FreeInk – ein offenes Ökosystem für E-Book-Reader

• Ein Open-Source-Ökosystem, das die gesamte Schicht aus Software, Firmware und Hardware von E-Paper-Readern offenlegt, sodass jeder Geräte erweitern oder selbst bauen kann
• CrossPoint Reader unterstützt EPUB-2/3-Rendering, Schriftarteinstellungen, WiFi-Übertragung, KOReader-Synchronisierung, Lesezeichen, Focus Reading, Mehrsprachigkeit und Layouts für von rechts nach links geschriebene Sprachen
• Das hardwareunabhängige FreeInk SDK abstrahiert Controller, Waveforms, Pins und Peripherie über eine stabile API, sodass sich neue Boards nur mit Profilen und Konfigurationen statt durch Umschreiben des Codes hinzufügen lassen
• Die Open-Hardware de-link integriert ESP32-S3, E-Paper-Schnittstelle, Ladefunktion/Batterieschutz und optionales Frontlicht auf einer einzigen PCB und kann für etwa 60 US-Dollar selbst gebaut werden
• Bücher werden als Dateien in offenen Formaten auf der SD-Karte gespeichert; offene Schaltpläne, BOM und austauschbare Batterien ermöglichen es, Geräte ohne Konto oder Abo zu besitzen, zu reparieren und umzubauen

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Ein offener E-Book-Reader-Stack von Software bis Hardware

• FreeInk ist eine Open-Source-Community, die gemeinsam Software, Firmware und Hardware für E-Paper-Reader entwickelt
• Alle Schichten sind offengelegt, sodass jeder sie übernehmen, erweitern und an die eigenen Anforderungen anpassen kann
• Xteink und Seeed Studio sind offizielle Partner

CrossPoint-Reader-Software

• CrossPoint Reader ist eine vollständig Open-Source-Firmware aus der Community für günstige E-Paper-Reader und bietet eine Basis, auf der Nutzer Funktionen kontrollieren und erweitern können
• Unterstützt EPUB-2/3-Rendering
  • Wendet im EPUB enthaltenes CSS an und setzt Kapitel passend zu vom Nutzer gewählten Schriftarten, Größen und Rändern
  • Zwischenspeichert die zuerst geöffnete Seite auf der SD-Karte, damit sie beim erneuten Öffnen nahezu sofort angezeigt wird
• Noto Serif und Noto Sans sind integriert; zusätzlich können beliebige auf die SD-Karte kopierte Schriftarten verwendet werden
  • Größe, Abstand, Ränder, Silbentrennung, Ausrichtung und Anti-Aliasing sind anpassbar
• Startet im WiFi ein Upload-Server, um EPUBs per Browser zu übertragen oder direkt aus Calibre zu senden
  • KOReader-Synchronisierung hält die Leseposition auf mehreren Geräten konsistent
• Durch langes Drücken der Confirm-Taste kann an jeder Passage ein Lesezeichen gesetzt werden
  • Gespeicherte Positionen enthalten Seite und Lesefortschritt
• Focus Reading stellt den vorderen Teil jedes Wortes fett dar, um Blickführung und Lesetempo zu unterstützen
  • Graustufen-Anti-Aliasing und Tile-Rendering sorgen für schnelle und scharfe Seitenwechsel
• Bietet ein vollständiges Rechts-nach-links-Layout für Hebräisch und Arabisch
  • Die Menüs sind in mehr als 10 Sprachen übersetzt, darunter Spanisch, Französisch, Deutsch, Italienisch, Portugiesisch, Russisch, Ukrainisch und Polnisch

Hardwareunabhängiges FreeInk SDK

• Das FreeInk SDK ist eine hardwareunabhängige Entwicklungsbasis zum Erstellen von E-Paper-Reader-Firmware
  • Trennt Controller, Waveforms, Pins und Peripherie hinter einer stabilen Abstraktionsschicht
  • Betreibt mehrere Geräte mit einer einzigen allgemeinen Codebasis; neue Boards werden per Profil und Konfiguration statt durch komplettes Umschreiben hinzugefügt
• Gerätespezifische Details sind in kleine, injizierbare Schnittstellen aufgeteilt
  • Kapselt Display-Controller, Waveforms und LUTs, GPIO, Busgeschwindigkeit, Touch, Frontlicht und Audio jeweils separat
  • Die Firmware ruft eine allgemeine API auf und erhält dabei das gerätespezifische Verhalten
• Bietet kleine, konsistente APIs für EInkDisplay, InputManager, BatteryMonitor, SDCardManager und BoardConfig
  • Da die Firmware auf einen einzigen Bibliothekspfad zielt, bleibt sie von der zugrunde liegenden Hardware entkoppelt
• Neue Boards werden unterstützt, indem Profile und Treiberkonfigurationen ergänzt werden, statt generische Treiber zu ändern
  • Pins, Bildschirmgrößen, Waveforms und Spannungen werden als Datenwerte bereitgestellt, damit gerätespezifische Anpassungen nicht in den gemeinsamen Codepfad geraten
• Builds bestehen aus zwei Achsen: Gerät und Funktion
  • Touch, Frontlicht, Farbe und Audio werden per Flags gesteuert und nur auf benötigten Geräten standardmäßig aktiviert, um die Binärgröße zu reduzieren
• Unterstützt kapazitiven Touch für CHSC6x- und GT911-Controller
  • Der InputManager liefert rohe Touch-Koordinaten; die Bildschirmrotation verarbeitet die Anwendung
• PWM-Frontlicht unterstützt die Steuerung warmer und kalter Farbtöne
• SecureNet bündelt aus dem Quellcode kompiliertes wolfSSL und bietet TLS 1.3 sowie PSA
  • Umgeht das funktionsbeschränkte System-mbedTLS, um etwa TLS-1.3-only-Server wie bei der KOReader-Synchronisierung zu erreichen

Vollständig unterstützte Geräte und Laufzeitkonfiguration

• Derzeit werden die folgenden Geräte im Status Full unterstützt

Gerät	MCU	Controller	Panel
Xteink X4	ESP32-C3	SSD1677	800×480 Schwarzweiß · 4 Graustufen
Xteink X3	ESP32-C3	UC8253	792×528 Schwarzweiß · 4 Graustufen
de-link	ESP32-S3	SSD1677	800×480 Schwarzweiß · Graustufen · Frontlicht
M5Stack PaperColor	ESP32-S3	ED2208	400×600 Spectra-6 Farbe
Murphy M3	ESP32-S3	UC8253	240×416 Schwarzweiß · Touch · Frontlicht
LilyGo T5 S3	ESP32-S3	ED047TC1	960×540 16 Graustufen · Touch · I²C-Messgerät
Sticky	ESP32-S3	SSD1677	3,97 Zoll 800×480 Schwarzweiß · GT911-Touch · Sensorsammlung
M5Paper v1.1	ESP32 (klassisch)	IT8951E	540×960 16 Graustufen · GT911-Touch

• Verwandte Geräte teilen sich einen Firmware-Build und können zur Laufzeit erkannt und konfiguriert werden
• Neue Controller werden als eigenständige Treiber hinter der Abstraktionsschicht ergänzt

de-link-Hardware zum Selbstbauen

• de-link ist der Open-Hardware-Kern des Projekts, ein kleines per Hand lötbares ESP32-S3-Board
  • Veröffentlicht KiCad-Schaltpläne und eine vollständige BOM
  • Integriert Ladefunktion, Batterieschutz, optionales Frontlicht und eine 24-Pin-E-Paper-Schnittstelle auf einer einzigen PCB
  • Die Kosten für den Selbstbau liegen bei etwa 60 US-Dollar
• Für die Rechenleistung kommt ein ESP32-S3 mit 240 MHz und zwei Kernen zum Einsatz
  • Bietet WiFi, BLE, 16 MB Flash und optionales PSRAM
• Das Display nutzt eine 24-Pin-SPI-E-Paper-Schnittstelle für 3,97-, 4,26- und 7,5-Zoll-plus-Panels von GoodDisplay
• Als Speicher dient microSD über eine 4-Bit-SDMMC-Schnittstelle, um die gesamte Bibliothek offline vorzuhalten
• Nutzer schließen eine LiPo-Batterie ihrer Wahl an und laden über USB-C OTG
  • Ein MCP73832-Ladecontroller sowie DW01A und FS8205A schützen vor Überladung und Tiefentladung
• Das optionale serielle LED-Frontlicht unterstützt das Umschalten zwischen kalten und warmen Farbtönen sowie PWM-Helligkeitsregelung
• Die Bedienelemente bestehen aus zwei Widerstandsleitern mit jeweils vier Schaltern sowie einer Reset-Taste
• Multifunktions-GPIOs sind nach außen geführt und können für Modulanschlüsse und Nutzer-Mods verwendet werden

Eine Grundlage zum Besitzen, Reparieren und Umbauen

• Alle Schichten vom Rendering-Engine bis zur Ladeschaltung sind dokumentiert und offen gelegt, sodass die Community gemeinsam bauen, ändern und erweitern kann
• Bücher werden als normale Dateien in offenen Standardformaten auf der SD-Karte gespeichert
  • Sie lassen sich auf jedem Gerät lesen, kopieren und dauerhaft behalten
• Software, Firmware und Hardware sind vollständig offengelegt und unter permissiven Lizenzen veröffentlicht
  • Forks, Audits und Wiederverwendung sind möglich
• Mit handlötbaren Bauteilen, offener BOM und austauschbarer Batterie ist das Design auf Reparatur statt Wegwerfen ausgelegt
• Gerät und Software lassen sich vollständig ohne Konto oder Abo besitzen
• Leser und Hardware-Modder beteiligen sich offen an der Entwicklung
  • Es gibt Nightly Builds, geteilte Themes und externe Beiträge sind willkommen
• Mit zusätzlichen GPIOs, eigenen Schriftarten und themefähigen Menüs sind freie Umbauten möglich
• Der gesamte Stack ist bis hin zu Schaltplänen und BOM zu 100 % offen und unterstützt das Laden per USB-C-Standardkabel
• Die Releases reichen kumulativ von v0.1 bis v1.2

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Ich habe mir vor ein paar Wochen einen Xteink X4 gekauft und bin sehr zufrieden. Ich habe mehrere Firmwares ausprobiert, mich aber noch nicht festgelegt; besonders gefallen mir der Bildschirm und die einfache Oberfläche
  Das Übertragen von Kindle-Büchern ist umständlich, aber akzeptabel, und weil ich dadurch Bücher außerhalb des Amazon-Ökosystems kaufe, nutze ich in letzter Zeit öfter Humble

  • Am besten gefällt mir bisher Witch reader. Es hat alle Funktionen von Cross-point, rendert Bücher besser und bietet mehr Features, daher komme ich nach Tests mit verschiedenen Alternativen immer wieder darauf zurück
    Wer Bücher nach Serien sortiert ansehen möchte, sollte sich auch AALU ansehen, und auch Crosspoint OS selbst ist weiterhin hervorragend
  • Gibt es eine unkomplizierte Möglichkeit, Libby-Bücher zu übertragen? Selbst bei Kindle braucht es ein oder zwei Schritte, aber ich würde sie gern auf einem handlicheren Gerät lesen
  • Ich habe meinen auch vor ein paar Wochen gekauft, und die Größe, die problemlos in die Hosentasche passt, ist wirklich großartig. Nach dem Test mehrerer Firmwares bin ich bei CrossPoint geblieben; bisher ist es am stabilsten und die Benutzeroberfläche wirkt auf mich intuitiver
  • Ich frage mich, wie man Kindle-Bücher überträgt

• Ich habe mir alle unterstützten E-Ink-Geräte angesehen, aber sie waren durchweg zu klein. Ich frage mich, ob es einen größeren Reader in etwa Paperwhite-Größe gibt, auf dem diese Firmware läuft

  • In der Teileliste unter dem Link „Hardware“ steht, dass 24-poliges SPI-E-Paper für GoodDisplay von 3,97 über 4,26 bis 7,5 Zoll und mehr unterstützt wird. Bei der Suche erscheint dieses Produkt: https://www.good-display.com/product/516.html
  • Von keinem der aufgelisteten Geräte habe ich je gehört, daher scheint es eher auf selbstgebaute oder als Kit erhältliche Geräte abzuzielen. Es ist schwer vorstellbar, dass es keine vernünftige Drittanbieter-Firmware gibt, die wenigstens ein einziges Kindle- oder Kobo-Gerät unterstützt
  • Der ESP32-S3 ist leistungsmäßig viel zu schwach, um größere E-Ink-Geräte anzutreiben

• Wenn man auf einem Kobo KOReader installiert, ist das für meine Zwecke offen genug. Das schwarzweiße Kobo Libra 2 ist der beste E-Book-Reader, den ich bisher benutzt habe, aber bei der Farbversion hat sich die Darstellungsqualität für normales Lesen leider eher verschlechtert

  • Diese Geräte sind keine Konkurrenz zu Kobo, sondern ultrakleine E-Book-Reader, deutlich kleiner noch als ein Smartphone. Prozessor und Hardware sind extrem eingeschränkt, sodass sich das Konzept von Apps dort bislang kaum anwenden lässt
  • Auch auf dem reMarkable und dem reMarkable 2 lässt sich KOReader nutzen. Es unterstützt den Import von Wörterbüchern, den Export der nachgeschlagenen Wörterliste, verschiedene E-Book-Formate sowie Rand- und Layout-Anpassungen und ist als Open-Source-E-Book-Reader sehr gut

• Ich habe vor ein paar Wochen einen Xteink X4 gekauft; ein ziemlich niedliches Gerät. Die Hardware ist gut, aber besonders spannend ist es, eine eigene Firmware und Synchronisationsstruktur zu bauen, die für die extrem begrenzte CPU und den knappen Speicher optimiert sind
  Ich baue auch ein auf die Hardware und Oberfläche des Geräts zugeschnittenes Bild- und Metadatenformat sowie eine Ingest-Pipeline, die normale Bücher und Comic-Formate automatisch umwandelt. Vielleicht werde ich irgendwann sogar tatsächlich Bücher auf diesem Gerät lesen

  • Es ist schade, dass sich der E-Book-Markt immer stärker in Richtung kleiner Bildschirme bewegt. Mein Reader hat 8 Zoll, und das ist genau die richtige Größe, um mit großer Schrift lesen zu können, ohne ständig scrollen zu müssen
    Erstaunlicherweise wird selbst der als Vorteil von E-Ink versprochene niedrige Stromverbrauch nicht wirklich eingelöst, und bei großen Farb-E-Ink-Displays ist die Akkulaufzeit sogar kürzer als bei Tablets

• Ich frage mich, ob Bücher, die man in geschlossenen E-Book-Systemen wie Kindle oder Nook gekauft hat, schon einmal zwangsweise auf überarbeitete Fassungen aktualisiert oder wegen ihres Inhalts vom Gerät gelöscht wurden

  • Der früheste Fall, den ich kenne, ist dieser von 2009: https://www.theguardian.com/technology/2009/jul/17/amazon-ki...; Ähnliches ist danach immer wieder passiert
    Man kauft kein Buch, sondern eine Nutzungslizenz, mit der man es lesen darf, solange Verlag oder Rechteinhaber es erlauben; diese Erlaubnis kann jederzeit widerrufen werden. Dass der erste breit berichtete Fall ausgerechnet 1984 betraf, ist fast schon ironisch paradox
  • Kindle löscht seitlich aufgespielte Bücher gelegentlich, wenn Amazon meint, sie seien nicht bei Amazon gekauft worden. Angeblich liegt das an einer Inkompatibilität zwischen Kindle-DRM und der Art, wie Calibre Cover für externe Dateien anzeigt, aber es bleibt lästig; die Lösung ist, das Gerät im Flugmodus zu lassen
    https://www.mobileread.com/forums/showthread.php?t=340936
  • Solche Fälle sind relativ selten; das bekannteste Beispiel ist, dass Amazon 1984 löschte und erstattete, weil der Verkäufer die Rechte nicht hatte. Es gab aber auch Fälle wie https://www.theguardian.com/money/2012/oct/22/amazon-wipes-c..., bei denen mit der Löschung des Kontos alle Nutzungsrechte an den gekauften Büchern verloren gingen
  • Als berüchtigtster Fall fällt mir die automatische Aktualisierung der Roald-Dahl-E-Books auf zensierte Fassungen ein. Ich meine, vor ein paar Jahren wurde noch über etwas Ähnliches berichtet, erinnere mich aber nicht genau
    https://goodereader.com/blog/electronic-readers/ronald-dahl-...
  • Ich frage mich, ob es ernsthafte gesetzgeberische Bestrebungen gibt, den E-Book-Markt zu korrigieren. DRM ganz abzuschaffen dürfte schwer sein, aber inzwischen wäre ich schon mit anbieterneutralem DRM zufrieden

• Es wird oft davon gesprochen, das auf alte Kindle oder andere E-Book-Reader zu portieren, aber derzeit ist diese Firmware ausschließlich für den ESP32-Chipsatz gedacht, den solche Geräte nicht verwenden

• Ich mag Boox sehr, weil man beliebige Android-Apps installieren kann. Wenn ich Storyteller starte, werden mein Server und die Wiedergabeposition synchronisiert, sodass ich ein Hörbuch auf dem iPhone hören und auf dem Boox an derselben Stelle weiterlesen kann

  • Ich mag Boox auch und nutze inzwischen mein zweites Boox-Gerät, nachdem ich vom bisherigen Max Lumi auf ein Modell mit Farbdisplay umgestiegen bin
  • Ich wollte schon immer eine Funktion wie Storyteller, die auch auf Geräten außerhalb des Amazon-Ökosystems funktioniert

• Es wäre schön, wenn dieses Betriebssystem auch auf ältere Kindle portiert würde, deren Support bei Amazon beendet ist

  • Winterbreak unterstützt die meisten Kindle, die seit 2012 erschienen sind: https://kindlemodding.org/kindle-models.html
  • Es wäre auch schön, wenn es auf Kobo portiert würde, wo die Standard-Firmware miserabel ist und sich die Hardware seit Langem kaum verändert hat; das dürfte relativ einfach sein

• Scheint eine sehr gute Option für den Kobo Touch zu sein, auf dem sich beliebige Firmware frei installieren lässt und der auch von SD-Karte booten kann