Transformoni një imazh në një skulpturë të shufrës: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Në këtë projekt, unë konvertova një imazh të një tullumbace me ajër të nxehtë në një skulpturë të shufrës së shufrës. Struktura përfundimtare është një transformim i informacionit dixhital të ruajtur në një foto në një objekt fizik 3D. Unë e ndërtova skulpturën për të ndihmuar në përfytyrimin se si ruhen imazhet në kompjuter, si dhe demonstroj shkallën e madhe të informacionit në vetëm një fotografi të vetme që shihni në një kompjuter. Duket gjithashtu shumë mirë! Ky udhëzues do të kalojë përmes asaj se si të ndërtoni një skulpturë të shufrës me shufra të bazuar në imazhe.

Këtu është ideja themelore. Çdo imazh dixhital përbëhet nga shumë sheshe (pikselë) të vegjël me secilin katror të caktuar një vlerë intensiteti. Rajonet shumë të errëta në foto kanë piksele me vlera të ulëta të intensitetit, ndërsa rajonet që janë të ndritshme (p.sh. tullumbace) kanë vlera me intensitet të lartë. Në skulpturë, vlerat e intensitetit në secilën piksel në imazh shndërrohen në një lartësi të shufrës. Rajonet e ndritshme kanë një lartësi të lartë, dhe rajonet e errëta kanë një lartësi të ulët.

Skulptura që ndërtova kishte dimensione 82.5 x 123 x 60 cm, dhe u prenë 4230 shufra kunjësh (53 rreshta me 80 kolona). Në fund, kam përdorur shufra kunjësh me vlerë gati 1/2 milje, por ju mund ta shkallëzoni skulpturën tuaj në çfarëdo madhësie që dëshironi. Ky projekt do të kërkojë disa aftësi të përpunimit të imazhit dhe zdrukthtarisë. Një përshkrim i tij është gjithashtu i shënuar në faqen time në internet: jrbums.com. Faleminderit që e kontrollove!

Hapi 1: Lista e Furnizimit

Materiale:

1. Kunjat e thuprës 5/16 "x 48" - përcaktimi i numrit që ju nevojitet shpjegohet në hapin 3, me siguri do të jetë më shumë shufra shufrash sesa keni porositur gjatë gjithë jetës tuaj (kam porositur këtu: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. p”kompensatë e trashë (mendoj se kam përdorur thupër: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Berke-Kompensatë-165921/100077837)

3. Shirit piktori

4. Ngjitësja e drurit të Elmerit

5. Stuko druri

6. Tub metalik me diametër 5/16”(Për udhëzuesin e stërvitjes 90 gradë).

7. Lidhëset e zinxhirit (Për udhëzuesin e stërvitjes me 90 gradë).

8. Kompensatë e lirë (Për udhëzuesin e sharrës rrethore)

9. 2 inç x 4in. x 96 in. Kryeqyteti i furrës së tharë me furrë (për udhëzuesin e sharrës rrethore)

10. Letër e imët me rërë (rreth 200 - 300 zhavorr)

11. Bojë (opsionale)

Mjetet:

1. Stërvitje elektrike dhe stërvitje 5/16”për dru

2. Sharrë rrethore

3. Sander fuqie

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

5. MATLAB, ose një softuer tjetër për përpunimin e imazhit

Ju lutemi përdorni praktikë të sigurt të përpunimit të drurit gjatë këtij projekti! Ka një ton shufra kunjësh për tu prerë, kështu që duhet të jeni shumë të fokusuar dhe të bëni shumë pushime

Hapi 2: Transformimi i një imazhi 2D në një model 3D

Për të përcaktuar gjatësinë e shufrave të kunjave në skulpturë, do të duhet të bëni disa përpunime të imazhit. Kam përdorur Matlab dhe kam postuar kodin në hapin 3 të këtij udhëzimi. Ju gjithashtu mund të përdorni një program tjetër softuer të përpunimit të imazhit.

Për të përfytyruar transformimin nga RGB në intensitet, kam një video të treguar më lart. Një hartë e rreme përdoret për të shfaqur intensitetin e figurës (e kuqja është me intensitet të lartë dhe blu me intensitet të ulët). Videoja tjetër e postuar më sipër tregon transformimin nga një imazh me intensitet 2D në një objekt 3D.

Po ngarkon imazhin

Imazhi i tullumbaceve me ajër të nxehtë u ngarkua në Matlab dhe u shndërrua në një imazh të shkallës gri. Këtu është kodi për ta bërë këtë në Matlab:

A = imread ('ball.jpg'); % ngarkoni imazhin në matlab

A = rgb2gray (A); % konvertojnë RGB në shkallë gri

A = dyfish (A)/max (dyfish (A (:))); % normalizojnë imazhin e shkallës gri dhe shndërrohen në dyfish

Zbritja e imazhit

Dimensioni origjinal i imazhit ishte 2572 x 3873, mënyra për të prerë shumë dowels me dorë (nëse nuk doni të çmendeni!). Prandaj, imazhi është i zbërthyer kështu që ka shumë më pak piksele, dhe për këtë arsye shumë më pak shufra kunjësh për tu prerë. Kam përdorur gjithashtu një filtër hapësinor për të zbutur imazhin në mënyrë që struktura të duket më e vazhdueshme. Së fundi, imazhi normalizohet në mënyrë që intensiteti maksimal të jetë 1.

A = imresize (A, 0.0205); % rishikim i imazhit në 2.05% të madhësisë së imazhit origjinal

A = medfilt2 (A); % imazh i qetë

A = dyfish (A)/max (dyfish (A (:))); % normalizojnë imazhin e shkallës gri dhe shndërrohen në dyfish

Shndërrimi në gjatësinë e shufrës së kunjit

Në këtë pikë, imazhi ruhet si një matricë 53 x 80 me vlera që variojnë nga 0 në 1. Për ta shndërruar këtë matricë në atë që përbëhet nga gjatësia e shufrës së shufrës, ju e shumëzoni atë me lartësinë maksimale që dëshironi të jetë skulptura juaj e kunjit. Zgjodha 60 cm për timen. Pastaj ju duhet të shtoni një gjatësi shtesë në kunj për të shtyrë shufrën e kunjit në tabelë. Kjo gjithashtu siguron që prerjet e shufrave të kunjave nuk ishin shumë të vogla. E vendosa këtë në 2.5 cm (1 inç).

AmaxH = 60; % Lartësia maksimale e skulpturës (në cm)

stërvitje Thellësia = 2.54; % Gjatësi shtesë e shtuar në shufrat e kunjave në mënyrë që të mund të shtyhet në tabelë (1 inç)

Gjatësia = A.*AmaxH; % Matricë e shumëfishtë e imazhit sipas lartësisë maksimale për të kthyer matricën e figurës në gjatësinë e shufrës së shiritit

Gjatësia = Gjatësia+stërvitja Thellësia; % Shto thellësinë e stërvitjes

Në këtë pjesë të projektit, ju do të vendosni se sa e madhe dëshironi të jetë skulptura. Ju mund të rregulloni shkallën e mostrës së poshtme (rregulloni shkallën në imresize) dhe lartësinë maksimale të kunjit. Kostoja dhe sa kohë dëshironi të merrni përsipër projektin duhet të merren parasysh kur zgjidhni shkallëzimin. Edhe skulptura 53 x 80 pikselë që unë ndërtova kërkonte prerjen e shufrave 4240 shufrash! Ky projekt zgjati më shumë sesa mendoja dhe do të doja që të kisha marrë më shumë kohë duke marrë parasysh sa për të zvogëluar shembullin e imazhit.

Hapi 3: Përcaktimi i numrit të shufrave të kunjave të nevojshëm

Në këtë projekt, ka shumë prerje të shufrave të kunjave me gjatësi të ndryshueshme. Prandaj, kam dalë me një algoritëm që minimizon numrin e shufrave të kunjave që ju nevojiten për të porositur. Pas përpunimit të figurës, do të njihni gjatësinë e prerjeve që duhet të bëni. Ju gjithashtu e dini gjatësinë e shufrës së kunjit që mund të porositeni (në rastin tim, ato ishin shufra me kunja 4 këmbë). Kam përdorur një metodë numerike për zgjidhjen e këtij problemi.

Algoritmi im kalon nëpër kolona në imazh dhe shton lartësitë. Nëse lartësia tjetër në figurë tejkalon gjatësinë e kunjave që mund të porositen (pak më pak se 4 metra për të llogaritur prerjen), atëherë ajo anashkalohet. Ky proces vazhdon derisa të arrihet 4 metra ose kur të kaloni nëpër të gjithë imazhin. Më pas krijohet një strukturë e të dhënave që specifikon gjatësinë e prerjeve që bëhen për secilën shufër shufrash që porositni, si dhe vendndodhjen e asaj pjese në imazh. Kjo qasje ndihmon për të mbajtur prerjet e një shufre kunj afër njëri -tjetrit në mënyrë që të mos përzihen. Nuk është zgjidhja më efikase dhe jo e saktë, por funksionon.

Videoja e treguar më sipër shpjegon se si funksionon algoritmi i minimizimit dhe si ruhen dhe shfaqen të dhënat. Kodi për përpunimin e figurës, minimizimin e prerjes së shufrave të kunjave dhe shfaqjen e daljes është bashkangjitur.

Këtu është një përmbledhje për skulpturën time të shufrës së shufrës:

Përmasat e figurës: 53 x 80

Numri i shkurtimeve: 4240

Gjatësia totale e shufrës së kunjit të përdorur: 76847 cm

Ju duhet të blini 646 shufra kunj me gjatësi njësie 119.92 cm

Hapi 4: Krijimi i tabelës për skulpturë

Pritini kompensatë me një sharrë rrethore ose sharrë tavoline. Dimensionet duhet të përputhen me numrin e pikselave që keni dhe hapësirën që dëshironi. Për shembull, unë kisha 53 x 80 piksele dhe doja një distancë prej rreth 1.5 cm kështu që kompensata u shkurtua në 82.5 me 123 cm.

53*1.5 + 1.5*2 = 82.5 cm (1.5*2 është për kufirin)

80*1.5 + 1.5*2 = 123 cm

Duke përdorur katrorin T të rregullueshëm, unë vizatova linja për të gjithë rreshtat dhe kolonat që do të ishin në skulpturë. Pastaj ndërtova pajisjen e projektuar nga Izzy Swan për të shpuar vrima 90 gradë në kompensatë. Këtu është një lidhje me videon që ai postoi. Kjo pajisje funksionoi shumë mirë për shpimin e vrimave të drejta me të njëjtën thellësi mbi të gjithë tabelën. Çdo shenjë e keqe e lënë në tabelë pastaj pastrohej duke përdorur stuko druri.

Një hap opsional është ngjyrosja e tabelës. E bëra këtë për të mbuluar disa nga stuko dhe pikat e këqija. Piktura është e vijave konturore të këtij imazhi. Në skulpturën përfundimtare është e vështirë të shihet kjo pikturë për shkak të densitetit të shufrave të kunjave.

Hapi 5: Prerja e shumë shufrave të kunjave

Në pjesën tjetër të projektit, do të duhet të shkurtoni shumë shufra kunjësh dhe të mbani shënimin e pozicionit të tyre. Vendosa të shkurtoja pesë shufra kunjësh në të njëjtën kohë (unë do t'i referohem kësaj si një pako shufrash me kunja). Algoritmi i prerjes që kam krijuar tregon gjatësinë që çdo kunj në pako duhet të pritet (shiko figurën). Unë e mata këtë distancë me një sundimtar dhe e shënova me një copë shirit piktori që mbështillej plotësisht rreth kunjit. Kjo është e rëndësishme sepse parandalon copëzimin e shufrës së kunjit kur pritet me sharrë rrethore. Pakoja e shufrave të kunjave rreshtohet më pas për t'u prerë me sharrën.

Kam projektuar një mbajtëse druri nga kompensatë të lirë dhe 2x4 që mundësoi që tufa e shufrave të kunjave të pushojë në një çarje. Pingul me këtë të çarë ishte një udhëzues për sharrën rrethore. Me kunjat e fiksuar në vend me shirit, sharra rrethore bie përgjatë udhëzuesit për të prerë të gjitha kunjat në tufë menjëherë. Kunjat pastaj etiketohen në mënyrë që të dini se ku do të vendosen shufrat e kunjave në dërrasën e zezë. Numri i prerë ishte gjithçka që kërkohej sepse pozicioni aktual ruhet në programin që krijova. Kjo procedurë përsëritet derisa të gjitha prerjet të përfundojnë në pako, dhe pastaj pesë shufra të rinj të kunjave janë prerë. Për shkak se ka shumë shkurtime, është shumë e rëndësishme të qëndroni të fokusuar dhe të bëni shumë pushime. Videoja e mësipërme përshkruan gjithashtu të gjithë procesin.

Në fund, ka një ton shufra kunjësh për t'u vendosur në tabelë, kështu që është thelbësore të përdorni një sistem etiketimi të lehtë për t'u mbajtur mend. Imazhi i mësipërm tregon vetëm gjysmën e kunjave të prerë në këtë projekt!

Hapi 6: Vendosja e shufrave të kunjave në bord

Ju zyrtarisht keni një TON shufra kunjësh të prerë. Në mënyrë që t'i vendosni me efikasitet në tabelë, mund të jetë e dobishme të krijoni disa dërrasa mbajtëse të përkohshme nga kompensatë e lirë. Në njërën prej fotografive, ju mund të shihni një dërrasë mbajtëse të përkohshme që korrespondonte me rreth pesë kolona në dërrasën e zezë.

Shufrat e kunjave të prerë u shpaketuan dhe fundi u lëmua me letër të hollë rëre. Kjo punë është e mrekullueshme për tu ndarë me një mik të gatshëm. Shtë një provë e vërtetë miqësie. Pasi shoku juaj të ndihmojë, ju kërkohet t'i gatuani një darkë ose t'i ndihmoni me një projekt tjetër DIY.

Pas lëmimit, shufrat e kunjit zhvendosen në bordin e përkohshëm të mbajtjes. Konventa e etiketimit dhe dalja e programit Matlab përdoret për të vendosur çdo kunj në pozicionin e duhur. Një copë zam druri shtohet përgjatë skajeve të rreth pesë vrimave përgjatë një kolone në pllakën e pegut. Pesë kunjat përkatës vendosen më pas në tabelë. Ju mund të përdorni një çekiç për të futur plotësisht shufrat e kunjave në tabelë.

Arsyeja e përafrimit të disa shufrave të kunjave në të njëjtën kohë është të siguroheni që kunjat "kishin kuptim" në pozicionin që po vendoseshin. Nëse një kunj duket shumë i vogël ose shumë i shkurtër, mund të kontrolloni dy herë programin për gjatësinë që supozohet të jetë në atë pozicion. Ju mund të keni nevojë të ndryshoni kunjat ose mund të rregulloni sa larg e futni shufrën e kunjit në tabelë.

E përsërita këtë vendosje dhe shtrirje të shufrave të kunjave për rreth tre kolona në të njëjtën kohë. Unë gjithashtu projektova dhe printova 3D një mjet shtrirjeje që shkonte në fund të shufrave të kunjit, kështu që ishte më e lehtë të sigurohesha që shufrat e kunjave ishin drejt kur thahej ngjitësi i drurit. Ju mund ta shihni këtë përshtatës që përdoret në njërën prej fotove. Një skedar STL për këtë përshtatës është bashkangjitur. Mund t'ju duhet të ridizajnoni në varësi të diametrit dhe hapësirës së shufrës së kunjit.

Hapi 7: Struktura e përfunduar dhe disa këshilla

Pasi të keni mbaruar me vendosjen dhe rreshtimin e të gjitha shufrave të kunjave në dërrasën e kunjit, skulptura juaj është e plotë! Të paraqitura më lart janë disa fotografi të tjera të skulpturës së shufrës së shufrës që kam ndërtuar. Për pjesën më të madhe, unë jam i kënaqur me rezultatet përfundimtare. Sidoqoftë, ka disa këshilla që kam për këdo që mendon të bëjë një projekt të ngjashëm:

1. Konsideroni të bëni dimensione më të vogla se kjo strukturë (53 x 80). Ky projekt ishte një shpërthim në fazat e planifikimit dhe ishte mjaft meditues pasi u përpunuan të gjitha ngërçet. Sidoqoftë, puna manuale ndonjëherë bëhej monotone. Gjithashtu m’u desh një kohë e gjatë për ta përfunduar, rreth dy vjet pas ditës që unë e konceptova idenë!

2. Përdorni shufra të trasha më të trasha dhe/ose bëni lartësinë maksimale të skulpturës së shufrës së kunjit më të shkurtër. Edhe me mjetin e shtrirjes, kam pasur vështirësi t'i mbaj shufrat e kunjave të rreshtuar mirë. Shufrat e kunjave me diametër më të madh ose lartësitë më të shkurtra do të kishin ndihmuar.

3. Përdorni një copë druri me cilësi më të lartë se kompensatë për bazën e pllakave të skulpturës. Nën skulpturën ka të çara nga goditja e shufrave të kunjave shumë larg në dërrasë.

4. Mos merrni shumë kohë për të pikturuar tabelën; shufrat e kunjave mbulojnë pjesën më të madhe gjithsesi.

5. Kërkoni ndihmë miqve! Lustrimi i 4000 shufrave të kunjave është një detyrë e çuditshme për t'u përfunduar, kështu që pse të mos e ndani me disa miq të mirë.

Paç fat!