彩色电子墨水Gallery与ChLCD的色彩比较

2024 年 12 月 24 日
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彩色电子纸是节能显示技术的下一个里程碑,除了拥有省电、日光下可视的优点以外,彩色电子纸需要能完全呈现LCD及海报上的全彩影像,才能让电子纸在广告、智慧零售等对颜色要求最高的应用中占有一席之地。

今天我们使用E Ink ACeP彩色技术的Gallery Palette和虹彩光电的胆甾相液晶ChLCD,分别放上几种常见的测试图片,来探讨两种技术在全彩应用上的差异。

电子墨水ACeP Gallery的原理

Gallery Palette使用E Ink的ACeP (Advanced Color ePaper)技术,在电子纸膜的微杯里放入黄、青、洋红和白四种墨水粒子,再透过不同的电压驱动墨水粒子移动,可组成黑、白、红、黄、蓝、绿和橘等较常出现的7种颜色。

gallery palette微杯
Gallery Palette的微杯里有黄、青、洋红、白四色墨水。

当电子纸画面需要呈现以上7种颜色以外的色彩,就需要透过精准的混合7种颜色,在远距离看画素时能模拟类似的颜色。

虹彩光电ChLCD电子纸的原理

胆甾相液晶(ChLCD)电子纸使用三层液晶堆叠而成,各层液晶分别反射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B),透过不同的电场控制液晶分子的旋转,在电场关闭后可稳定地存在介于两种状态之间:

  • 平面状态(planar)时液晶分子排列整齐,可以反射特定波长光线,此状态可看到反射画面的颜色。
  • 焦点圆锥状态(focal conic)的液晶分子排列让光线穿透,此状态可以看到液晶层下一层物质的颜色。
人眼所能看到的 ChLCD 波长段
调整不同ChLCD层的分子排列达到全反射(白)、半反射(灰)、穿透(黑)。

在独立控制RGB三层液晶各自不同的状态,最终ChLCD可完美呈现1,678万种颜色,产生与LCD一样丰富的彩色画面。所以不论是LCD或ChLCD电子纸都能呈现丰富的彩色显示器。

色彩测试的环境

为了测试ACeP和ChLCD的色彩表现,我们分别使用了四种具代表性的图片:

  • 红、绿、蓝、青、洋红、黄以16个色阶转变为白色或黑色,以便显示全彩技术色阶转换的均匀性。
  • 橘、紫、蓝、绿四色互相融合,测试全彩技术转变颜色的渐层表现。
  • 风景图,测试显示技术在呈现自然景观的能力。
  • 人像,测试显示技术在呈现人物照片的能力。
e-paper test images
用左上)16色阶、右上)颜色渐层、左下)风景、右下)人物图片测试全彩电子纸技术。

16色阶转换比较

E Ink ACeP的Gallery Palette表现16色阶转换时,虽然能看到12道颜色的分界,可是画面无法呈现青色(看起来像绿色)和紫色(看起来像浅蓝色),除了色阶有断层外,色阶改变时也因为需要掺杂不同比例的白色墨水,画面出现明显的颗粒感。

e ink gallery palette 16 grayscales
E Ink Gallery Palette无法呈现青色和紫色,色阶有断层,掺杂的白色墨水呈现颗粒感。

另一方面,虹彩光电的ChLCD技术,能完美呈现每一排的颜色,让红、绿、蓝、青、洋红、黄分别呈现原始的颜色。

iris chlcd 16 grayscales
ChLCD可完美呈现红、绿、蓝、青、洋红、黄的色阶。

四色融合的渐层表现

在橘、紫、蓝、绿四色互相融合的渐层表现,ACeP Gallery Palette因为墨水的颜色不足,很多区块使用白色填补缺少的颜色,造成颜色的缺口。

e ink gallery palette blending
Gallery Palette使用白色填补缺少的渐层色。

因为虹彩光电的ChLCD拥有1,678万色,所以当画面需要融合橘、紫、蓝、绿四色,各种混色的结果都能完整显示。

iris chlcd blending
ChLCD能完整呈现各种混色的结果。

风景图的差异

在风景图的实验中,Gallery Palette因无法形成鲜艳的绿色和蓝色,导致树叶和远山的颜色黯淡,除了有颗粒感以外,整体有老旧照片的感觉。

e ink gallery palette scenery
ACeP Gallery呈现的风景照颜色黯淡。

ChLCD丰富的绿色和蓝色让风景照有立体感,颜色也比较鲜艳。

iris chlcd scenery
ChLCD显示的风景照比较鲜艳、立体。

人像测试

E Ink Gallery Palette因颜色比较少,无法正确显示脸上阴影,导致人脸缺乏立体感,肤色偏苍白。而人脸以外的蓝、紫色花的颜色也显得暗淡。

e ink gallery portrait
E Ink Gallery呈现的人脸缺乏立体感,肤色偏苍白。

另一方面,人脸的线条、化妆都能完美显示在ChLCD上,背景的蓝、紫色花也显得更立体、生动。

iris chlcd portrait
ChLCD能完美呈现立体的脸庞。

综合以上两种电子纸技术的全彩比较,胆固醇液晶更适合彩色需要丰富色彩的数位看板应用

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