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小小神笔能配出1600多万种颜色

师大附中17岁女生杨琳娜设计出可设色自动配色笔摘得全国“明天小小科学家”三等奖

http://www.lzbs.com.cn    2014-11-25 00:00:00 作者: 来源:兰州新闻网 兰州晚报

杨琳娜的设计也获得了今年全国青少年科技创新大赛(甘肃赛区)一等奖

杨琳娜的设计也获得了今年全国青少年科技创新大赛(甘肃赛区)一等奖

    兰州晚报讯(记者何燕/文赵庭那/图)给你一支笔,绘得出你想要的任意一种色彩,该有多么美妙!这在不久的将来就会成为现实:西北师大附中17岁高中女生杨琳娜设计出一种可设色自动配色笔,可以自动配出彩屏所能显示的1600多万种颜色中的任意一种。杨琳娜以这项设计捧得刚刚在京落幕的第14届全国“明天小小科学家”三等奖,为今年我省唯一获此殊荣者。此前,该设计已获今年全国青少年科技创新大赛(甘肃赛区)一等奖,目前正在被推荐参加第5届兰州市青少年科技创新市长奖评选。

    优秀

    强手如林她闯入全国终评

    清秀的杨琳娜戴着一副白边眼镜,颇有些文艺范儿,现为西北师大附中高三·14班学生。在由中国科学技术协会、中国科学院、中国工程院、国家自然科学基金委员会和香港周凯旋基金会共同主办的第14届“明天小小科学家”奖励活动中,她的《关于可设定色彩自动配色笔的设计构想》从全国699名学生提交的正式申报材料中脱颖而出,入围100名晋级终评选手(其中9人因故弃权)。在这场强手如林的比拼中,只有大约1/7的选手能闯入全国终评。7天终评,杨琳娜经受住研究项目问辩、综合素质考察、知识水平测试等一系列环节考验,最终荣膺“明天小小科学家”三等奖。

    奇妙

    一支笔可以配出16777216种颜色

    这是一支可爱的带有正六边形显示屏的笔,与普通笔大小接近,笔尖略粗,使用纽扣电池即可工作。为什么在显示屏上选什么颜色,书写出来的就是什么颜色呢?这来自杨琳娜的奇思妙想,她的显示屏选用了电阻屏,选色更精准。“配色时,选用的是与电视、电脑显示器相同的RGB(红绿蓝)系统色彩模式,红、绿、蓝三色各有256级亮度,这样就能组合出256×256×256=16777216种颜色;出墨时,选用的是用于美术、印染、印刷品的色料三原色(CMY)系统。这两种系统之间的转换是无损坏而且可逆的,自然也就能书写出16777216种颜色。”杨琳娜俏皮地一笑,揭秘配色时用到了许多常见的物理知识。这支普通的黑色笔管里,内置与显示屏相连的集成电路板,墨粉盒壁则与集成电路的另一端相连。点击屏幕设色后,选定的颜色不同,通过导线在三色墨粉盒壁上形成的电场强度也不同,吸附到的墨粉多少自然也不同。被吸附到的墨粉混合后,就可以配出最准确的色彩。出墨时,笔管上有一个观察配色情况的视窗,一边的饱和度开关可调节溶于溶剂中的墨粉的色彩纯度,另一边的明度调节开关可通过加黑色墨粉调节明度。有趣的是,混合配色盒上缠绕着一圈圈电热丝,可以进行局部加热,让墨粉在溶剂中溶解更快;再配以阿基米德螺旋螺杆,充分搅拌混合墨粉并导流。这时,当你轻按笔尖,你一心想要的那种色彩就会从笔端写出。

    坚持

    利用课余和周末完成整个设计

    一支笔就替代了所有彩笔!如此绝妙的点子从何而来?“爸爸妈妈都是美术专业毕业,耳濡目染我也时常拿起画笔,却发现脑子里能想到的那种颜色,或者一些过渡色就是调不出来。我想如果可以预先看到配成的颜色就不会出现失误。”杨琳娜想,如果有一支可以随身携带、随时变换色彩的笔,单调无趣的记忆、书写就会多许多乐趣。她萌生了要设计这样一支笔的念头。

    想想容易,做起来可真难!完成整个设计,杨琳娜花了整整八个月,全部利用课余和周末。仅弄清设计方向和涉及领域,形成大致轮廓,就花去了一个月。接着又是两个月,学习RGB色彩系统,并在Photoshop等软件上实践。紧接着,又学习RGB与CMYK系统的转化原理,了解各类显示屏的优缺点、彩色打印机原理,设计混合出墨部分,最后确定内部构造和外观。碰到难过的“坎”时,物理老师吴家伟给了她很大支持。有新的想法,吴老师会帮她分析可行性,详尽讲解专业知识。由于杨琳娜所设计的是一支涉及庞杂系统的笔,并不附属于任何其他产品,需要获取大量信息,吴老师会指给她一些思路或方向供她参考。比如,在混合出墨方面,吴老师告诉她可以参考彩色打印机将墨粉加热后印在纸上的方式,这的确给了杨琳娜一些设计灵感。

    生活

    从小爱读书兴趣很广泛

    从师大附小到师大二附中,自小在外公外婆身边生活的杨琳娜在快乐中长大。两位老人都是西北师范大学教授,尤其是已辞世的外公黄大燊,是著名的地理教育家。“外公是很有才的一个人,外公外婆对我影响很大。”两位老人退休后每天坚持阅读和学习,兴趣爱好广泛。所以从很小的时候起,杨琳娜就爱上了读书,特别是关于地理、物理方面的科普书籍。她曾参与“关于地震应急门的设计”课题研究,也参加了高中生对国内外电影的看法与期望调查。

    杨琳娜也和外公外婆一样有着广泛的爱好。“家里人对我基本是‘放养’,不会过多干涉我想做的事。”小学时,杨琳娜喜欢上了长笛,加入了乐团,一直到高中都在乐团,现在也仍然喜欢吹长笛。后来,杨琳娜自学了一些计算机软件以及网页设计,参加全国文化信息资源共享工程甘肃省分中心“文化共享工程少年网页设计竞赛”时,以《长笛世界》获三等奖。去年,她还分获第九届兰州读书节征文和书画两项比赛一等奖。她特别热衷于参加社团活动,上高三前,在师大附中“旭阳义工”社团担任分部部长,还参加了学校心理室。但她从未因课外活动而耽误学习。

    杨琳娜对自己的未来已经有了明晰的规划,她想去北京理工和华南理工学建筑设计,建筑美学令她着迷。退而求其次,为网络工程。至于她所设计的可设色配色笔,她已经有了未来发展的设想,在手机中写入相应软件,利用手机的显示屏及内部电路,再通过笔管最上端的USB接口连接完成配色,自动配色笔就会更加便携而且成本更低。

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