Kép átalakítása tiplik rúdszobrává: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebben a projektben egy hőlégballon képét átalakítottam egy tipli rúdszoborrá. A végső szerkezet egy fényképben tárolt digitális információ fizikai 3D objektummá való átalakítása. Azért építettem a szobrot, hogy segítsen elképzelni, hogyan tárolják a képeket a számítógépen, valamint hogy bemutassam a hatalmas mennyiségű információt egyetlen képen, amelyet a számítógépen lát. Jól is néz ki! Ez az oktatóanyag végigvezeti azon, hogyan lehet saját, képalapú dübelrúd -szobrot készíteni.

Itt az alapötlet. Minden digitális kép sok apró négyzetből (pixelből) áll, amelyek mindegyikéhez valamilyen intenzitási érték tartozik. A fénykép nagyon sötét részein alacsony intenzitású képpontok találhatók, míg a világos területeken (pl. A ballon) nagy intenzitású értékek vannak. A szoborban a kép minden egyes pixelénél az intenzitás értékeit tiplik rúdmagasságává alakítják át. A világos területek magasak, a sötét területek alacsonyak.

Az általam készített szobor mérete 82,5 x 123 x 60 cm volt, és 4230 dübelrudat (53 sor 80 oszlop) vágtak le. Végül csaknem 1/2 mérföldnyi tipliket használtam, de a szobrot tetszés szerinti méretre méretezheti. Ez a projekt némi képfeldolgozási és asztalos készséget igényel. Ennek leírása a honlapomon is megtalálható: jrbums.com. Köszönöm, hogy megnézted!

1. lépés: Ellátási lista

Anyagok:

1. 5/16 "x 48" nyír dübelek - a szükséges szám meghatározását a 3. lépésben ismertetjük, valószínűleg több tipli lesz, mint amennyit egész életében rendelt (itt rendeltem: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾”vastag rétegelt lemez (szerintem nyírfát használtam: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Nyír-rétegelt lemez-165921/100077837)

3. Festő szalag

4. Elmer fa ragasztója

5. Fa gitt

6. Fémcső 5/16”átmérővel (90 fokos fúróvezetéshez).

7. Cipzáras kötések (90 fokos fúróvezetőhöz).

8. Olcsó rétegelt lemez (körfűrészvezetőhöz)

9. 2 hüvelyk x 4 hüvelyk. x 96 hüvelyk Prime kemencében szárított Whitewood csap (körfűrészvezetőhöz)

10. Finom csiszolópapír (kb. 200 - 300 szemcsés)

11. Festék (opcionális)

Eszközök:

1. Erőfúró és 5/16”-os fúró fához

2. Körfűrész

3. Erőcsiszoló

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

5. MATLAB, vagy más képfeldolgozó szoftver

Kérjük, a projekt során használja a biztonságos fafeldolgozási gyakorlatot! Rengeteg tipliket kell vágni, ezért nagyon koncentráltnak kell lennie, és sok szünetet kell tartania

2. lépés: A 2D kép átalakítása 3D -modellgé

Annak érdekében, hogy meghatározza a szobornál lévő dübelrudak hosszát, némi képfeldolgozást kell végeznie. A Matlabot használtam, és a kódot az utasítás 3. lépésében tettem közzé. Használhat másik képfeldolgozó szoftvert is.

Az RGB -ről intenzitásra való átalakulás vizualizálására van egy fenti videóm. A kép intenzitásának megjelenítéséhez hamis színtérképet használnak (a piros magas, a kék alacsony intenzitású). A másik fent közzétett videó bemutatja a 2D intenzitású képből 3D objektummá való átalakulást.

A kép betöltése

A hőlégballon képét betöltötték a Matlab programba, és szürkeárnyalatos képpé alakították át. Íme a kód a Matlabban:

A = imread ('ball.jpg'); % kép betöltése a matlabba

A = rgb2szürke (A); % konvertálja az RGB -t szürkeárnyalatosra

A = kettős (A)/max (kettős (A (:))); % normalizálja a szürkeárnyalatos képet, és duplájára konvertálja

A kép mintavételezése

A kép eredeti mérete 2572 x 3873 volt, sok tipli kézzel vágható (kivéve, ha megbolondulsz!). Ezért a képen lecsökken a mintavétel, így sokkal kevesebb a pixel, és ezért sokkal kevesebb tipliket kell vágni. Térbeli szűrőt is használtam a kép simítására, hogy a szerkezet folyamatosabb legyen. Végül a kép normalizálódik úgy, hogy a maximális intenzitás 1 legyen.

A = nagy méretű (A, 0,0205); % resample image for 2.05% of the original image

A = medfilt2 (A); % sima kép

A = kettős (A)/max (kettős (A (:))); % normalizálja a szürkeárnyalatos képet, és duplájára konvertálja

Dübelrúd hosszúságra konvertálás

Ezen a ponton a kép 53 x 80 -as mátrixként kerül tárolásra, értéke 0 és 1 között van. Ha ezt a mátrixot tiplik rúdhosszúságából akarja átalakítani, akkor megszorozza azt a kívánt magassággal. Én 60 cm -t választottam az enyémnek. Ezután hozzá kell adnia némi extra hosszúságot a dübelhez, hogy a dübel rudat a táblába nyomhassa. Ez biztosítja azt is, hogy a tiplik rúdjai ne legyenek túl kicsik. Ezt 2,5 cm -re (1 hüvelyk) állítottam be.

AmaxH = 60; % A szobor maximális magassága (cm -ben)

fúróMélység = 2,54; % Hosszúság hozzáadva a dübel rudakhoz, hogy a deszkába tolható legyen (1 hüvelyk)

Hossz = A.*AmaxH; % Több képmátrix a maximális magassággal, hogy a képmátrixot dübelrúd hosszá alakítsa át

Hossz = Hossz+fúróMélység; % Fúrási mélység hozzáadása

A projekt ezen részében Ön dönti el, hogy mekkora szobrot szeretne. Beállíthatja a leminta skáláját (méretarányos méretben), és a tipli maximális magasságát. A skálázás kiválasztásakor figyelembe kell venni a költségeket és azt, hogy mennyi ideig kívánja vállalni a projektet. Még az általam készített 53 x 80 képpontos szobor is 4240 tipli rúd vágását igényelte! Ez a projekt sokkal tovább tartott, mint gondoltam, és azt kívántam, bárcsak több időm lett volna annak mérlegelésére, hogy mennyit kell lecsökkenteni a képet.

3. lépés: A szükséges dübelrudak számának meghatározása

Ebben a projektben sok változó hosszúságú tipli rúdvágás létezik. Ezért kitaláltam egy algoritmust, amely minimálisra csökkenti a megrendelni kívánt csapszegek számát. A kép feldolgozása után tudni fogja, milyen hosszúságú vágásokat kell elvégeznie. Ön is tudja, hogy milyen hosszú tipliket lehet rendelni (az én esetemben 4 lábas tiplik voltak). A probléma megoldásához numerikus módszert használtam.

Az algoritmusom a kép oszlopai között jár, és összeadja a magasságokat. Ha a kép következő magassága meghaladja a megrendelhető dübelek hosszát (kicsit kevesebb, mint 4 láb a vágás miatt), akkor kihagyja. Ezt a folyamatot addig kell folytatni, amíg el nem éri a 4 métert, vagy ha végigböngészi a teljes képet. Ezután létrejön egy adatstruktúra, amely meghatározza a vágások hosszát, amelyeket az egyes megrendelt dübelekhez végeznek, valamint az adott darab helyét a képen. Ez a megközelítés segít abban, hogy az egyik csapszeg vágásait közel tartsuk egymáshoz, nehogy összekeveredjünk. Nem a leghatékonyabb és nem pontos megoldás, de működik.

A fenti videó bemutatja a minimalizáló algoritmus működését, valamint az adatok tárolását és megjelenítését. A kép feldolgozásának kódja, a csapszegek vágásának minimalizálása és a kimenet megjelenítése csatolva van.

Íme egy összefoglaló a tipli rúdszobromról:

A kép méretei: 53 x 80

Vágások száma: 4240

A használt tipli teljes hossza: 76847 cm

646 dübelt kell vásárolnia, amelyek egységhossza 119,92 cm

4. lépés: A Pegboard létrehozása a szoborhoz

Vágja le a rétegelt lemezeket körfűrésszel vagy asztali fűrésszel. A méreteknek meg kell egyezniük a képpontok számával és a kívánt távolsággal. Például 53 x 80 képpontom volt, és 1,5 cm körüli távolságra vágytam, így a rétegelt lemez 82,5 x 123 cm -re lett vágva.

53*1,5 + 1,5*2 = 82,5 cm (az 1,5*2 a határra vonatkozik)

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

Az állítható T-négyzet segítségével rajzoltam vonalakat a szobor összes sorához és oszlopához. Ezután megépítettem az Izzy Swan által tervezett készüléket, amely 90 fokos lyukat fúr a rétegelt lemezbe. Itt van egy link az általa közzétett videóhoz. Ez az eszköz nagyon jól működött a teljes táblán azonos mélységű egyenes lyukak fúrásához. A táblán maradt rossz nyomokat ezután fa gitt segítségével kitisztították.

Opcionális lépés a tábla festése. Ezt azért tettem, hogy elfedjem a gitt és a rossz foltok egy részét. A festmény ennek a képnek a kontúrvonalai. A végső szoborban nehéz látni ezt a festményt a tiplik rúdjának sűrűsége miatt.

5. lépés: Sok tipli rúd vágása

A projekt következő részében sok tipli rudat kell vágnia, és nyomon kell követnie helyzetüket. Úgy döntöttem, hogy egyszerre öt tipli rudat vágok (ezt egy tiplik rúdcsomagjának nevezem). Az általam készített vágási algoritmus megjeleníti azt a hosszúságot, amelyet a kötegben lévő minden dübelnek le kell vágni (lásd a képet). Ezt a távolságot egy vonalzóval mértem, és egy festő szalaggal jelöltem, amely teljesen körbecsavarta a dübelt. Ez azért fontos, mert a körfűrésszel történő vágás során megakadályozza a dübelrúd szétesését. A csapszegek kötegét ezután a fűrésszel történő vágáshoz igazítják.

Egy fából készült tartót terveztem olcsó rétegelt lemezből és 2x4 -esből, amelyek lehetővé tették, hogy a dübelsorok kötege egy résen pihenjen. Erre a résre merőlegesen vezetett a körfűrész. Ha a dübeleket ragasztóval rögzítik a helyükre, a körfűrészt leejtik a vezető mentén, hogy egyszerre vágják le a köteg összes dübelét. A dübeleket ezután felcímkézik, így tudja, hogy a csapszegeket hol kell elhelyezni a támasztótáblában. A vágási számra volt szükség, mert a tényleges pozíciót az általam létrehozott program tárolja. Ezt az eljárást addig ismételjük, amíg az összes vágást be nem fejezzük a kötegben, majd öt új dübelrúdot vágunk. Mivel nagyon sok vágás van, nagyon fontos, hogy koncentrált maradjunk, és sok szünetet tartsunk. A fenti videó a teljes folyamatot is leírja.

Végül rengeteg dübelt kell elhelyezni a táblában, ezért elengedhetetlen a könnyen megjegyezhető címkézési rendszer használata. A fenti kép a projektben kivágott tipliknek csak a felét mutatja!

6. lépés: A dübelrudak elhelyezése a táblában

Hivatalosan egy csomó tipliket vágtál le. Annak érdekében, hogy hatékonyan be lehessen helyezni őket a táblába, hasznos lehet néhány ideiglenes tartólapot létrehozni az olcsó rétegelt lemezből. Az egyik képen egy ideiglenes tartótábla látható, amely körülbelül öt oszlopnak felelt meg a táblán.

A kivágott tipli rudakat kicsomagolták, a végét finom csiszolópapírral csiszolták. Ezt a munkát nagyszerű megosztani egy készséges baráttal. Ez a barátság igazi próbatétele. Miután a barátja segít, köteles vacsorát főzni nekik, vagy segíteni egy másik barkácsprojektben.

Csiszolás után a dübelrudakat az ideiglenes tartólapra helyezzük. A címkézési konvenció és a Matlab program kimenete arra szolgál, hogy minden dübelt a megfelelő pozícióba helyezze. Egy csipet faragasztót adunk hozzá körülbelül öt lyuk szélei mentén a tábla oszlopa mentén. A megfelelő öt dübelt ezután a táblába helyezik. Használhat kalapácsot, hogy a csapszegeket teljesen belehelyezze a táblába.

Egyidejűleg több csapszeg összehangolásának oka annak biztosítása, hogy a dübelek „értelmesek” legyenek abban a helyzetben, ahol elhelyezték őket. Ha egy tipli túl kicsi vagy túl rövidnek tűnik, akkor ellenőrizze a programot, hogy hossza az adott pozícióban legyen. Előfordulhat, hogy a tipliket újra kell cserélni, vagy beállíthatja, hogy milyen messzire hajtja a dübelrudat a táblába.

Megismételtem ezt a csapszegek elhelyezését és beállítását három oszlop körül. Ezenkívül terveztem és 3D -ben kinyomtattam egy igazító eszközt, amely a dübelrudak végén volt, így könnyebb volt biztosítani, hogy a dübelrudak egyenesek legyenek, amikor a faragasztó megszáradt. Láthatja, hogy ezt az adaptert használják az egyik képen. Az adapterhez tartozó STL fájl csatolva van. Lehet, hogy újra kell terveznie a tipli rúd átmérőjétől és távolságától függően.

7. lépés: Kész szerkezet és néhány tanács

Miután befejezte az összes dübelrúd elhelyezését és igazítását a csapdába, a szobra kész! Fentebb látható még néhány fotó az általam készített tipli rúdszoborról. Többnyire elégedett vagyok a végeredménnyel. Van azonban néhány tanácsom mindenkinek, aki hasonló projekt megvalósításán gondolkodik:

1. Fontolja meg, hogy kisebb méreteket végezzen, mint ez a szerkezet (53 x 80). Ez a projekt robbanásszerű volt a tervezési szakaszban, és meglehetősen meditatív volt az összes csavar kidolgozása után. A fizikai munka azonban néha monotonná vált. Nekem is hosszú időbe telt, mire befejeztem, körülbelül két évvel az ötlet megfogalmazása után!

2. Használjon vastagabb dübelrudakat, és/vagy csökkentse a dübelrúd -szobor maximális magasságát. Még a beállító eszközzel is nehezemre esett a dübelrudakat jól egy vonalban tartani. Nagyobb átmérőjű dübelrudak vagy rövidebb magasságok segítettek volna.

3. Használjon jobb minőségű fadarabot, mint a rétegelt lemez a szobor pegboard alapjához. A szobor alatt repedések vannak, amelyek a tiplik rúdjának túlzott ütésébe ütköznek a táblába.

4. Ne szánjon sok időt a pegboard festésére; a tiplis rudak úgyis eltakarják a nagy részét.

5. Kérj segítséget a barátaidtól! A 4000 tiplik csiszolása furcsa feladat, ezért ne ossza meg néhány jó baráttal.

Sok szerencsét!