Bir Resmi Dübel Çubuk Heykeline Dönüştürün: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu projede, bir sıcak hava balonu görüntüsünü bir kavela heykeline dönüştürdüm. Son yapı, bir fotoğrafta depolanan dijital bilgilerin fiziksel bir 3B nesneye dönüştürülmesidir. Heykeli, görüntülerin bilgisayarlarda nasıl saklandığını görselleştirmeye yardımcı olmak ve bir bilgisayarda gördüğünüz tek bir resimde muazzam bilgi ölçeğini göstermek için yaptım. Çok havalı görünüyor! Bu talimat, kendinize ait bir görüntü tabanlı dübel çubuğu heykelinin nasıl oluşturulacağını anlatacaktır.

İşte temel fikir. Her dijital görüntü, her kareye belirli bir yoğunluk değeri atanan birçok küçük kareden (piksel) oluşur. Fotoğraftaki çok karanlık bölgeler düşük yoğunluk değerlerine sahip piksellere sahipken, parlak bölgeler (ör. balon) yüksek yoğunluk değerlerine sahiptir. Heykelde, görüntüdeki her pikseldeki yoğunluk değerleri bir dübel yüksekliğine dönüştürülür. Aydınlık bölgelerin yüksekliği yüksek ve karanlık bölgelerin yüksekliği düşüktür.

Yaptığım heykel 82,5 x 123 x 60 cm boyutlarında olup, 4230 adet dübel (53 sıra x 80 sütun) kesilmiştir. Sonunda, neredeyse 1/2 mil değerinde dübel kullandım, ancak heykelinizi istediğiniz boyuta ölçeklendirebilirsiniz. Bu proje, bazı görüntü işleme ve marangozluk becerileri gerektirecektir. Bunun bir açıklaması da web sitemde listelenmiştir: jrbums.com. Kontrol ettiğiniz için teşekkürler!

Adım 1: Tedarik Listesi

Malzemeler:

1. 5/16" x 48" Huş Dübelleri – ihtiyacınız olan sayının belirlenmesi 3. adımda açıklanmıştır, muhtemelen tüm hayatınız boyunca sipariş ettiğinizden daha fazla dübel çubuğu olacaktır (buradan sipariş verdim: https://www. cincinnatidowel.com/)

2. ¾” kalın kontrplak (Sanırım huş ağacı kullandım: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Birch-Plywood-165921/100077837)

3. Ressamın kaseti

4. Elmer'in ahşap tutkalı

5. Ahşap macun

6. 5/16” çapında metal boru (90 derecelik matkap kılavuzu için).

7. Zip bağları (90 derecelik matkap kılavuzu için).

8. Ucuz kontrplak (Daire testere kılavuzu için)

9. 2 inç x 4 inç x 96 inç Prime Fırında Kurutulmuş Whitewood Saplama (Daire testere kılavuzu için)

10. İnce zımpara kağıdı (yaklaşık 200 - 300 tane)

11. Boya (isteğe bağlı)

Aletler:

1. Ahşap için elektrikli matkap ve 5/16” matkap ucu

2. Daire testere

3. Elektrikli zımpara

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

5. MATLAB veya başka bir görüntü işleme yazılımı

Lütfen bu proje sırasında güvenli ahşap işleme uygulamalarını kullanın! Kesilecek tonlarca dübel var, bu yüzden çok odaklanmalı ve çok mola vermelisiniz

Adım 2: 2B Görüntüyü 3B Modele Dönüştürme

Heykeldeki dübellerin uzunluklarını belirlemek için biraz görüntü işleme yapmanız gerekecek. Matlab'ı kullandım ve kodu bu talimatın 3. adımında yayınladım. Başka bir görüntü işleme yazılım programını da kullanabilirsiniz.

RGB'den yoğunluğa dönüşümü görselleştirmek için yukarıda gösterilen bir videom var. Görüntünün yoğunluğunu göstermek için yanlış bir renk haritası kullanılır (kırmızı yüksek yoğunluk ve mavi düşük yoğunluktur). Yukarıda yayınlanan diğer video, 2B yoğunluktaki bir görüntüden bir 3B nesneye dönüşümü göstermektedir.

Görüntü yükleniyor

Sıcak hava balonunun görüntüsü Matlab'a yüklendi ve gri tonlamalı bir görüntüye dönüştürüldü. Matlab'da bunu yapmak için kod:

A = imread('top.jpg'); % matlab'a resim yükle

A = rgb2gray(A); % RGB'yi gri tonlamaya dönüştür

A = çift(A)/maks(çift(A(:))); % gri tonlamalı görüntüyü normalleştir ve ikiye dönüştür

Görüntüyü alt örnekleme

Resmin orijinal boyutu 2572 x 3873 idi, birçok dübelin elle kesilmesine yol açtı (çıldırmak istemiyorsanız!). Bu nedenle, görüntü altörneklenir, bu nedenle çok daha az piksel vardır ve bu nedenle kesilecek çok daha az dübel çubuğu vardır. Ayrıca yapının daha sürekli görünmesi için görüntüyü yumuşatmak için uzamsal bir filtre kullandım. Son olarak, maksimum yoğunluk 1 olacak şekilde görüntü normalleştirilir.

A = yeniden boyutlandır(A, 0.0205); Resmi orijinal resmin boyutunun %2,05'ine yeniden örnekle

A = medfilt2(A); % pürüzsüz görüntü

A = çift(A)/maks(çift(A(:))); % gri tonlamalı görüntüyü normalleştir ve ikiye dönüştür

Dübel uzunluğuna dönüştürme

Bu noktada görüntü, 0 ile 1 arasında değişen değerlerle 53 x 80 matris olarak kaydedilir. Bu matrisi dübel uzunluklarından oluşan bir matrise dönüştürmek için, kavela heykelinizin olmasını istediğiniz maksimum yükseklikle çarparsınız. Benimki için 60 cm seçtim. Ardından, dübel çubuğunu tahtaya itmek için dübele biraz fazladan uzunluk eklemeniz gerekir. Bu aynı zamanda dübel kesimlerinin çok küçük olmamasını sağlar. Bunu 2,5 cm (1 inç) olarak ayarladım.

AmaxH=60; % Maksimum heykel yüksekliği (cm olarak)

matkapDepth=2.54; % Levhaya itilebilmesi için dübel çubuklarına ilave uzunluk eklendi (1 inç)

Uzunluk=A.*AmaxH; % Görüntü matrisini dübel çubuğu uzunluğuna dönüştürmek için maksimum yüksekliğe göre çoklu görüntü matrisi

Uzunluk=Uzunluk+matkapDepth; % Delme derinliği ekle

Projenin bu bölümünde heykelin ne kadar büyük olmasını istediğinize siz karar vereceksiniz. Alt örneğin ölçeğini (ölçeği imresize olarak ayarlayın) ve maksimum dübel yüksekliğini ayarlayabilirsiniz. Ölçeklendirmeyi seçerken maliyet ve projede ne kadar süre almak istediğiniz dikkate alınmalıdır. Yaptığım 53 x 80 piksellik heykel bile 4240 kavelanın kesilmesini gerektiriyordu! Bu proje düşündüğümden çok daha uzun sürdü ve keşke görüntüyü ne kadar aşağı örnekleyeceğimi düşünmek için daha fazla zaman ayırmış olsaydım.

Adım 3: Gereken Dübel Çubuğu Sayısının Belirlenmesi

Bu projede değişken uzunlukta çok sayıda dübel kesimi bulunmaktadır. Bu nedenle, sipariş etmeniz gereken dübel sayısını en aza indiren bir algoritma buldum. Görüntüyü işledikten sonra, yapmanız gereken kesim uzunluklarını bileceksiniz. Ayrıca sipariş edilebilecek dübel uzunluğunu da biliyorsunuz (benim durumumda bunlar 4 ayak dübeldi). Bu sorunu çözmek için sayısal bir yöntem kullandım.

Algoritmam, görüntüdeki sütunlar arasında geçiş yapar ve yükseklikleri toplar. Resimdeki bir sonraki yükseklik, sipariş edilebilecek dübellerin uzunluğunu aşarsa (kesmeyi hesaba katmak için 4 fitten biraz daha az), o zaman atlanır. Bu işlem, 4 fit'e ulaşılana kadar veya tüm görüntü boyunca geçiş yaptığınızda devam eder. Ardından, sipariş ettiğiniz her bir dübel çubuğu için yapılan kesimlerin uzunluğunu ve o parçanın görüntüdeki konumunu belirten bir veri yapısı oluşturulur. Bu yaklaşım, bir dübel çubuğunun kesiklerinin birbirine karışmaması için birbirine yakın tutulmasına yardımcı olur. En verimli ve kesin bir çözüm değil, ama işe yarıyor.

Yukarıda gösterilen video, minimizasyon algoritmasının nasıl çalıştığını ve verilerin nasıl saklandığını ve görüntülendiğini açıklar. Görüntünün işlenmesi, kesilen dübellerin en aza indirilmesi ve çıktının görüntülenmesi için kod ektedir.

İşte kavela heykelimin bir özeti:

Görüntü boyutları: 53 x 80

Kesim sayısı: 4240

Kullanılan toplam dübel uzunluğu: 76847 cm

Birim uzunluğu 119,92 cm olan 646 dübel satın almanız gerekmektedir.

Adım 4: Heykel için Pegboard Oluşturma

Kontrplakları daire testere veya masa testeresi ile kesin. Boyutların sahip olduğunuz piksel sayısıyla ve istediğiniz boşlukla eşleşmesi gerekir. Örneğin, 53 x 80 piksele sahiptim ve kontrplak 82,5 x 123 cm olacak şekilde kesilmesi için yaklaşık 1,5 cm boşluk istedim.

53*1.5 + 1.5*2 = 82.5 cm (1.5*2 bordür içindir)

80*1.5 + 1.5*2 = 123 cm

Ayarlanabilir T-kareyi kullanarak heykelde yer alacak tüm satır ve sütunlar için çizgiler çizdim. Daha sonra, kontrplakta 90 derecelik bir delik açmak için Izzy Swan tarafından tasarlanan cihazı yaptım. İşte yayınladığı videoya bir bağlantı. Bu cihaz, tüm pano üzerinde aynı derinlikte delinmiş düz delikler için çok iyi çalıştı. Tahtada kalan kötü izler daha sonra ahşap macun kullanılarak temizlendi.

İsteğe bağlı bir adım, tahtayı boyamaktır. Bunu bazı macun ve kötü noktaları örtmek için yaptım. Resim, bu görüntünün kontur çizgileridir. Son heykelde bu tabloyu dübellerin yoğunluğundan dolayı görmek zor.

Adım 5: Birçok Dübel Çubuğunu Kesmek

Projenin bir sonraki bölümünde, çok sayıda dübel kesmeniz ve konumlarını takip etmeniz gerekecek. Bir seferde beş dübel çubuğu kesmeye karar verdim (buna bir dizi dübel çubuğu olarak değineceğim). Oluşturduğum kesme algoritması, demetteki her bir dübelin kesilmesi gereken uzunluğu gösteriyor (resme bakın). Bu mesafeyi cetvelle ölçtüm ve dübelin etrafını tamamen saran bir parça ressam bandıyla işaretledim. Bu önemlidir çünkü daire testere ile kesilirken dübel çubuğunun parçalanmasını önler. Daha sonra dübel çubuğu demeti testere ile kesilmek üzere hizalanır.

Ucuz kontrplaktan ve dübel demetinin bir yarıkta dinlenmesini sağlayan 2x4'lerden ahşap bir tutucu tasarladım. Bu yarığa dik olan daire testere için bir kılavuzdu. Bantla yerine sabitlenen dübellerle, demet içindeki tüm dübelleri bir kerede kesmek için daire testere kılavuz boyunca düşürülür. Daha sonra dübeller etiketlenir, böylece dübel çubuklarının pegboard'da nereye yerleştirileceğini bilirsiniz. Gerçek pozisyon oluşturduğum programda saklandığından, gerekli olan tek şey kesim numarasıydı. Bu işlem demetteki tüm kesimler tamamlanana kadar tekrarlanır ve ardından beş yeni dübel kesilir. Çok fazla kesinti olduğu için, odaklanmak ve çok fazla mola vermek çok önemlidir. Yukarıdaki video da tüm süreci açıklamaktadır.

Sonunda, panoya yerleştirilecek bir ton dübel çubuğu vardır, bu nedenle hatırlanması kolay bir etiketleme sistemi kullanmak çok önemlidir. Yukarıdaki resim, bu projede kesilen dübellerin sadece yarısını göstermektedir!

Adım 6: Dübel Çubukları Panoya Yerleştirme

Resmi olarak bir ton dübel çubuğunuz kesildi. Bunları tahtaya verimli bir şekilde yerleştirmek için ucuz kontrplaktan birkaç geçici tutma tahtası oluşturmak faydalı olabilir. Resimlerden birinde, pegboard'daki yaklaşık beş sütuna karşılık gelen geçici bir tutma tahtası görebilirsiniz.

Kesilen dübeller paketten çıkarılarak ucu ince zımpara kağıdı ile zımparalanmıştır. Bu işi istekli bir arkadaşla paylaşmak harika. Bu gerçek bir dostluk testidir. Arkadaşınız yardım ettikten sonra, ona bir akşam yemeği hazırlamanız veya başka bir DIY projesinde onlara yardım etmeniz gerekiyor.

Zımparalamadan sonra dübel çubukları geçici tutma tahtasına taşınır. Etiketleme kuralı ve Matlab programının çıktısı, her bir dübelin doğru konuma yerleştirilmesi için kullanılır. Pegboard'daki bir sütun boyunca yaklaşık beş deliğin kenarları boyunca bir miktar ahşap tutkalı eklenir. İlgili beş dübel daha sonra tahtaya yerleştirilir. Dübel çubuklarını tamamen tahtaya sürmek için bir çekiç kullanabilirsiniz.

Birkaç dübel çubuğunun aynı anda hizalanmasının nedeni, dübellerin yerleştirildikleri konumda "anlamlı" olduğundan emin olmaktır. Bir dübel çok küçük veya çok kısa görünüyorsa, bu konumda olması gereken uzunluk için programı iki kez kontrol edebilirsiniz. Dübelleri yeniden kesmeniz gerekebilir veya dübel çubuğunu tahtaya ne kadar süreceğinizi ayarlayabilirsiniz.

Bu yerleşimi ve dübel çubuklarının hizalanmasını bir seferde yaklaşık üç sütun için tekrarladım. Ayrıca, ahşap tutkalı kuruduğunda kavela çubuklarının düz olmasını sağlamak için kavela çubuklarının ucuna giden bir hizalama aracı tasarladım ve 3D yazdırdım. Bu adaptörün kullanıldığını fotoğraflardan birinde görebilirsiniz. Bu bağdaştırıcı için bir STL dosyası eklenmiştir. Dübel çapına ve aralığına bağlı olarak yeniden tasarlamanız gerekebilir.

Adım 7: Bitmiş Yapı ve Bazı Tavsiyeler

Tüm dübel çubuklarını delikli panoya yerleştirmeyi ve hizalamayı bitirdiğinizde, heykeliniz tamamlanmıştır! Yukarıda, yaptığım kavela heykelinin birkaç fotoğrafı daha gösteriliyor. Çoğunlukla, sonuçtan memnunum. Ancak benzer bir proje yapmayı düşünenler için birkaç tavsiyem var:

1. Bu yapıdan (53 x 80) daha küçük boyutlar yapmayı düşünün. Bu proje, planlama aşamalarında bir patlama oldu ve tüm karışıklıklar çözüldükten sonra oldukça meditatif oldu. Ancak, el emeği bazen monoton hale geldi. Ayrıca, fikri tasarladığım günden yaklaşık iki yıl sonra tamamlamam çok uzun zaman aldı!

2. Daha kalın kavela çubukları kullanın ve/veya kavela çubuk heykelinin maksimum yüksekliğini kısaltın. Hizalama aletiyle bile, dübel çubuklarını iyi hizada tutmakta zorlandım. Daha büyük çaplı dübel çubukları veya daha kısa yükseklikler yardımcı olabilirdi.

3. Heykelin delikli pano tabanı için kontrplaktan daha kaliteli bir tahta parçası kullanın. Heykelin altında, dübel çubuklarını tahtaya çok fazla sokmaktan kaynaklanan çatlaklar var.

4. Pegboard'u boyamak için fazla zaman harcamayın; dübel çubukları zaten çoğunu kaplar.

5. Arkadaşlarından yardım iste! 4000 dübel çubuğunu zımparalamak, tamamlanması garip bir iştir, bu yüzden neden birkaç iyi arkadaşınızla paylaşmıyorsunuz?

İyi şanlar!