Transform ng isang Imahe sa isang Dowel Rod Sculpture: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sa proyektong ito, binago ko ang isang imahe ng isang hot air balloon sa isang iskultura ng dowel rod. Ang pangwakas na istraktura ay isang pagbabago ng digital na impormasyon na nakaimbak sa isang larawan sa isang pisikal na 3D na bagay. Itinayo ko ang iskultura upang makatulong na mailarawan kung paano nakaimbak ang mga imahe sa mga computer, pati na rin ang pagpapakita ng napakalaking sukat ng impormasyon sa isang solong larawan na nakikita mo sa isang computer. Ang astig din nito! Ang itinuturo na ito ay dadaan sa kung paano bumuo ng isang imahe batay sa iskultura ng dowel rod ng iyong sarili.

Narito ang pangunahing ideya. Ang bawat digital na imahe ay binubuo ng maraming maliliit na mga parisukat (mga pixel) na may bawat parisukat na nakatalaga ng ilang halaga ng tindi. Napakadilim na mga rehiyon sa larawan ay may mga pixel na may mababang halaga ng intensity, habang ang mga rehiyon na maliwanag (hal. Ang lobo) ay may mataas na mga halaga ng intensity. Sa iskultura, ang mga halaga ng intensity sa bawat pixel sa imahe ay na-convert sa taas ng dowel rod. Ang mga maliliwanag na rehiyon ay may mataas na taas, at ang mga madilim na rehiyon ay may mababang taas.

Ang iskulturang itinayo ko ay may sukat na 82.5 x 123 x 60 cm, at 4230 dowel rods (53 mga hilera ng 80 haligi) ang pinutol. Sa huli, gumamit ako ng halos 1/2 milyang halaga ng mga dowel rod, ngunit maaari mong sukatin ang iyong iskultura sa anumang laki na gusto mo. Mangangailangan ang proyektong ito ng ilang kasanayan sa pagproseso ng imahe at karpinterya. Ang isang paglalarawan nito ay nakalista rin sa aking website: jrbums.com. Salamat sa pagsuri nito!

Hakbang 1: Listahan ng Supply

Mga Materyales:

1. 5/16 "x 48" Birch Dowels - ang pagtukoy ng bilang na kakailanganin mo ay ipinaliwanag sa hakbang 3, marahil ito ay magiging mas maraming dowel rods kaysa sa iniutos mo sa iyong buong buhay (Nag-order ako rito: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾”makapal na playwud (Sa palagay ko gumamit ako ng birch: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Birch-Plywood-165921/100077837)

3. Painter's tape

4. Pandikit na kahoy ni Elmer

5. Putty ng kahoy

6. Metal tubing na may 5/16 diameter (Para sa gabay na 90 degree drill).

7. Mga kurbatang zip (Para sa gabay na 90 degree drill).

8. Murang playwud (Para sa gabay sa pabilog na saw)

9. 2 in. X 4in. x 96 in. Punong Kiln-Dried Whitewood Stud (Para sa gabay sa pabilog na nakita)

10. Pinong papel ng buhangin (mga 200 - 300 grit)

11. Kulayan (opsyonal)

Mga tool:

1. Power drill at 5/16 drill bit para sa kahoy

2. Circular saw

3. Power sander

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

5. MATLAB, o ibang software ng pagpoproseso ng imahe

Mangyaring gumamit ng ligtas na kasanayan sa paggawa ng kahoy habang ang proyektong ito! Mayroong isang tonelada ng mga rod ng dowel na mai-cut, kaya dapat kang maging napaka nakatuon at kumuha ng maraming pahinga

Hakbang 2: Pagbabago ng isang 2D na Imahe sa isang Modelo ng 3D

Upang matukoy ang haba ng mga dowel rod sa iskultura, kakailanganin mong gawin ang ilang pagproseso ng imahe. Ginamit ko ang Matlab, at nai-post ang code sa hakbang 3 ng itinuturo na ito. Maaari mo ring gamitin ang isa pang programa sa pagproseso ng imahe ng software.

Upang mailarawan ang pagbabago mula sa RGB patungo sa tindi, mayroon akong isang video na ipinakita sa itaas. Ginagamit ang isang maling colormap upang maipakita ang tindi ng imahe (ang pula ay mataas ang tindi at asul ay mababa ang tindi). Ang iba pang video na nai-post sa itaas ay nagpapakita ng pagbabago mula sa isang imahe ng 2D na intensity sa isang 3D na bagay.

Nilo-load ang imahe

Ang imahe ng hot air balloon ay na-load sa Matlab at na-convert sa isang grayscale na imahe. Narito ang code upang magawa ito sa Matlab:

A = imread ('ball.jpg'); % load ang imahe sa matlab

A = rgb2gray (A); % baguhin ang RGB sa grayscale

A = doble (A) / max (doble (A (:))); % gawing normal ang grayscale na imahe at i-convert sa doble

Downsampling ang imahe

Ang orihinal na sukat ng imahe ay 2572 x 3873, paraan sa maraming mga dowel upang i-cut sa pamamagitan ng kamay (maliban kung nais mong pumunta nut!). Samakatuwid, ang imahe ay na-downample sa gayon mayroong mas kaunting mga pixel, at samakatuwid ay mas kaunting dowel rod upang i-cut. Gumamit din ako ng isang spatial filter upang makinis ang imahe upang ang istraktura ay lilitaw na mas tuloy-tuloy. Panghuli, ang imahe ay na-normalize upang ang maximum na intensity ay 1.

A = imresize (A, 0.0205); % resample ang imahe sa 2.05% ng laki ng orihinal na imahe

A = medfilt2 (A); % makinis na imahe

A = doble (A) / max (doble (A (:))); % gawing normal ang grayscale na imahe at i-convert sa doble

Nagko-convert sa haba ng pamalo ng dowel

Sa puntong ito, ang imahe ay naka-imbak bilang isang 53 x 80 matrix na may mga halagang mula 0 hanggang 1. Upang mai-convert ang matrix na ito sa isang binubuo ng haba ng dowel rod, pinarami mo ito sa maximum na taas na nais mong maging iskultura ng dowel. Pinili ko ang 60 cm para sa akin. Pagkatapos ay kailangan mong magdagdag ng dagdag na haba sa dowel para sa pagtulak sa dowel rod sa board. Tinitiyak din nito na ang mga pagbawas ng dowel rod ay hindi masyadong maliit. Itinakda ko ito sa 2.5 cm (1 pulgada).

AmaxH = 60; % Max taas ng iskultura (sa cm)

drillDepth = 2.54; % Karagdagang haba na idinagdag sa mga dowel rods upang maaari itong itulak sa board (1 pulgada)

Haba = A. * AmaxH; % Maramihang matrix ng imahe sa pamamagitan ng pinakamataas na taas upang mai-convert ang matrix ng imahe sa haba ng dowel rod

Haba = Haba + drillDepth; % Magdagdag ng lalim ng drill

Sa bahaging ito ng proyekto, magpapasya ka kung gaano kalaki ang gusto mong iskultura. Maaari mong ayusin ang sukat ng downsample (ayusin ang sukat sa imresize), at ang maximum na taas ng dowel. Ang gastos at kung gaano katagal mo nais na kunin ang proyekto ay dapat isaalang-alang kapag pumipili ng pag-scale. Kahit na ang 53 x 80 pixel na iskultura na itinayo ko ay kinakailangan ng paggupit ng 4240 dowel rods! Ang proyektong ito ay tumagal nang mas matagal kaysa sa iniisip ko, at hiniling kong kumuha ako ng mas maraming oras na isasaalang-alang kung magkano ang pag-downsample sa imahe.

Hakbang 3: Pagtukoy sa Bilang ng Kailangan ng mga Rod ng Dowel

Sa proyektong ito, maraming mga pagbawas ng dowel rod na may variable na haba. Samakatuwid, nakakuha ako ng isang algorithm na binabawasan ang bilang ng mga dowel rod na kailangan mong mag-order. Matapos maproseso ang imahe, malalaman mo ang haba ng mga pagbawas na kailangan mong gawin. Alam mo rin ang haba ng dowel rod na maaaring mag-order (sa aking kaso, sila ay 4 na paa ng dowel rod). Gumamit ako ng isang numerong pamamaraan para sa paglutas ng problemang ito.

Ang aking algorithm ay umiikot sa mga haligi sa imahe at nagdaragdag ng taas. Kung ang susunod na taas sa imahe ay lumampas sa haba ng mga dowel na maaaring mag-order (medyo mas mababa sa 4 na paa upang i-account para sa paggupit), pagkatapos ay laktawan ito. Ang prosesong ito ay nagpatuloy hanggang sa maabot ang 4 na paa o kapag naikot mo ang buong imahe. Pagkatapos ay nilikha ang isang istraktura ng data na tumutukoy sa haba ng mga pagbawas na ginawa para sa bawat dowel rod na ini-order mo, pati na rin ang lokasyon ng piraso na iyon sa imahe. Ang pamamaraang ito ay makakatulong upang mapanatili ang mga hiwa ng isang pamalo ng dowel na malapit sa bawat isa upang hindi ihalo ang mga ito. Hindi ito ang pinaka mahusay at hindi eksaktong solusyon, ngunit gumagana ito.

Ipinapaliwanag ng video na ipinakita sa itaas kung paano gumagana ang minimization algorithm at kung paano nakaimbak at ipinapakita ang data. Code para sa pagproseso ng imahe, pagliit ng cut ng dowel rods, at ang pagpapakita ng output ay nakakabit.

Narito ang isang buod para sa aking iskultura ng dowel rod:

Mga sukat ng imahe: 53 x 80

Bilang ng mga pagbawas: 4240

Kabuuang haba ng dowel rod na ginamit: 76847 cm

Kailangan mong bumili ng 646 dowel rods na may haba ng unit na 119.92 cm

Hakbang 4: Paglikha ng Pegboard para sa Sculpture

Gupitin ang playwud gamit ang isang pabilog na lagari o lagari sa talahanayan. Ang mga sukat ay kailangang tumugma sa bilang ng mga pixel na mayroon ka at ang puwang na nais mo. Halimbawa, mayroon akong 53 x 80 pixel at nais ang spacing ng paligid ng 1.5cm kaya ang playwud ay pinutol sa 82.5 ng 123 cm.

53 * 1.5 + 1.5 * 2 = 82.5 cm (ang 1.5 * 2 ay para sa hangganan)

80 * 1.5 + 1.5 * 2 = 123 cm

Gamit ang naaayos na T-square, gumuhit ako ng mga linya para sa lahat ng mga hilera at haligi na nasa iskultura. Pagkatapos ay itinayo ko ang aparato na idinisenyo ni Izzy Swan upang mag-drill ng 90 degree hole sa playwud. Narito ang isang link sa video na nai-post niya. Ang aparatong ito ay mahusay na gumana para sa drill straight hole na may parehong lalim sa buong board. Ang anumang hindi magagandang marka na natira sa pisara ay nalinis gamit ang kahoy na masilya.

Ang isang opsyonal na hakbang ay upang pintura ang board. Ginawa ko ito upang pagtakpan ang ilan sa mga masilya at masamang lugar. Ang pagpipinta ay nasa mga linya ng tabas ng imaheng ito. Sa huling eskultura mahirap makita ang pagpipinta na ito dahil sa kakapalan ng mga dowel rod.

Hakbang 5: Pagputol ng Maraming mga Rod ng Dowel

Sa susunod na bahagi ng proyekto, kakailanganin mong i-cut ang maraming mga rod ng dowel at subaybayan ang kanilang posisyon. Nagpasiya akong gupitin ang limang mga dowel rods nang paisa-isa (Titingnan ko ito bilang isang bundle ng dowel rods). Ang cutting algorithm na aking nilikha ay nagpapakita ng haba na kailangang i-cut ang bawat dowel sa bundle (tingnan ang larawan). Sinukat ko ang distansya na ito sa isang pinuno at minarkahan ito ng isang piraso ng tape ng pintura na ganap na nakabalot sa dowel. Ito ay mahalaga sapagkat pinipigilan nito ang pamalo ng dowel mula sa pag-splinter kapag pinuputol ng pabilog na lagari. Ang bundle ng dowel rods ay pagkatapos ay nakahanay para sa pagputol ng gabas.

Dinisenyo ko ang isang lalagyan na gawa sa kahoy mula sa murang playwud at 2x4's na pinagana ang bundle ng mga dowel rod na makapagpahinga sa isang slit. Perpendikular sa hiwa na ito ay isang gabay para sa pabilog na lagari. Sa mga dowel na naka-secure sa lugar na may tape, ang lagari ng bilog ay nahuhulog kasama ang gabay upang i-cut nang sabay-sabay ang lahat ng mga dowel. Ang mga dowel pagkatapos ay may label na upang malaman mo kung saan ilalagay ang mga dowel rod sa pegboard. Ang cut number ay ang kailangan lamang dahil ang aktwal na posisyon ay nakaimbak sa program na nilikha ko. Ang pamamaraang ito ay paulit-ulit hanggang sa makumpleto ang lahat ng mga hiwa sa bundle, at pagkatapos ay putulin ang limang bagong mga rod ng dowel. Dahil maraming mga pagbawas, napakahalaga na manatiling nakatuon at magpahinga. Inilalarawan din ng video sa itaas ang buong proseso.

Sa huli, mayroong isang tonelada ng mga dowel rods upang ilagay sa pisara, kaya mahalaga na gumamit ng isang madaling tandaan na sistema ng pag-label. Ang imahe sa itaas ay nagpapakita lamang ng kalahati ng mga dowel na gupitin sa proyektong ito!

Hakbang 6: paglalagay ng mga Dowel Rods Sa Lupon

Opisyal kang magkaroon ng isang toneladang mga dowel rods na gupitin. Upang mahusay na mailagay ang mga ito sa board, maaaring maging kapaki-pakinabang upang lumikha ng ilang pansamantalang mga humahawak na board mula sa murang playwud. Sa isa sa mga larawan, maaari mong makita ang isang pansamantalang holding board na tumutugma sa paligid ng lima o higit pang mga haligi sa pegboard.

Ang mga pinutol na dowel rod ay hindi nakabalot at ang wakas ay pinahiran ng pinong papel na buhangin. Ang trabahong ito ay mahusay na ibahagi sa isang handang kaibigan. Ito ay totoong pagsubok ng pagkakaibigan. Matapos tumulong ang iyong kaibigan, kinakailangan mong lutuin sila ng hapunan o tulungan sila sa isa pang proyekto sa DIY.

Pagkatapos ng sanding, ang mga dowel rod ay inililipat sa pansamantalang holding board. Ang kombensyon sa pag-label at ang output ng programa ng Matlab ay ginagamit upang ilagay ang bawat dowel sa tamang posisyon. Ang isang dab ng pandikit na kahoy ay idinagdag kasama ang mga gilid ng paligid ng limang mga butas kasama ang isang haligi sa pegboard. Ang katumbas na limang dowels ay inilalagay sa pisara. Maaari mong gamitin ang isang martilyo para sa pagmamaneho ng mga dowel rod sa ganap na board.

Ang dahilan para sa pag-align ng maraming mga dowel rods sa bawat oras ay upang matiyak na ang mga dowel ay "may katuturan" sa posisyon na inilagay. Kung ang isang dowel ay mukhang napakaliit o masyadong maikli, maaari mong i-double check ang programa para sa haba na dapat ay nasa posisyon na iyon. Maaaring kailanganin mong bawiin ang mga dowel o maaari mong ayusin kung gaano kalayo ang iyong paghimok ng dowel rod sa board.

Inulit ko ang pagkakalagay at pagkakahanay ng mga dowel rod na ito sa halos tatlong haligi nang paisa-isa. Nagdisenyo din ako at nag-print ang 3D ng isang tool sa pagkakahanay na nagpunta sa dulo ng mga dowel rods kaya mas madaling matiyak na ang mga dowel rod ay tuwid kapag ang kahoy na pandikit ay natuyo. Maaari mong makita ang adapter na ito na ginagamit sa isa sa mga larawan. Ang isang STL file para sa adapter na ito ay nakakabit. Maaaring kailanganin mong idisenyo muli depende sa diameter ng dowel rod at spacing.

Hakbang 7: Tapos na Istraktura at Ilang Payo

Kapag natapos mo na ang paglalagay at pag-align ng lahat ng mga dowel rod sa pegboard, kumpleto na ang iyong iskultura! Ipinapakita sa itaas ang ilan pang mga larawan ng iskultura ng dowel rod na itinayo ko. Para sa pinaka-bahagi, masaya ako sa mga resulta ng pagtatapos. Gayunpaman, maraming mga payo ang mayroon ako para sa sinumang nag-iisip tungkol sa paggawa ng isang katulad na proyekto:

1. Isaalang-alang ang paggawa ng mas maliit na sukat kaysa sa istrakturang ito (53 x 80). Ang proyektong ito ay isang pagsabog sa mga yugto ng pagpaplano, at medyo nagmumuni-muni matapos magtrabaho ang lahat ng mga kink. Gayunpaman, ang manu-manong paggawa minsan naging monotonous. Ito rin ay tumagal sa akin ng isang looong oras upang makumpleto, sa paligid ng dalawang taon pagkatapos ng araw na naisip ko ang ideya!

2. Gumamit ng mas makapal na mga rod ng dowel at / o gawing mas maikli ang maximum na taas ng iskultura ng dowel rod. Kahit na sa tool sa pagkakahanay, nahihirapan akong panatilihin ang mga dowel rod na maayos na nakahanay. Ang mas malaking diameter na mga rod ng dowel o mas maikli na taas ay makakatulong.

3. Gumamit ng mas mataas na kalidad na piraso ng kahoy kaysa sa playwud para sa pegboard base ng iskultura. Sa ilalim ng eskultura mayroong mga basag mula sa pagmamartilyo ng mga dowel rod na masyadong malayo sa board.

4. Huwag maglaan ng maraming oras sa pagpipinta ng pegboard; ang mga dowel rod ay tinatakpan ang karamihan dito pa rin.

5. Humingi ng tulong sa mga kaibigan! Ang Sanding 4000 dowel rods ay isang kakaibang gawain upang makumpleto, kaya't bakit hindi ito ibahagi sa ilang mabubuting kaibigan.

Good luck!