Pixel Qi: дисплеи, не слепнущие на солнце Юрий Ильин

Pixel Qi: дисплеи, не слепнущие на солнце

Юрий Ильин

Опубликовано 05 июля 2010 года

Небольшая американская компания Pixel Qi специализируется на разработке двухрежимных жидкокристаллических дисплеев, изображение на которых отлично видно не только в помещении, но и на открытом воздухе при естественном дневном освещении. Серийное производство таких экранов было без лишней помпы запущено в начале года, а соответствующие технологии представители фирмы впервые продемонстрировали ещё на выставке Computex 2009.

Буквально на днях, первого июля, в Pixel Qi объявили о начале продаж специальных наборов, позволяющих самостоятельно заменить обычные экраны нетбуков на двухрежимные. Что же это за технология, и как инженерам молодой американской фирмы удалось добиться таких успехов?

Идея заключается в том, что экран должен уметь работать в двух режимах: обычном, с задней подсветкой жидкокристаллической матрицы, что обеспечивает достаточный уровень яркости для просмотра в помещении, и отражающем, в котором подсветка отключается, а изображение видно в отражённом от специальной подложки свете — как в книгах или в экранах на базе «электронных чернил».

Поскольку на открытом свету подсветка — основной потребитель электроэнергии — не требуется, новые дисплеи значительно экономичнее традиционных.

Создатель технологии и основатель компании Pixel Qi Мэри Лу Джепсен ранее возглавляла дисплейное подразделение корпорации Intel и работала директором по технологиям благотворительного проекта One Laptop Per Child (OLPC), целью которого было обеспечение каждого ребёнка из бедных стран Африки и Азии портативным компьютером. Трансфлективный (прозрачно-отражающий) экран OLPC вполне можно считать первым поколением дисплеев Pixel Qi.

Главными целями новой компании стали совершенствование этой технологии и её коммерциализация. Серийное производство таких дисплеев на продажу существенно снизит их себестоимость, что положительно скажется и на отпускной цене «благотворительных» ноутбуков OLPC.

Помимо отличной видимости в отражённом свете, экраны Pixel Qi обладают и некоторыми уникальными свойствами. К примеру, при отключённой подсветке в чёрно-белом режиме разрешение таких дисплеев повышается в три раза! Чтобы понять, как такое возможно, вспомним устройство обычных жидкокристаллических экранов.

Если сильно упрощать, то такой дисплей состоит из трёх основных компонентов: подсветки, собственно матрицы из жидких кристаллов и цветных светофильтров. Пиксели матрицы, состоящие из молекул, под влиянием электрических сигналов могут ориентироваться в различных направлениях, как открывая путь свету, так и перекрывая его: в первом случае на экране будет видна светящаяся белая точка, во втором — чёрная (в идеале).

Каждый из трёх составляющих пиксель субпикселей оснащается красным, зелёным или синим фильтром, окрашивающим свет и делающим изображение цветным.

Главная проблема заключается в том, что светофильтры поглощают, как минимум, около двух третей проходящего через них света. В реальности дело обстоит ещё хуже, поэтому для получения яркой картинки требуется действительно мощный источник света, потребляющий массу электроэнергии.

_{Нетбук с экраном, работающем в отражённом свете, на открытом воздухе.}

В Pixel Qi решили накрыть источник света отражающим слоем, выполненным, судя по всему, из серебра или алюминия, и проделать в нём отдельные отверстия для каждого пикселя — представьте себе зеркало с микроскопическими дырочками, через которые может проникать свет.

Светофильтр помещается над каждым отверстием, так что поверхность выглядит, как зеркало с невидимыми невооружённому глазу микроскопическими цветными точками. Тем не менее, когда свет проходит через этот слой, вы получаете полноценный цветной субпиксель. Дальше устанавливается жидкокристаллическая матрица и внешне такой экран ничем не отличается от самого обычного ЖК-дисплея.

При включённой подсветке дисплей Pixel Qi выглядит и работает точно так же, как обычный: часть светового потока поглощается отражающим покрытием, часть — светофильтрами и часть — самой жидкокристаллической панелью. Но если вы выключите подсветку, вы сможете рассчитывать только на внешнее освещение: свет будет проходить через ЖК-панель, отражаться от «зеркального» слоя и возвращаться обратно через матрицу.

Нетрудно заметить, что при этом из маршрута прохождения света полностью исключаются светофильтры, поэтому внешний свет используется значительно эффективнее, чем задняя подсветка.

_{Сравнение качества изображения на нетбуках при обычном офисном освещении.}

Однако теперь каждый пиксель состоит из трёх монохромных субпикселей, а не из красного, зелёного и синего — именно поэтому в чёрно-белом режиме физическое разрешение матрицы возрастает в три раза.

Если вы хотите посмотреть кино на свежем воздухе, то придётся довольствоваться втрое более чётким, но чёрно-белым изображением. Хочется цвета — нужно включить подсветку, но чтобы заметить её работу, извольте зайти в помещение.

Что же касается работы с текстовыми файлами, таблицами, электронной почты или сёрфинга в интернете, то втрое большее разрешение и монохромность дают потрясающий эффект — высокую контрастность и очень высокую чёткость, позволяющую комфортно работать с самыми мелкими шрифтами, начиная с пятого кегля.

Согласитесь, ноутбук раскрывают на улице чаще всего по рабочей необходимости, чем от желания посмотреть кино или фотографии. Так что это уникальное свойство дисплея Pixel Qi можно смело отнести к его достоинствам.

Одна из распространённых операционных систем уже поддерживает эту особенность экранов Pixel Qi — речь идёт об Ubuntu, популярном дистрибутиве Linux. В нём реализован программный алгоритм субпиксельного сглаживания, так что текстовые документы, открытые в Ubuntu, выглядят в пассивном режиме Pixel Qi просто великолепно.

А если учесть, что при этом существенно продлевается время автономной работы компьютера, то связка Pixel Qi + Ubuntu представляется почти идеальной для рабочего ноутбука.

_{Сравнение экранов Pixil Qi и E Ink в ридере Amazon Kindle.}

По оценкам специалистов, отключение подсветки экрана снижает энергопотребление портативного компьютера более чем на треть. В частности, если в устройстве установить маленький 6-дюймовый экран — такие чаще всего используются в электронных книгах, — то вполне можно уложиться в 50 мВт, что сравнимо с энергопотреблением ридеров на базе «электронных чернил» E-Ink.

Разница в том, что в ЖК-дисплеях требуется постоянное небольшое питание для демонстрации статичной картинки, а в «электронных чернилах» — нет. Зато энергозатраты на смену изображения в E Ink заметно выше, чем в случае с жидкими кристаллами.

В результате и получается такой неожиданный на первый взгляд паритет, благодаря которому у дисплеев Pixel Qi есть неплохие шансы появиться в портативных ридерах. Такие «электронные книги» без каких-либо ухищрений смогут выводить цветное изображение и даже демонстрировать видео, что пока в принципе невозможно для E-Ink.

В Pixel Qi разработали аналогичную двухрежимную технологию и для сенсорных экранов, что оказалось более сложной задачей, поскольку ёмкостный слой сильно поглощает отражённый свет, делая изображение желтоватым и низкоконтрастным.

Тем не менее, задача была решена и о намерении начать выпуск нетбуков и планшетов с такими экранами объявил один из крупнейших OEM-производителей ноутбуков, китайская компания Shenzhen Chuangzhicheng Technology.

На выставке Computex 2010, прошедшей в начале июня на Тайване, о выпуске планшетного компьютера на базе технологии Pixel Qi заявила компания Innoversal. Планшет под названием Lattice получит типично нетбучную начинку: 10,1-дюймовый сенсорный экран с разрешением 1024х600 пикселей, процессор Intel Atom N450 c тактовой частотой 1,66 ГГц, твёрдотельный SSD-накопитель ёмкостью до 64 Гб, модули 3G, Wi-Fi и Bluetooth 2.0.

В качестве операционной системы могут использоваться Windows, Linux или Google Chrome. Объявленное время автономной работы от аккумуляторной батареи на 5300 мА*ч достигает 58 часов. Компьютер должен поступить в продажу в сентябре 2010 года по цене порядка 530-550 долларов.

_{Экран Pixel Qi для самостоятельной замены дисплея нетбука.}

Сама же Pixel Qi с первого июля начала продажи комплектов для самостоятельной замены экранов в нетбуках. Пока предлагаются только 10,1-дюймовые дисплеи и гарантируется совместимость лишь с двумя не самыми распространёнными моделями — Samsung N130 и Lenovo S10-2. На сайте продавца говорится о том, что матрицы работают и в других нетбуках, но пока идёт их тестирование, и модели не объявляются.

В компании утверждают, что замена дисплея занимает порядка пяти минут — достаточно отвернуть несколько шурупов и отключить шлейф. Покупка такого дисплея — пока что удовольствие не из дешёвых: он стоит 275 долл., что сравнимо с ценой целого нетбука. Однако, по словам Мэри Лу Джепсен, первая партия экранов была распродана менее чем за 24 часа после появления в продаже.

Судя по тому, сколько положительных отзывов технология Pixel Qi получила от специалистов (помимо прочего, она уже дважды получала призы на Computex), у неё есть все шансы прочно обосноваться в нетбуках и планшетах — а именно эти портативные устройства чаще других используются под открытым небом и вдали от электрических розеток. К тому же технология Pixel Qi прекрасно вписывается в традиционный производственный процесс, а конечный продукт не сильно дороже обычных жидкокристаллических экранов.

К оглавлению