Програмне моделювання та оптимізація алгоритмів часткового оновлення E-Ink дисплеїв

Анотація

У статті досліджується фундаментальна проблема візуальних артефактів (ghosting) під час часткового оновлення електрофоретичних дисплеїв (E-Ink). Для вирішення цієї проблеми розроблено спеціалізований програмний симулятор, який на глибокому математичному рівні моделює процеси накопичення залишкового заряду, інерційності мікрочастинок та деградації зображення з часом. Запропоновано та детально досліджено три парадигми оновлення екрана: наївне часткове оновлення (базовий підхід без компенсації), порогове повне оновлення на основі динамічного розрахунку середньоквадратичної помилки (MSE) та інноваційне розумне локальне спалахування (Smart Regional Flash), орієнтоване на мінімізацію площі інверсії. За допомогою довготривалої симуляції годинникового таймера протягом однієї години змодельованого часу було об’єктивно оцінено ефективність кожного з алгоритмів за строгими метриками: MSE, індексом структурної подібності (SSIM) та сукупними витратами енергії. Результати експериментів переконливо доводять, що алгоритм розумного локального спалахування забезпечує найкращий баланс між ідеальною якістю зображення (SSIM ≈ 1.0) та високою енергоефективністю. Запропонований метод зводить до мінімуму візуальне та когнітивне навантаження на користувача, що є критично важливим для фонових інформаційних пристроїв.