E-Paper дисплей досягає рівня LCD-екранів

Електронні дисплеї цінуються за їхню читабельність і низьке енергоспоживання, але їх давно відкинули як занадто повільні для повсякденного використання. Однак стартап Modos вважає, що вирішив частину цієї проблеми за допомогою набору для розробки, здатного керувати електронним дисплеєм із частотою оновлення до рекордних 75 герців.

Modos Paper Monitor і Dev Kit, які зараз доступні для краудфандингу на Crowd Supply, поєднують стандартні панелі електронного паперу з відкритим кодом дисплейного контролера на базі FPGA. Хоча набір надає ентузіастам і розробникам повний пакет (з дисплеєм електронного паперу, драйвером дисплея та апаратним адаптером), він також є відправною точкою для експериментів з різними дисплеями електронного паперу.

«Я б сказав, що замість секретного соусу у нас є відкритий соус», — каже співзасновник Modos Олександр Сото (Alexander Soto). «Вам навіть не потрібно використовувати панель, яку ми пропонуємо. Ви можете використовувати іншу панель і все одно отримати [75 Гц]».

Більшість панелей електронного паперу оновлюються з частотою оновлення близько 10 Гц або менше. Деякі дисплеї навіть не вказують частоту оновлення і можуть потребувати до цілої секунди для оновлення.

Краща частота оновлення означає, що дисплей може показувати більше кадрів за секунду, що, своєю чергою, забезпечує більш плавний і реалістичний рух. Сучасне цифрове відео зазвичай передається зі швидкістю 30 або 60 кадрів в секунду, що до недавнього часу було далеко за межами можливостей дисплея з електронним папером. Це область, в якій електронний папір явно відстає від LCD, які починаються з 60 Гц і вище.

Modos здатний досягати частоти оновлення до 75 Гц на 13-дюймовій панелі з електронним папером з роздільною здатністю 1600x1200 пікселів. (Також доступна 6-дюймова панель з електронним папером з роздільною здатністю 1448x1072 пікселів і такою ж частотою оновлення). Збільшення частоти оновлення також зменшує затримку. Це важливий момент, оскільки дозволяє використовувати дисплей з електронним папером у ситуаціях, де затримка має значення, наприклад, у дисплеях комп'ютерів або планшетів.

«Багато людей за замовчуванням вважають, що електронні читалки або електронний папір повільні та будуть постійно блимати», — каже Сото. «Нашим завданням було відвідувати конференції, заходи та демонструвати людям, що електронний папір може бути дуже швидким».

Зазначена Modos частота оновлення 75 Гц є найвищою на сьогодні для дисплеїв з електронним папером, але, мабуть, це не є ключовою інновацією. Декілька конкурентів вже пропонують дисплеї з електронним папером із частотою оновлення до 60 Гц, що, хоч і нижче, але близько до цього показника.

Але Modos має не надто секретну зброю: Caster, контролер дисплея з електронним папером з відкритим кодом, який сумісний з широким спектром панелей з електронним папером. Контролер дисплея, який базується на AMD Spartan-6 FPGA, відрізняється від типових контролерів з електронним папером управлінням дисплеєм на рівні пікселів.

«Традиційно контролер [електронного дисплея] використовував одностановий автомат для управління всією панеллю, маючи лише два стани: статичний і оновлення», — каже співзасновник Modos Вентінг Чжан (Wenting Zhang). «Caster обробляє кожен піксель окремо, а не як цілу панель, що дозволяє локалізувати управління пікселями».

Контролер дисплея FPGA поєднується з Glider Mega Adapter від Modos, який включає чотири різні роз'єми дисплея, сумісні з декількома десятками електронних дисплеїв розміром від 4,3 до 13 дюймів. Сото каже, що адаптер можна використовувати для перероблення дисплеїв, врятованих зі старих електронних читалок, таких як Amazon Kindle.

Modos також надає інтерфейс прикладного програмування (API), написаний мовою програмування C, який дозволяє додаткам динамічно вибирати режими керування дисплеєм. Так менеджер вікон Linux може використовуватися для відображення тексту в бінарному кольоровому режимі з низькою затримкою, відображення карт у більш детальному, але чутливому сірому масштабі та відображення відео з максимальною точністю сірого масштабу — все це одночасно на одному екрані.

Код і схеми для Caster, Glider та API є відкритими та доступні на Github.

Краудфандингова кампанія Modos завершиться 18 вересня. Очікується, що замовлення будуть відправлені в січні 2026 року, хоча (як це часто буває у випадку краудфандингових проєктів) терміни доставлення не гарантуються.

Досягнення цього етапу зайняло кілька років. Спочатку засновники компанії сподівалися створити ноутбук з електронним папером, Modos Paper Laptop, про який було оголошено в січні 2022 року. Однак реалії виробництва електроніки ускладнили цей проєкт на самому початку, і ноутбук так і не був доступний для замовлення.

«Частково це було пов'язано з тим, що основне співвідношення сторін для більшості корпусів [ноутбуків] становить 16:9 і 16:10. А якщо подивитися на дисплеї з електронним папером, то їхнє співвідношення сторін становить 4:3. Тому нам довелося або виготовляти корпус на замовлення, або панель на замовлення, і те, і інше було надто дорогим», — каже Сото.

Постачання панелей також залишається перешкодою. Виробництво електронного паперу орієнтоване на електронні читалки та вивіски, а це означає, що більшість панелей не мають відповідного розміру для комп'ютера. Однак Modos Paper Monitor і Dev Kit знайшли практичний компроміс у нещодавно представлених 13-дюймових дисплеях з електронним папером, багато з яких мають роздільну здатність, схожу на LCD- і OLED-панелі, розроблені для ноутбуків.

Таким чином, Dev Kit є продовженням початкової мети Modos. Хоча створення повноцінного ноутбука з електронним папером було непрактичним, висока частота оновлення, контролер дисплея з відкритим кодом та API Dev Kit дають амбітним користувачам можливість реалізувати власний комп'ютерний дисплей з електронним папером з низькою затримкою — або будь-що інше, що їм заманеться.