Pretvorite sliko v skulpturo z moznikom: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

V tem projektu sem podobo balona z vročim zrakom pretvoril v skulpturo iz moznikov. Končna struktura je preoblikovanje digitalnih informacij, shranjenih na fotografiji, v fizični 3D objekt. Skulpturo sem izdelal, da bi si lažje predstavljal, kako so slike shranjene v računalnikih, in prikazal ogromen obseg informacij v samo eni sliki, ki jo vidite na računalniku. Izgleda tudi kul! Ta pouk bo opisal, kako sami sestaviti kiparsko palico.

Tu je osnovna ideja. Vsaka digitalna slika je sestavljena iz številnih drobnih kvadratov (slikovnih pik), pri čemer ima vsak kvadrat določeno vrednost intenzivnosti. Zelo temna območja na fotografiji imajo slikovne pike z nizkimi vrednostmi intenzivnosti, svetla območja (na primer balon) pa imajo visoke vrednosti. V skulpturi se vrednosti intenzivnosti pri vsakem pikslu na sliki pretvorijo v višino palice moznikov. Svetla območja imajo visoko višino, temna območja pa nizko.

Skulptura, ki sem jo izdelal, je imela dimenzije 82,5 x 123 x 60 cm in izrezanih je bilo 4230 palic moznikov (53 vrstic po 80 stebrov). Na koncu sem uporabil palice v velikosti 1/2 milje, vendar lahko svojo skulpturo spremenite v poljubno velikost. Ta projekt bo zahteval nekaj spretnosti pri obdelavi slik in mizarstvu. Opis je naveden tudi na moji spletni strani: jrbums.com. Hvala, ker ste preverili!

1. korak: Seznam zalog

Materiali:

1. Brezovi mozniki 5/16 "x 48" - določitev števila, ki ga potrebujete, je razloženo v 3. koraku, verjetno bo več palic za moznike, kot ste jih naročili v svojem življenju (naročil sem tukaj: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾”debele vezane plošče (mislim, da sem uporabil brezo: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Breza-Vezan les-165921/100077837)

3. Slikarski trak

4. Elmerjevo lepilo za les

5. Kiti za les

6. Kovinske cevi s premerom 5/16”(za 90 -stopinjski vodnik).

7. Zadrge (za 90 -stopinjski vodnik za vrtanje).

8. Poceni vezane plošče (za vodilo za krožno žago)

9. 2 palca x 4 palca. x 96 palcev Žrebec iz belega lesa, posušen v peči (za vodilo za krožno žago)

10. Fini brusni papir (okrog 200 - 300 zrna)

11. Barva (neobvezno)

Orodja:

1. Električni vrtalnik in sveder za les 5/16”

2. Krožna žaga

3. Brusilnik

4. Nastavljiv T-kvadrat (https://www.homedepot.com/p/Empire-48-in-Adjustable-T-Square-419-48/100653520)

5. MATLAB ali drugo programsko opremo za obdelavo slik

Med tem projektom uporabite varno prakso obdelave lesa! Odrezati morate veliko palic moznikov, zato morate biti zelo osredotočeni in si vzeti veliko odmorov

2. korak: Preoblikovanje 2D slike v 3D model

Če želite določiti dolžino palic moznikov v skulpturi, boste morali narediti nekaj obdelave slik. Uporabil sem Matlab in kodo objavil v 3. koraku tega navodila. Uporabite lahko tudi drug program za obdelavo slik.

Za vizualizacijo preoblikovanja iz RGB v intenzivnost imam zgoraj prikazan video. Lažni barvni zemljevid se uporablja za prikaz intenzivnosti slike (rdeča je visoka intenzivnost, modra pa nizka intenzivnost). Drugi videoposnetek, objavljen zgoraj, prikazuje preoblikovanje iz slike 2D intenzivnosti v objekt 3D.

Nalaganje slike

Slika balona z vročim zrakom je bila naložena v Matlab in pretvorjena v sliko v sivinah. Tukaj je koda za to v Matlabu:

A = imread ('ball.jpg'); % naloži sliko v matlab

A = rgb2gray (A); % pretvori RGB v sivine

A = dvojno (A)/max (dvojno (A (:))); % normalizirajte sivino in pretvorite v dvojno

Odstranitev vzorca slike

Prvotna dimenzija slike je bila 2572 x 3873, do mnogih moznikov, ki jih lahko ročno razrežete (razen če želite omamiti!). Zato je slika pomanjkljivo vzorčena, zato je veliko manj slikovnih pik in zato veliko manj palic za rezanje. Uporabil sem tudi prostorski filter za glajenje slike, da bi bila struktura videti bolj neprekinjena. Končno se slika normalizira tako, da je največja intenzivnost 1.

A = pomanjšaj velikost (A, 0,0205); % slike znova vzorči na 2,05% velikosti prvotne slike

A = medfilt2 (A); % gladka slika

A = dvojno (A)/max (dvojno (A (:))); % normalizirajte sivino in pretvorite v dvojno

Pretvarjanje v dolžino palice moznikov

Na tej točki je slika shranjena kot matrika 53 x 80 z vrednostmi od 0 do 1. Če želite pretvoriti to matriko v eno, sestavljeno iz dolžin palic moznikov, jo pomnožite z največjo višino, ki jo želite imeti. Za svojega sem izbral 60 cm. Nato morate mozniku dodati nekaj dodatne dolžine za potiskanje palice moznikov v desko. To tudi zagotavlja, da rezi moznikov niso bili premajhni. To sem nastavil na 2,5 cm (1 palec).

AmaxH = 60; % Največja višina skulpture (v cm)

globina vrtanja = 2,54; % Dodatna dolžina je dodana palicam za moznike, tako da jo je mogoče potisniti v desko (1 palec)

Alength = A.*AmaxH; % Več matrike slike po največji višini za pretvorbo slikovne matrike v dolžino palice moznikov

Alength = Alength+drillDepth; % Dodajte globino vrtanja

V tem delu projekta se boste odločili, kako velika bo skulptura. Prilagodite lahko lestvico nižjega vzorca (prilagodite lestvico v pomanjšani velikosti) in največjo višino moznikov. Pri izbiri obsega je treba upoštevati stroške in koliko časa želite vzeti v projekt. Tudi skulptura 53 x 80 slikovnih pik, ki sem jo zgradil, je zahtevala rezanje 4240 palic moznikov! Ta projekt je trajal dlje, kot sem mislil, in želel sem si, da bi si vzel več časa, da bi razmislil, koliko bom podobo zmanjšal.

3. korak: Določanje števila potrebnih palic moznikov

V tem projektu je veliko rezov moznikov različne dolžine. Zato sem prišel do algoritma, ki zmanjša število palic moznikov, ki jih morate naročiti. Po obdelavi slike boste vedeli, koliko dolgih kosov morate narediti. Prav tako poznate dolžino palice za moznike, ki jo je mogoče naročiti (v mojem primeru so bile to palice s 4 čevlji). Za rešitev tega problema sem uporabil numerično metodo.

Moj algoritem kroži skozi stolpce na sliki in sešteje višine. Če naslednja višina na sliki presega dolžino moznikov, ki jih je mogoče naročiti (nekaj manj kot 4 čevlje za rezanje), se preskoči. Ta postopek se nadaljuje, dokler ne dosežete 4 čevljev ali ko prelistate celotno sliko. Nato se ustvari podatkovna struktura, ki določa dolžino kosov, narejenih za vsako palico moznikov, ki jo naročite, ter lokacijo tega kosa na sliki. Ta pristop pomaga, da so rezi ene palice moznikov blizu drug drugega, da se ne mešajo. Ni najučinkovitejša in ni natančna rešitev, vendar deluje.

Zgornji videoposnetek pojasnjuje, kako deluje algoritem minimiziranja in kako se podatki shranjujejo in prikazujejo. Priložena je koda za obdelavo slike, zmanjšanje rezanja palic moznikov in prikaz izhoda.

Tukaj je povzetek za mojo skulpturo iz moznikov:

Dimenzije slike: 53 x 80

Število kosov: 4240

Skupna dolžina uporabljene palice za moznike: 76847 cm

Morate kupiti 646 palic za moznike z dolžino enote 119,92 cm

4. korak: Ustvarjanje ploščice za skulpturo

Vezan les razrežite s krožno ali namizno žago. Dimenzije se morajo ujemati s številom slikovnih pik in želenim razmikom. Na primer, imel sem 53 x 80 slikovnih pik in želel razmik okoli 1,5 cm, tako da je vezan les odrezan na 82,5 x 123 cm.

53*1,5 + 1,5*2 = 82,5 cm (1,5*2 je za obrobo)

80*1,5 + 1,5*2 = 123 cm

Z nastavljivim kvadratom T sem narisal črte za vse vrstice in stolpce, ki bi bili v skulpturi. Nato sem izdelal napravo, ki jo je zasnoval Izzy Swan in izvrtal luknjo za 90 stopinj v vezan les. Tukaj je povezava do videoposnetka, ki ga je objavil. Ta naprava je zelo dobro delovala pri izvrtanih ravnih luknjah enake globine po celotni plošči. Morebitne slabe sledi, ki so ostali na deski, smo nato očistili s kiti za les.

Izbirni korak je barvanje plošče. To sem naredil, da sem prikril nekaj kit in slabih točk. Slika je konturnih linij te slike. V končni skulpturi je to sliko težko videti zaradi gostote palic moznikov.

5. korak: Rezanje številnih palic za moznike

V naslednjem delu projekta boste morali odrezati veliko palic za moznike in spremljati njihov položaj. Odločil sem se, da bom naenkrat odrezal pet palic za moznike (to bom imenoval snop palic za moznike). Algoritem rezanja, ki sem ga ustvaril, prikazuje dolžino, ki jo je treba odrezati vsak moznik v svežnju (glej sliko). To razdaljo sem izmeril z ravnilom in jo označil s kosom slikarskega traku, ki je popolnoma zavil okoli moznika. To je pomembno, ker preprečuje drobljenje palice moznikov pri rezanju s krožno žago. Snop moznikov se nato poravna za rezanje z žago.

Zasnovala sem leseno držalo iz poceni vezanega lesa in 2x4, ki je omogočilo, da je snop palic za moznike počival v reži. Pravokotno na to režo je bilo vodilo za krožno žago. Ko so mozniki pritrjeni s trakom, se krožna žaga spusti vzdolž vodila, da naenkrat izrežete vse moznike v svežnju. Mozniki so nato označeni, tako da veste, kje bodo palice za moznike postavljene v omarico. Število izreza je bilo vse, kar je bilo potrebno, ker je dejanski položaj shranjen v programu, ki sem ga ustvaril. Ta postopek se ponavlja, dokler v snopu niso zaključeni vsi rezi, nato pa se izreže pet novih palic za moznike. Ker je toliko rezov, je zelo pomembno, da ostanete osredotočeni in si vzamete veliko odmorov. Zgornji videoposnetek opisuje tudi celoten postopek.

Na koncu je treba na ploščo postaviti veliko palic za moznike, zato je ključnega pomena, da uporabite sistem za označevanje, ki si ga je enostavno zapomniti. Zgornja slika prikazuje le polovico moznikov, rezanih v tem projektu!

Korak 6: Namestitev palic moznikov v desko

Uradno imate odrezano TON moznikov. Za učinkovito namestitev na ploščo je lahko koristno ustvariti nekaj začasnih držalnih plošč iz poceni vezanega lesa. Na eni od slik lahko vidite začasno držalo, ki ustreza približno petim stolpcem na omarici.

Odrezane palice za moznike so bile razpakirane, konec pa brušen s finim brusnim papirjem. To delo je super deliti s pripravljenim prijateljem. To je pravi preizkus prijateljstva. Ko vam prijatelj pomaga, jim morate skuhati večerjo ali jim pomagati pri drugem projektu DIY.

Po brušenju se palice moznikov premaknejo na začasno držalo. Dogovor o označevanju in rezultat programa Matlab se uporablja za namestitev vsakega moznika v pravilen položaj. Košček lesenega lepila se doda vzdolž robov približno petih lukenj vzdolž stebra v omarici. Ustreznih pet moznikov se nato postavi na desko. Za popolno zabijanje palic v ploščo lahko uporabite kladivo.

Razlog za poravnavo več palic moznikov hkrati je zagotoviti, da so mozniki "smiselni" v položaju, na katerega so bili postavljeni. Če je moznik videti premajhen ali prekratek, lahko v programu dvakrat preverite dolžino, ki naj bi bila na tem mestu. Morda boste morali ponovno odtrgati moznike ali pa prilagoditi, kako daleč boste zabili palico moznikov v desko.

To postavitev in poravnavo palic za moznike sem ponovil za približno tri stolpce hkrati. Oblikoval sem in 3D natisnil tudi orodje za poravnavo, ki je šlo na koncu palic moznikov, tako da je bilo lažje zagotoviti, da so palice moznikov ravne, ko se je lepilo posušilo. Na eni od fotografij lahko vidite, da se ta adapter uporablja. Priložena je datoteka STL za ta adapter. Morda boste morali preoblikovati glede na premer palice moznikov in razmik.

7. korak: Končana struktura in nekaj nasvetov

Ko končate polaganje in poravnavo vseh palic moznikov v omarico, je vaša skulptura končana! Zgoraj je prikazanih še nekaj fotografij skulpture moznikov, ki sem jih izdelal. Večinoma sem zadovoljen s končnimi rezultati. Nekaj nasvetov pa imam za vse, ki razmišljate o podobnem projektu:

1. Razmislite o manjših dimenzijah od te strukture (53 x 80). Ta projekt je bil v fazi načrtovanja razburljiv in je bil po obdelavi vseh pomanjkljivosti precej meditativen. Vendar je ročno delo včasih postalo monotono. Tudi dokončanje je trajalo dolgo, približno dve leti po dnevu, ko sem zamislil idejo!

2. Uporabite debelejše palice za moznike in/ali skrajšajte največjo višino skulpture moznikov. Tudi z orodjem za poravnavo sem imel težave pri ohranjanju palic moznikov. V pomoč bi bile palice moznikov večjega premera ali krajše višine.

3. Za podlago skulpture uporabite boljši kos lesa kot vezan les. Pod skulpturo so razpoke zaradi zabijanja palic predalov v desko.

4. Ne vzemite si veliko časa za barvanje omarice; palice moznikov tako ali tako večino prekrivajo.

5. Prosite prijatelje za pomoč! Brušenje 4000 palic za moznike je nenavadna naloga, zakaj je ne delite z nekaj dobrimi prijatelji.

Vso srečo!