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电子墨水屏为什么要经常闪屏?

来源:互联网 浏览次数: 日期:2018年6月26日 10:15

电子墨水屏的显示原理  

电子墨水屏是由许多电子微胶囊组成,电子微胶囊可以看成一个个胶囊的样子。每一个胶囊(位置6)里面有液体电荷,其中正电荷胶囊染白色,负电荷胶囊染黑色。当我们在一侧(位置8)给予正负电压,带有电荷的液体就会被分别吸引和排斥。

这样,每一个像素点就可以显示白色或者黑色了。


图注:1.表面层 2.透明电极(ITO) 3.胶囊 4.带正点的白色粒子 5.带负电的黑色粒子 6.透明液体 7.下部电极 8.支持层 9.外光 10.白色 11.黑色

    因为电子墨水的刷新是不连续的,每一次刷新完成就可以保持现在的图形,即使拔掉电池也依旧保存。可能会有人问到,拔了电池吸引电子墨水的电压就木有了,那么小球不就回复原状或者进入随机的混沌状态了吗? 答案是因为电子墨水具有双稳态效应(磁滞效应)。下图中,横轴是设备提供的电压大小,纵轴灰度(假定正为最白,负为最黑)。电压加大的过程和减小的过程,给予同样的电压,电子墨水黑白程度是不同的。这样的效应就叫做双稳态效应(磁滞效应)。

    利用这样的效应,我们就可以给一个正电压(从0到B点过程,走下面上升的路线),吸引负电荷,显示正电荷白色给读者,然后断电(从B减少到0,走上面那条回来的路线)。白色得以保持。于是,电子墨水的设备省电就在于如果不需要显示有所变化,屏幕部分消耗电量为0。
注:不变化屏幕设备自己没电是由于电路板的待机消耗以及电池自己的内阻消耗

注2:其他常见的显示器无论屏幕内容是否变化,屏幕部分的耗电量都是持续的,变化不大的。

电子墨水屏的优点与缺点:

 电子墨水屏有易读性、省电、可弯曲等诸多优点,下面主要讲讲易读性和省电两个方面。

阅读体验媲美实体书

我们常常听说电子墨水屏不伤眼睛。理由是什么呢?

首先,电子墨水技术依赖于反射而不是发射的光线。采用了电子墨水技术的显示屏能像普通纸一样反射光线,这可确保文字在任何光照条件下(不反光,强光下也可完美显示)看起来都很自然。

电子墨水屏与液晶显示屏对比:

     其次,无闪烁。传统液晶显示屏由于在不断刷新,所以会有闪烁,尽管肉眼可能无法察觉,但这一现象客观存在,这也是观看屏幕导致用眼疲劳的一大主因。

    而电子墨水屏不是靠不停刷新屏幕的方法来显示的,一旦屏幕刷新后就不再有变化,所以不存在传统液晶显示屏“闪烁”伤眼的问题。

    另外,电子墨水屏的阅读视角可接近180°。全视角阅读能带来了更好的阅读体验。

功耗低,省电

    电子墨水屏只有在翻页等操作时才耗电,不刷新显示内容的时候不耗电。内容刷新以后,会长期停留在屏幕上,阅读的时候电池可以取掉。因此采用这种屏幕的设备将非常省电,像亚马逊的Kindle Paperwhite,续航可达8周。

    以上这些优点源于电子墨水屏工作原理的先天优势,当然,凡事有利有弊。这样的工作原理也使得它有很多应用缺陷。​

刷新率极低,不足以显示动态内容,由于电子墨水屏的工作原理导致其刷新率极低,无法满足动态内容的展示。

受限电子墨水屏刷新率低的特性,在切换页面时会有较明显的延迟。除了阅读,其他应用会非常受限。甚至上网游览都很鸡肋,更不要说刷视频了。全屏反色刷新在视觉上让人不爽, 不少打算购买Kindle的朋友,在体验店操作过后,会因无法忍受翻页时的“闪屏”问题而犹豫不绝。这里视觉上的“闪屏”是指屏幕的全屏反色刷新。为什么每一次变化(如:翻页),或者每隔一段时间就需要有一个全部清场的动作呢?这个问题也是由电子墨水屏幕自身原理造成的,我们再来看看刚刚那个图。

电子墨水屏幕为什么经常要全屏反色刷新?

     我们刚假设电压从0加大然后再减少到0,但是电子墨水的灰度从位置A变到了位置C。那么如果下一次变化,如果我减少电压,也就是顺着上面那条返回路径继续行走,就没有问题。但是如果下一次刷新,我还需要这个像素显示白色,那么这个在C点情况的墨水所遵循的路线就不是这个图形了。电路所驱动的电压对应的灰度将会不准确。导致的结果就是黑色的墨水黑色程度不相同,白色的墨水有的没有完全白下去。就会出现我们所说的鬼影,或者残影。

    于是,为了避免残影的出现,就全部加到最大或者最小电压,把所有的墨水清零,从初始状态从新开始调整,这样所有的墨水小球就可以保持只有两种颜色的均匀显示了。如果能够明白以上的说明,那么对于电子墨水屏幕为什么经常要全屏刷新就好理解了。

     刷新速度慢是E-Ink显示屏的一个“短板”,于是电子墨水产品就出现了局部刷新全局刷新两种不同的刷新模式。局部刷新可以缩短内容变换时的屏幕刷新时间,不过局部刷新在提高刷新速度的同时,则会产生“残影”的问题。简单说,在全局刷新时,显示的内容变换时,E-Ink显示屏以像素为单位,每个像素会经历一个白-黑-白的颜色变化过程,以保持E-Ink屏幕的对比度。

    而在局部刷新时,我们可以简单理解为显示内容的“背景”不变化,,只是形式内容的变化,。采用局部刷新的电子书阅读器在翻页时屏幕的变化比较“平缓”,不像全局刷新,有一个全黑-全白的明显的“闪烁”过程。 局部刷新的速度快,屏幕显示内容变化、切换过程看起来更自然,不过由于E-Ink显示屏“先天”的特点,在若干次局部刷新后,会在屏幕上留下“残影”,这是局部刷新的不足之处。 为了提升刷新速度,同时又解决“残影”问题,于是就有了全局刷新与局部刷新互相配合的刷新模式,这是一种“鱼与熊掌兼得”的解决方案,是一种更成熟的电子墨水产品刷新方式的解决办法。 全局刷新与局部刷新“搭配”,即是可设定刷新模式为全局刷新或是局部刷新,亦或是默认设定为局部刷新,在若干次局部刷新,或是“特定”的内容变化时,会自动进行全局刷新解决局部刷新的“残影”问题。还有可以通过全局刷新功能键主动进行全局刷新的设计。
 

彩色电子墨水屏的前途如何?

    彩色电子墨水屏是由3个电子墨水经过RBG的滤光片形成3原色的子像素,然后经过光的混合,成为1个像素。


如图,3个电子墨水颗粒为一组,通过红绿蓝三原色不同比例的光混合,可以产生我们需要的特定颜色。这样的一组颗粒作为显示器的最小元素认为是一个像素点(如图右侧的点)。

    这样的技术与黑白电子墨水最大的差别在于亮度太低。因为现在需要3个才能组合成1个点,当需要显示为全红的时候,亮度只有1个像素的33%。而电子墨水又是借助环境光来显示的。如此,对环境光的光亮度要求更高。

    我们已经可以看到一些彩色电子墨水屏幕设备,比如汉王的电子书、此前高通发布的智能手表Toq、还有今年刚刚推出的新一代Pebble。

E-Ink官方的资料显示,其璀璨彩色电子纸显示屏能够提供4096种色彩,适合需要显示图表、图形、地图、照片、漫画和广告等各种图像丰富的信息应用中。与 E-Ink 的黑白电子纸产品一样,E-Ink 璀璨彩色电子纸显示屏提供如纸张般的体验,可呈现清晰文本和精细彩色图形,即使阳光直射下也完全可视,更适合具低耗电需求的便携设备。

图片色调看起来比较“小清新”......

新一代的Pebble配备彩色E-Ink屏

结语: 因为舒适的阅读性和低功耗特点,加上Kindle、YotaPhone等的影响力,电子墨水屏已经越来越受到大众的关注。除了电子阅读器、手机第二屏、智能手表这些应用外,你认为电子墨水屏还能在哪些领域获得应用呢?

所属类别: 技术支持

该资讯的关键词为:电子墨水屏 

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