1 概 述

　　电子纸显示屏是一种全新显示屏，具有功耗低、阅读舒适等优点。作为一种新型显示屏技术，电子纸显示屏催生了众多创新性移动应用，比如电子书、电子报纸、电子显示牌等。S1D13521是Epson公司和E Ink公司2008年联合推出的一款电子纸显示控制器，具有多种全新特性，为E Ink电子纸显示屏提供了强大的技术支持。如何充分利用S1D13521的特性，为新一代电子纸显示屏提供更佳的人机交互体验已成为一个有待研究与解决的问题。本文以津科V30型手持阅读器为实例，介绍一些实际开发中的设计经验和实现技术。

　　2 S1D13521及开发平台

　　2．1 S1D13521简介

　　S1D13521提供多种主机处理功能，极大地减轻了主机负载，提升了系统整体性能；支持2 048×1 536的分辨率(50 Hz)，最大支持4 096×4 096分辨率(低于50 Hz)，支持32灰度级显示；支持多区域并行显示刷新，提高了电子纸显示屏的响应速度。使用这种控制器，电子纸显示屏最多可同时执行16个区域的局部擦写。显示屏响应速度的大幅提升使触摸屏式的用户交互方式成为可能，并带来响应式手写笔输入、下拉菜单等一系列新的应用。这一技术为提升电子纸用户界面体验提供了强大支持。S1D13521系统结构如图1所示。S1D13521显示控制器在主机与电子纸显示屏之间，用于控制电子纸的显示刷新。

　　3 电子纸人机交互设计

　　3．1 电子纸人机交互结构模型

　　S1D13521大幅度提升了电子纸的响应速度，从而加速了显示屏对用户操作的反馈，使动态的视觉反馈效果成为可能。基于这种特性与优势，本文设计了一种控制一反馈人机交互结构模型，如图2所示。



　　这种设计可以通过几种简单的操控手势实现所有阅读器的基本功能，很好地遵循了人机交互设计的一致性和界面简洁性原则；同时，通过动态视觉反馈给予用户及时响应，从而实现整个交互功能。


　　4 电子纸人机交互实现

　　在电子纸人机交互的实现中，充分利用S1D13521的特性，对各种操作及时产生动态视觉反馈，可达到直观、易用的人机交互效果。

 4．1 简单动态反馈的实现
    动态反馈的实现依赖于显示器快速刷屏响应，而S1D13521的一个重要特性就是可以加速块刷。相对于传统800
ms的块刷时间，S1D13521可以把黑白两级块刷时间降为300 ms。充分利用这一特性，可实现多种简单动态反馈效果。
   
实现的一般过程是，首先计算每一帧显示屏变化区域大小，然后调用快速块刷函数GrFastPartialPrint完成对变化区域的显示刷新，这样就能以3帧／s的速率实现动态效果。这一技术的关键是计算合适的块刷区域，从而保证有效的刷屏速度。
   
津科V30型阅读器人机交互的翻转、退出、撤销3种操作就是使用这一技术实现的。这里以退出操作的卷帘效果为例说明。退出操作是从阅读状态返回书架，当用户从屏幕上方下向下划动，书架随之以卷帘效果展开。图4展示了书架的卷帘效果及显示刷新过程。其中，框出区域为每帧块刷区域。

   
4．3 1 6通道技术的应用
   
16通道技术是S1D13521的另一个重要特性。其原理是当多块不重叠区域连续块刷时，S1D13521可以提供16个并行通道，使每个块刷时间降为300／16 ms。充分利用这一技术，可以实现更为流畅的动态效果。
   
以百叶窗动画为例说明16通道技术的使用。还是调用GrFastPartialPrint函数，当连续块刷的区域均不重叠时，S1D13521会自动开启16通道。百叶窗的实现是把整屏图分为m块，每一块分为n条，按一定次序依次显示其中一条区域。程序实现如下：