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电子墨水屏诞生20年,离取代纸张还有多远?

刘丢丢 来源:极客公园 2017-10-09
发展了这么多年,电子墨水屏没有成为主流,但也从未离去。

手机、电脑都在不断追求高分辨率和更丰富的色彩显示,但对于屏幕我们一直有着不同的需求。电子墨水屏从诞生起就有省电、护眼的特点,在柔性屏、曲面屏等新技术层出不穷的今天,这种只显示黑白两色的屏幕却一直未被淘汰,反而是在市场中牢牢占据着自己的一块领地。

电子墨水屏最常见的应用是电子书阅读器。凭借接近纸质书的阅读体验,以 Kindle 为代表的电子书成为不少阅读爱好者出门必带的数码设备,以省电、护眼为噱头的各种电子墨水屏设备也开始出现。发展了这么多年,电子墨水屏仿佛还是诞生初的样子,从普通消费者的角度看,它没有成为主流,但也从未离去。

电泳式微囊技术

电子墨水屏技术最早可以追溯到 1996 年,它基于美国麻省理工学院媒体实验室(MIT Media Lab)的一项研究,利用电泳技术(EPD)实现显示,这类屏幕的显示效果十分接近传统纸张,因此也被成为「电子纸」。1997 年,麻省理工学院的教授 Joseph Jacobson 创立 E Ink 公司,开始推动电子纸技术走向商业化,电子墨水技术成为电子纸的主流。

电子墨水与印刷使用的墨水很相似,都是用颜料所制,这也是为什么我们看到电子墨水屏和传统纸张显示效果相似的原因。电子墨水通常会制成薄膜,由大量微囊组成,这些微囊只有人类头发的直径大小。微囊中的黑白小球是带不同电荷的色素颗粒,初始状态下,色素颗粒悬浮在微囊中,当施加一定方向的电场后,相应的色素颗粒被推到顶部,微囊就会显示不同的颜色,而不同颜色的微囊组成了各种文字和图案,这就是电子墨水屏的原理。

省电、护眼、接近纸张体验

电子墨水屏有两个优点:省电、护眼。

电子墨水屏可以在没有电源的情况下持续显示画面,只有画面变化时才需要消耗少量电源,比如 Kindle 在关机状态下也可以显示屏保,只有在翻页时,屏幕才会刷新。这种特性极大地将降低了电源消耗,也是电子书续航长的原因。

传统的 LCD 屏显示原理是利用背光发射,光线需要一直穿过显示屏,直射眼睛。而电子墨水屏无需背光,它是利用环境光打在显示屏上,再折射到眼睛。这种方式模拟了墨水和纸张的特性,环境光越强,显示效果越清晰。由于没有了闪烁,在长时间阅读时眼睛不容易感到疲劳。

电子墨水屏省电、护眼的特点让其成为电子书阅读器的首选,索尼和亚马逊相继推出配备电子墨水屏的阅读器。现在距离第一代 Kindle 发布已经过去了 10 年,电子墨水屏也已经有 20 年历史,从诞生起不少人就对其抱有厚望,认为电子书会革了纸质书的命,但直到今天,电子书从未成为市场主流,电子墨水屏似乎也很少出现明显的变化,技术好像一直没有更大的进步。

刷新率低,不适用于主流设备

电子墨水屏没有获得更多的市场份额,主要是受本身特性限制,其中最大的局限之一就是刷新率低。

相比主流的 LCD 显示屏,电子墨水屏无需不断刷新就可以显示内容,这降低了耗电,也减少了辐射,让阅读体验更接近纸张,不容易造成眼睛疲劳。但这样的特性也让电子墨水屏无法被主流电子设备采用。

不管是手机还是电脑,屏幕需要显示的内容都很丰富,同时还要进行弹出菜单、窗口滚动等操作,电子墨水屏极底的刷新率显然无法满足这样的要求。和 LCD 显示屏相比,电子墨水屏更适用于内容简单、变化较少的文字显示。

从诞生起就有的省电、护眼特性,让电子墨水屏成为电子书阅读器的标配,但也引来应用性单一的质疑,除了 Kindle,电子墨水屏好像并没有其他更合适的应用。

「不止 Kindle」

E Ink 官方在微博中不断强调「不止 Kindle」,似乎也证明了这种焦虑。这些年来,电子墨水屏也开始在其他设备中出现,比如手机。

在 2014 年 APEC 峰会期间,俄罗斯总统普京将一台 YotaPhone 2 作为国礼送给了我国国家主席习近平,这台手机也因此受到很多的关注。YotaPhone 最大的特点就是其背部搭载的电子墨水屏,独特的双面屏设计和「国礼」光环让它成为当年最「亮眼」的手机之一。上个月 Yota 顺势推出第三代手机 YOTA3,它配备了一块 E Ink 电子墨水屏,可以在阅读文字时起到省电、护眼的效果,这块屏幕还能独立运行一些 App。

屏幕是手机的耗电大户,Kindle 与纸质书相近的阅读体验也早就让很多用户眼馋,YotaPhone 的出现让不少人看到新的商机,开始尝试将电子墨水屏与手机结合。趁着 YotaPhone 的热度,华为 P8 在发布时同步推出一款电子墨水屏手机壳。国外也出现了专做电子墨水屏手机壳配件的 InkCase。

不过电子墨水屏与手机的结合更像是在丰富市场话题,远远谈不上技术创新。电子墨水屏只是作为补充,手机屏幕还是以实用性为主。

相比之下,电子墨水屏在手表上的尝试更像是一场革新。手表的显示屏小,成本可控,同时屏幕需要展示的内容少,符合电子墨水屏的定位。在这一领域最亮眼的是 FES Watch。去年,索尼在的 20 周年庆典上宣布,整体用柔性 E-ink 屏 制成的 FES Watch 将在中国限量发售。它的表盘和表带都由一整块柔性 E Ink 屏幕制成,没有断点又非常有设计感。由于只能显示黑白两色,它只有显示时间一个功能。由于 E Ink 屏幕的特殊性,FES Watch 的待机时间理论上可以达到 2 年。

这些应用虽然跳出了电子书阅读器的限制,但仍然是对电子墨水屏原有特性的应用。实际上,电子墨水屏也一直在尝试新的技术,以突破本身的局限。

未来:取代纸、取代印刷

在刚过去的 2017 年智慧显示与触控展览会上,E Ink 展出了彩色电子纸 ACeP。传统的电子墨水屏只能显示黑白两色,而彩色电子纸则是将传统的电泳式微囊技术延伸。黑白颗粒通过电场变化,呈现出灰阶与黑白画面,在此基础上覆盖彩色滤光片,将黑白粒子转换成 RGB 彩色粒子,就可以呈现彩色画面。E Ink 的彩色电子纸显示屏除了提供 16 灰阶的黑白显示效果外,还提供 4096 种色彩。

除了突破颜色限制的彩色电子纸,E Ink 还展示了 84 英寸拼接电子纸展示板、可折叠电子纸、具备手写功能的电子纸笔记本等技术应用。

不管是彩色电子纸还是可折叠电子纸,E Ink 所做的尝试都是在努力跳出传统电子墨水屏的局限,但从一些实际应用中我们也可以看到,电子墨水屏的使命并不是取代普通显示屏,主流电子设备不是它的主战场。关于电子墨水屏未来的应用,应该是在那些需要改变传统显示方式的地方,比如三色电子纸显示屏替代零售商店的商品标签,可以动态改变显示内容,帮助零售商及时改进营销策略。这些以前用传统纸张显示,现在需要灵活显示更多内容的领域,才是电子墨水屏未来的发展方向。

在 2017 的 MWCS 大会上,元太科技(2009 年收购 E Ink)CEO 柯富仁提到:「E Ink 在未来的目标将是取代纸、取代印刷。」

Kindle 已经诞生 10 年,电子墨水屏也出现了 20 年之久,对于一项已经足够「成熟」的技术来说,使命不再是寻找更多的应用场景,而是利用技术创新来创造更多需求。

原标题:电子墨水屏诞生20年,离取代纸张还有多远?

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