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“活”的平面书法绘画

作者:通讯员 周佳玲 李天舒 发布时间:2017.06.26
中国教育报

传统的显示系统都是平面成像,观看久了易产生视觉疲劳。若能让平面成像变得立体,是否能极大地提升视觉体验,为生活增添不少乐趣?

近期,湖北大学计算机与信息工程学院2014级电子信息工程专业学生李宣成、杨天、史晓彤研究团队设计制作的《磁流体显示系统》作品就让这一突破性设想成为现实。

    物也“不可貌相”

“一个磁流体容器、一个电脑控制端”,该显示系统的构件外观并不复杂,但它可实现的功能却让人称奇:能显示8×8汉字点阵、时钟、英文字母,还设有贪吃蛇游戏,富有趣味性。

“这是我们从国外设计师的流体时钟中得到的灵感。”李宣成介绍,此前的流体时钟主要运用推感式,即在显示装置中安装许多可自行移动的磁性针,每次输入信号的变化,就会控制磁性针的移动,移动后的磁性针就能吸引装置中的磁性流体介质,从而显示出相应的数字或形状。“但这种方式的速度太慢,且不适宜大型显示装置,成本还很高。”该团队就将显示装置换成了一个密闭容器,容器底部装上电磁矩阵,容器中装上特别研发的磁性介质,使电脑传输的指令通过控制电磁矩阵中电流的大小控制电磁力,从而控制流体磁性介质分布,实现特定字体。

“由于电磁的控制效果更加精确,能使磁流体如流水一般有流动感,可在悬载液中呈现出书法绘画撇捺钩挑的立体化形成过程。”史晓彤介绍,这种可以显示事物真实凹凸立体感的全新显示技术,不仅能缓解视觉疲劳,而且效果生动形象,其控制精确、成本较低廉,应用前景更广阔。

    轻松实现万物联网

该显示系统初步实现了万物联网的构想,可通过手机、电脑等网页操作对其实现远程控制。其从溶液配制到显示平台,再到驱动电路、控制电路的制作,全程都由该团队自主设计研发。

为了学写嵌入式系统设计,该团队在省内许多图书馆检索相关书籍,最终才在武汉另一高校的图书馆里找到一本珍藏本,拍了两百多张图片,才得以认真学习和研究书中的例子。“这的确对我们作品的呈现效果起到了重要作用。”杨天说。

该显示系统还是一个跨学科的作品,紧密结合了化学和电子等学科知识。而为了找到不会粘黏在显示容器壁的流体介质,团队反复试验了上百种化学试剂;为选出最好的磁流体控制元件,他们尝试了所有能买到的磁控元件,还发明自创了一堆元件,甚至还尝试了机械式半磁控元件组合控制,才最终在近百次的试验中找到了最合适的。“这多亏了有化学专业知识基础的李宣成的付出。”团队成员一致认为。

    实验室里的“特级焊工”

然而,成果背后却是每个成员夜以继日的钻研。

从理论知识背景研究,到程序指令生成,再到硬件配置、实验调配完善等,团队所有人都经历了持续半年的高强度实验学习。

“暑期两个月里,我们每天早上8点进实验室,晚上11点多才回去,通宵写代码、凌晨做实验都是家常便饭。”家乡远在新疆的李宣成,暑假都没回过家。

“我们计算机与信息工程学院506实验室里,除了电脑桌上摆的各种电路板等实验物件外,最显眼的就是实验室角落里的简易床垫和气垫床。”李宣成介绍,男生做实验太晚,就留在实验室里凑合一晚。

自己动手画电路图、焊电路板……他们也笑言,自己已然成了“特级焊工”。

当该作品在Altera亚洲创新设计大赛上亮相,专家评委、中国地质大学(武汉)王广君教授如此评价:该项设计是所有参赛作品中原创度最高的,其移植了嵌入式Web服务器,是一个典型的嵌入式系统,非常值得学习。(通讯员 周佳玲 李天舒)

《中国教育报》2017年06月26日第7版 

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