הפוך תמונה לפסל מוט מוט: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

בפרויקט זה, הפכתי דימוי של בלון אוויר חם לפסל מוט מוט. המבנה הסופי הוא הפיכת המידע הדיגיטלי המאוחסן בתמונה לאובייקט תלת -ממדי פיזי. בניתי את הפסל בכדי לעזור לדמיין כיצד תמונות מאוחסנות במחשבים, וכן להדגים את היקף המידע העצום בתמונה אחת בלבד שאתה רואה במחשב. זה נראה מגניב מדי! מדריך זה יעבור כיצד לבנות פסל ממוטה מבוסס דימוי משלך.

להלן הרעיון הבסיסי. כל תמונה דיגיטלית מורכבת מרובעים זעירים רבים (פיקסלים) כאשר לכל ריבוע מוקצה ערך אינטנסיבי כלשהו. באזורים כהים מאוד בתמונה יש פיקסלים עם ערכים בעוצמה נמוכה, בעוד שבאזורים בהירים (למשל הבלון) יש ערכי עוצמה גבוהים. בפסל, ערכי העוצמה בכל פיקסל בתמונה מומרים לגובה מוט מוט. האזורים הבהירים הם בעלי גובה גבוה, והאזורים הכהים הם בעלי גובה נמוך.

הפסל שבניתי היה במידות של 82.5 x 123 x 60 ס מ, ו -430 מוטות דיבל (53 שורות על 80 עמודים) נחתכו. בסופו של דבר השתמשתי במוטות של כמעט 1/2 מייל, אבל אתה יכול לשנות את הפסל שלך לכל גודל שתרצה. פרויקט זה ידרוש כמה עיבוד תמונות ונגרות. תיאור שלו מופיע גם באתר שלי: jrbums.com. תודה שבדקת את זה!

שלב 1: רשימת אספקה

חומרים:

1. מסמרות ליבנה בגודל 5/16 "x 48" - קביעת המספר שתצטרך מוסברת בשלב 3, סביר להניח שיהיו יותר מוטות מהזמנת כל חייך (הזמנתי כאן: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. דיקט עבה (אני חושב שהשתמשתי ליבנה: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -בירה-דיקט -165921/100077837)

3. קלטת הצייר

4. דבק העץ של אלמר

5. מרק עץ

6. צינורות מתכת בקוטר 5/16”(למדריך מקדחה 90 מעלות).

7. עניבות רוכסן (למדריך מקדחה 90 מעלות).

8. דיקט זול (למדריך מסור עגול)

9. 2 אינץ 'x 4 אינץ'. x 96 אינץ 'חבטת Whitewood מיובשת בכבשן (למדריך מסור עגול)

10. נייר חול דק (בסביבות 200 - 300 גרוס)

11. צבע (אופציונלי)

כלים:

1. מקדחה כוח ומקדח 5/16”לעץ

2. מסור עגול

3. מלטשת כוח

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

5. MATLAB, או תוכנת עיבוד תמונה אחרת

אנא השתמש בפרקטיקה בטוחה לעיבוד עץ במהלך פרויקט זה! יש לחתוך המון מוטות דיבל, אז אתה חייב להיות מאוד ממוקד ולקחת הרבה הפסקות

שלב 2: הפיכת תמונה דו -ממדית למודל תלת -ממדי

על מנת לקבוע את אורכי מוטות הדיבל בפסל, יהיה עליך לבצע עיבוד תמונה כלשהו. השתמשתי ב- Matlab ופרסמתי את הקוד בשלב 3 במדריך זה. תוכל גם להשתמש בתוכנת עיבוד תמונה אחרת.

כדי לדמיין את השינוי מ- RGB לעוצמה, יש לי סרטון המוצג למעלה. מפת צבע שגויה משמשת להצגת עוצמת התמונה (אדום הוא בעוצמה גבוהה וכחול הוא בעוצמה נמוכה). הסרטון השני שפורסם למעלה מראה את הפיכתו מתמונה בעוצמה דו -ממדית לאובייקט תלת -ממדי.

טוען את התמונה

תמונתו של בלון האוויר החם הועמסה למאטלאב והוסבה לתמונה בגווני אפור. הנה הקוד לעשות זאת ב- Matlab:

A = imread ('ball.jpg'); % טען את התמונה במאטלאב

A = rgb2gray (A); % ממירים RGB לגווני אפור

A = כפול (A)/מקס (כפול (A (:))); לנרמל את התמונה בגווני אפור ולהמיר לכפול

הורדת דגימת התמונה

הממד המקורי של התמונה היה 2572 x 3873, הדרך לדיבלים רבים לחתוך ביד (אלא אם כן אתה רוצה להשתגע!). לכן, התמונה נטמעת בדגימה ולכן יש הרבה פחות פיקסלים, ולכן הרבה פחות מוט מקצץ לחיתוך. השתמשתי גם במסנן מרחבי כדי להחליק את התמונה כך שהמבנה ייראה רציף יותר. לבסוף, התמונה מנורמלת כך שהעוצמה המרבית היא 1.

A = גודל גודל (A, 0.0205); % מדגמים מחדש את התמונה ל -2.05% מהגודל של התמונה המקורית

A = medfilt2 (A); תמונה חלקה %

A = כפול (A)/מקס (כפול (A (:))); לנרמל את התמונה בגווני אפור ולהמיר לכפול

המרה לאורך מוט דיבל

בשלב זה, התמונה מאוחסנת כמטריצה של 53 x 80 עם ערכים הנעים בין 0 ל -1. בחרתי 60 ס"מ לשלי. לאחר מכן עליך להוסיף אורך נוסף לדבל כדי לדחוף את מוט הקמע לתוך הלוח. זה גם מבטיח שחתכי מוט המוט לא יהיו קטנים מדי. הגדרתי את זה ל -2.5 ס"מ (1 אינץ ').

AmaxH = 60; % גובה הפסל המרבי (בס מ)

drillDepth = 2.54; % אורך נוסף נוסף למוטות דיבל כך שניתן יהיה לדחוף אותו ללוח (1 אינץ ')

אורך = A.*AmaxH; % מטריצת תמונות מרובה בגובה מרבי כדי להמיר מטריצת תמונה לאורך מוט מוט

Alength = Alength+drillDepth; % הוסף עומק מקדחה

בחלק זה של הפרויקט, תחליט כמה גדול אתה רוצה שהפסל יהיה. אתה יכול להתאים את קנה המידה של הדגימה הנמוכה (להתאים את הסולם בגודל מידות) ואת גובה הדיבל המרבי. יש לקחת בחשבון עלות וכמה זמן אתה רוצה לקחת על עצמך את הפרויקט בעת בחירת קנה המידה. אפילו פסל 53 x 80 פיקסלים שבניתי נדרש לחיתוך 4240 מוטות דיבל! הפרויקט לקח הרבה יותר זמן ממה שחשבתי, והלוואי שלקחתי יותר זמן לשקול כמה להוריד את התמונה.

שלב 3: קביעת מספר המוטות הדרושים

בפרויקט זה, ישנם חתכים רבים של מוט מקלות באורך משתנה. לכן, מצאתי אלגוריתם שממזער את מספר המוטות שאתה צריך להזמין. לאחר עיבוד התמונה תדעו את אורכי החיתוכים שעליכם לבצע. אתה גם יודע את אורך מוט הדיבל שניתן להזמין (במקרה שלי, הם היו 4 מוטות דיבל). השתמשתי בשיטה מספרית לפתרון בעיה זו.

האלגוריתם שלי עובר בין עמודות בתמונה ומוסיף את הגבהים. אם הגובה הבא בתמונה חורג מאורך הדיבלים שאפשר להזמין (קצת פחות מ -4 רגל בחשבון החיתוך), אז הוא מדלג. תהליך זה נמשך עד להשגת 4 רגל או כאשר אתה עובר את התמונה כולה. לאחר מכן נוצר מבנה נתונים המציין את אורך החיתוכים שנעשים עבור כל מוט מקשה שאתה מזמין, כמו גם את מיקומו של אותו חלק בתמונה. גישה זו מסייעת לשמור על החיתוכים של מוט אחד אחד קרוב זה לזה כדי לא לערבב אותם. זה לא הפתרון היעיל ביותר ולא המדויק, אבל זה עובד.

הסרטון המוצג למעלה מסביר כיצד פועל אלגוריתם המזעור וכיצד הנתונים מאוחסנים ומוצגים. מצורף קוד לעיבוד התמונה, צמצום חיתוך מוטות הדיבלים והצגת הפלט.

להלן סיכום לפסל מוט המוט שלי:

מידות התמונה: 53 על 80

מספר חתכים: 4240

אורך כולל של מוט מקלות בשימוש: 76847 ס מ

אתה צריך לקנות 646 מוטות דיבל באורך יחידה 119.92 ס מ

שלב 4: יצירת לוח ההטלות לפסל

חותכים את הדיקט בעזרת מסור עגול או מסור שולחן. המידות צריכות להתאים למספר הפיקסלים שיש לך ולמרווח שאתה רוצה. לדוגמה, היו לי 53 x 80 פיקסלים ורציתי מרווח של כ -1.5 ס"מ כך שהדיקט נחתך ל -82.5 על 123 ס"מ.

53*1.5 + 1.5*2 = 82.5 ס מ (1.5*2 מיועד לגבול)

80*1.5 + 1.5*2 = 123 ס מ

בעזרת ריבוע ה- T המתכוונן ציירתי קווים לכל השורות והעמודים שיהיו בפסל. לאחר מכן בניתי את המכשיר שתוכנן על ידי איזי ברבור כדי לקדוח חור של 90 מעלות לתוך הדיקט. להלן קישור לסרטון שפרסם. מכשיר זה עבד טוב מאוד לחורים ישרים קדוחים של אותו עומק על כל הלוח. כל הסימנים הרעים שנותרו על הלוח נוקו לאחר מכן בעזרת מרק עץ.

שלב אופציונאלי הוא צביעת הלוח. עשיתי זאת כדי לכסות על חלק מהמרק והנקודות הרעות. הציור הוא מקווי המתאר של דימוי זה. בפסל הסופי קשה לראות את הציור הזה בשל צפיפות מוטות הדיבל.

שלב 5: חיתוך מוטות דיבל רבים

בחלק הבא של הפרויקט, יהיה עליך לחתוך הרבה מוטות דיבל ולפקח על מיקומם. החלטתי לחתוך חמישה מוטות כל פעם (אני אתייחס לזה כצרור מוטות). אלגוריתם החיתוך שיצרתי מציג את האורך שצריך לחתוך כל דיבל בצרור (ראו תמונה). מדדתי את המרחק הזה בעזרת סרגל וסימנתי אותו בעזרת סרט דבק שהעטף לגמרי את הדיבל. הדבר חשוב מכיוון שהוא מונע ממוט הדיבל להתפורר בעת חיתוך בעזרת המסור המעגלי. צרור המוטות מיושר לאחר מכן לחיתוך עם המסור.

עיצבתי מחזיק עץ מתוך דיקט זול ו -2 x 4 שאפשרו לצרור מוטות הדיבל לנוח בחריץ. בניצב לחריץ זה היה מדריך למסור המעגלי. כשהדיבלים מאובטחים במקומם בעזרת סרט, מסור העיגול נשמט לאורך המדריך כדי לחתוך את כל הפלאים בצרור בבת אחת. לאחר מכן מסומנים הדיבלים כך שתדע היכן יונחו מוטות הפלטים בלוח היתדות. מספר הקיצוץ היה כל מה שנדרש מכיוון שהמיקום בפועל מאוחסן בתוכנית שיצרתי. הליך זה חוזר על עצמו עד להשלמת כל החיתוכים בצרור, ולאחר מכן חותכים חמישה מוטות חדשים. מכיוון שיש כל כך הרבה קיצוצים, חשוב מאוד להישאר ממוקדים ולקחת הרבה הפסקות. הסרטון למעלה מתאר גם את התהליך כולו.

בסופו של דבר, יש המון מוטות מקלות להניח בלוח, ולכן חשוב להשתמש במערכת תיוג שקל לזכור. התמונה למעלה מציגה רק מחצית מהדיבלים החתוכים בפרויקט זה!

שלב 6: הנחת מוטות הדיבל לתוך הלוח

רשמית יש לך טון של מוטות דיבל חתוכים. על מנת למקם אותם ביעילות בלוח, יתכן שיהיה שימושי ליצור כמה לוחות אחיזה זמניים מהדיקט הזול. באחת התמונות ניתן לראות לוח אחיזה זמני שהתאים לסביבות חמש או יותר עמודות בלוח השידורים.

מוטות החבטות החתוכים נפרקו והקצה נלטש בנייר חול דק. התפקיד הזה נהדר לחלוק עם חבר מוכן. זה מבחן אמיתי של חברות. לאחר שחברך עוזר, אתה נדרש לבשל להם ארוחת ערב או לעזור להם בפרויקט DIY אחר.

לאחר השיוף מועברים המוטות ללוח האחיזה הזמני. מוסכמת התיוג והפלט של תוכנית Matlab משמשים למקם כל דיבל במיקום הנכון. טיפה של דבק עץ מתווספת לאורך הקצוות של כחמישה חורים לאורך טור בלוח. לאחר מכן מניחים את חמשת הדיבלים המתאימים בלוח. אתה יכול להשתמש בפטיש להנעת מוטות הדיבל לתוך הלוח לחלוטין.

הסיבה ליישור מספר מוטות בכל פעם היא לוודא שהדיבלים "הגיוניים" במיקום שהם הונחו. אם דיבל נראה קטן מדי או קצר מדי, תוכל לבדוק שוב את התוכנית באורך האמור במיקום זה. יתכן שתצטרך לסובב דיבלים או שתוכל להתאים את המרחק שאתה מניע את מוט הדיבל לתוך הלוח.

חזרתי על מיקום ויישור זה של מוטות דיבל במשך כשלושה עמודים בכל פעם. כמו כן עיצבתי והדפסתי תלת מימד כלי יישור שהלך בקצה מוטות הדיבל כך שקל יותר להבטיח כי מוטות הדיבל היו ישרים כאשר דבק העץ התייבש. אתה יכול לראות מתאם זה נמצא בשימוש באחת התמונות. מצורף קובץ STL למתאם זה. ייתכן שתצטרך לעצב מחדש בהתאם לקוטר המוט והמרווח.

שלב 7: מבנה סיים וקצת עצות

לאחר שסיימת למקם וליישר את כל מוטות הדיבל לתוך הלוח, הפסל שלך הושלם! למעלה מוצגות עוד כמה תמונות של פסל מוט המוט שבניתי. לרוב, אני מרוצה מהתוצאות הסופיות. עם זאת, יש לי כמה עצות לכל מי שחושב לעשות פרויקט דומה:

1. שקול לעשות ממדים קטנים יותר מהמבנה הזה (53 x 80). הפרויקט הזה היה פיצוץ בשלבי התכנון, והיה די מדיטטיבי אחרי שכל החבטות נבדקו. עם זאת, עבודת הכפיים הפכה לעתים למונוטונית. לקח לי גם הרבה זמן להשלים, בערך שנתיים אחרי היום שהבנתי את הרעיון!

2. השתמש במוטות עבים עבים יותר ו/או הקצר את הגובה המרבי של פסל מוט הדיבל. אפילו עם כלי היישור, התקשיתי לשמור על מוטות הדיבל מיושרים היטב. מוטות קוטר גדולים יותר או גבהים קצרים יותר היו עוזרים.

3. השתמשו בחתיכת עץ איכותית יותר מאשר דיקט לבסיס הלוח של הפסל. מתחת לפסל יש סדקים מפטיש חבטות המוטות רחוק מדי לתוך הלוח.

4. אל תיקח הרבה זמן לצבוע את הלוח; מוטות הדיבל מכסים את רובם בכל מקרה.

5. בקשו עזרה מחברים! מלטש 4000 מוטות היא משימה מוזרה להשלים, אז למה שלא תשתף אותה עם כמה חברים טובים.

בהצלחה!