So testen wir E-Book-Reader

@ctmagazin | c't Labs

Die E-Ink-Panels der E-Book-Reader erfordern ungewöhnliche Wege beim Produkttest. Kniffelig sind vor allem die Laufzeittests, am meisten Zeit aber beansprucht - natürlich - das Lesen.

Kindle Voyage im Test (Bild: c't)

E-Book-Reader sind eine besondere Herausforderung für das c't-Testlabor, und das liegt hauptsächlich an ihren Spezial-Panels. Die ganz fürs Lesen optimierten E-Ink-Displays funktionieren mit sogenannter "elektronischer Tinte": In kleinen Kügelchen wandern je nach elektrischer Ansteuerung weiße oder schwarze Farbpigmente nach oben und erzeugen so das Textbild. Die Texte sehen wie auf Papier gedruckt aus und der Text verbleibt auf dem Display solange, bis er erneut angesprochen wird. Die Reader benötigen für die Anzeige des Texts also nur Strom, wenn sich etwas ändert.

Weil diese Technik grundlegend anders als LC-Displays ohne eine Hintergrundbeleuchtung auskommt, müssen wir viele unserer bei Smartphones oder Tablets üblichen Tests anpassen.

Vor allem Kontrastmessungen stellen sich als schwierig dar. Üblicherweise testen wir den Kontrast eines Smartphone- oder Tablet-Displays, indem wir in einer kalibrierten Messstation (Conoscope von Autronic) die Helligkeit des durch die Hintergrundbeleuchtung erzeugten Lichts messen. Der Kontrast ergibt sich dabei aus dem Quotienten der Helligkeit einer dargestellten Weißfläche und der Helligkeit einer dargestellten Schwarzfläche.

Reader-Panels funktionieren aber ohne Hintergrundbeleuchtung; deshalb beleuchten wir die Reader während der Tests mit einer externen Lichtquelle (etwa 1000 cd/m², entspricht Studio-Beleuchtung), deren Licht durch das Messgerät geführt wird. Überprüft wird dann, wieviel Licht eine schwarze Fläche reflektiert und ins Messgerät zurückwirft, und wieviel Licht eine weiße Fläche reflektiert. Der Reflexionsgrad ist dabei abhängig davon, aus welchem Blickwinkel man den Reader betrachtet. Für unsere Tabellen errechnen wir einen Mittelwert aus unterschiedlichen Blickwinkeln zwischen 0 Grad (frontal aufs Display schauen) und 40 Grad (etwas schräg aufs Display schauen) – das halten wir für einen realistischen Radius, innerhalb dessen man sich beim Lesen bewegt.

Kontrastmessung des Kindle Voyage (Bild: c't)

In der hier illustrierten Messung des Kindle Voyage beispielsweise reflektiert der Reader bei weiß im Mittelwert etwa 30 Prozent des Lichts, bei Schwarz nur 3,4 Prozent. Die schwarze Fläche absorbiert also – logischerweise – deutlich mehr Licht als die weiße und erscheint in unserem Auge sehr viel dunkler. Im Idealfall würde die weiße Fläche nahezu 100 Prozent des Lichts zurückwerfen, die schwarze aber nahezu 100 Prozent des Lichts absorbieren.

Aus unseren Messungen ergibt sich für den Kindle Voyage ein Kontrast von 8,8:1.Wir haben zum Vergleich mit dem selben Verfahren eine gedruckte c't gemessen. Sie reflektiert 77,5 Prozent des Lichts bei weißer Fläche und 5,3 Prozent bei schwarz bedrucktem Papier. Die schwarze Tinte der c't wirkt also einen Hauch blasser als das Schwarz des Kindle Voyage, dafür ist aber das Weiß um einiges heller. Die Werte des Kindle sind typisch für E-Book-Reader: Das Weiß sieht eher wie Umweltpapier als gebleichte Buchseiten aus. Der Kontrast bei der c't liegt bei 14,7:1 und ist damit um etwa 67 Prozent höher als der vom Voyage.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus den physikalischen Eigenschaften der Farbpigmente. Weil sie sich in der Flüssigkeit vergleichsweise träge bewegen, bleiben beim Blättern immer auch ein paar schwarze Pigmente dort liegen, wo eigentlich eine weiße Fläche ist, und umgekehrt. Diese leichten Rückstände unterscheiden sich nach jedem Blättern. Um beim Messen Ausreißer nach unten oder oben aufgrund dieser Rückstände zu erwischen, führen wir jede unserer Messungen mindestens fünf mal durch.

Die meisten E-Book-Reader haben eine zuschaltbare Display-Beleuchtung. Diese ist in der Regel am unteren Display-Rand in Form mehrerer LEDs angebracht, deren Licht per Diffusionsschicht möglichst gleichmäßig auf dem Reader verteilt werden. Die ersten Reader mit LEDs hatten noch eine sehr schlechte Ausleuchtung, doch inzwischen fallen nur noch selten größere Schattenflächen auf den Geräten auf. Wenn man genau hinsieht, entdeckt man aber bei vielen Readern leichte Schatten oder helle Streifen an den unteren und oberen Display-Rändern, die durch ungleichmäßige Lichtverteilung entstehen.

Vergrößertes E-Ink-Display

Die Helligkeitsmessung des Displays nehmen wir in einem Neun-Punkte-Gitter vor, um die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung zu überprüfen. In den Tabellen geben wir als maximale Helligkeit den Mittelwert dieser neun Messungen an.

Ist die LED-Beleuchtung eingeschaltet, ändert sich auch der Kontrast der Reader. Deshalb messen wir bei allen E-Book-Readern auch den Kontrast bei eingeschalteten LEDs ohne externe Lichtquelle. Die Messung entspricht dem Kontrasteindruck, wenn man mit LED-Beleuchtung in einem dunklen Raum liest, während die erste Messung den Kontrast mit abgeschalteter Beleuchtung in einem sehr hell beleuchteten Raum wiedergibt.

E-Book-Reader brauchen beim Lesen weitestgehend nur dann Strom, wenn man blättert. Das führt zu fantastisch langen Laufzeiten und zu einem Problem beim Messen: Eigentlich müsste jemand mehrere Tage am Stück auf einem Reader lesen, um eine praxisorientierte Laufzeit zu ermitteln. Um nicht bloß künstliche Laborwerte zu messen, haben wir deshalb einen Messstand konstruiert, der genau so ein realistisches Leseverhalten simuliert: Kapazitive Stifte tippen alle 30 Sekunden auf den Touchscreen und blättern so weiter. Als Buch nehmen wir die englische Ausgabe von Krieg und Frieden und vergrößern die Schrift so weit, dass der Reader mindestens 5 Tage läuft, bis er ans Ende des Buchs gelangt. In der c't-Redaktion hat sich für diese tage- und wochenlang auf Geräte einhämmernde Messstation der Name "Folterbank" eingebürgert. Mit diesem simulierten Leseverhalten schaffen es fast alle Lesegeräte auf über 40 Stunden Laufzeit – davon können Tablet- und Smartphone-Nutzer nur träumen.

E-Book-Reader unter der c't-"Folterbank"

Die Laufzeiten verringern sich maßgeblich, wenn man die LED-Beleuchtung zuschaltet, weshalb wir weitere Messungen mit Beleuchtung durchführen. Auch regelmäßiges Synchronisieren verändert die Laufzeit; wir schalten deshalb bei unseren Messungen die Synchronisation und das WLAN aus. Das empfiehlt sich übrigens auch im Alltag beim Lesen; unseren Erfahrungen nach hält der Akku bei vielen Readern deutlich länger, wenn man beim Lesen und im Standby den Flugmodus aktiviert hat.

Laborwerte schön und gut, doch bei Lesegeräten geht es natürlich vor allem ums Lesen. Deshalb setzen wir uns natürlich auch mit allen Readern im Test aufs Sofa und lesen – der zweifellos angenehmste Teil eines Reader-Prüfstands. Pflicht sind mindestens zwei Stunden auf jedem Gerät, hier vermischen sich zwangsweise Arbeits- und Freizeit ein bisschen. In diesem Test hat der Prüfstand-Autor vor alem zwei Bücher gelesen, Bilder deiner großen Liebe von Wolfgang Herrndorf und Kurzgeschichten von Nikolaj Gogol.

Für die E-Book-Anzeige haben wir inzwischen eine Bibliothek an über 100 Dokumenten unterschiedlichster Formate und Aufmachungen zusammengestellt, die wir auf jeden Reader laden. Wir überprüfen einerseits, ob ein Lesegerät einen guten Überblick über die Sammlung und sinnvolle Sortiermöglichkeiten gibt. Andererseits geht es uns darum, welche Formate der Reader erkennt und ob er innerhalb der Bücher Elemente wie Links, Grafiken und Sonderzeichen korrekt darstellt.

Mit wissenschaftlichen Texten, Magazin-Artikeln und Sachbüchern in PDF-Format testen wir außerdem, wie gut man auch Dokumente mit fixem Layout lesen kann – immer noch ein Schwachpunkt der dedizierten Lesegeräte.Schließlich überprüfen wir mit den Testdokumenten, wie gut man die Anzeige der Bücher in puncto Schriftgröße, Abstände, Fonts, etc. anpassen kann.

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