تحويل صورة إلى تمثال قضيب وتد: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

في هذا المشروع ، قمت بتحويل صورة منطاد الهواء الساخن إلى تمثال قضيب وتد. الهيكل النهائي هو تحويل المعلومات الرقمية المخزنة في صورة ما إلى كائن مادي ثلاثي الأبعاد. لقد قمت ببناء التمثال للمساعدة في تصور كيفية تخزين الصور على أجهزة الكمبيوتر ، بالإضافة إلى إظهار الحجم الهائل للمعلومات في صورة واحدة فقط تراها على الكمبيوتر. يبدو رائعًا أيضًا! سوف يتعرف هذا الدليل على كيفية إنشاء تمثال قائم على الصورة لقضيب وتد خاص بك.

هذه هي الفكرة الأساسية. تتكون كل صورة رقمية من العديد من المربعات الصغيرة (وحدات البكسل) مع تخصيص بعض قيم الكثافة لكل مربع. تحتوي المناطق المظلمة جدًا في الصورة على وحدات بكسل ذات قيم شدة منخفضة ، بينما تحتوي المناطق الساطعة (مثل البالون) على قيم كثافة عالية. في التمثال ، يتم تحويل قيم الكثافة عند كل بكسل في الصورة إلى ارتفاع قضيب وتد. المناطق الساطعة ذات ارتفاع عالٍ ، والمناطق المظلمة منخفضة الارتفاع.

كانت أبعاد التمثال الذي قمت بإنشائه 82.5 × 123 × 60 سم ، وتم قطع 4230 قضيبًا (53 صفًا في 80 عمودًا). في النهاية ، استخدمت ما يقرب من نصف ميل من قضبان وتد ، ولكن يمكنك توسيع نطاق منحوتتك إلى أي حجم تريده. سيتطلب هذا المشروع بعض مهارات معالجة الصور والنجارة. تم سرد وصف لها أيضًا على موقع الويب الخاص بي: jrbums.com. شكرا للتحقق من ذلك!

الخطوة 1: قائمة التوريد

المواد:

1. 5/16 "× 48" مسامير بيرش - تحديد الرقم الذي ستحتاجه موضح في الخطوة 3 ، من المحتمل أن يكون أكثر من قضبان وتد أكثر مما طلبته في حياتك كلها (طلبت من هنا: https:// www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾ خشب رقائقي سميك (أعتقد أنني استخدمت خشب البتولا: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft- PureBond - خشب البتولا الرقائقي - 165921/100077837)

3. شريط الرسام

4. غراء الخشب إلمر

5. معجون خشب

6. أنابيب معدنية بقطر 5/16 بوصة (لدليل حفر بزاوية 90 درجة).

7. العلاقات البريدي (للحصول على دليل حفر 90 درجة).

8. الخشب الرقائقي الرخيص (للحصول على دليل منشار دائري)

9. 2 بوصة × 4 بوصة. × 96 بوصة. مسمار من الخشب الأبيض المجفف في الفرن الرئيسي (لدليل المنشار الدائري)

10. ورق رملي ناعم (حوالي 200 - 300 حبيبة رملية)

11. الطلاء (اختياري)

أدوات:

1. مثقاب كهربائي ومثقاب 5/16 بوصة للخشب

2. منشار دائري

3. السلطة ساندر

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

5. MATLAB ، أو برنامج آخر لمعالجة الصور

يرجى استخدام ممارسات النجارة الآمنة خلال هذا المشروع! هناك عدد كبير من قضبان الوتد التي يتعين عليك قطعها ، لذلك يجب أن تكون شديد التركيز وأن تأخذ الكثير من فترات الراحة

الخطوة 2: تحويل صورة ثنائية الأبعاد إلى نموذج ثلاثي الأبعاد

من أجل تحديد أطوال قضبان وتد في التمثال ، سيكون عليك القيام ببعض معالجة الصور. لقد استخدمت Matlab ، ونشرت الكود في الخطوة 3 من هذا الدليل. يمكنك أيضًا استخدام برنامج آخر لمعالجة الصور.

لتصور التحول من RGB إلى الكثافة ، لدي مقطع فيديو موضح أعلاه. يتم استخدام مخطط ألوان خاطئ لعرض كثافة الصورة (اللون الأحمر عالي الكثافة والأزرق منخفض الكثافة). يُظهر الفيديو الآخر المنشور أعلاه التحول من صورة كثافة ثنائية الأبعاد إلى كائن ثلاثي الأبعاد.

تحميل الصورة

تم تحميل صورة منطاد الهواء الساخن في Matlab وتحويلها إلى صورة ذات تدرج رمادي. هنا هو رمز للقيام بذلك في Matlab:

أ = imread ('ball.jpg') ؛ ٪ تحميل الصورة في matlab

أ = rgb2gray (أ) ؛ ٪ تحويل RGB إلى تدرج الرمادي

أ = مزدوج (أ) / ماكس (مزدوج (أ (:))) ؛ ٪ تطبيع الصورة ذات التدرج الرمادي وتحويلها إلى ضعف

اختزال الصورة

كان البعد الأصلي للصورة 2572 × 3873 ، وهو طريق للعديد من المسامير لتقطيعها يدويًا (إلا إذا كنت تريد الذهاب إلى المكسرات!). لذلك ، يتم تصغير الصورة بحيث يكون هناك عدد أقل بكثير من وحدات البكسل ، وبالتالي عدد أقل بكثير من قضيب الوتد المطلوب قصه. لقد استخدمت أيضًا مرشحًا مكانيًا لتنعيم الصورة بحيث يبدو الهيكل أكثر استمرارًا. أخيرًا ، يتم تطبيع الصورة بحيث يكون الحد الأقصى للكثافة 1.

أ = حجم (أ ، 0.0205) ؛ ٪ إعادة تشكيل الصورة إلى 2.05٪ من حجم الصورة الأصلية

A = medfilt2 (A) ؛ ٪ صورة ناعمة

أ = مزدوج (أ) / ماكس (مزدوج (أ (:))) ؛ ٪ تطبيع الصورة ذات التدرج الرمادي وتحويلها إلى ضعف

تحويل طول قضيب وتد

في هذه المرحلة ، يتم تخزين الصورة كمصفوفة 53 × 80 بقيم تتراوح من 0 إلى 1. لتحويل هذه المصفوفة إلى مصفوفة تتكون من أطوال قضيب وتد ، يمكنك مضاعفتها بأقصى ارتفاع تريد أن يكون عليه منحوتك. اخترت 60 سم لي. تحتاج بعد ذلك إلى إضافة بعض الطول الإضافي إلى وتد لدفع قضيب وتد إلى اللوحة. هذا يضمن أيضًا أن قطع قضيب الوتد لم تكن صغيرة جدًا. قمت بتعيين هذا على 2.5 سم (1 بوصة).

AmaxH = 60 ؛ ٪ أقصى ارتفاع للنحت (سم)

عمق الحفر = 2.54 ؛ ٪ الطول الإضافي المضاف إلى قضبان المسامير بحيث يمكن دفعها إلى اللوح (1 بوصة)

الطول = A. * AmaxH ؛ ٪ مصفوفة صور متعددة بأقصى ارتفاع لتحويل مصفوفة الصورة إلى طول قضيب وتد

الطول = الطول + عمق الحفر ؛ أضف عمق الحفر

في هذا الجزء من المشروع ، ستقرر حجم التمثال الذي تريده. يمكنك ضبط مقياس الاختزال (ضبط المقياس في الحجم) ، والحد الأقصى لارتفاع وتد. يجب مراعاة التكلفة والمدة التي تريد أن تستغرقها في المشروع عند اختيار القياس. حتى المنحوتة 53 × 80 بكسل التي قمت بإنشائها تطلبت قطع 4240 من قضبان وتد! استغرق هذا المشروع وقتًا أطول مما كنت أتوقعه ، وتمنيت لو أنني استغرقت وقتًا أطول في التفكير في مقدار تصغير الصورة.

الخطوة 3: تحديد عدد قضبان المسامير المطلوبة

في هذا المشروع ، هناك العديد من قطع قضيب وتد ذات أطوال متغيرة. لذلك ، توصلت إلى خوارزمية تقلل عدد قضبان المسامير التي تحتاج إلى طلبها. بعد معالجة الصورة ، ستعرف أطوال التخفيضات التي تحتاج إلى إجرائها. أنت تعرف أيضًا طول قضيب وتد الذي يمكن طلبه (في حالتي ، كانت قضبان وتد 4 أقدام). لقد استخدمت طريقة عددية لحل هذه المشكلة.

تتنقل الخوارزمية عبر الأعمدة في الصورة وتضيف الارتفاعات. إذا تجاوز الارتفاع التالي في الصورة طول المسامير التي يمكن طلبها (أقل بقليل من 4 أقدام لحساب القطع) ، فسيتم تخطيه. تستمر هذه العملية حتى الوصول إلى 4 أقدام أو عند التنقل عبر الصورة بأكملها. يتم بعد ذلك إنشاء بنية بيانات تحدد طول القطع التي يتم إجراؤها لكل قضيب وتد تطلبه ، بالإضافة إلى موقع تلك القطعة في الصورة. يساعد هذا النهج في الحفاظ على قطع قضيب وتد قريبة من بعضها البعض حتى لا تختلط. إنه ليس الحل الأكثر فاعلية وليس حلاً دقيقًا ، لكنه يعمل.

يوضح الفيديو الموضح أعلاه كيفية عمل خوارزمية التصغير وكيفية تخزين البيانات وعرضها. يتم إرفاق رمز لمعالجة الصورة وتقليل قطع قضبان وتد وعرض الإخراج.

فيما يلي ملخص لنحت قضيب الوتد الخاص بي:

أبعاد الصورة: 53 × 80

عدد القطع: 4240

الطول الكلي لقضيب الوت المستخدم: 76847 سم

تحتاج إلى شراء 646 قضيب وتد بطول الوحدة 119.92 سم

الخطوة 4: إنشاء Pegboard للنحت

قطع الخشب الرقائقي بمنشار دائري أو منشار طاولة. يجب أن تتطابق الأبعاد مع عدد وحدات البكسل التي لديك والتباعد الذي تريده. على سبيل المثال ، كان لدي 53 × 80 بكسل وأردت تباعدًا يبلغ حوالي 1.5 سم ، لذلك تم قطع الخشب الرقائقي إلى 82.5 × 123 سم.

53 * 1.5 + 1.5 * 2 = 82.5 سم (1.5 * 2 للحد)

80 * 1.5 + 1.5 * 2 = 123 سم

باستخدام مربع T القابل للتعديل ، رسمت خطوطًا لجميع الصفوف والأعمدة الموجودة في التمثال. ثم قمت ببناء الجهاز الذي صممه Izzy Swan لحفر ثقب بزاوية 90 درجة في الخشب الرقائقي. هذا رابط للفيديو الذي نشره. لقد عمل هذا الجهاز بشكل جيد للغاية مع الثقوب المستقيمة المحفورة بنفس العمق على اللوحة بأكملها. يتم بعد ذلك تنظيف أي علامات سيئة تركت على السبورة باستخدام معجون خشبي.

خطوة اختيارية هي طلاء اللوحة. فعلت هذا للتغطية على بعض المعجون والبقع السيئة. اللوحة من الخطوط الكنتورية لهذه الصورة. في التمثال النهائي ، من الصعب رؤية هذه اللوحة بسبب كثافة قضبان الوتد.

الخطوة 5: قطع العديد من قضبان وتد

في الجزء التالي من المشروع ، سيتعين عليك قطع الكثير من قضبان المسامير وتتبع مواقعها. قررت قطع خمسة قضبان وتد في وقت واحد (سأشير إلى هذا على أنه حزمة من قضبان وتد). تعرض خوارزمية القطع التي قمت بإنشائها الطول الذي يحتاجه كل وتد في الحزمة (انظر الصورة). لقد قمت بقياس هذه المسافة بالمسطرة ووضعتها بقطعة من شريط الرسام الذي تم لفه بالكامل حول وتد. هذا مهم لأنه يمنع قضيب الوتد من الانقسام عند قطعه بالمنشار الدائري. يتم بعد ذلك محاذاة حزمة قضبان وتد لتقطيعها بالمنشار.

لقد صممت حاملًا خشبيًا من الخشب الرقائقي الرخيص و 2 × 4 يمكّن حزمة قضبان المسامير من الراحة في شق. عموديًا على هذا الشق كان دليلًا للمنشار الدائري. مع تثبيت المسامير في مكانها بشريط ، يتم إسقاط المنشار الدائري على طول الدليل لقطع جميع المسامير في الحزمة مرة واحدة. يتم بعد ذلك تسمية المسامير حتى تعرف مكان وضع قضبان المسامير في لوحة التحكم. كان الرقم المقطوع هو كل ما هو مطلوب لأنه يتم تخزين الموضع الفعلي في البرنامج الذي قمت بإنشائه. يتكرر هذا الإجراء حتى يتم الانتهاء من جميع القطع في الحزمة ، ثم يتم قطع خمسة قضبان وتد جديدة. نظرًا لوجود العديد من التخفيضات ، من المهم جدًا الحفاظ على تركيزك وأخذ الكثير من فترات الراحة. يصف الفيديو أعلاه العملية برمتها أيضًا.

في النهاية ، هناك الكثير من قضبان المسامير التي يجب وضعها في اللوحة ، لذلك من الضروري استخدام نظام سهل لتذكر وضع العلامات. الصورة أعلاه تظهر فقط نصف المسامير المقطوعة في هذا المشروع!

الخطوة 6: وضع قضبان وتد في اللوح

لديك رسميًا قطع طن من قضبان وتد. من أجل وضعها بكفاءة في السبورة ، قد يكون من المفيد إنشاء عدد قليل من ألواح التثبيت المؤقتة من الخشب الرقائقي الرخيص. في إحدى الصور ، يمكنك رؤية لوحة تعليق مؤقتة تتوافق مع حوالي خمسة أعمدة أو نحو ذلك في لوحة التحكم.

تم تفريغ قضبان المسامير المقطوعة وكانت النهاية مغطاة بالورق الرملي الناعم. هذه الوظيفة رائعة لمشاركتها مع صديق راغب. إنه اختبار حقيقي للصداقة. بعد أن يساعدك صديقك ، سيُطلب منك طهي عشاء له أو مساعدته في مشروع DIY آخر.

بعد الصنفرة ، يتم نقل قضبان المسامير إلى لوح التثبيت المؤقت. يتم استخدام اتفاقية وضع العلامات ومخرجات برنامج Matlab لوضع كل وتد في الموضع الصحيح. تتم إضافة مسحة من غراء الخشب على طول حواف حوالي خمسة ثقوب على طول عمود في لوحة المشابك. ثم يتم وضع المسامير الخمسة المقابلة في اللوحة. يمكنك استخدام مطرقة لدفع قضبان وتد في اللوحة بالكامل.

والسبب في محاذاة عدة قضبان وتد في وقت واحد هو التأكد من أن المسامير "منطقية" في الموضع الذي تم وضعها فيه. إذا بدا وتد صغيرًا جدًا أو قصيرًا جدًا ، يمكنك التحقق من البرنامج مرة أخرى للطول المفترض أن يكون في هذا الموضع. قد تضطر إلى إعادة المسامير أو يمكنك ضبط المسافة التي تقود بها قضيب وتد في اللوحة.

كررت هذا التنسيب والمحاذاة لقضبان المسامير لحوالي ثلاثة أعمدة في كل مرة. لقد صممت أيضًا أداة محاذاة ثلاثية الأبعاد وطبعتها في نهاية قضبان المسامير ، لذا كان من الأسهل التأكد من أن قضبان المسند مستقيمة عندما يجف غراء الخشب. يمكنك رؤية هذا المحول قيد الاستخدام في إحدى الصور. تم إرفاق ملف STL لهذا المحول. قد تضطر إلى إعادة التصميم اعتمادًا على قطر قضيب وتد والتباعد.

الخطوة 7: الهيكل النهائي وبعض النصائح

بمجرد الانتهاء من وضع ومحاذاة جميع قضبان وتد في لوحة المشابك ، يكون النحت الخاص بك قد اكتمل! الموضح أعلاه هو بعض الصور الإضافية لتمثال قضيب وتد الذي قمت بإنشائه. بالنسبة للجزء الأكبر ، أنا سعيد بالنتائج النهائية. ومع ذلك ، هناك بعض النصائح التي أقدمها لأي شخص يفكر في القيام بمشروع مماثل:

1. ضع في اعتبارك عمل أبعاد أصغر من هذه البنية (53 × 80). كان هذا المشروع بمثابة انفجار في مراحل التخطيط ، وكان تأمليًا للغاية بعد أن تم حل جميع مكامن الخلل. ومع ذلك ، أصبح العمل اليدوي أحيانًا رتيبًا. استغرق الأمر أيضًا وقتًا طويلاً لإكماله ، بعد حوالي عامين من اليوم الذي تصورت فيه الفكرة!

2. استخدام قضبان وتد أكثر سمكا و / أو جعل أقصى ارتفاع لنحت قضيب وتد أقصر. حتى مع أداة المحاذاة ، واجهت صعوبة في الحفاظ على محاذاة قضبان المسامير جيدًا. كان من الممكن أن تساعد قضبان وتد ذات قطر أكبر أو ارتفاعات أقصر.

3. استخدم قطعة من الخشب ذات جودة أعلى من الخشب الرقائقي لقاعدة pegboard من النحت. يوجد أسفل التمثال تشققات ناتجة عن دق قضبان المسامير بعيدًا عن اللوح.

4. لا تأخذ الكثير من الوقت لطلاء لوحة التحكم ؛ قضبان وتد تغطي معظمها على أي حال.

5. اطلب المساعدة من الأصدقاء! تعتبر عملية Sanding 4000 من قضبان وتد مهمة غريبة ، فلماذا لا تشاركها مع عدد قليل من الأصدقاء الجيدين.

حظا طيبا وفقك الله!