Attēla pārveidošana par dībeļa stieņa skulptūru: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šajā projektā es pārveidoju gaisa balona attēlu par dībeļa stieņa skulptūru. Pēdējā struktūra ir fotoattēlā saglabātās digitālās informācijas pārveidošana par fizisku 3D objektu. Es izveidoju skulptūru, lai palīdzētu vizualizēt, kā attēli tiek glabāti datoros, kā arī parādītu milzīgo informācijas apjomu tikai vienā attēlā, ko redzat datorā. Tas arī izskatās forši! Šajā pamācībā tiks aprakstīts, kā izveidot uz attēla balstītu dībeļa stieņa skulptūru.

Šeit ir pamatideja. Katrs digitālais attēls sastāv no daudziem maziem kvadrātiem (pikseļiem), un katram kvadrātam ir piešķirta kāda intensitātes vērtība. Ļoti tumšiem fotoattēla apgabaliem ir pikseļi ar zemu intensitātes vērtību, savukārt gaišiem apgabaliem (piemēram, balonam) ir augstas intensitātes vērtības. Skulptūrā intensitātes vērtības pie katra attēla pikseļa tiek pārveidotas par tapas stieņa augstumu. Gaišajiem apgabaliem ir augsts augstums, bet tumšajiem - zems.

Manis uzbūvētās skulptūras izmēri bija 82,5 x 123 x 60 cm, un tika izgriezti 4230 dībeļa stieņi (53 rindas pa 80 kolonnām). Galu galā es izmantoju gandrīz 1/2 jūdzes vērtus dībeļa stieņus, taču jūs varat mērogot savu skulptūru līdz vajadzīgajam izmēram. Šim projektam būs nepieciešamas dažas attēlu apstrādes un galdniecības prasmes. Tās apraksts ir norādīts arī manā vietnē: jrbums.com. Paldies, ka pārbaudījāt!

1. darbība: piegādes saraksts

Materiāli:

1. 5/16 "x 48" bērza dībeļi - vajadzīgā skaita noteikšana ir paskaidrota 3. darbībā, iespējams, ka to būs vairāk dībeļa stieņu, nekā esat pasūtījis visu mūžu (es pasūtīju šeit: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾”bieza saplāksnis (es domāju, ka izmantoju bērzu: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Bērzs-saplāksnis-165921/100077837)

3. Gleznotāja lente

4. Elmera koka līme

5. Koka tepe

6. Metāla caurule ar 5/16”diametru (90 grādu urbšanas vadotnei).

7. Rāvējslēdzēji (90 grādu urbšanas vadotnei).

8. Lēts saplāksnis (ripzāģa vadotnei)

9. 2 collas x 4 collas. x 96 collas Prime Kiln žāvēta Whitewood Stud (ripzāģa vadotnei)

10. Smalks smilšpapīrs (aptuveni 200 - 300)

11. Krāsa (pēc izvēles)

Rīki:

1. Elektriskais urbis un 5/16 collu urbis kokam

2. Ripzāģis

3. Jauda slīpmašīna

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

5. MATLAB vai cita attēlu apstrādes programmatūra

Šī projekta laikā, lūdzu, izmantojiet drošu kokapstrādes praksi! Ir jāgriež daudz dībeļa stieņu, tāpēc jums jābūt ļoti koncentrētam un jāveic daudz pārtraukumu

2. darbība: 2D attēla pārveidošana 3D modelī

Lai noteiktu skulptūras dībeļa stieņu garumu, jums būs jāveic neliela attēlu apstrāde. Es izmantoju Matlab un ievietoju kodu šīs instrukcijas 3. darbībā. Varat arī izmantot citu attēlu apstrādes programmatūru.

Lai vizualizētu transformāciju no RGB uz intensitāti, man ir video, kas parādīts iepriekš. Attēla intensitātes parādīšanai tiek izmantota viltota krāsu karte (sarkana ir augsta intensitāte un zila ir zema). Otrs iepriekš publicētais video parāda transformāciju no 2D intensitātes attēla uz 3D objektu.

Notiek attēla ielāde

Karstā gaisa balona attēls tika ielādēts Matlab un pārvērsts par pelēktoņu attēlu. Šeit ir kods, kā to izdarīt Matlab:

A = imread ('ball.jpg'); % ielādēt attēlu Matlab

A = rgb2pelēks (A); % pārvērš RGB pelēktoņos

A = dubultā (A)/max (dubultā (A (:))); % normalizē pelēktoņu attēlu un pārvērš to dubultā

Attēla samazināšana

Sākotnējais attēla izmērs bija 2572 x 3873, daudzus dībeļus var izgriezt ar rokām (ja vien jūs nevēlaties sajukt prātā!). Tāpēc attēla paraugs ir samazināts, tāpēc ir daudz mazāk pikseļu un līdz ar to daudz mazāk dībeļa stieņa. Es arī izmantoju telpisko filtru, lai izlīdzinātu attēlu, lai struktūra būtu nepārtrauktāka. Visbeidzot, attēls tiek normalizēts tā, lai maksimālā intensitāte būtu 1.

A = apjomīgs (A, 0,0205); % atkārtota attēla parauga līdz 2,05% no sākotnējā attēla lieluma

A = medfilt2 (A); % gluds attēls

A = dubultā (A)/max (dubultā (A (:))); % normalizē pelēktoņu attēlu un pārvērš to dubultā

Konvertēšana uz tapas stieņa garumu

Šajā brīdī attēls tiek saglabāts kā 53 x 80 matrica ar vērtībām no 0 līdz 1. Lai pārvērstu šo matricu par tādu, kas sastāv no dībeļa stieņa garuma, to reiziniet ar maksimālo dībeļa skulptūras augstumu. Savējiem izvēlējos 60 cm. Pēc tam tapai jāpievieno papildu garums, lai dībeļa stieni iespiestu dēlī. Tas arī nodrošina, ka dībeļa stieņa griezumi nebija pārāk mazi. Es to iestatīju uz 2,5 cm (1 collu).

AmaxH = 60; % Skulptūras maksimālais augstums (cm)

urbisDziļums = 2,54; % Dībeļu stieņiem ir pievienots papildu garums, lai to varētu iebāzt dēlī (1 collas)

Garums = A.*AmaxH; % Vairāku attēlu matrica pēc maksimālā augstuma, lai attēla matricu pārvērstu dībeļa stieņa garumā

Garums = garums+urbisDziļums; % Pievienojiet urbšanas dziļumu

Šajā projekta daļā jūs izlemsiet, cik liela ir skulptūra. Jūs varat pielāgot parauga mērogu (pielāgojiet skalu lielos izmēros) un maksimālo tapas augstumu. Izvēloties mērogošanu, jāņem vērā izmaksas un tas, cik ilgi vēlaties uzņemties projektu. Pat manis konstruētajai 53 x 80 pikseļu skulptūrai bija nepieciešami 4240 dībeļa stieņi! Šis projekts aizņēma daudz ilgāku laiku, nekā es domāju, un es vēlējos, lai man būtu bijis vajadzīgs vairāk laika, lai apsvērtu, cik mazināt attēla paraugu.

3. darbība. Nepieciešamo dībeļu stieņu skaita noteikšana

Šajā projektā ir daudz dažāda garuma dībeļa stieņu griezumu. Tāpēc es izdomāju algoritmu, kas samazina pasūtāmo dībeļu stieņu skaitu. Pēc attēla apstrādes jūs zināt, kādi griezumu garumi jums jāveic. Jūs arī zināt dībeļa stieņa garumu, ko var pasūtīt (manā gadījumā tie bija 4 pēdu dībeļa stieņi). Es izmantoju skaitlisku metodi šīs problēmas risināšanai.

Mans algoritms pārvietojas pa attēla kolonnām un saskaita augstumus. Ja nākamais attēla augstums pārsniedz dībeļu garumu, ko var pasūtīt (nedaudz mazāk par 4 pēdām, lai ņemtu vērā griešanu), tad tas tiek izlaists. Šis process tiek turpināts, līdz tiek sasniegtas 4 pēdas vai cikliski izlaižat visu attēlu. Pēc tam tiek izveidota datu struktūra, kurā norādīts katra jūsu pasūtītā dībeļa stieņa griezumu garums, kā arī šī gabala atrašanās vieta attēlā. Šī pieeja palīdz turēt viena tapas stieņa griezumus tuvu viens otram, lai tos nesajauktu. Tas nav visefektīvākais un nav precīzs risinājums, bet tas darbojas.

Iepriekš redzamajā videoklipā ir paskaidrots, kā darbojas minimizācijas algoritms un kā dati tiek glabāti un parādīti. Pievienots kods attēla apstrādei, dībeļu stieņu griešanas minimizēšanai un izvades parādīšanai.

Šeit ir manas dībeļa stieņa skulptūras kopsavilkums:

Attēla izmēri: 53 x 80

Izgriezumu skaits: 4240

Kopējais dībeļa stieņa garums: 76847 cm

Nepieciešams iegādāties 646 dībeļa stieņus ar vienības garumu 119,92 cm

4. solis: Skulptūras paneļa izveide

Izgrieziet saplāksni ar ripzāģi vai galda zāģi. Izmēri ir jāsaskaņo ar pikseļu skaitu un vēlamo atstarpi. Piemēram, man bija 53 x 80 pikseļi, un es gribēju atstarpi aptuveni 1,5 cm, tāpēc saplāksnis tika sagriezts līdz 82,5 x 123 cm.

53*1,5 + 1,5*2 = 82,5 cm (1,5*2 ir apmale)

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

Izmantojot regulējamo T-kvadrātu, es zīmēju līnijas visām rindām un kolonnām, kas būtu skulptūrā. Pēc tam es izveidoju Izzy Swan izstrādāto ierīci, lai saplāksnī izurbtu 90 grādu caurumu. Šeit ir saite uz viņa publicēto videoklipu. Šī ierīce ļoti labi strādāja ar tāda paša dziļuma urbtām taisnām caurumiem visā plāksnē. Visas sliktas pēdas, kas palikušas uz tāfeles, pēc tam tika notīrītas, izmantojot koka špakteli.

Neobligāts solis ir dēļa krāsošana. Es to darīju, lai aizsegtu dažas špakteles un sliktās vietas. Glezna ir no šī attēla kontūrlīnijām. Pēdējā skulptūrā šo gleznu ir grūti saskatīt dībeļa stieņu blīvuma dēļ.

5. solis: daudzu dībeļu stieņu griešana

Nākamajā projekta daļā jums būs jāizgriež daudz dībeļu stieņu un jāseko līdzi to stāvoklim. Es nolēmu vienlaikus griezt piecus dībeļa stieņus (es to dēvēšu par dībeļa stieņu saišķi). Manis izveidotais griešanas algoritms parāda garumu, kāds katram saišķim ir jāapgriež (skat. Attēlu). Es izmērīju šo attālumu ar lineālu un atzīmēju to ar gleznotāja lentes gabalu, kas pilnībā ietīts ap dībeli. Tas ir svarīgi, jo tas novērš dībeļa stieņa šķelšanos, griežot ar ripzāģi. Pēc tam dībeļu stieņu saišķis ir izlīdzināts, lai to sagrieztu ar zāģi.

Es projektēju koka turētāju no lēta saplākšņa un 2x4, kas ļāva dībeļu stieņu saišķim atpūsties spraugā. Perpendikulāri šai spraugai bija ripzāģa vadotne. Kad dībeļi ir nostiprināti ar lenti, apļveida zāģis tiek nomests gar vadotni, lai uzreiz sagrieztu visus dībeļus saišķī. Dībeļi pēc tam tiek marķēti, lai jūs zināt, kur dībeļa stieņi tiks ievietoti plātnē. Izgriezuma numurs bija viss, kas bija nepieciešams, jo faktiskā pozīcija ir saglabāta manis izveidotajā programmā. Šo procedūru atkārto, līdz kūlī ir pabeigti visi griezumi, un pēc tam tiek sagriezti pieci jauni dībeļa stieņi. Tā kā ir tik daudz griezumu, ir ļoti svarīgi saglabāt koncentrēšanos un veikt daudz pārtraukumu. Iepriekš redzamais video arī apraksta visu procesu.

Galu galā plāksnē ir jānovieto daudz dībeļu stieņu, tāpēc ir svarīgi izmantot viegli atcerējamu marķēšanas sistēmu. Augšējā attēlā redzama tikai puse no šajā projektā izgrieztiem dībeļiem!

6. solis: Dībeļa stieņu ievietošana dēlī

Jums oficiāli ir sagriezta TON dībeļu stieņu. Lai tos efektīvi ievietotu plāksnē, var būt lietderīgi no lēta saplākšņa izveidot dažus pagaidu turēšanas dēļus. Vienā no attēliem jūs varat redzēt pagaidu glabāšanas dēli, kas atbilst aptuveni piecām kolonnām pegboard.

Izgrieztie dībeļa stieņi tika izpakoti, un galu noslīpēja ar smalku smilšpapīru. Šo darbu ir lieliski dalīties ar draugu, kurš vēlas. Tas ir patiess draudzības pārbaudījums. Pēc tam, kad jūsu draugs palīdz, jums ir jāgatavo viņiem vakariņas vai jāpalīdz citā DIY projektā.

Pēc slīpēšanas tapas stieņi tiek pārvietoti uz pagaidu turēšanas dēli. Lai ievietotu katru dībeli pareizajā vietā, tiek izmantota marķēšanas kārtība un Matlab programmas iznākums. Gar pieci caurumu malām gar pegboard kolonnu pievieno koka līmi. Pēc tam attiecīgie pieci dībeļi tiek ievietoti dēlī. Jūs varat izmantot āmuru, lai pilnībā iebāztu dībeļa stieņus dēlī.

Vairāku dībeļa stieņu izlīdzināšanas iemesls ir pārliecināties, ka dībeļiem "bija jēga" tādā stāvoklī, kādā tie tika novietoti. Ja dībelis izskatās pārāk mazs vai pārāk īss, varat vēlreiz pārbaudīt programmā paredzēto garumu. Jums, iespējams, nāksies atskrūvēt dībeļus vai arī noregulēt, cik tālu jūs iebīdīsit dībeļa stieni.

Es atkārtoju šo dībeļu stieņu izvietojumu un izlīdzināšanu apmēram trīs kolonnās vienlaikus. Es arī izstrādāju un 3D izdrukāju izlīdzināšanas rīku, kas atradās dībeļa stieņu galā, tāpēc bija vieglāk nodrošināt, lai dībeļa stieņi būtu taisni, kad koka līme izžūst. Jūs varat redzēt, kā šis adapteris tiek izmantots vienā no fotoattēliem. Šim adapterim ir pievienots STL fails. Atkarībā no dībeļa stieņa diametra un atstarpēm, iespējams, nāksies to pārveidot.

7. solis: pabeigta struktūra un daži padomi

Kad esat pabeidzis visu dībeļa stieņu ievietošanu un izlīdzināšanu pie dēļa, jūsu skulptūra ir pabeigta! Iepriekš ir parādītas vēl dažas manis uzbūvētās dībeļa stieņa skulptūras fotogrāfijas. Lielākoties esmu apmierināts ar gala rezultātiem. Tomēr man ir daži padomi ikvienam, kas domā par līdzīga projekta veikšanu:

1. Apsveriet iespēju veikt mazākus izmērus nekā šī struktūra (53 x 80). Šis projekts bija sprādziens plānošanas stadijās, un pēc tam, kad tika izstrādātas visas ķibeles, tas bija diezgan meditatīvs. Tomēr roku darbs dažkārt kļuva vienmuļš. Man arī vajadzēja daudz laika, lai to pabeigtu, apmēram divus gadus pēc dienas, kad es iecerēju ideju!

2. Izmantojiet biezākus dībeļa stieņus un/vai saīsiniet maksimālo dībeļa stieņa skulptūras augstumu. Pat ar izlīdzināšanas rīku man bija grūtības noturēt dībeļu stieņus labi izlīdzinātos. Lielāka diametra dībeļu stieņi vai īsāki augstumi būtu palīdzējuši.

3. Skulptūras pegboard pamatnei izmantojiet augstākas kvalitātes koka gabalu nekā saplāksni. Zem skulptūras ir plaisas no dībeļa stieņu āmura pārāk tālu dēlī.

4. Nevelciet daudz laika, lai krāsotu pegboard; dībeļa stieņi tik un tā aizklāj lielāko daļu.

5. Lūdziet palīdzību draugiem! 4000 dībeļa stieņu slīpēšana ir nepāra uzdevums, tāpēc kāpēc to nedalīt ar dažiem labiem draugiem.

Veiksmi!