2009年9月23日 星期三

一個啟示、兩個故事

小時候,電視機是一台厚厚的機器,屏幕背後隱藏著一些很重的不知名的東西。那時只懂坐著看電視的我,也沒深究,只知那團東西很熱和有「幅射」。回想起來,舊時的世界也真簡單,電視機就是電視機,沒有什麼 LCD、LED、Plasma、投影之類叫人摸不著頭腦的名詞。從前只有陰極管電視機,運作原理是陰極管把電子束射向屏幕,屏幕上的熒光物料吸收電子的能量繼而發光,陰極管快速掃瞄屏幕便能成像。不用說,電視機後面那團又厚又重又熱的東西就是陰極管。後來的顯像科技百花齊放,但是萬變不離其宗,只是以不同方法把電力轉化為光能,每點 pixel 就像一個個微細的燈泡,「主動」地把光線投射至我們的眼睛。

所以,望著屏幕,眼睛容易疲倦,我們不習慣直視光源。日常看見的物件,本身通常不發光,而是反射外來光線,故一張書桌一顆燈泡,而不是一頁紙張一顆燈泡;我們的眼睛習慣「反光」、而非「發光」之物。製造一種借助外來光線、以反光為顯像原理的屏幕,這個可稱為「電紙」的構想,近年隨著亞馬遜的 Kindle新力的 Reader 推出市場而得到實現。這兩款暫時只有黑白顯示的電子書閱讀器,不約而同地標榜閱讀時視覺上如何舒適,便是拜電紙技術所賜,顯像原理模仿紙張,使其擁有紙張大部份優點,例如可從多角度觀看,烈日下影像依然清晰等,雖然暫時未有色彩,也不能摺疊,但其遠較其他顯示技術適合長時間閱讀,無可否認。

電紙的屏幕是有「記憶」的,固定的影像不須以電力維持;換句話說,翻頁時更新影像才須用電,加上沒有自己的光源,故耗電量極低。根據亞馬遜的網頁,若關掉用以下載書本的無線接駁器,Kindle 可以一星期不用充電;新力的說法更間接透露其運作原理,說 Reader 充電一次可讓你閱讀 7000 頁紙。

說來奇怪,儘管科技日新月異,人類的需要並沒有與時俱進。無論 iPhone 的介面如何精緻,我們閱讀還是最愛拿著一張紙。事實上,科技從來沒有替我們製造新的慾望,只是不斷以不同的方式滿足我們原始的渴求。虛擬社群,電子遊戲,真人攬枕,超級巨聲……哪一樣不是看準了我們的人性本能?所謂「電紙」,其實是以廿一世紀的方法複製廿多世紀之前的發明。「科技不斷進步,我們原地踏步」,這是電紙給我的啟示。

任何科技,都不是一蹴而就;電紙的構思,三十多年前已經開始。以影印機和雷射打印機聞名的 Xerox 公司旗下位於美國加州的 Palo Alto Research Center (PARC),早於 1974 年經已造出電紙的雛型。當時的主要動機並非為了模仿紙張,而是因為電腦的陰極管屏幕太暗,很容易被燈光蓋過,操作員必須於漆黑的房間工作;於是,便有人著手研究一些在正常燈光下也可以一目了然的顯示技術。其中一個方法(下圖),是製造一粒粒非常細小的圓珠,每粒圓珠的表面黑白各佔一半,而且黑白兩半的電極互異(黑為正、白為負,相反亦可),把這些圓珠放在一正一負的電場中間,便可以電場控制圓珠旋轉,亦即能夠控制屏幕上每點 pixel 的黑白,這就是 Xerox PARC 版本的電紙雛型。他們把其命名為「Gyricon」,是希臘文「旋轉的圖像」的意思。



顯示器並非 Xerox 的主要業務,公司內亦無人意識到 Gyricon 作為電紙的潛質,這門技術遂被擱在一旁,不了了之。一擱就是十多年……

1989 年,發明者之一的 Nick Sheridon 終於發覺 Gyricon 是電紙的理想材料,他於是再次埋首研究,希望大量生產。讀者必須知道,一門技術由實驗室走到市場,是一條十分漫長和崎嶇的路。研究人員在實驗室發明某種技術,甚至取得專利,只是証明概念可行。從「可行」至「可售賣」,必須克服兩大難關:產品必須耐用,生產必須便宜。2000 年 12 月,Gyricon Media 從 Xerox 分拆出來,開始售賣廣告顯示板予百貨公司。廣告顯示板?對,不是什麼電子書之類的東西。據我所知,Gyricon 的電紙從未進入過閱讀器市場,技術不良還是推廣不濟,我不清楚。2005 年 12 月,Gyricon Media 關門大吉,母公司 Xerox 有否繼續推廣電紙科技,也無關宏旨。今天的閱讀器是用另一家公司的發明。

望著 Xerox,有點感嘆。這是一家出了名「捉到鹿唔識脫角」的公司。現代電腦很多習以為常的東西,如滑鼠和圖像用戶介面,都是首先在 Xerox PARC 出現,後來卻被別人「偷去」發揚光大。雖然 Gyricon 沒有被人偷去,但 Xerox 錯失這個電紙良機,卻是事實。中國也有點兒「Xerox 味」,四大發明傳至西方,卻被西方人用來瓜分中國。望著一部不含 Xerox 科技的閱讀器,我看到一個「中國」的故事,一個充滿著「lost opportunity」的故事。

公平一點,錯失良機的不只一間公司;1970 年代初期,多家公司都曾經發展或參與研究電紙的雛型,其中日本松下電器(Matsushita)便有如左圖的技術。設想一堆帶正電的白色波子,和一堆帶負電的黑色波子,把他們放在一正一負的電場之間,假設正極位於屏幕的前方,負極位於後方,由於黑波子被吸引至正極,這個正極所在的位置便呈黑色,反之呈白色。這些「波子」當然是非常細小,屏幕上布滿透明的電極,便能控制每點 pixel 的黑白。原理和 Gyricon 差不多,只是 Gyricon 一珠兼顧黑白二極,以電場控制其旋轉;松下電器則是把兩極分離至不同顏色的波子,以電場控制整堆波子的移動。今天的電紙,便是建基於這個發明了接近四十年的「波子系統」。

上面說過,實驗室與市場之間,是一段漫長而崎嶇的路。最終,完善「波子系統」(右圖),供應電紙屏幕給亞馬遜和新力的,並非松下電器,而是一家叫 E Ink 的公司。他們與麻省理工合作,發展出耐用的屏幕和成本便宜的工序。E Ink 是後起之秀,卻絕非坐享漁人之利,原始的波子系統缺點多多,波子容易粘附一起不在話下,pixel 之間移位的情況也十分常見,還未計必須兼備接觸式屏幕的功能,等等等等。長話短說,E Ink 必須解決傳統波子系統的所有「致命弱點」,結合所有現代消費者對一個電子屏幕的「合理期望」,還要可靠耐用和成本便宜。

於 1997 年成立,2004 年才有第一部新力閱讀器於日本出售,期間總共籌集一億五千萬美元的資金,投資者包括英特爾、摩托羅拉、菲利普等大公司,可見把技術從實驗室帶進市場的過程絕不輕易。E Ink 自創建之初,便一直以取代傳統書本為己任,姑勿論認同他們的夢想與否,這份 focus 和魄力值得學習。望著一部擁有 E Ink 屏幕的閱讀器,我看見一個關於「vision」的故事。

(2009 年 9 月 23 日 信報副刊)

主要資料來源:
15 Oct 2007, The Future Of Things
The Future of Electronic Paper

26 Feb 2009, xconomy.com
Kindling a Revolution: E Ink's Russ Wilcox on E-Paper, Amazon, and the Future of Publishing

Google Books
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