تبدیل تصویر به مجسمه میله رولپلاک: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

در این پروژه ، من تصویری از یک بالن هوای گرم را به مجسمه میله رولپلاک تبدیل کردم. ساختار نهایی تبدیل اطلاعات دیجیتالی ذخیره شده در عکس به یک شی فیزیکی سه بعدی است. من مجسمه را برای تجسم نحوه ذخیره سازی تصاویر در رایانه ها و همچنین نشان دادن مقیاس عظیم اطلاعات در یک تصویر واحد که در رایانه مشاهده می کنید ، نشان داد. به نظر می رسد خنک هم باشد! این دستورالعمل نحوه ساخت مجسمه میله روپوش بر اساس تصویر خود را توضیح می دهد.

در اینجا ایده اصلی وجود دارد. هر تصویر دیجیتال از مربع های کوچک (پیکسل) تشکیل شده است که هر مربع مقدار شدت آن را تعیین می کند. مناطق بسیار تاریک در عکس دارای پیکسل هایی با مقادیر شدت کم هستند ، در حالی که مناطق روشن (مثلاً بادکنک) دارای مقادیر شدت بالا هستند. در مجسمه سازی ، مقادیر شدت در هر پیکسل در تصویر به ارتفاع میله رولپلاک تبدیل می شود. مناطق روشن دارای ارتفاع زیاد و مناطق تاریک ارتفاع کمی دارند.

مجسمه ای که ساختم دارای ابعاد 82.5 در 123 در 60 سانتی متر بود و 4230 میله رولپلاک (53 ردیف در 80 ستون) بریده شد. در پایان ، من تقریباً 1/2 مایل از میله های رولپلاک استفاده کردم ، اما شما می توانید مجسمه خود را در هر اندازه که می خواهید مقیاس بندی کنید. این پروژه به مهارت های پردازش تصویر و نجاری نیاز دارد. توضیحات آن نیز در وب سایت من ذکر شده است: jrbums.com. بابت بررسی آن ممنونم!

مرحله 1: فهرست عرضه

مواد:

1. رولپلاک توس 5/16 "x 48" - تعیین تعداد مورد نیاز در مرحله 3 توضیح داده شده است ، احتمالاً میله های رولپلاک بیشتر از چیزی است که در کل زندگی خود سفارش داده اید (من اینجا سفارش دادم: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. p”تخته سه لا ضخیم (فکر کنم از توس استفاده کردم: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -برش-تخته سه لا-165921/100077837)

3. نوار نقاش

4. چسب چوب المر

5. بتونه چوبی

6. لوله فلزی با قطر 5/16 اینچ (برای راهنمای مته 90 درجه).

7. بست زیپ (برای راهنمای مته 90 درجه).

8. تخته سه لا ارزان (برای راهنمای اره مدور)

9. 2 اینچ در 4 اینچ x 96 اینچ. گل میخ سفید خشک شده (برای راهنمای اره مدور)

10. کاغذ شن و ماسه خوب (حدود 200 - 300 شن و ماسه)

11. رنگ (اختیاری)

ابزارها:

1. مته برقی و مته 5/16 اینچی برای چوب

2. اره دایره ای

3. دستگاه خرد کن قدرت

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

5. MATLAB یا نرم افزار پردازش تصویر دیگر

لطفاً در طول این پروژه از تمرینات ایمن نجاری استفاده کنید! تعداد زیادی میله رولپلاک باید بریده شود ، بنابراین باید تمرکز زیادی داشته باشید و استراحت های زیادی انجام دهید

مرحله 2: تبدیل تصویر دو بعدی به مدل سه بعدی

به منظور تعیین طول میله های رولپلاک در مجسمه ، باید کمی پردازش تصویر را انجام دهید. من از Matlab استفاده کردم و کد را در مرحله 3 این دستورالعمل قرار دادم. همچنین می توانید از نرم افزار دیگری برای پردازش تصویر استفاده کنید.

برای تجسم تغییر از RGB به شدت ، یک ویدیو در بالا نشان داده شده است. از نقشه نقشه غلط برای نمایش شدت تصویر استفاده می شود (قرمز با شدت بالا و آبی با شدت کم). ویدئوی دیگر ارسال شده در بالا ، تبدیل از یک تصویر با شدت دو بعدی به یک شیء سه بعدی را نشان می دهد.

بارگیری تصویر

تصویر بالون هوای گرم در Matlab بارگیری شد و به تصویر مقیاس خاکستری تبدیل شد. در اینجا کد انجام این کار در Matlab آمده است:

A = imread ('ball.jpg')؛ ٪ بارگذاری تصویر در matlab

A = rgb2gray (A) ؛ ٪ RGB را به مقیاس خاکستری تبدیل می کند

A = دو برابر (A)/حداکثر (دو برابر (A (:))) ؛ ٪ تصویر مقیاس خاکستری را عادی کرده و به دو برابر تبدیل می کند

نمونه برداری کوچک از تصویر

ابعاد اصلی تصویر 2572 38 3873 بود که به وسیله بسیاری از رولپلاک ها می توان با دست آنها را برش داد (مگر اینکه بخواهید خسته شوید!). بنابراین ، تصویر کوچک شده است بنابراین پیکسل های بسیار کمتری وجود دارد و بنابراین میله رولپلاک بسیار کمتری برای برش وجود دارد. من همچنین از فیلتر فضایی برای صاف کردن تصویر استفاده کردم تا ساختار پیوسته تر به نظر برسد. در نهایت ، تصویر عادی می شود به طوری که حداکثر شدت 1 است.

A = بزرگنمایی (A ، 0.0205) ؛ ٪ نمونه مجدد تصویر را به 2.05٪ اندازه تصویر اصلی می رسانیم

A = medfilt2 (A) ؛ ٪ تصویر صاف

A = دو برابر (A)/حداکثر (دو برابر (A (:))) ؛ ٪ تصویر مقیاس خاکستری را عادی کرده و به دو برابر تبدیل می کند

تبدیل به طول میله رولپلاک

در این مرحله ، تصویر به عنوان یک ماتریس 53 در 80 با مقادیر 0 تا 1 ذخیره می شود. برای تبدیل این ماتریس به ماتریس متشکل از طول میله رولپلاک ، آن را در حداکثر ارتفاعی که می خواهید مجسمه رولپلاک شما باشد ضرب کنید. من 60 سانتی متر را برای خود انتخاب کردم. سپس باید مقدار بیشتری به رولپلاک اضافه کنید تا میله رولپلاک را به داخل تخته فشار دهید. این همچنین باعث می شود که برش های میله رولپلاک خیلی کوچک نباشند. این را روی 2.5 سانتی متر (1 اینچ) تنظیم کردم.

AmaxH = 60 ؛ ٪ حداکثر ارتفاع مجسمه (در سانتی متر)

drillDepth = 2.54 ؛ length طول اضافی به میله های رولپلاک اضافه می شود تا بتوان آن را به تخته فشار داد (1 اینچ)

طول = A.*AmaxH ؛ ٪ ماتریس چندگانه بر اساس حداکثر ارتفاع برای تبدیل ماتریس تصویر به طول میله رولپلاک

طول = طول+مته عمق ؛ ٪ افزودن عمق مته

در این قسمت از پروژه ، تصمیم می گیرید که می خواهید مجسمه چقدر بزرگ باشد. می توانید مقیاس نمونه کوچک (تنظیم مقیاس در imresize) و حداکثر ارتفاع رولپلاک را تنظیم کنید. هنگام انتخاب مقیاس بندی ، هزینه و مدت زمانی که می خواهید پروژه را انجام دهید باید در نظر گرفته شود. حتی مجسمه 53 80 80 پیکسلی که من ساختم نیاز به برش 4240 میله رولپلاک داشت! این پروژه بیش از آنچه فکر می کردم به طول انجامید ، و ای کاش زمان بیشتری را صرف در نظر گرفتن میزان نمونه برداری از تصویر می کردم.

مرحله 3: تعیین تعداد میله های رولپلاک مورد نیاز

در این پروژه ، تعداد زیادی برش میله رولپلاک با طول متغیر وجود دارد. بنابراین ، من الگوریتمی را ارائه دادم که تعداد میله های رولپلاک مورد نیاز برای سفارش را به حداقل می رساند. پس از پردازش تصویر ، طول برش هایی را که باید انجام دهید می دانید. همچنین طول میله رولپلاک قابل سفارش را می دانید (در مورد من ، آنها 4 میله رولپلاک بودند). من برای حل این مشکل از روش عددی استفاده کردم.

الگوریتم من ستون های موجود در تصویر را دور می زند و ارتفاعات را جمع می کند. اگر ارتفاع بعدی در تصویر از طول رولپلاک های قابل سفارش بیشتر باشد (کمی کمتر از 4 فوت برای برش) ، پس از آن رد می شود. این روند تا رسیدن به 4 فوت یا زمانی که کل تصویر را دوچرخه سواری می کنید ادامه می یابد. سپس یک ساختار داده ایجاد می شود که طول برش هایی را که برای هر میله رولپلاک سفارش می دهید و همچنین محل آن قطعه را در تصویر مشخص می کند. این روش کمک می کند تا برش های یک میله رولپلاک را نزدیک یکدیگر نگه دارید تا با هم مخلوط نشوند. این کارآمدترین و راه حل دقیق نیست ، اما کار می کند.

ویدئوی نشان داده شده در بالا نحوه عملکرد الگوریتم کوچک سازی و نحوه ذخیره و نمایش داده ها را توضیح می دهد. کد پردازش تصویر ، به حداقل رساندن برش میله رولپلاک و نمایش خروجی ضمیمه شده است.

در اینجا خلاصه ای از مجسمه میله رولپلاک من آمده است:

ابعاد تصویر: 53 80 80

تعداد برش ها: 4240

طول کل میله رولپلاک استفاده شده: 76847 سانتی متر

شما باید 646 میله رولپلاک با طول واحد 119.92 سانتی متر خریداری کنید

مرحله 4: ایجاد تخته سنگ برای مجسمه سازی

تخته سه لا را با اره گرد یا اره رومیزی برش دهید. ابعاد باید با تعداد پیکسل های شما و فاصله مورد نظر شما مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال ، من 53 80 80 پیکسل داشتم و فاصله ای در حدود 1.5 سانتی متر می خواستم ، بنابراین تخته سه لا به 82.5 در 123 سانتی متر بریده شد.

53*1.5 + 1.5*2 = 82.5 سانتی متر (1.5*2 برای حاشیه است)

80*1.5 + 1.5*2 = 123 سانتی متر

با استفاده از مربع T قابل تنظیم ، خطوطی را برای همه سطرها و ستونهایی که در مجسمه قرار دارند ترسیم کردم. سپس دستگاهی را که توسط ایزی سوان طراحی شده بود برای ایجاد سوراخ 90 درجه در تخته سه لا ساختم. در اینجا پیوندی به ویدئویی که او ارسال کرده است وجود دارد. این دستگاه برای سوراخ های مستقیم با عمق یکسان روی کل تخته بسیار خوب کار کرد. هرگونه علامت بدی که روی تخته باقی مانده باشد سپس با بتونه چوبی تمیز می شود.

یک مرحله اختیاری رنگ آمیزی تخته است. من این کار را برای پنهان کردن برخی از بتونه ها و نقاط بد انجام دادم. نقاشی از خطوط کانتور این تصویر است. در مجسمه سازی نهایی دیدن این نقاشی به دلیل تراکم میله های رولپلاک مشکل است.

مرحله 5: بریدن بسیاری از میله های رولپلاک

در قسمت بعدی پروژه ، شما باید تعداد زیادی میله رولپلاک را بریده و موقعیت آنها را پیگیری کنید. من تصمیم گرفتم پنج میله رولپلاک را در یک زمان برش دهم (من از آن به عنوان یک دسته از میله های رولپلاک یاد می کنم). الگوریتم برشی که ایجاد کردم ، طول مورد نیاز برای برش هر رولپلاک را نشان می دهد (تصویر را ببینید). من این فاصله را با خط کش اندازه گیری کردم و آن را با یک تکه نوار نقاشی که کاملاً دور رولپلاک پیچیده بود علامت گذاری کردم. این مهم است زیرا مانع از خرد شدن میله رولپلاک هنگام برش با اره گرد می شود. سپس دسته میله های رولپلاک برای برش با اره تراز می شود.

من یک تخته چوبی از تخته سه لا ارزان و 2x4 طراحی کردم که بسته ای از میله های رولپلاک را قادر می سازد تا در شکافی استراحت کنند. عمود بر این شکاف راهنمای اره مدور بود. در حالی که رولپلاک ها با نوار چسبانده شده اند ، اره دایره ای را در امتداد راهنما می اندازیم تا همه رولپلاک موجود در بسته نرم افزاری را به یکباره برش دهید. سپس رولپلاک ها برچسب گذاری می شوند تا بدانید میله های رولپلاک در کجا قرار می گیرند. شماره برش تنها چیزی بود که لازم بود زیرا موقعیت واقعی در برنامه ای که من ایجاد کردم ذخیره می شود. این روش تا زمانی که تمام برش ها در بسته نرم افزاری تکمیل شود ، تکرار می شود و سپس پنج میله رولپلاک جدید بریده می شود. از آنجا که تعداد زیادی کاهش وجود دارد ، بسیار مهم است که تمرکز داشته باشید و استراحت های زیادی انجام دهید. ویدئوی بالا کل فرایند را نیز شرح می دهد.

در پایان ، تعداد زیادی میله رولپلاک برای قرار دادن در تخته وجود دارد ، بنابراین استفاده از یک سیستم برچسب زنی که به خاطر سپرده می شود بسیار مهم است. تصویر بالا فقط نیمی از رولپلاک های بریده شده در این پروژه را نشان می دهد!

مرحله 6: میله های رولپلاک را روی تخته قرار دهید

شما رسماً یک TON میله رولپلاک بریده اید. به منظور قرار دادن موثر آنها در تخته ، ایجاد چند تخته نگهدارنده موقت از تخته سه لا ارزان می تواند مفید باشد. در یکی از تصاویر ، یک تخته نگهدارنده موقت را مشاهده می کنید که مطابق با حدود پنج ستون در تخته سیاه است.

میله های رولپلاک بریده شده بسته بندی نمی شوند و انتهای آن با کاغذ ماسه ای ریز سنباده زده می شود. این شغل برای به اشتراک گذاشتن با یک دوست مشتاق عالی است. این یک آزمایش واقعی دوستی است. بعد از اینکه دوست شما کمک کرد ، باید از آنها یک شام تهیه کنید یا در پروژه DIY دیگر به او کمک کنید.

پس از سنباده زدن ، میله های رولپلاک به تخته نگهدارنده موقت منتقل می شوند. قرارداد برچسب زدن و خروجی برنامه Matlab برای قرار دادن هر رولپلاک در موقعیت صحیح استفاده می شود. یک تکه چسب چوب در امتداد لبه های پنج سوراخ در امتداد یک ستون در تخته چوب اضافه می شود. سپس پنج رولپلاست مربوطه در تخته قرار می گیرند. می توانید از چکش برای کشیدن کامل میله های رولپلاک به داخل تخته استفاده کنید.

دلیل تراز کردن چندین میله رولپلاک در یک زمان این است که مطمئن شوید رولپلاک ها در موقعیتی که قرار داده شده اند "منطقی" باشند. اگر یک رولپلاک بسیار کوچک یا خیلی کوتاه به نظر می رسد ، می توانید برنامه را برای طول مورد نظر در مورد آن موقعیت دوبار بررسی کنید. ممکن است مجبور شوید رولپلاک را عوض کنید یا می توانید فاصله راننده رولپلاک را به تخته بچرخانید.

من این موقعیت و تراز میله های رولپلاک را برای سه ستون در یک زمان تکرار کردم. من همچنین یک ابزار تراز را طراحی و چاپ سه بعدی کردم که در انتهای میله های رولپلاک قرار داشت ، بنابراین اطمینان از صاف بودن میله های رولپلاک هنگام خشک شدن چسب چوب آسان تر بود. می توانید از این آداپتور در یکی از عکس ها استفاده کنید. یک فایل STL برای این آداپتور ضمیمه شده است. بسته به قطر و فاصله میله رولپلاک ممکن است مجبور شوید دوباره طراحی کنید.

مرحله 7: ساختار نهایی و برخی توصیه ها

پس از اتمام قرار دادن و تراز کردن همه میله های رولپلاک در تخته سنگ ، مجسمه سازی شما کامل است! در بالا چند عکس دیگر از مجسمه میله رولپلاک که من ساخته ام نشان داده شده است. در بیشتر موارد ، از نتایج نهایی راضی هستم. با این حال ، چند توصیه وجود دارد که من برای هر کسی که در مورد انجام پروژه مشابه فکر می کند توصیه می کنم:

1. انجام ابعاد کوچکتر از این سازه (80 53 53) را در نظر بگیرید. این پروژه در مراحل برنامه ریزی یک انفجار عالی بود و بعد از اینکه تمام پیچیدگی ها انجام شد ، بسیار مدیتیشن بود. با این حال ، کار دستی گاهی یکنواخت می شد. همچنین زمان زیادی طول کشید تا آن را تکمیل کنم ، حدود دو سال پس از روزی که این ایده را تصور کردم!

2. از میله های روپوش ضخیم تر استفاده کنید و/یا حداکثر ارتفاع مجسمه میله روپوش را کوتاه کنید. حتی با استفاده از ابزار تراز ، من در نگه داشتن میله های رولپلاک در یک راستا مشکل داشتم. میله های رولپلاک با قطر بزرگتر یا ارتفاع کوتاه تر می تواند کمک کننده باشد.

3. از یک تکه چوب با کیفیت بالاتر از تخته سه لا برای پایه تخته سنگی مجسمه استفاده کنید. در زیر مجسمه ترک هایی از چکش زدن میله های رولپلاک به داخل تخته وجود دارد.

4. زمان زیادی برای رنگ آمیزی تخته سیاه نگذارید. به هر حال میله های رولپلاک بیشتر آن را می پوشانند.

5. از دوستان کمک بخواهید! اتمام سنباده 4000 میله رولپلاک کار عجیبی است ، بنابراین چرا آن را با چند دوست خوب به اشتراک نگذارید.

موفق باشید!