Całymi dniami wpatrujemy się w ekrany. Panele LCD, wyświetlacze LED i plazmowe – nawet o nich nie myślimy. A co z papierem? Papier to najstarsza technologia wyświetlania informacji. Wynaleziony w Chinach około 105 r. n.e. zmienił nie tylko sposób zapisywania informacji; zdemokratyzował wiedzę. Przed pojawieniem się papieru książki były jedwabnymi zwojami. Kochani. Ciężki. Dostępne tylko dla bogatych. Umiejętność czytania i pisania pozostała umiejętnością niszową.
Obecnie zużywamy około 280 milionów ton papieru rocznie. Odpowiada to 56 bilionom arkuszy standardowego powlekanego papieru biurowego formatu Letter. Spróbuj przeżyć jeden taki dzień. Nie odniesiesz sukcesu.
Papier nadal bije laptop pod względem przenośności. To kosztuje ani grosza. Nie wymaga prądu. Ale są też wady. Nie można edytować drukowanego tekstu. Nie możesz nosić w kieszeni 10 książek. Naukowcy w końcu wypełnili tę lukę za pomocą elektronicznego telefonu komórkowego – technologii, która obiecuje zastąpić strony statyczne cyfrową elastycznością.
Зміст
Jak działa elektroniczny telefon komórkowy
Głównym problemem papieru jest jego trwałość. Kiedy atrament wchodzi w kontakt z włóknami, pozostają one na swoim miejscu. Elektroniczny tłum odwraca tę zasadę. Wykorzystuje mikrokapsułki wypełnione naładowanymi cząsteczkami zawieszonymi w cieczy. Po przyłożeniu pola elektrycznego cząstki poruszają się. Białe cząsteczki unoszą się. Czarni schodzą na dół. Otrzymujesz wyraźny tekst. Czytelny tekst. Tekst, który można zmienić.
To już nie jest fantastyka naukowa. Istnieje w e-bookach. Jest na półkach.
“Papier nie wymaga zewnętrznego źródła zasilania. Istnieją jednak pewne ograniczenia. Wydrukowanych na papierze słów nie można zmieniać.”
Dlaczego jest to ważne dla zwykłych użytkowników?
Fizyka mikrokapsułek może nie być dla Ciebie ważna. Ważne jest, aby nosić ze sobą swoją bibliotekę. Wyobraź sobie cienkie urządzenie, które może pomieścić tysiące książek. Koniec z noszeniem ciężkich pudeł. Nie ma już problemu braku fizycznej przestrzeni na półkach.
Czynnik kosztowy jest również ogromny. Produkcja ekranów e-ink na dużą skalę jest tańsza niż tradycyjna produkcja papieru. Kupowanie książek w formie cyfrowej eliminuje koszty drukowania, wysyłki i przechowywania. Ceny spadają.
Ale nie chodzi tylko o książki. Pomyślmy o etykietach. Metki cenowe w sklepie. Aktualizuj zdalnie reklamy cyfrowe. Elektroniczny telefon komórkowy nie emituje światła. Odbija światło jak papier. Oznacza to, że można go odczytać nawet w bezpośrednim świetle słonecznym. Twoje oczy nie będą się męczyć. Czytaj godzinami, nie martwiąc się o podświetlenie LCD.
Ograniczenia „permanentnej” digitalizacji
Czy to jest idealne? Nie. Elektroniczny tłum ma opóźnienie. Szybkość aktualizacji jest bardzo niska. Nie możesz obejrzeć wideo. To nie jest telewizor. A co z tekstem? Dane statyczne? To lepsze niż tablet. Lepsze niż telefon. W dotyku przypomina papier, ale zachowuje się jak kod.
Odchodzimy od poglądu, że ekrany wymagają podświetlenia. Zmierzamy w stronę wyświetlaczy imitujących środowisko, na którym ludzie polegają od 2000 lat. Po prostu z możliwością zmiany treści.
Jak działa wyświetlacz e-ink
E Ink z Cambridge i Xerox z Palo Alto konkurują w stworzeniu idealnego e-atramentu, a wynik jest zwodniczo prosty. Kiedy kropla płynu na powierzchnię działa jak zwykły atrament. Ale jeśli przyjrzysz się uważnie, fizyka procesu zmienia się całkowicie. Sekret tkwi w trzech specjalnych składnikach, które pozwalają tym substancjom przeorganizować się na żądanie.
Każda kropla zawiera miliony mikroskopijnych kapsułek. Wgłębienia te wypełnione są oleistą cieczą. W cieczy tej zawieszone są kolorowe cząstki o ładunku ujemnym. Po przyłożeniu napięcia cząstki te zaczynają się poruszać.
Jak atrament elektroniczny tworzy obrazy na elastyczne ekrany
Wyobraź sobie książkę cyfrową. Te strony nie są papierowe. To bardzo cienki arkusz plastiku. Na tę powierzchnię nakładany jest atrament elektroniczny i dzielony na mniejsze jednostki. Komórki te działają dokładnie tak, jak piksele na ekranie komputera.
Pod każdym ogniwem znajdują się obwody mikroelektroniczne. Obwody te kontrolują ładunek. Po przyłożeniu napięcia dodatniego lub ujemnego system powoduje ruch naładowanych cząstek w mikrokapsułkach. W ten sposób powstaje tekst lub obraz.
E Ink wykorzystuje jasne i zrozumiałe analogie do wyjaśnienia procesu. Wyobraź sobie piłkę plażową. Każda piłka zawiera setki białych piłek do tenisa stołowego. Przestrzeń pomiędzy nimi wypełniona jest niebieskim barwnikiem.
Spójrz na górę piłki plażowej. Białe piłeczki do tenisa stołowego wypływają na powierzchnię. Ogólny wygląd staje się białawy. Spójrz na dół. Na pierwszy plan wysuwa się niebieski barwnik. Piłka zmienia kolor na niebieski.
Dlaczego podejście firmy Xerox różni się od technologii mikrokapsułkowania E Ink
Xerox i E Ink poszły różnymi drogami, aby osiągnąć podobne wyniki. Metoda mikrokapsułkowania E Ink opiera się na fizycznym ruchu cząstek w ciekłym ośrodku. Zmiana wizualna zależy od tego, które cząstki znajdują się najbliżej obserwatora.
To rozróżnienie jest ważne dla producentów. Określa elastyczność końcowego ekranu. Ma to również wpływ na koszty produkcji. Obie firmy udowadniają, że papier cyfrowy to już nie fantastyka naukowa. Jest to problem inżynierii materiałowej, który należy rozwiązać w czasie rzeczywistym.
Technologia ta opiera się na podstawowych zasadach elektrostatyki. Opłaty się przyciągają. Podobnie jak ładunki odpychają się. Atrament reaguje. Ekran został zaktualizowany. Obraz pozostaje do momentu nadejścia następnego sygnału.
Brak podświetlenia. Do utrzymania obrazu nie jest wymagana żadna energia. To jest zaleta. Jednakże materiały wymagane do produkcji takich ekranów są drogie. Produkcja rozwija się powoli.
Czekamy aż ceny spadną. To jeszcze się nie wydarzyło. Plastikowe arkusze są delikatne. Formuły atramentów stanowią tajemnicę handlową. Wyścig trwa.
Kto wygra? Rynek decyduje. Technologia już istnieje. Musi tylko być dostępna.
Wyobraź sobie pole z tysiącami balonów. Teraz wyobraź sobie piłeczkę tenisową odbijającą się pomiędzy górą i dołem tych piłek. Jeśli potrafisz kontrolować ten ruch, możesz zmienić kolor całego pola. Na tej zasadzie opiera się technologia E Ink. To sprytny, choć nieco głupkowaty sposób wizualizacji tego, co naprawdę dzieje się na poziomie mikroskopowym.
Jak działają mikrokapsułki
Tak naprawdę nie są to gigantyczne nadmuchiwane balony. Mikrokapsułki mają tylko 100 mikronów szerokości. Na jednym calu kwadratowym „papieru” mieści się ich około 100 000. Wewnątrz każdej maleńkiej kapsułki znajdują się setki drobnych cząstek pigmentu.
Obecny prototyp wykorzystuje białe chipy i niebieski atrament. Celem jest opracowanie innych kolorowych atramentów do użytku w kolorowych wyświetlaczach, ale obecnie są to głównie atramenty czarno-białe.
Sztuczka polega na tym, że po przyłożeniu ładunku elektrycznego wióry zaczynają się poruszać. Albo się podnoszą, albo są ściągane w dół.
- Frytki na wierzchu = biały wygląd.
- Odpryski na spodzie = ciemny wygląd (widoczny tylko atrament).
Słowa powstają poprzez umieszczenie tych wzorów. Oferty. Strony.
Firma Xerox działa w tej dziedzinie od lat 70. XX wieku. Nazywają to papierem elektronicznym (e-papierem). Jednak ich metody są różne. Zamiast kolorowych chipsów, w ciemnym płynie zastosowano mikrosfery, które z jednej strony są czarne, a z drugiej białe. Ładunek elektryczny je przewraca. Czarny staje się biały. Białe staje się czarne. Aby wykorzystać tę technologię do tworzenia cyfrowych książek, firma Xerox opracowuje arkusze gumy, które unoszą się w oleistej cieczy.
Rozwiązywanie problemu z okablowaniem
Jaka jest główna przeszkoda w stworzeniu prawdziwie cyfrowej książki? Okablowanie. Ładunek musi zostać utworzony dla każdego piksela, ale strona musi pozostać cienka jak papier. To skomplikowane.
E Ink jest o krok do przodu. Zawarli umowę z Lucent Technologies na użycie tranzystorów plastikowych. Te małe tranzystory można wydrukować bezpośrednio na stronie. Zapewniają ładowanie potrzebne do wymiany chipów E Ink. Nie ma skomplikowanych schematów. Po prostu je wydrukuj.
Marzenie o książce wydrukowanej samodzielnie
Świętym Graalem tej technologii są książki, które formatują się automatycznie. Czytam Stary człowiek i morze. Gotowy. Zostanie ona wówczas automatycznie zastąpiona najnowszą książką o Harrym Potterze poprzez bezprzewodowe pobranie z bazy danych Twojego komputera.
Dyrektor generalny E Ink, Jim Iuliano, przewiduje, że może to stać się rzeczywistością w 2003 lub 2004 roku. Xerox miał nieco inny pomysł. Pomysł polegał na zainstalowaniu urządzenia pamięciowego w grzbiecie książki. Pozwala użytkownikom przełączać się pomiędzy maksymalnie 10 książkami przechowywanymi na urządzeniu.
Nie chodzi tylko o powieści. Pomyśl o swojej codziennej gazecie. Technologia ta może oznaczać koniec tradycyjnej dostawy. Koniec z wyrzucaniem gazet przez okno roweru. Zamiast tego zaawansowany technologicznie kurier naciska przycisk. Każdego ranka aktualizowane są jednocześnie tysiące gazet elektronicznych.
Wygląda jak papier. W dotyku przypomina papier. Ale twoje palce nie zostaną poplamione atramentem. I nie będziesz musiał poddawać recyklingowi stosów starych gazet.
Poza książkami: telefony komórkowe i billboardy
Zanim książki cyfrowe staną się głównym urządzeniem do czytania, E Ink będzie ukierunkowany na telefony komórkowe, urządzenia PDA, pagery i zegarki cyfrowe. Motorola zapewniła na ten cel wsparcie finansowe.
Dlaczego warto przejść na e-ink w przypadku tych urządzeń?
- Niskie zużycie energii
- Elastyczność
- Czytelność
Firma E Ink wypuściła swój pierwszy produkt w 1999 r.: Wielkopowierzchniowe wyświetlacze Immedia. Billboardy te zużywają tylko 0,1 wata mocy. Oznacza to, że 100-watowa lampa może zasilić 1000 billboardów Immedia. W małych urządzeniach e-ink zużywa od 50 do 100 razy mniej energii niż wyświetlacze LCD. Dlaczego? Ponieważ zasilanie jest potrzebne tylko wtedy, gdy wyświetlacz zmieni się. Po zainstalowaniu zatrzymuje obraz. Książki cyfrowe pozwalają czytać ten sam tekst tygodniami bez konieczności ładowania.
Atramentem tym można drukować niemal na wszystkim. Ściany. Billboardy. Etykiety produktów. Koszulki. Wyobraź sobie, że możesz błyskawicznie zmienić cyfrową tapetę za pomocą billboardu. Lub roll-up display do urządzeń elektronicznych ze względu na elastyczność atramentu.
Czytelność i rozdzielczość
Atrament elektroniczny jest łagodniejszy dla oczu. Imituje drukowany tekst. Tradycyjne wyświetlacze komputerowe mają odblaski. To jest błędne.
Ale jest problem. Należy poprawić rozdzielczość publikacji niskonakładowych. Xerox osiągnął 200 punktów na cal (dpi). To ponad dwukrotnie większa rozdzielczość niż w przypadku standardowych wyświetlaczy LCD. Drukowane tranzystory Lucenta powinny jeszcze bardziej zwiększyć rozdzielczość E Ink, zbliżając ją do rozdzielczości drukowanych książek.
Współistnienie, a nie zastępowanie
Deweloperzy nie oczekują, że w dniu premiery wszyscy spalą papier lub wyrzucą monitory. Atrament elektroniczny współpracuje z tradycyjnym papierem i wyświetlaczami LCD. Nie wymienią wszystkiego z dnia na dzień (w jedną noc).
Jednak w dłuższej perspektywie może to mieć wielomiliardowy wpływ na branżę wydawniczą. Papier się zmienia. Powoli. Ale prawdziwe.
