Einführung
Wenn Sie schon einmal einen Kindle, ein reMarkable-Tablet oder ein anderes Gerät mit E-Ink-Bildschirm benutzt haben, haben Sie es wahrscheinlich schon gespürt. Dieses leichte Zögern, wenn Sie auf den Bildschirm tippen, um die Seite umzublättern. Das Nachbild der vorherigen Seite, das für den Bruchteil einer Sekunde noch zu sehen ist. Das Gefühl, beim Scrollen durch ein Menü wie durch Sirup zu waten – im Vergleich zur butterweichen Geschmeidigkeit Ihres Smartphones.
Man könnte dies leicht auf veraltete Technologie oder einen billigen Prozessor zurückführen. Doch die Wahrheit ist weitaus interessanter. Die “Langsamkeit” von E-Ink ist kein Fehler – es handelt sich um eine Eigenschaft, die in den physikalischen Grundlagen der Funktionsweise dieser Bildschirme verankert ist. Um zu verstehen, warum das so ist, muss man auf die mikroskopische Ebene zoomen.
Erster Teil: Die Physik der Langsamkeit
Der wesentliche Unterschied zwischen dem Bildschirm Ihres Smartphones und einem E-Ink-Display Es läuft auf einen grundlegenden Unterschied hinaus: Das eine strahlt Licht aus, das andere reflektiert es.
LCD und OLED Bildschirme bestehen im Wesentlichen aus Anordnungen winziger, farbiger Lichter. Wenn man die Darstellung auf dem Bildschirm ändert, betätigt man lediglich einen elektronischen Schalter. Elektronen bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit. Die Reaktionszeit eines modernen OLED-Panels wird in Mikrosekunden gemessen – oft liegt sie unter einer Millisekunde. Das geschieht augenblicklich.
E-Ink ist anders. Es strahlt kein Licht aus, sondern reflektiert es, genau wie Papier. Und anstatt einen elektronischen Schalter umzulegen, bewegt es physikalische Partikel durch eine Flüssigkeit. Jedes Pixel auf einem E-Ink-Bildschirm ist eine winzige Mikrokapsel – etwa so groß wie ein menschliches Haar – die mit einer klaren Flüssigkeit gefüllt ist. In dieser Flüssigkeit schweben positiv geladene weiße Partikel und negativ geladene schwarze Partikel.
Um ein Pixel von weiß auf schwarz umzuschalten, legt man ein elektrisches Feld an. Die schwarzen Partikel, die negativ geladen sind, werden von der positiven Elektrode an der Oberseite der Kapsel angezogen, während die weißen Partikel nach unten gezogen werden. Um den Zustand wieder umzukehren, kehrt man die Polarität um. Die Partikel schwimmen physikalisch durch die Flüssigkeit zu ihren neuen Positionen.
Dies wird als elektrophoretische Anzeigetechnologie bezeichnet und ist sowohl die Grundlage für die größte Stärke als auch für die offensichtlichste Schwäche von E-Ink.
Die Stärke liegt darin, dass Bistabilität. Sobald die Partikel an ihrem Platz sind, bleiben sie dort. Zur Aufrechterhaltung des Bildes wird kein Strom benötigt. Deshalb kann Ihr Kindle mit einer einzigen Akkuladung eine statische Seite wochenlang anzeigen. Der Nachteil ist die Geschwindigkeit. Das Bewegen mikroskopisch kleiner Partikel durch eine viskose Flüssigkeit braucht Zeit – tatsächlich Hunderte von Millisekunden. Es handelt sich hierbei um einen mechanischen und keinen elektronischen Prozess, und diese physikalische Einschränkung ist der Hauptgrund dafür, dass sich E-Ink-Displays langsam anfühlen.
Der Aktualisierungszyklus
Es handelt sich auch nicht um einen einfachen, einstufigen Vorgang. Ein vollständiger Aktualisierungszyklus umfasst mehrere Phasen: das Löschen des Bildschirms, das Bewegen der Partikel zu ihren Zielpositionen und schließlich das Abklingenlassen, um Schwingungen zu verhindern. In jeder Phase muss abgewartet werden, bis sich die Partikel physikalisch gesetzt haben. Zudem ist die Geschwindigkeit dieses Vorgangs nicht konstant. Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss. Bei kalten Bedingungen wird die Flüssigkeit zähflüssiger, und die Partikel bewegen sich deutlich langsamer. Unter 0 °C kann eine Aktualisierung etwa zwei Sekunden oder länger dauern. Die ideale Betriebstemperatur liegt zwischen 15 °C und 35 °C. Wenn Sie also schon einmal an einem Wintermorgen im Freien gelesen haben und bemerkt haben, dass der Bildschirm noch träger war, dann ist das der Grund dafür.
Teil 2: Die Benutzererfahrung
Was bedeutet das nun in der Praxis?
Was das reine Lesen von Text angeht, gewöhnen sich die meisten Menschen schnell daran. Ein Seitenwechsel auf dem neuesten Kindle Paperwhite dauert etwa eine halbe Sekunde. Amazon gibt an, dass er 25% schneller ist als die Vorgängergeneration. Das ist so schnell, dass man es kaum bemerkt – es entspricht in etwa der Zeit, die man braucht, um den Blick vom unteren Rand einer Seite zum oberen Rand der nächsten zu bewegen. Es ahmt den Rhythmus des Umblätterns einer gedruckten Seite nach.
Sobald man jedoch über einfachen Text hinausgeht, werden die Grenzen deutlich sichtbar.
Wenn man auf einer Webseite scrollt, läuft der Bildschirm nicht flüssig. Er ruckelt und zeigt Bildfehler. Versucht man, ein PDF oder einen Comic zu vergrößern, stößt man auf eine frustrierende Kombination aus Verzögerungen und Geisterbildern. Das Tippen auf einem E-Ink-Bildschirm ist eine Geduldsprobe – die Tastenanschläge fühlen sich vom Display abgekoppelt an. Jeder Tippen-Vorgang ist mit einer Verzögerung von 250 Millisekunden oder mehr verbunden. Für kurze Notizen ist das noch brauchbar, für längeres Schreiben jedoch unerträglich.
Ghosting und der Kompromiss
Außerdem muss man mit dem sogenannten “Ghosting” rechnen – den schwachen Resten des vorherigen Bildes, die auf dem Bildschirm zurückbleiben. Dies geschieht, weil die Partikel nicht immer exakt und perfekt zu ihrer Zielposition gelangen. Um dem entgegenzuwirken, führen die Geräte in regelmäßigen Abständen eine “vollständige Aktualisierung” durch, bei der der Bildschirm erst schwarz und dann weiß aufblinkt, um alle Partikel in einen bekannten Zustand zurückzusetzen. Das ist der „schwarze Blitz“, den man auf einem Kindle alle paar Seiten sieht. Er ist optisch störend, aber notwendig, um das angesammelte Ghosting zu beseitigen.
Gerätehersteller bieten verschiedene Bildwiederholmodi an, um diesen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Bildqualität zu bewältigen:
- HD- oder Hochqualitätsmodus (oft als GC16 bezeichnet): Diese Option bietet die beste Bildqualität mit 16 Graustufen und minimalen Geisterbildern, ist jedoch die langsamste.
- Geschwindigkeits- oder A2-Modus: Dabei wird auf Graustufen vollständig verzichtet und es wird nur mit einfachem Schwarz-Weiß gearbeitet, dafür ist diese Methode jedoch wesentlich schneller. Sie eignet sich für schnelles Umblättern oder einfache Animationen.
- Ausgewogener Modus oder DU-Modus: Dies ist ein Kompromiss, der ein schnelles, blitzfreies Update bietet, das die Umwandlung in Schwarz oder Weiß unterstützt.
Die Farbe macht es noch schlimmer
Farb-E-Ink stellt einen noch größeren Kompromiss dar. Die meisten Farb-E-Ink-Bildschirme verwenden ein Farbfilterarray über einer standardmäßigen Schwarz-Weiß-Schicht. Dies verringert die effektive Auflösung im Farbmodus und erfordert komplexere Ansteuerungswellenformen, wodurch die Bildwiederholrate noch weiter verlangsamt wird. Eine Vollfarb-Aktualisierung kann zwischen 750 Millisekunden und über einer Sekunde dauern. Die neuere „Gallery 3“-Technologie von E Ink, die ein Vier-Partikel-Tintensystem nutzt, verspricht höhere Geschwindigkeiten – bis zu 500 ms im schnellen Farbmodus –, doch selbst das ist noch weit entfernt von der sofortigen Reaktionszeit eines LCD-Bildschirms.
Teil 3: Die Logik der Branche
Angesichts dieser Einschränkungen ist die Frage berechtigt: Warum gibt es diese Technologie überhaupt? Warum investieren Unternehmen immer noch Milliarden darin?
Die Antwort lautet: Bei bestimmten Anwendungen steht die Geschwindigkeit nicht im Vordergrund. Die Kompromisse lohnen sich.
1. Digitales Lesen und Bildung
Das liegt auf der Hand. Beim Lesen von Romanen, Zeitungen oder langen Artikeln ist die Bildaktualisierungsgeschwindigkeit zweitrangig. Die Vorteile – keine Augenbelastung, eine Akkulaufzeit von mehreren Wochen und Lesbarkeit bei Sonnenlicht – stehen im Vordergrund. Das Display ahmt Papier so effektiv nach, dass man vergisst, dass man auf einen Bildschirm schaut. Für Studenten und Wissenschaftler, die stundenlang komplexe Texte lesen, ist dies eine bahnbrechende Neuerung.
2. Elektronische Regaletiketten (ESL) für den Einzelhandel
Dies ist ein riesiger und oft unsichtbarer Markt. Die kleinen Preisschilder, die man in Supermärkten und Elektronikgeschäften sieht, sind zunehmend E-Ink-Displays. Sie müssen nur ein paar Mal am Tag aktualisiert werden, wenn sich die Preise ändern. Geschwindigkeit spielt dabei keine Rolle. Entscheidend ist, dass sie jahrelang mit einer einzigen Knopfzellenbatterie betrieben werden können. Da für die Anzeige des Preises kein Strom benötigt wird, sind sie unglaublich energieeffizient und machen die Arbeitskosten für das Drucken und Austauschen von Papierpreisschildern überflüssig.
3. Digital Signage und Wegeleitsysteme
Auch bei öffentlichen Informationsanzeigen – wie Busfahrplänen, Informationen zu Flugsteigen am Flughafen oder Beschilderungen für Tagungsräume – spielt die Bildwiederholfrequenz keine Rolle. Die Informationen ändern sich nur selten. Der geringe Stromverbrauch, der große Betrachtungswinkel und die hervorragende Lesbarkeit bei Tageslicht machen E-Ink ideal für diese Anwendungen.
4. Digitale Bilderrahmen
E-Ink-Displays werden für die Präsentation digitaler Kunst immer beliebter. Sie können mit einer einzigen Akkuladung wochenlang ein hochwertiges Bild eines Gemäldes anzeigen, ohne dass es zu Blendungen kommt oder so viel Strom verbraucht wie ein herkömmlicher Bildschirm.
In all diesen Fällen hat die Branche die “Langsamkeit” in Kauf genommen, da die zentralen Vorteile – geringer Stromverbrauch, papierähnliche Lesbarkeit und Augenfreundlichkeit – wichtiger sind als die Geschwindigkeit.
Teil 4: So geht es schneller
Auch wenn die physikalischen Gegebenheiten eine klare Grenze setzen, gibt es Möglichkeiten, das Erlebnis zu verbessern. Wenn Sie ein E-Ink-Gerät nutzen und das Beste daraus machen möchten, finden Sie hier die vier wirksamsten Strategien.
1. Kaufen Sie neuere Hardware
Die Displaytechnologie verbessert sich mit der Zeit. Die Carta-1100- und 1200-Displays von E Ink bieten im Vergleich zum älteren Carta 1000 eine um 20% schnellere Reaktionszeit. Außerdem unterstützen sie die REAGL™-Bildaktualisierungstechnologie, die eine vollständige Bildaktualisierung praktisch überflüssig macht und so für flüssigeres Umblättern sorgt. Wenn Sie ein Gerät nutzen, das bereits einige Jahre alt ist, wird ein Umstieg auf ein Modell mit einem neueren Panel die deutlichste Verbesserung darstellen, die Sie erzielen können.
2. Passen Sie den Aktualisierungsmodus an die jeweilige Aufgabe an
Dies ist die schnellste und effektivste softwareseitige Lösung. Wenn Sie einen Roman lesen, sollten Sie den „High-Quality“-Modus verwenden. Die langsame Bildwiederholrate spielt dabei keine Rolle, und Sie erhalten den schärfsten Text mit dem geringsten Nachbild.
Wenn Sie im Internet surfen, durch ein Dokument scrollen oder tippen, wechseln Sie in den „Speed“- oder „A2“-Modus. Sie verlieren zwar an Graustufen und Bildqualität, aber die Reaktionsgeschwindigkeit verbessert sich erheblich. Bei vielen modernen Geräten, wie den Tablets von Boox und reMarkable, können Sie diese Modi im Handumdrehen umschalten oder sie lassen sich sogar automatisch an den jeweiligen Inhalt anpassen.
3. Achten Sie auf die Temperatur
Die Leistung von E-Ink lässt bei kaltem Wetter nach. Wenn Sie Ihr Gerät im Winter im Freien nutzen, bewahren Sie es in einer Innentasche nahe am Körper auf, um es zu erwärmen. Sollte es träge reagieren, bringen Sie es für einige Minuten ins Haus, damit es wieder seine normale Geschwindigkeit erreicht. Die optimale Betriebstemperatur liegt zwischen 15 °C und 35 °C.
4. Nutzen Sie regelmäßig die Funktion “Vollständige Aktualisierung”
Sollten Sie feststellen, dass sich Geisterbilder bilden, lösen Sie manuell eine vollständige Auffrischung aus. Dadurch werden die Geisterbilder gelöscht und der Bildschirm wieder in einen sauberen Zustand versetzt. Bei den meisten Geräten erfolgt dies durch einen einfachen Tastendruck oder eine Geste. Bei einigen Geräten können Sie einstellen, dass nach einer bestimmten Anzahl von Seitenwechseln automatisch eine vollständige Auffrischung durchgeführt wird.
Die Zukunft
E-Ink wird immer schneller. Neuere Technologien wie der Modos Paper Monitor erhöhen die Bildwiederholfrequenz auf 60 Hz. Das ist ein bedeutender Fortschritt, der flüssigeres Scrollen und sogar einfache Animationen ermöglicht. Doch selbst bei 60 Hz wird E-Ink niemals die Geschwindigkeit von OLED erreichen. Das ist einfach nicht möglich. Die physikalischen Vorgänge beim Bewegen von Partikeln durch eine Flüssigkeit werden immer langsamer sein als das Umlegen eines elektronischen Schalters.
Und das ist in Ordnung.
Die “Langsamkeit” von E-Ink ist kein Versagen der Technologie. Sie ist die unvermeidliche Folge einer Designphilosophie, bei der Augenkomfort, Akkulaufzeit und ein papierähnliches Erlebnis Vorrang vor reiner Geschwindigkeit haben. Für die Aufgaben, für die es konzipiert wurde – intensives Lesen, konzentriertes Schreiben und die Darstellung von Informationen – ist es überhaupt nicht langsam. Es ist genau so schnell, wie es sein muss.
Jictech ist auf die kundenspezifische Fertigung von E-Ink-Displays spezialisiert.
