Muuta kuva tappitankoveistokseksi: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tässä projektissa muutin kuvan kuumailmapallosta tappitankoveistokseksi. Lopullinen rakenne on valokuvaan tallennettujen digitaalisten tietojen muuttaminen fyysiseksi 3D -esineeksi. Rakensin veistoksen auttaakseni visualisoimaan, miten kuvat tallennetaan tietokoneille, ja esittelen valtavan määrän informaatiota vain yhdellä tietokoneella näkemälläsi kuvalla. Näyttää myös siistiltä! Tässä ohjeessa käydään läpi, miten voit rakentaa omaan kuvapohjaisen tapitangon veistoksen.

Tässä perusidea. Jokainen digitaalinen kuva koostuu monista pienistä neliöistä (pikseliä), ja jokaiselle neliölle on määritetty jokin intensiteettiarvo. Valokuvan hyvin tummilla alueilla on pikseleitä, joilla on alhainen voimakkuus, kun taas kirkkailla alueilla (esim. Ilmapallo) on suuret intensiteettiarvot. Veistoksessa kuvan jokaisen pikselin voimakkuusarvot muunnetaan vaarnatangon korkeudeksi. Kirkkailla alueilla on korkea korkeus ja tummilla alueilla matala korkeus.

Rakentamani veistoksen mitat olivat 82,5 x 123 x 60 cm, ja 4230 tappitankoa (53 riviä 80 saraketta) leikattiin. Lopulta käytin lähes puolen mailin arvoisia tapitangoja, mutta voit skaalata veistoksesi haluamaasi kokoon. Tämä projekti vaatii jonkin verran kuvankäsittely- ja puusepäntaitoja. Sen kuvaus on myös verkkosivustossani: jrbums.com. Kiitos tarkistamisesta!

Vaihe 1: Toimitusluettelo

Materiaalit:

1. 5/16 "x 48" koivutapit - tarvitsemasi määrän määrittäminen selitetään vaiheessa 3, luultavasti enemmän tapitangoja kuin olet tilannut koko elämäsi aikana (tilasin täältä: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾”paksu vaneri (mielestäni käytin koivua: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Koivu-vaneri-165921/100077837)

3. Maalarin nauha

4. Elmerin puuliima

5. Puukitti

6. Metalliputki, jonka halkaisija on 5/16”(90 asteen poraohjaimelle).

7. Vetoketjut (90 asteen poranohjaimelle).

8. Halpa vaneri (pyörösahaohjaimelle)

9. 2 tuumaa x 4 tuumaa. x 96 tuumaa Prime Uunikuivattu Whitewood Stud (Pyörösahaohjaimelle)

10. Hieno hiekkapaperi (noin 200 - 300 grit)

11. maali (valinnainen)

Työkalut:

1. Sähköpora ja 5/16”poranterä puulle

2. Pyörösaha

3. Sähköhiomakone

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

5. MATLAB tai muu kuvankäsittelyohjelmisto

Käytä turvallista puuntyöstötapaa tämän projektin aikana! Leikattavia tappitankoja on paljon, joten sinun on oltava hyvin keskittynyt ja pidettävä paljon taukoja

Vaihe 2: 2D -kuvan muuttaminen 3D -malliksi

Jotta voit määrittää veistoksen vaarnatangon pituudet, sinun on suoritettava jonkinlainen kuvankäsittely. Käytin Matlabia ja lähetin koodin tämän ohjeen vaiheessa 3. Voit käyttää myös toista kuvankäsittelyohjelmaa.

Jotta voin visualisoida muutoksen RGB: stä intensiteettiin, minulla on yllä oleva video. Kuvan voimakkuuden näyttämiseen käytetään väärää värikarttaa (punainen on voimakas ja sininen on heikko). Toinen yllä julkaistu video näyttää muutoksen 2D -intensiteettikuvasta 3D -esineeksi.

Kuvaa ladataan

Kuumailmapallon kuva ladattiin Matlabiin ja muutettiin harmaasävyiseksi kuvaksi. Tässä on koodi, jolla tämä tehdään Matlabissa:

A = imread ('ball.jpg'); % Lataa kuva Matlabiin

A = rgb2harmaa (A); % muuntaa RGB: n harmaasävyiseksi

A = kaksinkertainen (A)/max (kaksinkertainen (A (:)))); % normalisoi harmaasävyisen kuvan ja muuntaa sen kaksinkertaiseksi

Kuvan alinäyte

Kuvan alkuperäinen ulottuvuus oli 2572 x 3873, tapa moniin tappeihin leikata käsin (ellet halua mennä hulluksi!). Siksi kuva otetaan pienempään näytteeseen, joten pikseleitä on paljon vähemmän ja näin ollen paljon vähemmän tapitangoja leikattavaksi. Käytin myös spatiaalista suodatinta kuvan tasoittamiseen, jotta rakenne näyttäisi jatkuvammalta. Lopuksi kuva normalisoidaan siten, että suurin intensiteetti on 1.

A = suuren koko (A, 0,0205); % otoskuvasta 2,05% alkuperäisen kuvan koosta

A = medfilt2 (A); % sileä kuva

A = kaksinkertainen (A)/max (kaksinkertainen (A (:)))); % normalisoi harmaasävyisen kuvan ja muuntaa sen kaksinkertaiseksi

Muuntaminen vaarnatangon pituudeksi

Tässä vaiheessa kuva tallennetaan 53 x 80 matriisina, jonka arvot vaihtelevat välillä 0 - 1. Jos haluat muuntaa tämän matriisin yhdeksi vaarnan pituuksista koostuvaksi, kerro se sen enimmäiskorkeuden kanssa, jonka haluat tappiveistoksesi olevan. Valitsin omalleni 60 cm. Sitten sinun on lisättävä vaippaan hieman ylimääräistä pituutta, jotta voit työntää vaarnatangon levyyn. Tämä varmistaa myös sen, että vaarnatangon leikkaukset eivät olleet liian pieniä. Asetin tämän 2,5 cm: ksi (1 tuumaksi).

AmaxH = 60; % Veistoksen enimmäiskorkeus (cm)

poraussyvyys = 2,54; % Lisäpituus lisätty tapin tankoihin, jotta se voidaan työntää levyyn (1 tuuma)

Pituus = A.*AmaxH; % Useita kuvamatriiseja enimmäiskorkeudella, jotta kuvamatriisi voidaan muuttaa tapitangon pituudeksi

Pituus = pituus+poraussyvyys; % Lisää poran syvyys

Tässä projektin osassa päätät, kuinka suuren veistoksen haluat olla. Voit säätää alinäytteen mittakaavaa (säädä mittakaavaa suurempana) ja tapin enimmäiskorkeutta. Kustannukset ja kuinka kauan haluat toteuttaa projektin, on otettava huomioon skaalausta valittaessa. Jopa rakentamani 53 x 80 pikselin veistos vaati leikkaamista 4240 tappitankoa! Tämä projekti kesti kauemmin kuin luulin, ja toivoisin, että olisin käyttänyt enemmän aikaa pohtiessani kuvan näytteenottoa.

Vaihe 3: Tarvittavien tappitankojen määrän määrittäminen

Tässä projektissa on monia vaihtelevan pituisia tapitangon leikkauksia. Siksi keksin algoritmin, joka minimoi tilattavien tapitangon määrän. Kuvan käsittelyn jälkeen tiedät leikkausten pituudet, jotka sinun on tehtävä. Tiedät myös tilattavan vaarnatangon pituuden (minun tapauksessani ne olivat 4 -jalkaiset tapit). Käytin numeerista menetelmää tämän ongelman ratkaisemiseksi.

Algoritmini selaa kuvan sarakkeita ja laskee korkeudet yhteen. Jos kuvan seuraava korkeus ylittää tilattavien tappien pituuden (hieman alle 4 jalkaa leikkaamisen vuoksi), se ohitetaan. Tätä prosessia jatketaan, kunnes saavutat 4 jalkaa tai kun selaat koko kuvaa. Tämän jälkeen luodaan tietorakenne, joka määrittää kullekin tilaamallesi tapille tehdyn leikkauksen pituuden sekä kyseisen kappaleen sijainnin kuvassa. Tämä lähestymistapa auttaa pitämään yhden tapin sauvat lähellä toisiaan, jotta ne eivät sekoituisi. Se ei ole tehokkain eikä tarkka ratkaisu, mutta se toimii.

Yllä oleva video selittää, miten minimointialgoritmi toimii ja miten tiedot tallennetaan ja näytetään. Liitteenä on koodi kuvan käsittelyyn, tapin tankojen leikkaamisen minimoimiseen ja tulosten näyttämiseen.

Tässä on yhteenveto minun tapitangon veistoksestani:

Kuvan mitat: 53 x 80

Leikkausten määrä: 4240

Käytetyn vaarnatangon kokonaispituus: 76847 cm

Sinun on ostettava 646 tappitankoa, joiden yksikköpituus on 119,92 cm

Vaihe 4: Pegboardin luominen veistosta varten

Leikkaa vaneri pyörö- tai pöytäsahalla. Mittojen on vastattava pikselimäärääsi ja haluamaasi etäisyyttä. Esimerkiksi minulla oli 53 x 80 pikseliä ja halusin etäisyyden noin 1,5 cm, joten vaneri leikattiin 82,5 x 123 cm: ksi.

53*1,5 + 1,5*2 = 82,5 cm (1,5*2 on reuna)

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

Säädettävän T-neliön avulla piirsin viivoja kaikille veistoksen riveille ja sarakkeille. Rakensin sitten Izzy Swanin suunnitteleman laitteen poratakseen 90 asteen reiän vaneriin. Tässä on linkki hänen lähettämäänsä videoon. Tämä laite toimi erittäin hyvin porattaessa samanlaisia syviä reikiä koko levylle. Kaikki levylle jääneet huonot jäljet puhdistettiin puukitillä.

Valinnainen vaihe on levyn maalaus. Tein tämän peittääkseni joitakin kittiä ja huonoja kohtia. Maalaus on tämän kuvan ääriviivoja. Lopullisessa veistoksessa on vaikea nähdä tätä maalausta vaarnatangon tiheyden vuoksi.

Vaihe 5: Useiden tapitangon leikkaaminen

Projektin seuraavassa osassa sinun on leikattava paljon tappitankoja ja seurattava niiden sijaintia. Päätin leikata viisi vaarnatankoa kerrallaan (viittaan tähän nippusiteinä). Luomani leikkausalgoritmi näyttää pituuden, jonka jokainen nipun tappi on leikattava (katso kuva). Mittasin tämän etäisyyden viivaimella ja merkitsin sen maalarinteipillä, joka kietoutui kokonaan vaarnan ympärille. Tämä on tärkeää, koska se estää vaarnatangon halkeilua pyörösahalla leikattaessa. Tappitankojen nippu kohdistetaan sitten sahan kanssa leikattavaksi.

Suunnittelin puupidikkeen halvasta vanerista ja 2x4: stä, mikä mahdollisti tapitangon nipun lepäämisen raossa. Kohtisuorassa tähän rakoon nähtiin pyörösahan ohjain. Kun tapit on kiinnitetty teipillä, pyöreä saha pudotetaan ohjainta pitkin, jotta kaikki nipun tapit leikataan kerralla. Tapit merkitään sitten, jotta tiedät mihin tapitangot sijoitetaan pegboardiin. Leikkausnumero oli kaikki mitä vaadittiin, koska todellinen sijainti tallennetaan luomani ohjelmaan. Tämä toimenpide toistetaan, kunnes kaikki leikkaukset on suoritettu nipussa ja sitten leikataan viisi uutta tappitankoa. Koska leikkauksia on niin paljon, on erittäin tärkeää pysyä keskittyneenä ja pitää paljon taukoja. Yllä oleva video kuvaa myös koko prosessin.

Lopulta kartonkiin voidaan laittaa tonnia tapitangoja, joten on tärkeää käyttää helposti muistettavaa merkintäjärjestelmää. Yllä olevassa kuvassa näkyy vain puolet tässä projektissa leikatuista tapista!

Vaihe 6: Tappitankojen asettaminen levylle

Sinulla on virallisesti leikattu TON määrä vaarnatankoja. Jotta ne voidaan sijoittaa tehokkaasti levyyn, voi olla hyödyllistä luoda muutama tilapäinen pidikelevy halvasta vanerista. Yhdessä kuvista näet tilapäisen pidikelaudan, joka vastasi noin viittä saraketta pegboardissa.

Leikatut vaarnatangot purettiin pakkauksesta ja pää hiottiin hienolla hiekkapaperilla. Tämä työ on hienoa jakaa halukkaalle ystävälle. Se on todellinen ystävyyden koe. Kun ystäväsi on auttanut, sinun on valmistettava heille illallinen tai autettava heitä toisessa DIY -projektissa.

Hiomisen jälkeen tapitangot siirretään väliaikaiseen kiinnityslautaan. Merkintätavan ja Matlab -ohjelman tulosten avulla jokainen tappi asetetaan oikeaan paikkaan. Puu puuliimaa lisätään noin viiden reiän reunoja pitkin pegboard -sarakkeeseen. Vastaavat viisi tappia asetetaan sitten taululle. Voit käyttää vasaraa vaarnatangon ajamiseen kokonaan levyyn.

Useiden tapitangon kohdistaminen kerrallaan johtuu siitä, että tapit "olivat järkeviä" siinä asennossa, johon ne asetettiin. Jos tappi näyttää liian pieneltä tai liian lyhyeltä, voit tarkistaa ohjelman pituuden, jonka oletetaan olevan kyseisessä asennossa. Sinun on ehkä uusittava tapit tai voit säätää, kuinka pitkälle tappitanko työnnetään levyyn.

Toistin tämän tapitangon sijoittelun ja kohdistuksen noin kolme saraketta kerrallaan. Suunnittelin ja 3D -tulostin myös kohdistustyökalun, joka meni tapitangon päähän, joten oli helpompaa varmistaa, että vaarnatangot olivat suoria puuliiman kuivuttua. Näet tämän sovittimen käytön yhdessä valokuvista. Tämän sovittimen STL -tiedosto on liitetty. Saatat joutua suunnittelemaan uudelleen tapin halkaisijan ja etäisyyden mukaan.

Vaihe 7: Valmis rakenne ja joitakin neuvoja

Kun olet asettanut ja kohdistanut kaikki tapitangot pegboardiin, veistoksesi on valmis! Yllä on muutamia muita valokuvia rakentamastani vaarnan veistoksesta. Suurimmaksi osaksi olen tyytyväinen lopputulokseen. Minulla on kuitenkin muutamia neuvoja kaikille, jotka harkitsevat samanlaisen projektin tekemistä:

1. Harkitse pienempiä mittoja kuin tämä rakenne (53 x 80). Tämä projekti oli räjähdyssuunnitteluvaiheessa, ja se oli melko meditatiivinen sen jälkeen, kun kaikki mutkat oli tehty. Käsityö muuttui kuitenkin joskus yksitoikkoiseksi. Kesti myös kauan, ennen kuin sain idean valmiiksi, noin kaksi vuotta!

2. Käytä paksumpia tappitankoja ja/tai lyhennä vaarnan veistoksen enimmäiskorkeutta. Jopa kohdistustyökalun kanssa minulla oli vaikeuksia pitää tapitangot hyvin kohdakkain. Suuremmat halkaisijatangot tai lyhyemmät korkeudet olisivat auttaneet.

3. Käytä veistoksen pegboard -pohjaan korkeampaa laatua kuin vaneria. Veistoksen alla on halkeamia, jotka aiheutuvat vaarnatankojen vasarasta liian pitkälle lautaan.

4. Älä vie paljon aikaa pegboardin maalaamiseen; vaarnatangot peittävät suurimman osan siitä.

5. Pyydä ystäviltä apua! 4000 tapitangon hiominen on outo tehtävä, joten miksi et jaa sitä muutaman hyvän ystävän kanssa.

Onnea!