Краткая история электронной бумаги: эволюция и перспективы

Электронные книги постепенно вытесняют бумажные. В России цифровых изданий уже продается на 13% больше ^[1], чем традиционных. По оценкам ^[2] гендиректора библиотеки электронных книг «ЛитРес» Сергея Анурьева, объем рынка электронных книг вырастет в два раза к 2019–2020 году и составит 12–15% от объема коммерческого книжного рынка.

И хотя так называемая электронная бумага только начинает активно распространяться среди любителей «цифровой» литературы, эта технология не является новой — она существует уже более 40 лет. Все началось с черно-белых экземпляров, но сейчас есть цветная и даже гибкая электронная бумага. В статье мы расскажем, как она развивалась, а также о ее перспективах и возможных сферах применения.

^[3]

Gyricon — первая электронная бумага

Первый образец электронной бумаги под названием Gyricon разработала ^[4] компания Xerox в 1974 году в качестве прямой альтернативы ЭЛТ-дисплеям. Они тогда были слишком тусклыми и обладали низкой контрастностью — вплоть до того, что приходилось пользоваться ими в темноте, чтобы хоть что-то видеть. А «экран» Gyricon отлично читался при ярком свете, был гибким и энергоэффективным.

Электронная бумага Gyricon представляла собой тонкий пластиковый лист с капсулами, наполненными маслом. В этих капсулах размещались шарики, полушария которых были выкрашены в разные цвета и имели разный заряд. Когда к подложке прикладывался ток, шарики вращались, образуя двухцветный узор.

В первой версии Gyricon изображение было ^[5] размытым, потому что шарики вращались неравномерно, а также воздействовали друг на друга. Во втором поколении эту проблему удалось решить, но остались другие трудности — низкое разрешение и дороговизна массового производства. Поэтому, когда в начале 2000-х технология вышла на рынок (под маркой SmartPaper), успешно ее использовать удалось только для интерактивных ценников. После этого разработчик заявил, что Gyricon никогда не смогут стать достаточно удобными для потребителей и заменить обычную бумагу.

Развитие E Ink и покупка SiPix

В 1996 году появилась ^[6] технология E Ink. В ней использовали ^[7] шарики-капсулы, которые были наполнены черными и белыми гранулами, плавающими в прозрачной жидкости. В зависимости от прикладываемого заряда, гранулы нужного цвета «всплывали» наверх. Чтобы увеличить четкость картинки, технология позволяла выстраивать на «лицевой» поверхности одного шарика как черные, так и белые гранулы одновременно.

Над технологией работали 8 лет, и только в 2004 году ее впервые использовали в электронном ридере Sony Librie. Девайс оснащался ^[8] 6-дюймовым E Ink дисплеем первого поколения, который отображал 4 оттенка серого. Его разрешение составляло 800x600 точек.

Читалка Sony Librie питалась от четырех AAA-батареек, которых хватало на чтение 10 тыс. страниц. Продолжительное время автономной работы — это до сих пор одно из главных преимуществ технологии, так как энергия в основном расходуется только в момент «прорисовки» изображения. Стоила такая книжка 376 долларов.

C 2004 по 2010 годы электронные книги по большей части оснащались ^[6] электронной бумагой E Ink Vizplex. В первых образцах подложка была серого цвета, картинка долго перерисовывалась. Также наблюдался фантомный эффект — «остатки» предыдущего изображения отображались поверх нового. Однако последние образцы Vizplex были существенно улучшены: серый цвет стал белым, а скорость отрисовки увеличилась.

Помимо Sony, на рынке электронных E Ink-ридеров появились несколько крупных компаний: Amazon, Kobo, Barns & Noble, ONYX. Последняя в 2009 году выпустила первый в мире ридер с сенсорным E Ink-экраном. Это была модель ONYX BOOX 60.

В 2010 году было анонсировано ^[9] второе поколение E Ink — Pearl. Контрастность увеличилась ^[10] с 7:1 до 10:1, а энергопотребление снизилось ^[6] на 50%. Первой читалкой с таким дисплеем стала ^[9] Amazon Kindle DX, а в Россию новое поколение официально пришло ^[11] в 2011 году с ридером ONYX BOOX A61S Hamlet. ONYX стала ^[12] третьей компанией в мире, после Amazon и Sony, начавшей производство устройств с такими экранами.

Экран поколения E Ink Pearl обеспечивал ^[13] большую на 50% четкость изображения и более высокую скорость перерисовки, по сравнению с моделями предыдущего поколения. Дальнейшим развитием технологии E Ink стал рост разрешения и появление экранов Pearl HD. Первой компанией, предложившей устройство с сенсорным дисплеем Pearl HD, снова стала ONYX.

До 2012 года у E Ink был конкурент — технология SiPix. Ее отличие от Gyricon и E Ink состояло в том, что в ячейках с маслом плавали только белые гранулы. Само масло было черным. Из-за этой особенности SiPix уступала E Ink в контрастности — 6:1 против 7:1 в Vizplex и 10:1 в Pearl. При этом сам экран казался ^[7] пользователям скорее серым, чем белым. Но чтобы избежать конкуренции, E Ink выкупила ^[14] SiPix, получив возможность диктовать свои условия на рынке электронной бумаги.

В том же 2012 году вышло революционное устройство NOOK Simple Touch with Glow Light. Особенностью его стала подсветка на базе светопроводящего слоя. Но подсветка была очень неоднородной, что вызывало массу жалоб.

В октябре того же года практически одновременно компании Amazon и ONYX выпустили ридеры с экраном Pearl HD и подсветкой от PVI, отличающейся значительно большей однородностью. Модель Amazon Kindle Paperwhite в США и ONYX BOOX Aurora ^[15] в России стали новой вехой в ридеростроении и ознаменовали гегемонию устройств для чтения с подсветкой.

На фото: ONYX BOOX Aurora ^[15]

Цветная и гибкая электронная бумага

Современные черно-белые ридеры оснащаются дисплеями Carta с увеличенными ^[10] по сравнению с Pearl разрешением (1440x1080 точек) и контрастностью (15:1). Тем не менее E Ink уже создала как гибкие, так и цветные экраны.

Технологию гибких экранов Mobius E Ink выкупила у LG, но широкого применения она пока не получила. Первой электронной книгой с таким экраном была ^[16] 6-дюймовая WEXLER Flex One. Но угол изгиба была незначительным, поэтому особой пользы эта особенность не несла. К тому же в инструкции ^[17] гнуть девайс и вовсе не рекомендовалось. Устройство достаточно быстро сняли с производства.

В 2016-м ONYX выпустила ^[18] электронную книгу ONYX BOOX MAX с 13,3-дюймовым экраном Mobius и разрешением 1200x1600 точек. Но устройство поставлялось в металлическом корпусе и потому совсем не гнулось. Однако гибкость Mobius все-таки оказалась полезной — за счет нее экран был не столь хрупким, как стеклянный, и устойчивым ^[19] к легким ударам.

Позднее появилась ^[20] модель ONYX BOOX MAX Carta, с экраном более высокой контрастности и с разрешением, увеличенным до 1650 x 2200 точек, а также поддержкой функции SNOW Field. Её задача — снижение количества артефактов на экране во время частичной перерисовки. Это снизило частоту «черных морганий» при чтении простых документов.

Что касается цветных E Ink дисплеев, то здесь есть две разновидности: Triton и AСeP. E Ink Triton отображает ^[21] до 4096 цветов за счет RGB-фильтра, нанесенного поверх экрана. Прежние преимущества E Ink сохраняются: энергия все так же затрачивается только при прорисовке картинки. Время обновления монохромных изображений осталось ^[22] прежним — 240 мс, но отрисовка цветного изображения занимает около одной секунды. О том, как работает технология можно узнать в этом видео ^[23].

Первой моделью с таким экраном стала Ectaco JetBook Color. Но популярность E Ink Triton так и не обрел — по крайней мере, пока. Несколько компаний выпустили читалки, которые плохо продавались из-за низкой контрастности и разрешения, а также высокой цены.

Автор блога и главный редактор Good e-Reader Майкл Козловски (Michael Kozlowski) пишет ^[24], что представители компаний, производящих электронные ридеры, не продвигают цветные E Ink-дисплеи из-за высоких ожиданий пользователей. LCD-панели отображают 16 миллионов цветов, и на их фоне E Ink Triton с его 4096 цветами выглядит не лучшим образом.

Что касается E Ink ACeP (Advanced Color ePaper), то эта технология отображает большее количество цветов. В шариках располагаются ^[25] пигменты восьми основных цветов, сочетания которых формируют палитру из 32 тыс. оттенков. На выставке SID 2016 компания E Ink даже показала ^[26] 20-дюймовый дисплей ACeP с разрешением 2500x1600 точек.

Будущее E Ink

Самые четкие E Ink-дисплеи обладают ^[27] плотностью пикселей до 300 ppi, а модели начального уровня — 167 ppi. В будущем стоит ожидать увеличение этого показателя. Совместно с Japan Display E Ink планирует выпустить электронную бумагу с плотностью пикселей 400 и 600 ppi. Разработчики заявляют, что на таких дисплеях можно будет комфортно читать даже текст, написанный 8-м кеглем.

Не стоит забывать и про низкое энергопотребление электронной бумаги. Может быть, кто-то из производителей воспользуется энергоэффективностью E Ink и выпустит читалку с питанием от солнечной энергии. Чехол для электронных книг с солнечной батареей компания Bookeen уже сделала ^[28] в 2016 году, также есть инструкции ^[29] по самостоятельному изготовлению аналогичного чехла.

Стоит ожидать более широкого появления E Ink за пределами электронных книг. У них большой потенциал в рекламе: можно сократить затраты на бумажные ценники, делать многоразовые плакаты. Немецкая компания RoadAds разработала ^[30] E Ink-экраны, устанавливаемые на фуры. E Ink также используют ^[31] для автомобильных брелоков, а японская компания Android Experiments Object представила ^[32] концепт календаря на E Ink, который синхронизируется с календарем Google.

Сейчас E Ink-дисплеями уже оснащаются смартфоны, яркий пример — нашумевший YotaPhone, где электронная бумага располагается сзади, выполняя роль дополнительного дисплея. В сентябре этого года вышло ^[33] третье поколение устройства — у него 5,2-дюймовый экран E Ink Carta II с разрешением HD. А для других смартфонов производители аксессуаров делают ^[34] чехлы с E Ink.

P.S. Наша библиотека с несколькими сотнями обзоров ^[35] электронных книг ONYX BOOX.

Автор: IvanPavlov

Источник ^[36]