Cualquier persona que posea un dispositivo E-Ink (como un Kindle) estará familiarizado con el fenómeno de "parpadeo": básicamente, al pasar una página, el dispositivo primero cambiará todos los píxeles a negro y luego dibujará un "negativo" de la página, y luego invierte todo.
La página de Wikipedia para "Electronic Paper" ofrece una breve descripción del problema y lo atribuye a la necesidad de evitar el "efecto fantasma" de la imagen anterior en la nueva. Esto es corroborado por mi propia evidencia: si uso el KDK para escribir una aplicación que no muestre la pantalla, el efecto fantasma es evidente.
Mi pregunta es, ¿por qué ocurre el efecto fantasma y por qué lo evita el parpadeo ? Tengo una comprensión aproximada de cómo funciona E-Ink (gracias al artículo Wiki mencionado anteriormente ), pero nada allí me explica por qué ocurre el efecto fantasma, o por qué invertir la carga varias veces alivia el problema.
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Respuestas:
Un píxel se compone de pequeñas bolas llenas de tinta negra suspendidas en un fluido blanco, y el aspecto negro del píxel depende de qué porcentaje de las bolas estén cerca de la parte superior del fluido. Para un píxel negro, idealmente están todos en la parte superior y para un píxel blanco en la parte inferior. Si solo algunos de ellos están en la parte superior, o muchos de ellos están flotando a mitad de camino hacia abajo, etc., el píxel puede parecer un poco de gris. Puede pensar en las bolas flotantes como subpíxeles.
Las bolas llegan a la parte superior o inferior al aplicar una carga apropiada a cada celda. Sin embargo, cada celda puede estar influenciada por sus vecinos, así como por la carga aplicada. En la medida en que las bolas son atraídas para cargarse en una celda vecina (horizontalmente) en lugar de su propia celda (verticalmente), no terminarán en el lugar previsto. Si una celda está cambiando de negro a blanco y todos sus vecinos también lo están, hará una transición más completa que si algunos vecinos permanecen negros o van en la otra dirección. De aquí viene el fantasma.
La solución es manejar toda la pantalla en blanco-negro-blanco (o similar) para que ninguna celda tenga un problema con las celdas vecinas, y luego aplicar la imagen de pantalla deseada. Cada escritura de pantalla comienza con una pantalla que se ha limpiado para que no haya una imagen secundaria de la pantalla anterior.
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Si bien EInk ha patentado una partícula negra en una pantalla de fluido blanco, el artículo de envío es un sistema de doble partícula que consta de partículas blancas de una carga y partículas negras de carga opuesta.
Estas son pantallas electroforéticas, que es una manera elegante de decir "mover partículas a través de un fluido con un campo eléctrico". Las partículas mismas vienen precargadas y los voltajes aplicados crean un campo eléctrico para arrastrar la partícula en la pantalla. Se evita que las partículas se adhieran entre sí mediante un proceso de estabilización estérica. Las partículas están destinadas a mantener su ubicación en el fluido mediante el control de la viscosidad en el fluido.
Las partículas y el fluido se encapsulan en pequeñas esferas flexibles transparentes (llaman a las esferas en blanco y negro del fluido la "fase interna") que se aplican en una capa uniforme a través de un panel TFT. La microencapsulación es para evitar la migración lateral de partículas desde campos eléctricos laterales causados por píxeles vecinos que se encuentran en diferentes niveles.
La escala de grises está determinada por el estado de la mezcla de partículas blancas frente a negras. Debido a que tienen carga opuesta, uno puede ver fácilmente que el voltaje completo de una manera atraerá todas las partículas negras hacia la parte superior, mientras que el voltaje total invertido atraerá todas las partículas blancas hacia la parte superior. Un estado intermedio es una mezcla de los dos.
Donde surge el problema es que hay muchas configuraciones de voltaje posibles que podrían producir el mismo estado gris. La razón es bastante simple, si por ejemplo tiene un estado gris que es solo un poco más oscuro que el blanco más blanco, eso significa que solo necesita unas pocas partículas oscuras cerca de la parte superior. Donde está el resto de las partículas negras no determina la oscuridad pero afectará el estado de carga eléctrica en la celda. Podría tener todas las partículas negras en la parte posterior de la pantalla o todas en una capa justo debajo de un montón de partículas blancas.
Lo que esto realmente significa es que hay histéresis en el sistema y el voltaje apropiado para aplicar a un píxel para obtener una determinada escala de grises dependerá mucho de su historial. Si tiene dos escenarios 1: tiene 5 escenas seguidas donde tiene un píxel siendo blanco y luego necesita conducir a negro en el sexto cuadro o 2: si tiene 6 escenas en las que el píxel está en el mismo nivel de negro . Esos dos escenarios requieren voltajes diferentes en el píxel cuando realiza la transición del quinto al sexto fotograma.
El controlador que maneja estas pantallas rastrea el historial de voltaje de cada píxel con el tiempo, pero finalmente se queda sin espacio para poder alcanzar la escala de grises correcta en el siguiente cuadro. Lo que sucede es un restablecimiento de la pantalla en el que los píxeles se muestran en blanco, luego en negro y luego se vuelven a escribir. Esto inicia el seguimiento de la trayectoria óptica nuevamente.
Normalmente, el pulso de reinicio ocurre cada 5 - 8 actualizaciones de pantalla.
Entonces no, el voltaje aplicado no inyecta carga en el sistema, las cargas ya están presentes, el voltaje aplicado las mueve. No, el pulso de reinicio no es para corregir la corrupción de píxeles adyacentes. Eso se resuelve mediante microencapsulación. Este es un sistema de dos partículas, no un sistema de partículas negras en tinta blanca.
Aquí hay una sección transversal de una patente USPTO 6987603 B2:
122 = bola espaciadora para mantener la separación del panel frontal del TFT
104 = la microencapsulación flexible: en estado aplastado en una pantalla
110 = una partícula blanca / negra
108 = una partícula negra / blanca
118 = electrodo TFT
114 = el electrodo ITO común (también conocido como Vcom)
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El parpadeo iguala la carga. Sin ella, tiene una carga residual de la página anterior.
Al llenar toda la página con una carga, luego revertir esa carga, está limpiando esa carga residual.
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