怎樣向朋友解釋電子墨水屏原理？

來自專欄 晨夕日報

Kindle 作為一件功能極其單一的數碼產品，成為了眾多愛書人的至寶，同時又由於其獨特的品牌文化和自帶的裝X屬性成為了裝B人士炫耀自我的利器。拋開情懷不談，Kindle 作為一個電子書閱覽器最容易引發爭議的就是那塊「奇怪」的屏幕了，愛它的覺得它是閱讀的未來，鄙視它的覺得這是用情懷為落後偽裝。今天就來聊一聊這塊「奇怪」的屏幕，為什麼容易引發如此巨大的爭議。

Kindle 所使用的屏幕被稱為電子墨水屏，有的人也會將這種屏幕成為電子紙，這種屏幕最早是在二十世紀七十年代，由施樂公司帕洛阿爾托研究中心（Xerox PARC）提出的，對，就是那個弄出滑鼠、計算機圖形界面、激光印表機、乙太網和一些重要計算機語言的施樂，但由於價格和性能等多種原因這種電子紙屏幕難以過的大規模應用，上世紀90年代中後期，美國麻省理工學院媒體實驗室開始了對於E-Ink技術的研究。到20世紀末，美國E-Ink公司（它是由朗訊公司，摩托羅拉公司以及數家風險投資公司為了開發電子紙於1997年成立的企業）利用電泳技術發明電子墨水，以此形成了現在電子墨水屏幕的技術基礎。

那電子墨水屏幕是怎樣顯示的呢？既然叫電子墨水屏幕是不是真的有墨水呢？您還別說，真有！不過屏幕里的墨水不是平時練書法的墨，而是裝在一個個小膠囊里被染色了的電荷，黑色電荷帶有正電，白色電荷帶有負電，通過向特定膠囊的電極施加電壓就可以控制電子墨水在微型膠囊里的流動，從而實現對不同顏色的顯示，例如，通過在表面電極施加負電壓將黑色墨水到達表面而將白色墨水擠到底部從而顯示黑色，千言萬語不如一圖，下面這張圖片形象的展示了電子墨水屏幕的技術原理。

雖然整個顯示過程非常的巧妙，但真正神奇之處並不在此，而是在於一個叫「磁滯效應」的東西，因為「磁滯效應」當我們撤掉電壓之後，吸引電荷的磁力並不會立即消失（如下圖），雖然磁力稍微少了一些，但依然可以保證顯示，所以電子墨水屏幕只會在更換內容的時候耗電內容不變的時候是不耗電的，這也是 Kindle 之類的設備待機時間極長的原因，手機一天一充，Kindle 一月一充。

雖然「磁滯效應」是個好東西，但萬事有利必有弊，用 Kindle 之類的電子書閱覽器在翻頁的時候屏幕經常會閃一下，起因就是這個「磁滯效應」，我們再參考一下上面哪個圖片，H軸為電壓，B軸為顯示灰度，當我們加強電壓顯示灰度到達B1，這個時候撤去電壓顯示灰度會稍微下降到B2，但如果此時要改變這個像素的顯示灰度（電子書翻頁），電子書對於到底加多少電壓就有點搞不懂了，就會導致不同像素顯示的黑色程度不一，白色也很難做到全白，反應在顯示效果上就是會造成殘影，即翻頁後依然能夠在屏幕上看到前一頁的文字，為了防止這個殘影的出現，電子墨水屏幕想了個傻辦法，那就是先把屏幕歸零，恢復到什麼都沒有顯示的時候，這也就是屏幕會閃一下的原因。不過，Kindle 等閱讀器都會都提供一個關閉閃屏的選項，比如十頁一閃屏，或者五十頁一閃屏，但如果你想一直不閃屏那抱歉了，做不到。

折騰了半天，一直在和黑白顏色較近，那電子墨水屏幕能不能顯示彩色呢？倒不是不能，就是有點難。電子墨水屏顯示彩色有多種方案，我們以E-Ink為例，在去年公布了一種 Advanced Color ePaper （ACeP）這是彩色電子墨水屏，是一種高品質、全反射式原理，拋棄了過去的彩色濾光片，依靠施加電壓控制彩色微膠囊實現多種顏色顯示。

ACeP為了達到更好的顯示效果，四種原生彩色微膠囊顏色就是用印刷業界通用的CMYK標準，即黃色、品紅、青色、黑色四種，並且通過混合擴展出8種顏色。但無論是在色彩的豐富度還是飽和度等方面都有些力不從心，而且由於膠囊內部電荷移動的複雜度遠超黑白屏幕所以每更換一幅畫面需要的時間都長達四到十秒，用來看書是不可能的了也就能做個戶外廣告牌。

至此，關於電子墨水屏幕的介紹就算結束了，我們也可以大概總結出他的優缺點，優點，由於不發光，通過反射光線顯示內容，電子墨水屏幕的視覺感受非常接近於紙質書，而且由於只在更換內容時耗電，所以其功耗極低，缺點，廣泛商用的屏幕只能顯示黑白兩色，而且刷新內容時，屏幕會有一定的閃爍。

這是一篇科普文，但聊技術不是目的，目的是讓你更懂手中的電子書閱覽器，更懂得愛它，這件閱覽器可以是 Kindle 可以是其他的什麼，但總希望你能有一件。電子墨水屏幕一個硬體，它沒有溫度更沒有靈魂，但當閱讀把它攬入懷中的那一刻，它的身後不再是一堆電荷而變成了可用靈魂觸摸的文字。

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