Sydney
spotkamy znaki drogowe wyposażone w panele z papieru elektronicznego,
wyświetlają różne istotne dla kierowców komunikaty, informując m.in. o
dostępności miejsc parkingowych w najbliższej okolicy.
E-papier stosowany jest również w plakietkach reklamowych i panelach
sterujących. Jego energooszczędność sprawia, że powstają coraz to ciekawsze
koncepcje jego wykorzystania w przyszłości.
Firma Sony w ubiegłym roku opracowała innowacyjny zegarek Sony FES Watch –
projekt finansowany częściowo w ramach crowdfundingu. W urządzeniu nie tylko
koperta, ale również pasek zostały uzbrojone w e-papierowe wyświetlacze.
Najnowszy pomysł Sony to uniwersalny pilot HUIS, który zamiast przycisków
fizycznych ma dotykowy panel sterujący z e-papieru. Jednym z najciekawszych i
prawdopodobnie najbardziej zwariowanych pomysłów na wykorzystanie papieru
elektronicznego, jest integracja kolorowych, elastycznych ekranów EPD w
obuwiu. Dzięki temu można dowolnie zmieniać kolorystykę butów. Pomysł ten na
poziomie koncepcyjnym realizuje start-up Shiftwear.
E-papier to nieco tajemnicza i często niedoceniana technologia. Zasługuje jednak
na naszą uwagę, ponieważ otwiera przed nami zupełnie nowe możliwości. Nie
tylko w zakresie czytania treści elektronicznych, choć tu zastosowanie e-papieru
jest najbardziej widoczne. Mikrokapsułki z pigmentem mogą stać się dla nas
przepustką do lepszej przyszłości. Takiej, w której będziemy mogli czytać co
tylko chcemy i gdzie tylko chcemy, oszczędzając przy tym energię, i chroniąc
nasze lasy.
Autor: MIDIA, www.my-midia.com
Źródła:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
http://artatech.pl/
http://www.my-midia.com/
http://www.eink.com/technology.html
http://bit.ly/1mZoVTz
https://www.visionect.com/
https://first-flight.sony.com
http://shiftwear.com/
https://en.wikipedia.org