小小神笔能配出1600多万种颜色

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

    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。