Смартфоны и электронные чернила: непростой симбиоз



    Мы много рассказываем об одном из главных преимуществ YotaPhone, втором дисплее на электронных чернилах. Но мы обычно не вдавались в подробности: почему мы выбрали именно эту технологию, какие проблемы и сложности вставали у нас на пути, каковы преимущества и недостатки у дисплеев на электронных чернилах, особенно применительно к смартфонам, — обо всём этом мы хотим рассказать.




    Технология электронных чернил имеет ряд принципиальных отличий от традиционных ЖК-дисплеев. Давайте рассмотрим, в чём они заключаются.

    В жидкокристаллических дисплеях изображение формируется следующим образом: каждый пиксель состоит из трёх субпикселей, красного, синего и зелёного. Позади пиксельной матрицы расположена подсветка. Сами субпиксели представляют собой ячейки, в которых находятся жидкие кристаллы. Под воздействием электричества они меняют конфигурацию, что позволяет регулировать цвет всего пикселя. При отключении электричества жидкие кристаллы возвращаются в некую исходную форму, подсветка выключается и изображение исчезает.



    В «электронной бумаге» жидких кристаллов нет вообще. Вместо них каждый пиксель содержит капсулу с твёрдыми пигментными частицами, а подсветка позади пиксельной матрицы отсутствует. Для формирования изображения используется явление электрофореза: при подаче электричества капсулы поворачиваются той или другой стороной. Для сохранения этого состояния им не требуется энергия, капсулы остаются в том же положении до подачи очередного электрического импульса.





    На подсветку и поддержание состояния пикселей электричество не тратится, лишь на смену изображения. В результате такой дисплей потребляет в разы меньше электричества по сравнению с жидкокристаллическими дисплеями.

    Второе преимущество электронных чернил — прекрасная читаемость при ярком свете, как у обычного печатного текста. Это связано с применением твёрдых частиц для формирования изображения. Но у любой медали две стороны, и при работе в темноте вам понадобится внешняя подсветка. Впрочем, как и в случае с бумажной книгой.



    Главным недостатком электронных чернил является монохромность изображения, наиболее качественные образцы отображают 16 оттенков серого. На сегодняшний день не существует качественной технологии цветных электронных чернил. Наиболее слабые места у имеющихся разработок:

    • Низкая насыщенность цветов, особенно при слабом внешнем освещении.
    • В среднем вдвое меньшее разрешение по сравнению с монохромными дисплеями.

    При выборе технологии для второго дисплея YotaPhone решающим фактором стало очень низкое энергопотребление электронных чернил. А их способность сохранять изображение даже при полностью разряженном аккумуляторе расширяет спектр сценариев использования смартфона. Дисплей на электронных чернилах не нужно выключать для экономии энергии, он работает всегда. Заранее выбрав ту информацию, которую вы хотите получать на втором дисплее, вам не нужно будет даже брать смартфон в руки, чтобы сразу быть в курсе различных напоминаний, обновлений и уведомлений. Достаточно лишь посмотреть на второй дисплей. Подробнее об этом мы писали здесь.



    Трудности внедрения второго дисплея


    Часто спрашивают, почему нельзя сделать второй дисплей того же разрешения, что и первый? Это связано с серьёзными технологическими препятствиями. Например, второй дисплей с разрешением 1280х720 потребует внедрения высокоинтегрированной управляющей микросхемы, которой пока просто не существует. А её разработка потребует много месяцев работы. Но даже если бы она существовала, большое количество выводов и немалый физический размер не позволили бы вписать микросхему в корпус современного удобного смартфона.

    Надо сказать, что управляющая микросхема стала главным источником трудностей при работе над обоими поколениями YotaPhone. Она представляет собой кремниевый массив и её нельзя согнуть, не сломав. Это сильно ограничивает наши возможности по созданию изогнутого корпуса. В частности, корпус YotaPhone второго поколения имеет лишь небольшой изгиб по бокам.

    Второй причиной, препятствующей росту разрешения второго дисплея, является увеличение размеров контактных площадок по периметру матрицы. Такой массив выводов очень трудно скрыть под узким обрамлением.

    Непростой задачей при сборке смартфона стало ламинирование панели со вторым дисплеем, особенно на изгибах: этот процесс требует очень высокой точности. Иначе возможны расклеивания, образование воздушных пузырей, растрескивание и так далее. Ситуация усложняется тем, что YotaPhone второго поколения стал первым смартфоном, использующим изогнутое стекло Gorilla Glass, что дополнительно усложняет процесс сборки.

    Особенности дисплеев на электронных чернилах требуют очень внимательного подхода к разработке интерфейсов. Каждый элемент необходимо создавать с учётом монохромности изображения, отсутствия подсветки и низкой частоты обновления. По тем же причинам нужно оптимизировать вывод на дисплей различной информации — текста, изображений, анимации и видео.

    О втором дисплее во втором поколении YotaPhone



    Осенью этого года выходит YotaPhone нового поколения. Он получит второй дисплей на электронных чернилах с разрешением 960х540. Он будет полностью сенсорным, что не только повысит комфортность работы, но и расширит возможности управления смартфоном при работе с главным дисплеем.

    Некоторые пользователи опасаются, что сенсорная панель ухудшит резкость и контрастность второго дисплея. Несколько лет назад это могло повлиять на качество изображения. Но сегодня сенсорные панели уже достигли такого уровня «незаметности», что практически не оказывают заметного влияния.



    Ещё несколько лет назад на рынке появлялись устройства на электронных чернилах с подсветкой. Мы рассматриваем возможность внедрения подсветки в YotaPhone второго поколения, однако, у этой идеи есть несколько «но»:

    • Высокое энергопотребление. Подсветка существенно уменьшила бы главное преимущество второго дисплея — энергоэкономичность.
    • Трудность качественного монтажа по периметру тонкого изогнутого дисплея.
    • Утолщение собранного дисплейного узла.
    • Повышение стоимости устройства.

    Планы на будущее


    Сейчас ряд производителей работают над созданием цветных дисплеев на электронных чернилах, а также над увеличением скорости обновления изображения. Мы внимательно следим за успехами разработчиков и, безусловно, рассматриваем возможность использования новинок в будущих поколениях наших смартфонов. В частности, мы решили периодически выносить на ваш суд наиболее интересные и перспективные идеи, которые можно внедрить в наши смартфоны. Следите за новыми постами.
    Yota Devices
    43.68
    Company
    Share post

    Comments 58

      +21
      Вы делаете очень интересное устройство и с каждым новым поколениям мне всё чаще хочется посоветовать его друзьям. Мало кто может похвастаться такими инновациями на российском рынке.
        +5
        Спасибо, рады, что вам нравятся результаты наших трудов!
          0
          Ребята, может сделайте телефон наподобие N950?

          image

          Только вместо аппаратной клавиатуры сенсорный e-ink экран, который будет отображать клавиатуру. Должно быть очень удобно — клавиатура сразу на всех языках и в зависимости от предпочтения клиента.

          Я бы сразу два таких купил.

            0
            Например: qwerty клавиатура для набора текста, или гейпад для игр с большими кнопками.
            Причем для каждой игры можно будет отображать свой уникальный гейпад.
        +4
        Почему не Mirasol-дисплей? Что-то затихло на этом фронте :(
          +7
          К сожалению, их технология пока не готова к использованию в смартфонах. Мы регулярно общаемся с Qualcomm, и как только они доведут свой продукт, мы обязательно будем рассматривать его для использования в наших устройствах.
            0
            А что с ней не так?
            Они же уже выпускали читалку на внутреннем рынке… А потом пропали из виду… Я уж начал переживать, что они совсем умерли…
          +9
          Как вы планируете открывать API и принимать приложения для второго экрана? Свой магазин?
            0
            То есть у телефона горила глас с двух сторон?
            +17
            Добрый день.

            Я хотел бы уточнить у вас некоторые вопросы:

            1. Когда можно будет приобрести «Yota Phone 2»?
            2. Сколько будет стоить устройство «Yota Phone 2»?
            3. Удобно ли читать на изогнутом дисплее?
            4. Можно ли будет на данное устройство установить «Ubuntu Phone»?

            Спасибо.
              +5
              А не хотите ли сделать телефон с единственным eInk экраном? Сенсорным и с подсветкой. А вместо второго батарейку покрупнее воткнуть. Это был бы самый долгоживущий на одном заряде андроидофон.
                +3
                Я пробовал пользоваться андроидом на андроидочиталке и понял что всё кроме собственно чтения — годится для поиграться но пользоваться на постоянной основе этим нельзя. Проще сделать e-ink на обычном телефоне, чем переделывать кучу софта под ч/б для android. Да и мощный процессор + много памяти быстро съедят батарейку даже при e-ink.

                Но всё вышенаписанное не значит, что нельзя сделать хороший смартфон с e-ink. Только его надо делать с нуля. Как поступила apple создав iphone когда до этого кругом все плевались от сенсорных wm и казалось что засовывание винды в телефон плохая идея.
                  0
                  Сам не пробовал, но слышал противоположный отзыв: андроид на e-ink работает нормально кроме игр. Графика фильтруется на уровне видюхи — убирается вся анимация. Мощный проц становится ненужным.
                    0
                    Вот да, можно поставить слабыйно энергоэффективный процессор и e-link, удостовериться что хорошо отображаются карты и будет отличное устройство для экстренных ситуаций.
                      0
                      Так придумали уже давно это, но всё никак не выпустят: www.meetearl.com
                        0
                        ∞ DAYS REMAINING
                    –1
                    Может, вообще не e-ink? E-ink выигрывает при редком обновлении экрана, при активной же работе с интерфейсом он будет немало потреблять. Почему бы не сделать ч/б LCD экран высокого разрешения? При хорошей подложке контрастность будет не сильно уступать таковой у e-ink. Во времена раннего WinCE/Pocket встречались КПК с дисплеями, отображающий только оттенки серого, на солнце окошки программ на таких экранах казались напечатанными.
                      +2
                      Лично я до сих пор мечтаю о том, чтобы вместо читалки и смартфона носить с собой только смартфон. Знаю немало людей которые носят с собой именно такую комбинацию электроники — так как любят именно читать.
                        0
                        MemoryLCD, например.
                        +1
                        Многие люди используют телефон в основном как собственно телефон, клиент текстовых сообщений и почты, навигатор, записную книжку. Даже если это последний iPhone или Galaxy. Проще говоря просмотр текста и статических изображений и набор текста.

                        Основной вопрос в скорости реакции e-ink — по опыту общения с Kidle Paperwhite чернила все-таки еще слишком медленные для полноценного набора текста.
                          0
                          навигатор
                          Проще говоря просмотр текста и статических изображений и набор текста.
                          Я, наверное, как-то не так пользуюсь навигаторами.
                            0
                            Так я с самого начала не говорил про всех. И даже про большинство не говорил. И даже про всех своих знакомых не говорил — среди них есть люди которые на телефоне активно смотрят кино и играют в игры.
                              0
                              Нет, я просто не понимаю, как может навигатор показывать статику — это же не бумажные карты. Вы же именно этот список обобщили как «просмотр текста и статических изображений».
                                0
                                Я имел не «неподвижное вообще» а «с низкой частотой обновления и перерисовки».

                                С полностью статичным изображением невозможно и текст набирать — его ведь тоже надо отрисовывать и достаточно быстро, в соответствии со скоростью нажатий на клавиатуру.

                                То есть карта-схема которую можно двигать, увеличивать и выбирать отдельные пункты (набирать нужные названия в поиске) — это одно. Она и черно-белой может быть.

                                Видео или игра — другое. Как-то так.
                                  0
                                  При вводе текста перерисовывается только маленькая часть экрана (электронные чернила это хорошо умеют), а при панорамировании (даже на 1 пиксел) — весь, вот в чём разница. Чем больше на экране статических пикселов, тем лучше. Для наглядности можно представлять e-Ink экран как механическое (перекидное, блинкерное) табло на вокзале, ограничения примерно те же — каждый пиксел, который должен поменять цвет, нужно переключить, и это долго.
                                  Перекидные табло


                                    0
                                    Тем не менее скорость перерисовки для этого нужна на порядок меньшая чем для игр и видео (25-60 кадров в секунду). Тем более что карта может быть векторной и не занимать весь экран растровым изображением — то есть ситуация будет ближе к перелистыванию страницы в электронной книге.

                                    Прогресс в скорости перерисовки есть и хорошо заметен в читалках, по моему опыту общения с последними версиями чернил (Kindle 2013) скорость перерисовки уже подошла к этой грани.

                                    Года 3-4 назад те же страницы перелистывались с заметной задержкой и периодической очисткой артефактов, сейчас практически мгновенною
                                      0
                                      А какая разница, векторная карта или растровая? Всё равно она при движении будет целиком (весь экран) сдвигаться и поворачиваться. Или вы предполагаете использовать в качестве навигатора неподвижную карту с меткой «я где-то здесь» в уголке?
                                      Карта же для навигации не в неполный экран на 3-9" устройствах — это вообще абсурд, как мне кажется.
                                        0
                                        В чем принципиальное отличие от перелистывания страницы заполненной текстом при которой надо перерисовывать сразу все буквы?

                                        Я пытаюсь сказать что на перерисовку карты скорости современных чернил хватит. Ну или они вплотную подошли к этому порогу. И задержка будет достаточно маленькой чтобы не доставлять серьезных неудобств.

                                        Возможно вас ввело в заблуждение слово «навигатор» — я не имел в виду автомобильный навигатор в котором карта перерисовывается постоянно. Скорее просто устройство на котором можно загрузить карту, посмотреть где ты находишься и информацию о окружающей местности.

                                        Хотя возможно скорости хватит и для такого использования — просто карта будет перерисовыватся с задержкой и скоростью в 1-3 кадра в секунду. Но смысла в чернилах для устройства которое находится в автомобиле я не вижу — там и освещение нормальное и источник питания есть.

                                        Чернила нужны либо для чтения либо для использования при ярком освещении на улице как мне кажется.

                                        Любой обычный экран на солнце дает очень плохое качество и жрет кучу энергии для максимальной яркости — и это серьезный недостаток всех современных смартфонов.
                                          0
                                          В чем принципиальное отличие от перелистывания страницы заполненной текстом при которой надо перерисовывать сразу все буквы?
                                          Тем, что страница перелистывается только тогда, когда вы её всю дочитали. То есть, редко, раз в сколько-то секунд/минут. А карта двигается всё время т.к. разрешение экранов с разрешением типографской карты размером хотя бы А6 не сравнимо совершенно, то её приходится масштабировать-панорамировать (aka зумить-скроллить). При анимации — ещё и с обновлением по ..-дцать раз в секунду.
                                            0
                                            При чтении легкого художественного текста страницы перелистываются раз в 1-5 секунд. Любая задержка при этом ОЧЕНЬ сильно раздражает, так что нормальные читалки тратят на перелистывание сильно меньше секунды.

                                            Раз в минуту для читалки в 6 дюймов как-то странно. Такие показатели бывают у сложной технической литературы большого формата с графиками, формулами и примерами кода.

                                            При просмотре карты без анимации прокрутка карты в бок и увеличение происходит конечно чаще, но не на порядок. Сужу опять же по своему опыту использования карт вроде 2ГИС на смартфоне. Иногда даже реже — потому что процесс рассматривания карты, соотнесения с окружающей действительностью может и минуту и больше занимать. Особенно если названия улиц например на финском.


                        0
                        Да! Чтобы работала почта, звонки, протейший браузинг, всякие там твиттеры. И конечно же читалка. Вот такой телефон весьма был бы интересен. А эти два экрана лично мне напоминают телевизор «видеодвойку» и прочие многофункциональные приборы, где функция вроде бы есть, а пользоваться ею неудобно
                          +1
                          Я бы такой тоже купил. Видео не смотрю и не играюсь, а для книжек, календаря, заметок и звонков еИнка вроде должно хватать.
                          0
                          Все же есть в идее смартфона с е-инк экраном какая-то странность, внутренняя недосказанность.

                          Вообще зачем нужен е-инк экран? Во-первых, глазам естественнее, а потому удобнее его читать. Во-вторых, он экономит заряд и работает даже с разрядившимся аккумулятором. Однако, в первом случае такое преимущество важно в первую очередь для долгого, книжного чтения. Но много ли вы прочтете романов с пятидюймового экрана? Да и вообще не для этого он сделан, кто-то конечно читает и с таких экранов, но все же это крайне неудобно и ненормально. А проблема преждевременной разрядки аккумулятора это какая-то временная проблема, в исторической перспективе. Есть ощущение, что уже скоро это неестественное ограничение будет снято, вся логика технологического прогресса говорит об этом. Это как со скоростью интернет-соединения: когда-то мы много переживали о скорости загрузки и объеме выкаченного трафика. Теперь понятно, что это был короткий эпизод в истории технологий.

                          Что вы об этом думаете?
                            +2
                            Когда-то, сама идея телефона с экраном без кнопок вызывала у людей недоумение и ехидные смешки. Ничего, привикли, пользуемся. Сам пересел на такое устройство с кнопочной звонилки, как только качество сенсоров стало вменяемым.

                            Описанный вами момент психологически переносится гораздо легче.
                              +1
                              Простите, о каком психологическом моменте вы говорите? К чему я должен привыкнуть? Я ни о чем таком не писал. Я ничего не понял из вашего камента.
                              +1
                              Но много ли вы прочтете романов с пятидюймового экрана? Да и вообще не для этого он сделан, кто-то конечно читает и с таких экранов, но все же это крайне неудобно и ненормально.


                              А в чем принципиальная проблема с пятидюймовым экраном? В конце концов уже есть смартфоны с шестидюмовыми, пусть делают тогда их на чернилах.

                              Почти все считалки сейчас с шестидюймовыми экранами и любое количество романов читается с них просто превосходно. Но есть и пятидюймовые читалки, к сожалению в основном от китайцев, сильно уступающих устройствам класса Kindle.
                                0
                                Размер е-инк экрана йотафона 4,7, включая свернутые набок края. Знаете, я видел как в метро читали книжку с какой-то нокии, досмартфоновской. Можно, конечно, и так, но вообще говоря это неудобно. Шесть киндловских дюймов достаточно, меньше — уже мало. Такая вот тонкая грань. Поэтому шестидюймовый киндл есть, а другого нет. Можете себе представить, сколько амазон исследовал этот вопрос, когда искал оптимальный формат для киндла?
                                  +3
                                  Ну, знаете, у моей мамы PocketBook 360 с 5" экраном, например, и её всё устраивает. Так что насчёт 6" «и не меньше» — это только ваше субъективное мнение.
                                    –2
                                    ОК, кого-то и нокия как читалка устраивает.
                                      +3
                                      Я перечитал кучу книжек с Siemens'а C65, у которого экранчик STN 130*130 пикселей и размером ровно 1.5" :) И ничего. Только глаза уставали от слишком долгого чтения.
                                      Просто человек — это такое уникальное создание, он привыкает ко всему. Если e-ink якобы слишком маленький — ну можно сделать покрупнее шрифт и соответственно немного чаще перелистывать страницу. Всё равно это удобнее, чем носить с собой лишний девайс.
                                        +1
                                        Точнее говоря глаза у всех разные.
                                +1
                                Выглядит хорошо, но из-за такого специфического железа будет вечно устаревший Андроид…
                                  +4
                                  Вторая генерация Йотафона очень няшная. Теперь буду хотеть.
                                    +4
                                    Сильно не хватает поддержки карт памяти.
                                      +1
                                      Что только не придумают, лишь бы аккумулятор нормальный не ставить…
                                      7000мАч-батарея даст смартфону куда больше, чем любые электронные чернила, да и конструктивно впихнуть её проще. Как пример, P780 в режиме «простой звонилки» две недели без подзарядки выдерживает, а в качестве видеопроигрывателя держится 8 часов, и это безо всякого E-Ink и связанных с ним сложностей.
                                        +1
                                        Есть подозрение что для большинства покупателей важнее внешний вид и мощность. Под большинством я имею в виду не тех, кто пишет в интернете, а тех кто тратит деньги в магазинах.

                                        Рекорды продаж бьют именно телефоны с маленькими батареями.
                                        0
                                        Мы рассматриваем возможность внедрения подсветки в YotaPhone второго поколения, однако, у этой идеи есть несколько «но»:


                                        Можно же сделать 2 версии, по аналогии с 5-м айфоном: подешевле без подсветки, и подороже с подсветкой и, скажем, с усиленным аккумулятором (и немного увеличенной толщиной соответственно). Каждый купит то, что ему нужно. Второе поколение, как я понимаю, практически готово, но в третьем такое разделение будет уместно.

                                        И ещё раз хотел бы написать то, что писал уже не раз. Почему бы не предусмотреть режим, когда работает только e-ink под управлением отдельного слабенького чипа на J2ME, и опционально подключается флеш-память, GSM/3G модуль и прочее? При этом основной процессор, цветной экран, видеочип, почти вся оперативка обесточены и соответственно андроид не работает. В таком режиме телефон мог бы быть читалкой, звонилкой, mp3-плеером и даже навигатором, и жил бы без подзарядки месяцами. А хотим посмотреть кино или поиграть в игры — включаем основной экран, подаём питание на оперативку, проц и видео, загружаем андроид и вот у нас нормальный андроид.
                                          +1
                                          Добавлю, если телефон сделать с плоской задней стороной (как, скажем, в телефонах известной всем фруктовой компании), то с обратной стороны получилась бы полноценная сторона с ч/б экраном без изогнутостей. Так же, теоретически, можно на боковую грань добавить физический переключатель дисплеев, который бы отключал основной TFT дисплей для экономии. Многие мои знакомые включая меня в свое время прочли множество книг с экрана Нокии 2,5-3" и ничего, а тут если будет 4-5" Eink экрана с кнопками для листания и отключаемой подсветкой, так вообще красота.
                                            0
                                            Вот тоже начал думать за рациональность, и пришло 2 мысли.
                                            Первая — убрать вообще цветной дисплей, а для например фото оставить что-то типа видоискателя как зеркалках, в котором видно все в цвете.
                                            Вторая мысль похоже на вашу, единственно не совсем владею знаниями за технологии дисплеев — Расположить 2 экрана E-Ink и некий цветной друг над другом (это надо экспериментировать, явно).
                                            Тут в зависимости от дисплеев — если цветной может быть прозрачным — то поверх E-ink, чтобы мог дополнять цветность.
                                            Если нет, и в обычном состоянии он черный — то позади — вот еще и решение вопроса подсветки.
                                            Единственно по технологии понял, что E-ink не пропустит цвет позади себя.
                                            Тогда во время эксплуатации если не нужен цвет — отключил цветной дисплей.
                                              0
                                              Если нет, и в обычном состоянии он черный — то позади — вот еще и решение вопроса подсветки.
                                              Единственно по технологии понял, что E-ink не пропустит цвет позади себя.
                                              Вот именно так. Цветные в выключенном состоянии — чёрные, а e-ink непрозрачен.
                                          0
                                          Поддержу предложение с чисто eInk экраном и опциональной подсветкой.
                                            –2
                                            Идеальный телефон — с eInk экраном и под Ubuntu ^)
                                            –1
                                            … ячейки, в которых находится по одному жидкому кристаллу
                                            Н-да… C таким бредом я еще не сталкивался. Ну не измеряется жидкий кристалл в штуках, никак не измеряется.
                                              –1
                                              … при подаче электричества капсулы поворачиваются той или другой стороной
                                              Если уж занимаетесь копипастом с википедии, то копируйте то, что относится к современным технологиям, а не к первым экспериментальным образцам 70-х годов.
                                                +1
                                                Почему бы не сделать телефон только с экраном E-inc, без обычного. Я не смотрю видео на телефоне и с удовольствием купил бы такой телефон. И микросхема, с которой у вас проблемы, только одна бы понадобилась.
                                                  –2
                                                  Сделайте легкий, прочный и нескользкий, без хрупких внешних деталей, смартфон с единственным большим экраном на электронных чернилах, и я его куплю (сейчас samsung note 3). Наверное, подойдет цельнополикарбонатовый, ультразвуком сваренный, неразборный корпус.
                                                  Короче, за работу.
                                                  А скользкий хрупкий кирпичик с двумя экранами оставьте себе.
                                                    0
                                                    Как владелец Note 2 присоединяюсь.

                                                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.