愛閱讀 愛科技 愛生活
——記清華大學(xué)第30屆“挑戰(zhàn)杯”一等獎項目小屏幕設(shè)備PDF閱讀軟件和研發(fā)者張藝慶
研通社記者 時雪
你可喜歡睡前躺在床上用手機看上幾頁電子書？看書的時候你有沒有覺得屏幕過小，縮小了看不清、放大了又需要來回移動顯示內(nèi)容，閱讀起來很不方便？清華大學(xué)汽車系大二學(xué)生張藝慶就遇到了這個問題。
張藝慶是個電子閱讀愛好者，來自理工科院系的他喜歡讀雜文、讀歷史，而正是一次不算愉快的閱讀體驗讓他萌生了做這個軟件的念頭。朋友送給他一套關(guān)于中國歷史的電子書，是PDF版本，很多PDF版本的書都是直接掃描原書以圖片的方式顯示，在手機這樣的小屏幕上閱讀時需要來回移動圖片，很不方便。張藝慶在讀這套書的時候就想，怎樣才能讓文字的顯示匹配手機屏幕的寬度以方便閱讀呢？于是就有了這個“小屏幕設(shè)備PDF閱讀的解決方案”。
圖1為該軟件演示頁面。
圖像識別技術(shù)是這一研究的核心。張藝慶編寫了一個程序根據(jù)頁面顯示中的黑白點對掃描版本的PDF文件進行識別，并可以根據(jù)具體需要對文字顯示的寬度進行重新排版，將一行文字截成幾份，重新排版成多行，這樣每一行的寬度減少了，也就為閱讀提供了方便。“這個軟件是我一個人做的，因為之前有過圖像識別這方面研究的基礎(chǔ)，所以就運用了已有的知識和技能做出了一個新作品，而且也想學(xué)以致用”，張藝慶說。
設(shè)計這個軟件花了張藝慶兩星期時間，第一星期用來編寫程序，實現(xiàn)運行；第二星期則聽取老師和同學(xué)們的意見，對軟件進行改進。他說，在程序出來后有人問我，包括我自己也想了很多問題，如果頁面里有圖片怎么辦，如果是彩色圖片呢，原來的文字排版如果版式多樣，比如有很多分欄怎么辦？針對這些問題，張藝慶又為圖片的處理提供了單獨的算法，設(shè)計了更多的處理方式，對程序進行完善和改進。
總體上看，這款軟件在功能上具有一些優(yōu)點。比如可以識別分欄，有邊注等排版較為復(fù)雜的文檔；可以自動判定圖像是單通道的黑白圖像還是三通道的RGB彩色圖像，根據(jù)通道數(shù)的不同對圖像分別進行處理；具有較高的轉(zhuǎn)化識別度，切分準確；算法的可移植性高，作為一個通用性的產(chǎn)品，應(yīng)該適用于處理各種不同的書籍，算法對于不同種類的書籍都應(yīng)該具有較好的識別效果，經(jīng)過測試，這款軟件可以滿足絕大部分書籍的轉(zhuǎn)化；同時，識別速度較快，目前處理一本300頁的圖書本軟件一般在3分鐘之內(nèi)可以處理完畢。“其實真的是一款很簡單的軟件，但還有很多不成熟的地方，在這個方案里我面對的最大困難就是如何讓它更加完善。”談到項目的優(yōu)點，張藝慶表現(xiàn)得格外謙虛。
圖2
圖3
圖4
圖2為需要處理的頁面，圖3圖4為處理后的顯示效果。
對于這一軟件的具體應(yīng)用和未來，張藝慶也有著自己的暢想，現(xiàn)在這個軟件還存在一些不足，比如受程序編寫所用語言的限制，要實現(xiàn)在所有電腦上的運行有一定難度，運行平臺有一定限制；現(xiàn)在還只能在電腦上將文檔重新編排好然后再導(dǎo)入手機里閱讀。但事實上，相對于成熟的文檔閱讀和處理軟件，這個小軟件的可替代性也較強。在具體應(yīng)用上他更偏向?qū)⒃撥浖龀梢粋€APP應(yīng)用或者是閱讀軟件的一項插件。
PDF這種閱讀格式不僅美觀、格式齊整，而且兼容性高，不管是PPT還是文字、圖片都可以顯示，此外保密性、安全性也高，一般不可更改。因此，不斷提高這種文檔格式的閱讀體驗很有必要。“你還記得哈利波特電影里面的報紙嗎？那種展開報紙，圖片里的人物就會變成立體的蹦出來向你講故事的那種？現(xiàn)在技術(shù)很可能讓這種閱讀體驗成為現(xiàn)實。比如你看電子書上有一張圖片，你點開它，它可能不只一張，而是可以一張一張翻閱的圖集；或者文檔上有一個相應(yīng)人物，你點擊它，它就會向你介紹相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)在iPad里的一種閱讀格式好像就能做到這種地步了。”張藝慶興致勃勃地談?wù)撟约簩ΜF(xiàn)在和未來閱讀體驗的想法。“也許我會組一個團隊，說不定能做出一個像Adobe Reader那樣成熟的閱讀軟件。”
張藝慶對于科技的喜愛與“挑戰(zhàn)杯”有著千絲萬縷的聯(lián)系，他告訴記者，就是在第29屆“挑戰(zhàn)杯”科技展上，他看見了一件自己很喜歡的作品，作者應(yīng)用巧妙的程序設(shè)計使得演講者可以通過激光筆操縱鼠標光標，而不再需要走過去接觸鼠標來控制光標，從而改進了需要使用幻燈片的演講方式。當(dāng)時他覺得這個設(shè)計非常神奇并讓他看到了程序設(shè)計變成真正應(yīng)用的實例。
興趣是最好的老師。張藝慶說這次“挑戰(zhàn)杯”帶給他很大肯定和鼓舞，也帶來給他成就感和滿足感，讓他更加堅定了自己對計算機領(lǐng)域的鐘愛。這個92年生的大男孩愛閱讀，愛科技，也愛生活。現(xiàn)在，他已經(jīng)轉(zhuǎn)去計算機系，打算繼續(xù)用自己的科技發(fā)明為大家創(chuàng)造便利，更希望能利用科技去影響世界、實現(xiàn)自我價值。
編輯：襄樺 實習(xí)編輯：冰 冰
