Transformeer 'n beeld in 'n stokhouer: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

In hierdie projek het ek 'n beeld van 'n lugballon omskep in 'n beeld van 'n stok. Die finale struktuur is 'n transformasie van digitale inligting wat in 'n foto gestoor is, in 'n fisiese 3D -voorwerp. Ek het die beeld gemaak om te help visualiseer hoe beelde op rekenaars gestoor word, asook om die enorme omvang van inligting in 'n enkele prentjie wat u op 'n rekenaar sien, aan te toon. Dit lyk ook gaaf! In hierdie instruksies word beskryf hoe u 'n beeld gebaseerde eie stokhouer kan bou.

Hier is die basiese idee. Elke digitale beeld bestaan uit baie klein vierkante (pixels), met elke vierkant 'n mate van intensiteit. Baie donker streke op die foto het pixels met lae intensiteitswaardes, terwyl gebiede wat helder is (byvoorbeeld die ballon) hoë intensiteitswaardes het. In die beeld word die intensiteitswaardes by elke pixel in die beeld omgeskakel na 'n stokhoogte. Die helder streke het 'n hoë hoogte, en die donker streke het 'n lae hoogte.

Die beeld wat ek gebou het, het 'n afmeting van 82,5 x 123 x 60 cm, en 4230 stokke (53 rye by 80 kolomme) is gesny. Uiteindelik het ek naaldstokke van amper 'n kilometer gebruik, maar u kan u beeldhouwerk in watter grootte u ook al skaal. Hierdie projek benodig 'n paar beeldverwerkings- en timmervaardighede. 'N Beskrywing daarvan word ook op my webwerf: jrbums.com, gelys. Dankie dat u dit nagegaan het!

Stap 1: Voorsieningslys

Materiaal:

1. 5/16 "x 48" berkspelde - die bepaling van die getal wat u benodig, word in stap 3 verduidelik. Dit sal waarskynlik meer stokke wees as wat u in u hele lewe bestel het (ek het hier bestel: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾”dik laaghout (ek dink ek het berk gebruik: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Berk-laaghout-165921/100077837)

3. Skilder se band

4. Elmer se houtgom

5. Hout stopverf

6. Metaalbuise met 'n deursnee van 5/16”(vir 'n boorgids van 90 grade).

7. Ritsbande (vir 90 grade boorgids).

8. Goedkoop laaghout (vir gids vir sirkelsaag)

9. 2 x 4 duim x 96 duim. Oond-gedroogde Whitewood-stoetery (vir gids vir sirkelsaag)

10. Fyn sandpapier (ongeveer 200 - 300 korrels)

11. Verf (opsioneel)

Gereedskap:

1. Kragboor en 5/16”boorpunt vir hout

2. Sirkelsaag

3. Kragslijper

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

5. MATLAB, of 'n ander beeldverwerkingsagteware

Gebruik asseblief veilige houtwerkpraktyk tydens hierdie projek! Daar moet baie stokke gesny word, dus u moet baie gefokus wees en baie pouses neem

Stap 2: Omskep 'n 2D -beeld in 'n 3D -model

Om die lengtes van die stokkies in die beeld te bepaal, moet u 'n bietjie beeld verwerk. Ek gebruik Matlab en plaas die kode in stap 3 van hierdie instruksies. U kan ook 'n ander beeldverwerkingsprogram gebruik.

Om die transformasie van RGB na intensiteit te visualiseer, het ek 'n video hierbo getoon. 'N Valse kleurkaart word gebruik om die intensiteit van die beeld te wys (rooi is hoë intensiteit en blou is laag). Die ander video wat hierbo geplaas is, toon die transformasie van 'n 2D -intensiteitsbeeld na 'n 3D -voorwerp.

Laai die prent

Die beeld van die lugballon is in Matlab gelaai en omskep in 'n grysskaalbeeld. Hier is die kode om dit in Matlab te doen:

A = imread ('ball.jpg'); laai beeld in matlab

A = rgb2gray (A); Skakel RGB om na grysskaal

A = dubbel (A)/maks (dubbel (A (:))); normaliseer die grysskaalbeeld en skakel dit om na dubbel

Afbeeld van die beeld

Die oorspronklike afmeting van die prent was 2572 x 3873, dit is 'n manier om baie spykers met die hand te sny (tensy u mal wil raak!). Daarom word die beeld onder die steekproef geneem, sodat daar baie minder pixels is, en dus baie minder stok om te sny. Ek het ook 'n ruimtelike filter gebruik om die beeld glad te maak sodat die struktuur meer deurlopend lyk. Laastens word die beeld genormaliseer sodat die maksimum intensiteit 1 is.

A = grootte (A, 0.0205); % herbeeld die beeld tot 2,05% van die grootte van die oorspronklike beeld

A = medfilt2 (A); % gladde beeld

A = dubbel (A)/maks (dubbel (A (:))); normaliseer die grysskaalbeeld en skakel dit om na dubbel

Omskakel in lengte van dowel rod

Op hierdie punt word die prent gestoor as 'n matrix van 53 x 80 met waardes wat wissel van 0 tot 1. Om hierdie matriks om te skakel na een wat bestaan uit lengtes van dowelstang, vermenigvuldig jy dit met die maksimum hoogte wat jy wil hê dat jou dowel sculpture moet wees. Ek het 60 cm vir myne gekies. U moet dan 'n ekstra lengte aan die stok voeg om die stok in die bord te druk. Dit verseker ook dat die sny van die stok nie te klein was nie. Ek stel dit op 2,5 cm (1 duim).

AmaxH = 60; % Max hoogte van beeldhouwerk (in cm)

drillDepth = 2.54; % Bykomende lengte bygevoeg tot stokstokke sodat dit in boord gedruk kan word (1 duim)

Lengte = A.*AmaxH; % Meervoudige beeldmatriks met maksimum hoogte om beeldmatriks om te skakel na lengte van dowelstaaf

Lengte = lengte+boordiepte; Voeg boordiepte by

In hierdie deel van die projek besluit u hoe groot u die beeldhouwerk wil hê. U kan die skaal van die ondermonster aanpas (die skaal in grootte aanpas) en die maksimum plughoogte. Die koste en hoe lank u die projek wil neem, moet in ag geneem word by die keuse van die skaal. Selfs die beeldhouwerk van 53 x 80 pixels wat ek gebou het, het gesnyde 4240 stokke nodig! Hierdie projek het langer geneem as wat ek gedink het, en ek wou dat ek meer tyd nodig gehad het om na te dink hoeveel ek die beeld moes afneem.

Stap 3: Bepaal die aantal benodigde stokke

In hierdie projek is daar baie snypunte van veranderlike lengte. Daarom het ek 'n algoritme gekry wat die aantal stokke wat u moet bestel, verminder. Nadat u die prent verwerk het, sal u weet hoeveel lengtes u moet sny. U ken ook die lengte van die stok wat bestel kan word (in my geval was dit 4 voet stokke). Ek het 'n numeriese metode gebruik om hierdie probleem op te los.

My algoritme loop deur kolomme in die prent en tel die hoogtes op. As die volgende hoogte in die prent die lengte van die spykers wat bestel kan word, oorskry ('n bietjie minder as 4 voet om te sny), word dit oorgeslaan. Hierdie proses word voortgesit totdat 4 voet bereik is of as u deur die hele prentjie fietsry. 'N Datastruktuur word dan geskep wat die lengte van die snitte wat gemaak word vir elke stok wat u bestel, spesifiseer, asook die ligging van die stuk in die beeld. Hierdie benadering help om die snitte van een stokstang naby mekaar te hou om dit nie te vermeng nie. Dit is nie die doeltreffendste en nie 'n presiese oplossing nie, maar dit werk.

Die video hierbo wys hoe die minimaliseringsalgoritme werk en hoe die data gestoor en vertoon word. Kode vir die verwerking van die beeld, die vermindering van die sny van die stokke en die vertoon van die uitset is aangeheg.

Hier is 'n opsomming van my dowel rod sculpture:

Beeldafmetings: 53 x 80

Aantal snitte: 4240

Totale lengte gebruikte stokstok: 76847 cm

U moet 646 stokke met 'n lengte van 119,92 cm koop

Stap 4: Maak die penbord vir die beeldhouwerk

Sny die laaghout met 'n sirkelsaag of tafelsaag. Die afmetings moet ooreenstem met die aantal pixels wat u het en die afstand wat u verlang. Ek het byvoorbeeld 53 x 80 pixels gehad en wou 'n afstand van ongeveer 1,5 cm hê, sodat die laaghout tot 82,5 by 123 cm gesny is.

53*1,5 + 1,5*2 = 82,5 cm (die 1,5*2 is vir die rand)

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

Met die verstelbare T-vierkant het ek lyne geteken vir al die rye en kolomme wat in die beeldhouwerk sou wees. Ek bou toe die toestel wat deur Izzy Swan ontwerp is om 'n gat van 90 grade in die laaghout te boor. Hier is 'n skakel na die video wat hy geplaas het. Hierdie toestel het baie goed gewerk vir reguit gate van dieselfde diepte oor die hele bord. Alle slegte merke op die bord is dan skoongemaak met houtverf.

'N Opsionele stap is om die bord te verf. Ek het dit gedoen om sommige van die stopverf en slegte plekke te bedek. Die skildery is van die kontoerlyne van hierdie beeld. In die finale beeldhouwerk is dit moeilik om hierdie skildery te sien as gevolg van die digtheid van stokstokke.

Stap 5: Sny baie stokke

In die volgende deel van die projek moet u baie stokke sny en hul posisie dophou. Ek het besluit om vyf stokkies op 'n slag te sny (ek noem dit 'n bondel stokke). Die sny -algoritme wat ek geskep het, toon die lengte wat elke plug in die bondel moet sny (sien die prentjie). Ek het hierdie afstand gemeet met 'n liniaal en dit gemerk met 'n stuk skilderband wat heeltemal om die stok gedraai was. Dit is belangrik, want dit voorkom dat die stokstang splinter wanneer dit met die sirkelsaag gesny word. Die bondel stokke word dan in lyn gebring om met die saag gesny te word.

Ek het 'n houthouer gemaak van goedkoop laaghout en 2x4's wat die bondel stokke in 'n spleet kon laat rus. Loodreg op hierdie spleet was 'n gids vir die sirkelsaag. Met die stutte vasgemaak met kleefband, word die sirkelsaag langs die gids laat val om al die spykers tegelyk in die bondel te sny. Die spykers word dan gemerk, sodat u weet waar die stokkies in die pennetjie geplaas sal word. Die snitnommer was al wat nodig was, want die werklike posisie word gestoor in die program wat ek geskep het. Hierdie prosedure word herhaal totdat alle snitte in die bondel afgehandel is, en dan word vyf nuwe stokke gesny. Omdat daar soveel snitte is, is dit baie belangrik om gefokus te bly en baie pouses te neem. Die video hierbo beskryf ook die hele proses.

Uiteindelik is daar 'n klomp stokkies om in die bord te plaas, daarom is dit van kardinale belang om 'n maklik om te onthou etiketteringstelsel te gebruik. Die prent hierbo toon slegs die helfte van die spykers wat in hierdie projek gesny is!

Stap 6: Plaas die stokkies in die bord

U laat amptelik 'n TON stokke sny. Om dit effektief in die bord te plaas, kan dit nuttig wees om 'n paar tydelike houers uit die goedkoop laaghout te maak. Op een van die foto's kan u 'n tydelike houbord sien wat ooreenstem met ongeveer vyf of meer kolomme in die penblad.

Die gesnyde stokke is uitgepak en die punt is met fyn sandpapier geskuur. Hierdie werk is wonderlik om met 'n gewillige vriend te deel. Dit is 'n ware toets van vriendskap. Nadat u vriend gehelp het, moet u vir hulle 'n aandete kook of met 'n ander selfdoenprojek help.

Na skuur word die stokke na die tydelike houbord verskuif. Die etiketkonvensie en die uitset van die Matlab -program word gebruik om elke plug in die regte posisie te plaas. 'N Stukkie houtgom word langs die rande van ongeveer vyf gate langs 'n kolom in die pen aangebring. Die ooreenstemmende vyf spykers word dan in die bord geplaas. U kan 'n hamer gebruik om die stokke heeltemal in die bord te dryf.

Die rede waarom verskeie stokkies op 'n slag in lyn gebring moet word, is om seker te maak dat die spykers 'sinvol' is in die posisie waarin hulle geplaas word. As 'n plug te klein of te kort lyk, kan u die program nagaan of die lengte op die posisie veronderstel is. Miskien moet u spykers weer sny, of u kan aanpas hoe ver u die stok in die bord ry.

Ek herhaal hierdie plasing en aanpassing van stokkies vir ongeveer drie kolomme op 'n slag. Ek het ook 'n belyningsinstrument wat aan die einde van die stokke vasgesit is, ontwerp en 3D gedruk, sodat dit makliker was om te verseker dat die stokke reguit was as die houtgom droog word. U kan sien dat hierdie adapter op een van die foto's gebruik word. 'N STL -lêer vir hierdie adapter is aangeheg. Miskien moet u die ontwerp herontwerp, afhangende van die deursnee van die stok en die afstand.

Stap 7: Voltooide struktuur en advies

As u klaar is met die plasing en aanpassing van al die stokkies in die pegboard, is u beeldhouwerk voltooi! Hierbo is nog 'n paar foto's van die stokhouer wat ek gebou het. Vir die grootste deel is ek tevrede met die eindresultate. Daar is egter 'n paar advies vir almal wat oorweeg om 'n soortgelyke projek te doen:

1. Oorweeg om kleiner afmetings as hierdie struktuur te doen (53 x 80). Hierdie projek was 'n ontploffing in die beplanningsfase, en was redelik meditatief nadat al die knikke uitgewerk is. Die handearbeid het egter soms eentonig geword. Dit het my ook 'n lang tyd geneem om te voltooi, ongeveer twee jaar na die dag toe ek die idee gekry het!

2. Gebruik dikker stokkies en/of maak die maksimum hoogte van die stokhouer korter. Selfs met die aanpassingshulpmiddel het ek gesukkel om die stokkies goed in lyn te hou. Groter deursnee stokke of korter hoogtes sou gehelp het.

3. Gebruik 'n stuk hout van 'n hoër gehalte as laaghout vir die pegboard -basis van die beeldhouwerk. Onder die beeldhouwerk is daar krake van die hamer van die stokke te ver in die bord.

4. Moenie baie tyd neem om die penbord te verf nie; die stokkies bedek in elk geval die meeste daarvan.

5. Vra vriende om hulp! Dit is 'n vreemde taak om 4000 stokkies te skuur, so deel dit dan met 'n paar goeie vriende.

Sterkte!