在喜欢电子书阅读器的人群中,有几个经常出现的老话题。比如想买条形机型的人会征求推荐,或是有人分享发现了非常漂亮的日记本……这种 可爱细腻 的讨论经常出现。

其中,关于“电子书阅读器的工作原理”的问题也经常出现。今天我们就来聊聊一个经典问题:为什么大家都说黑白阅读器更清晰?

黑白 E-Ink 面板

首先,让我们简单了解一下电子书阅读器的核心——电子墨水(E-Ink)
在使用 OLED 等屏幕的普通智能手机中,每个像素都会自行发光。
“看到”意味着光线进入眼睛后,光的能量被视细胞吸收。
光线进入眼睛的方式有两种:
普通手机显示的是直接从屏幕发出的光。 而电子书阅读器显示的是“反射光”——无论是阳光、室内灯光,还是阅读器内部的前光,都是光线照到屏幕后被反射进入眼睛。
因此,在完全黑暗的环境中,你什么也看不到。电子书阅读器不会发光!(前光是从侧面照亮屏幕,让反射光进入眼睛,而不是像背光那样从屏幕后方直接照射眼睛。)

简单说,电子书阅读器的屏幕本质上就是一张纸。

单个像素是如何显示的

在 E-Ink 屏幕中,有许多微小的微胶囊——你可以把它想象成微型药丸。每个微胶囊代表一个像素。胶囊中装满了“白色颗粒”和“黑色颗粒”。胶囊背后有与之对应的 TFT 控制面板,用于施加电压。
白色颗粒与黑色颗粒的带电特性不同,因此根据施加的电压,它们会上下移动。因为它们悬浮在透明液体中,所以一旦位置改变,在不再次施加电压的情况下,它们就会保持原位。
这就是为什么电子书阅读器在“屏幕关闭”时也像是仍然显示内容。有些人误以为“屏幕一直亮着,会耗电”,其实不是——颗粒只是静静地停在那里罢了。那就是所谓的休眠界面。
白色颗粒全部上升 → 像素显示白色。 黑色颗粒全部上升 → 显示黑色。 中间比例的混合 → 显示不同的灰度。

彩色面板(如 Kaleido 3)是如何工作的?

彩色阅读器是在黑白 E-Ink 面板上方加上一层RGB 彩色滤光片

结构如下(从最上层开始):

黑白微胶囊提供亮度,彩色滤光片提供颜色。

一个微胶囊 = 一个(黑白)像素 在其上方,会有对应的彩色滤片,例如红、绿、蓝。

像素 1 = 红 像素 2 = 绿 像素 3 = 蓝

有些滤光片设计会加入两个绿色子像素,因为人眼在分辨率(亮度)方面主要依赖绿色分量,因此常见排列是“红、绿、绿、蓝”四个子像素一组。

为什么彩色阅读器的分辨率更低

在黑白模式下,四个子像素相当于四个独立的点

但在彩色模式下,这四个子像素(红、绿、蓝,以及第二个绿或透明层)需要组合成一个颜色像素

因此,原本能够显示 4 个点的区域,在彩色模式下只能显示 1 个颜色点。 于是就出现了“黑白 300ppi、彩色 150ppi”这样的说法。

为什么彩色阅读器的屏幕更暗

你可能还在疑惑:黑白面板上覆一层彩色滤光片后,颜色到底是怎么形成的呢?

如果微胶囊显示黑色,结果就是黑色,不论滤光片是什么颜色。黑色会吸收大部分光线,颜色无法透出。

那么白色呢?

问题在于:白色 E-Ink 颗粒无法穿过滤光片呈现真正的纯白。滤光片会吸收除了自身颜色以外的所有光。

例如:红色滤光片只会透过红光。 白色 E-Ink 本应反射所有颜色,但通过红色滤光片时,只剩下红光。 如果反射率高,则呈现非常亮的浅色红(接近白)。 如果稍暗,则呈现淡红色。

总结:

彩色就是以这样的方式呈现出来的。

下次(?)我会画个图来解释。现在眼睛快闭上了……!