Энтузиаст Bo Made It добился 30 кадров в секунду и четырёх оттенков серого на серийном E Ink-экране, где штатный драйвер обеспечивал около 3,33 кадра. Для E Ink дисплеев, обычно рассчитанных на электронные книги и ценники, это почти противоестественная скорость: на устройстве с ESP32-S3 он запустил эмуляцию Game Boy. О проекте InkBoy сообщает The Register.
В основе эксперимента — плата Waveshare с 1,54-дюймовым e-paper-экраном и ESP32-S3. В штатном режиме её обновление занимает примерно 300 миллисекунд: это неплохой показатель для вывода статичной картинки, но не для игры. Автор не менял саму панель и не проектировал специальную электронику, а написал собственный драйвер, который иначе управляет пикселями и сокращает управляющие последовательности.
Именно эти последовательности — волновые формы — определяют, как пигментные частицы перемещаются внутри пикселей. В классическом чёрно-белом E Ink-экране положительно заряженные чёрные и отрицательно заряженные белые частицы нужно последовательно переводить в нужное положение. Заводской контроллер делает это аккуратно: старается очистить остатки предыдущего изображения и минимизировать шлейфы. Цена аккуратности — медленное обновление.
Bo Made It пошёл на компромисс. Его драйвер позволяет адресно управлять пикселями и использует более короткие импульсы. Это снижает время, которое экран тратит на полный переход между состояниями, и помогает бороться с остаточными следами изображения. Для игрового экрана такой подход важнее идеальной чистоты белого фона: игрок скорее простит лёгкий артефакт, чем задержку в треть секунды при каждом движении персонажа.
Самый любопытный результат появился не из попытки сделать экран быстрее, а из борьбы с ghosting — шлейфами после обновления. Автор заметил, что панель уже случайно выдаёт серые тона. Пигмент не перемещается из чёрного положения в белое мгновенно; если остановить процесс на промежуточном этапе, можно получить устойчивый серый уровень. После настройки драйвера экран начал отображать четыре градации серого — столько же было у оригинального Game Boy.
Сначала автор пытался имитировать полутона дизерингом, то есть узором из чёрных и белых точек. Для движущейся картинки это выглядело плохо: узор мерцал и съедал детали. Управление промежуточным положением пигмента дало более читаемый результат. В видео InkBoy старая игровая графика выглядит уместно именно потому, что ограничения дисплея совпадают с визуальным языком Game Boy, а не маскируются агрессивными трюками.
Похожие эксперименты уже были: другой автор собирал e-paper Game Boy на специально подготовленном железе, обходя типовые ограничения дисплеев. Отличие InkBoy в переносимости идеи. Здесь используется массовая плата, а исходный код драйвера опубликован. Для разработчиков встраиваемых устройств это интереснее самой ретро-консоли: проект показывает, что E Ink дисплеи можно исследовать ниже уровня библиотек производителя и извлекать из них режимы, которых официальный API не обещает.
Практического применения у такого приёма немного, но оно есть. Быстрый e-paper может пригодиться для сверхэкономичных интерфейсов, простых приборных панелей, носимых устройств или терминалов, где LCD слишком прожорлив, а обновление экрана требуется чаще пары раз в минуту. При этом 30 кадров в секунду не превращают e-paper в замену обычному дисплею: у технологии остаются ограничения по контрасту, артефактам, размеру панелей и поведению при частых обновлениях.
Есть и менее романтичная часть истории. Автор прямо предупреждает: нестандартные волновые формы и повышенная частота обновления могут необратимо повредить экран, а ресурс панели в таком режиме он не измерял. Поэтому код стоит воспринимать как эксперимент для недорогой платы, а не как инструкцию по разгону модифицированного Kindle. Вопрос теперь не только в том, сколько кадров удастся выжать из e-paper, но и смогут ли производители открыть безопасные быстрые режимы для разработчиков. Исходники и демонстрацию проекта можно проверить в материале .