100年前的盲人,怎样读完一本普通印刷书?

拥有正常视觉的人们 , 看书靠的是光线 。 白纸比较亮 , 黑字比较暗 , 肉眼就在明暗交错之间分辨出了文字 。
那视觉缺失的人靠什么来阅读?一种是靠触觉 , 有盲文书可以摸 。 一种是靠听觉 , 当一些书没有翻译成盲文版 , 说不定还能找到有声读物 。
假如现成的有声书也找不到 , 盲人要怎样读起一本普通印刷书?
早在1913年 , 英国伯明翰大学的物理学家埃德蒙·富尼耶·达尔贝(EdmundFournierd'Albe) , 就展示过一台帮助盲人听书的扫描仪 , 取名“Optophone”(光电阅读装置) 。 几年过后 , 设备又被一家科学仪器制造商改造成了更实用的版本 。
100年前的盲人,怎样读完一本普通印刷书?

1920年的杂志报道丨ScientificAmerican
当机器从左到右扫过一行字 , 用户的耳机里便会传出声响 。 只不过 , 那声音不是语音 , 而是一些音符的排列组合 。
用音符“写”字给人听
不同的音符组合 , 代表不同的字形 。 比如 , 字母T有一横一竖 , 横用一个单音拉长来表示 , 竖用和弦来表示 。 这里用到的音符 , 最高到嗦(SOH) , 最低到低八度的嗦(SOH) 。
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字母T对应的音符丨TiffanyChan
而音符的高低 , 体现了墨迹在纸上的位置高低:T的一横在最上面 , 把最高的音符嗦(SOH)拉长即可 , 而T的一竖由上到下都有墨迹 , 可以把嗦(SOH)发(FAH)咪(ME)来(RAY)哆(DOH)五个音同时奏响 , 就是一个和弦 。
那么 , 字母T出现时 , 耳机里应当先发出连续的嗦(SOH) , 中间出现一个短促的和弦 , 最后再回到连续的嗦(SOH) 。 一个字母 , 一个单词或是一段话 , 都可以用一串音符“写”下来:
单词“Type”对应的音符组合丨TiffanyChan
只要提前熟悉字母和音符串的对应关系 , 盲人就可以听出一本书的内容了 。
把字形翻译成音符 , 从规则上看并不复杂 , 但也只是这台机器的一部分工作 。 而在此之前 , 它总得先看出书上印着怎样的字形 , 才能开始翻译 。
所以 , 自动扫描文字 , 才是重中之重 。
硒看得出黑和白
开头说到 , 肉眼是靠光线分辨纸上的文字 。 从黑字上返回眼里的光很弱 , 不像白纸的反光那么强 。 但机器如何做到类似的感知?
科学家想到了硒 , 这种物质的电阻会随着光照强度而变化 。 在硒两边连上电池 , 当光打在墨迹处 , 再反射到硒表面 , 硒的电阻会比较大 , 通过它的电流就小些;光从纸面的空白处反射到硒表面 , 硒的电阻会比较小 , 通过它的电流就强些 。
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硒两边连着电源 , 打光和不打光 , 电流大小不同丨参考文献[1]
光照条件不同 , 转化出的电信号也不同 , 这样就可以用硒做光电探测器 。 当它从左到右扫过一行字 , 信号强弱会随着黑白交错而变化 , 这不难理解 。 问题是 , 墨迹位置是高是低 , 比如T那一横在上还是在下 , 机器怎么知道?
要用不同的光束 , 扫描不同的位置 。 假如把一行字分成上下五层 , 就需要五束不同的光来扫 。 所谓不同的光 , 是说每束光打在硒表面 , 产生一种独有的电信号 , 区别于另外几束光 。 这样才能分清 , 光是从多高的位置打来 。
100年前的盲人,怎样读完一本普通印刷书?

把一行字 , 分为上下五层丨参考文献[1]
那如何把一束光分成五束不同的光?
这里有个多孔的圆盘 , 孔一共有五圈 。 当圆盘以每秒30转的速度旋转 , 把一束光打过去 , 透出圆盘的光就被分成了五束 , 且是五束断断续续(或者说快速闪烁)的光 。