「活」的平面書法繪畫

傳統的顯示系統都是平面成像，觀看久了易產生視覺疲勞。若能讓平面成像變得立體，是否能極大地提升視覺體驗，為生活增添不少樂趣？

近期，湖北大學計算機與信息工程學院2014級電子信息工程專業學生李宣成、楊天、史曉彤研究團隊設計製作的《磁流體顯示系統》作品就讓這一突破性設想成為現實。

物也「不可貌相」

「一個磁流體容器、一個電腦控制端」，該顯示系統的構件外觀並不複雜，但它可實現的功能卻讓人稱奇：能顯示8×8漢字點陣、時鐘、英文字母，還設有貪吃蛇遊戲，富有趣味性。

「這是我們從國外設計師的流體時鐘中得到的靈感。」李宣成介紹，此前的流體時鐘主要運用推感式，即在顯示裝置中安裝許多可自行移動的磁性針，每次輸入信號的變化，就會控制磁性針的移動，移動後的磁性針就能吸引裝置中的磁性流體介質，從而顯示出相應的數字或形狀。「但這種方式的速度太慢，且不適宜大型顯示裝置，成本還很高。」該團隊就將顯示裝置換成了一個密閉容器，容器底部裝上電磁矩陣，容器中裝上特別研發的磁性介質，使電腦傳輸的指令通過控制電磁矩陣中電流的大小控制電磁力，從而控制流體磁性介質分布，實現特定字體。

「由於電磁的控制效果更加精確，能使磁流體如流水一般有流動感，可在懸載液中呈現出書法繪畫撇捺鉤挑的立體化形成過程。」史曉彤介紹，這種可以顯示事物真實凹凸立體感的全新顯示技術，不僅能緩解視覺疲勞，而且效果生動形象，其控制精確、成本較低廉，應用前景更廣闊。

輕鬆實現萬物聯網

該顯示系統初步實現了萬物聯網的構想，可通過手機、電腦等網頁操作對其實現遠程控制。其從溶液配製到顯示平台，再到驅動電路、控制電路的製作，全程都由該團隊自主設計研發。

為了學寫嵌入式系統設計，該團隊在省內許多圖書館檢索相關書籍，最終才在武漢另一高校的圖書館裡找到一本珍藏本，拍了兩百多張圖片，才得以認真學習和研究書中的例子。「這的確對我們作品的呈現效果起到了重要作用。」楊天說。

該顯示系統還是一個跨學科的作品，緊密結合了化學和電子等學科知識。而為了找到不會粘黏在顯示容器壁的流體介質，團隊反覆試驗了上百種化學試劑；為選出最好的磁流體控制元件，他們嘗試了所有能買到的磁控元件，還發明自創了一堆元件，甚至還嘗試了機械式半磁控元件組合控制，才最終在近百次的試驗中找到了最合適的。「這多虧了有化學專業知識基礎的李宣成的付出。」團隊成員一致認為。

實驗室里的「特級焊工」

然而，成果背後卻是每個成員夜以繼日的鑽研。

從理論知識背景研究，到程序指令生成，再到硬體配置、實驗調配完善等，團隊所有人都經歷了持續半年的高強度實驗學習。

「暑期兩個月里，我們每天早上8點進實驗室，晚上11點多才回去，通宵寫代碼、凌晨做實驗都是家常便飯。」家鄉遠在新疆的李宣成，暑假都沒回過家。

「我們計算機與信息工程學院506實驗室里，除了電腦桌上擺的各種電路板等實驗物件外，最顯眼的就是實驗室角落裡的簡易床墊和氣墊床。」李宣成介紹，男生做實驗太晚，就留在實驗室里湊合一晚。

自己動手畫電路圖、焊電路板……他們也笑言，自己已然成了「特級焊工」。

當該作品在Altera亞洲創新設計大賽上亮相，專家評委、中國地質大學（武漢）王廣君教授如此評價：該項設計是所有參賽作品中原創度最高的，其移植了嵌入式Web伺服器，是一個典型的嵌入式系統，非常值得學習。（通訊員 周佳玲 李天舒）

《中國教育報》2017年06月26日第7版

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