Mengubah Gambar Menjadi Patung Batang Dowel: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Dalam proyek ini, saya mengubah gambar balon udara panas menjadi patung batang kayu. Struktur terakhir adalah transformasi informasi digital yang disimpan dalam foto menjadi objek 3D fisik. Saya membuat patung untuk membantu memvisualisasikan bagaimana gambar disimpan di komputer, serta menunjukkan skala besar informasi hanya dalam satu gambar yang Anda lihat di komputer. Kelihatannya keren juga! Instruksi ini akan membahas cara membuat patung batang dowel berbasis gambar milik Anda sendiri.

Inilah ide dasarnya. Setiap gambar digital terdiri dari banyak kotak kecil (piksel) dengan setiap kotak diberi beberapa nilai intensitas. Daerah yang sangat gelap pada foto memiliki piksel dengan nilai intensitas rendah, sedangkan daerah yang terang (misalnya balon) memiliki nilai intensitas tinggi. Dalam pahatan, nilai intensitas pada setiap piksel dalam gambar diubah menjadi tinggi batang pasak. Daerah terang memiliki ketinggian yang tinggi, dan daerah gelap memiliki ketinggian yang rendah.

Patung yang saya buat memiliki dimensi 82,5 x 123 x 60 cm, dan 4230 batang pasak (53 baris kali 80 kolom) dipotong. Pada akhirnya, saya menggunakan batang dowel senilai hampir 1/2 mil, tetapi Anda dapat menskalakan patung Anda ke ukuran apa pun yang Anda suka. Proyek ini akan membutuhkan beberapa keterampilan pemrosesan gambar dan pertukangan. Deskripsinya juga tercantum di situs web saya: jrbums.com. Terima kasih telah memeriksanya!

Langkah 1: Daftar Pasokan

Bahan:

1. 5/16" x 48" Birch Dowels – menentukan jumlah yang Anda perlukan dijelaskan pada langkah 3, mungkin akan lebih banyak batang dowel daripada yang Anda pesan sepanjang hidup Anda (saya memesan di sini: https://www. cincinnatidowel.com/)

2. Kayu lapis tebal” (saya pikir saya menggunakan birch: https://www.homedepot.com/p/Columbia-Forest-Products-3-4-in-x-4-ft-x-8-ft-PureBond -Birch-Plywood-165921/100077837)

3. Pita pelukis

4. Lem kayu Elmer

5. Dempul kayu

6. Pipa logam dengan diameter 5/16” (Untuk panduan bor 90 derajat).

7. Zip ties (Untuk panduan bor 90 derajat).

8. Kayu lapis murah (Untuk panduan gergaji bundar)

9. 2 inci x 4 inci. x 96 in. Prime Kiln-Dried Whitewood Stud (Untuk pemandu gergaji bundar)

10. Kertas amplas halus (sekitar 200 - 300 grit)

11. Cat (opsional)

Peralatan:

1. Bor listrik dan mata bor 5/16” untuk kayu

2. Gergaji bundar

3. Pengamplas daya

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

5. MATLAB, atau perangkat lunak pengolah gambar lainnya

Silakan gunakan praktik pengerjaan kayu yang aman selama proyek ini! Ada satu ton batang kayu yang harus dipotong, jadi Anda harus sangat fokus dan banyak istirahat

Langkah 2: Mengubah Gambar 2D Menjadi Model 3D

Untuk menentukan panjang batang pasak pada patung, Anda harus melakukan beberapa pemrosesan gambar. Saya menggunakan Matlab, dan memposting kode di langkah 3 dari instruksi ini. Anda juga dapat menggunakan program perangkat lunak pengolah gambar lainnya.

Untuk memvisualisasikan transformasi dari RGB ke intensitas, saya memiliki video yang ditampilkan di atas. Peta warna palsu digunakan untuk menampilkan intensitas gambar (merah adalah intensitas tinggi dan biru adalah intensitas rendah). Video lain yang diposting di atas menunjukkan transformasi dari gambar intensitas 2D menjadi objek 3D.

Memuat gambar

Gambar balon udara panas dimuat ke Matlab dan diubah menjadi gambar skala abu-abu. Berikut adalah kode untuk melakukan ini di Matlab:

A = imread('bola.jpg'); % memuat gambar ke dalam matlab

A = rgb2abu-abu(A); % konversi RGB ke skala abu-abu

A = ganda(A)/maks(ganda(A(:))); % menormalkan gambar skala abu-abu dan mengonversi menjadi dua kali lipat

Downsampling gambar

Dimensi asli gambar adalah 2572 x 3873, cara memotong banyak pasak dengan tangan (kecuali jika Anda ingin gila!). Oleh karena itu, gambar di-downsampling sehingga pikselnya jauh lebih sedikit, dan oleh karena itu batang dowel yang dipotong jauh lebih sedikit. Saya juga menggunakan filter spasial untuk menghaluskan gambar sehingga strukturnya akan tampak lebih berkesinambungan. Akhirnya, gambar dinormalisasi sehingga intensitas maksimum adalah 1.

A = imresize(A, 0.0205); % gambar ulang sampel menjadi 2,05% dari ukuran gambar asli

A = medfilt2(A); % gambar halus

A = ganda(A)/maks(ganda(A(:))); % menormalkan gambar skala abu-abu dan mengonversi menjadi dua kali lipat

Mengubah ke panjang batang dowel

Pada titik ini, gambar disimpan sebagai matriks 53 x 80 dengan nilai mulai dari 0 hingga 1. Untuk mengonversi matriks ini menjadi matriks yang terdiri dari panjang batang pasak, Anda mengalikannya dengan tinggi maksimum yang Anda inginkan untuk pahatan pasak Anda. Saya memilih 60 cm untuk saya. Anda kemudian perlu menambahkan beberapa panjang ekstra ke pasak untuk mendorong batang pasak ke papan. Ini juga memastikan bahwa potongan batang dowel tidak terlalu kecil. Saya mengatur ini menjadi 2,5 cm (1 inci).

AmaxH=60; % Tinggi maksimum patung (dalam cm)

kedalaman bor=2,54; % Panjang tambahan ditambahkan ke batang dowel sehingga dapat didorong ke papan (1 inci)

Panjang=A.*AmaksH; % Beberapa matriks gambar dengan tinggi maksimum untuk mengonversi matriks gambar menjadi panjang batang dowel

Alength=Panjang+Kedalaman bor; % Tambahkan kedalaman bor

Di bagian proyek ini, Anda akan memutuskan seberapa besar patung yang Anda inginkan. Anda dapat mengatur skala downsample (menyesuaikan skala dalam imresize), dan ketinggian dowel maksimum. Biaya dan berapa lama Anda ingin mengerjakan proyek harus dipertimbangkan saat memilih penskalaan. Bahkan patung berukuran 53 x 80 piksel yang saya buat membutuhkan pemotongan 4240 batang dowel! Proyek ini memakan waktu lebih lama dari yang saya kira, dan saya berharap bahwa saya telah mengambil lebih banyak waktu mempertimbangkan berapa banyak untuk menurunkan sampel gambar.

Langkah 3: Menentukan Jumlah Batang Dowel yang Dibutuhkan

Dalam proyek ini, ada banyak potongan batang dowel dengan panjang variabel. Oleh karena itu, saya membuat algoritme yang meminimalkan jumlah batang dowel yang perlu Anda pesan. Setelah memproses gambar, Anda akan mengetahui panjang potongan yang perlu Anda buat. Anda juga tahu panjang batang dowel yang bisa dipesan (dalam kasus saya, mereka adalah batang dowel 4 kaki). Saya menggunakan metode numerik untuk memecahkan masalah ini.

Algoritma saya menggilir kolom pada gambar dan menambahkan ketinggian. Jika ketinggian berikutnya pada gambar melebihi panjang pasak yang dapat dipesan (sedikit kurang dari 4 kaki untuk memperhitungkan pemotongan), maka itu akan dilewati. Proses ini dilanjutkan sampai 4 kaki tercapai atau saat Anda menggilir seluruh gambar. Struktur data kemudian dibuat yang menentukan panjang potongan yang dibuat untuk setiap batang dowel yang Anda pesan, serta lokasi potongan itu dalam gambar. Pendekatan ini membantu menjaga potongan satu batang dowel dekat satu sama lain agar tidak tercampur. Ini bukan solusi yang paling efisien dan tidak tepat, tetapi berhasil.

Video yang ditampilkan di atas menjelaskan bagaimana algoritma minimisasi bekerja dan bagaimana data disimpan dan ditampilkan. Kode untuk memproses gambar, meminimalkan potongan batang dowel, dan menampilkan output dilampirkan.

Berikut adalah ringkasan untuk patung batang dowel saya:

Dimensi gambar: 53 x 80

Jumlah pemotongan: 4240

Total panjang batang dowel yang digunakan: 76847 cm

Anda perlu membeli 646 batang dowel dengan panjang satuan 119,92 cm

Langkah 4: Membuat Pegboard untuk Patung

Potong kayu lapis dengan gergaji bundar atau gergaji meja. Dimensi harus sesuai dengan jumlah piksel yang Anda miliki dan jarak yang Anda inginkan. Misalnya, saya memiliki 53 x 80 piksel dan menginginkan jarak sekitar 1,5 cm sehingga kayu lapis dipotong menjadi 82,5 kali 123 cm.

53*1.5 + 1.5*2 = 82.5 cm (1.5*2 adalah untuk perbatasan)

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

Dengan menggunakan T-square yang dapat disesuaikan, saya menggambar garis untuk semua baris dan kolom yang akan ada di patung. Saya kemudian membangun perangkat yang dirancang oleh Izzy Swan untuk mengebor lubang 90 derajat ke dalam kayu lapis. Berikut ini tautan ke video yang dia posting. Perangkat ini bekerja sangat baik untuk mengebor lubang lurus dengan kedalaman yang sama di seluruh papan. Setiap tanda buruk yang tersisa di papan kemudian dibersihkan menggunakan dempul kayu.

Langkah opsional adalah mengecat papan. Saya melakukan ini untuk menutupi beberapa dempul dan bintik-bintik buruk. Lukisan itu adalah garis kontur gambar ini. Pada patung akhir sulit untuk melihat lukisan ini karena kepadatan batang dowel.

Langkah 5: Memotong Banyak Batang Dowel

Di bagian proyek selanjutnya, Anda harus memotong banyak batang kayu dan melacak posisinya. Saya memutuskan untuk memotong lima batang dowel sekaligus (saya akan menyebutnya sebagai bundel batang dowel). Algoritma pemotongan yang saya buat menampilkan panjang yang harus dipotong oleh setiap pasak dalam bundel (lihat gambar). Saya mengukur jarak ini dengan penggaris dan menandainya dengan selotip pelukis yang benar-benar melilit paku kayu. Ini penting karena mencegah batang dowel pecah saat dipotong dengan gergaji bundar. Bundel batang pasak kemudian disejajarkan untuk dipotong dengan gergaji.

Saya merancang dudukan kayu dari kayu lapis murah dan 2x4 yang memungkinkan bundel batang pasak untuk beristirahat di celah. Tegak lurus celah ini adalah panduan untuk gergaji bundar. Dengan pasak yang diamankan di tempatnya dengan selotip, gergaji lingkaran dijatuhkan di sepanjang pemandu untuk memotong semua pasak di bundel sekaligus. Dowels kemudian diberi label sehingga Anda tahu di mana batang dowel akan ditempatkan di pegboard. Nomor potong adalah semua yang diperlukan karena posisi sebenarnya disimpan dalam program yang saya buat. Prosedur ini diulang sampai semua pemotongan selesai dalam bundel, dan kemudian lima batang dowel baru dipotong. Karena ada begitu banyak potongan, sangat penting untuk tetap fokus dan banyak istirahat. Video di atas menjelaskan seluruh proses juga.

Pada akhirnya, ada satu ton batang dowel untuk ditempatkan di papan, jadi sangat penting untuk menggunakan sistem pelabelan yang mudah diingat. Gambar di atas menunjukkan hanya setengah dari pasak yang dipotong dalam proyek ini!

Langkah 6: Menempatkan Batang Dowel Ke Papan

Anda secara resmi memiliki TON batang dowel yang dipotong. Untuk menempatkannya secara efisien ke dalam papan, mungkin berguna untuk membuat beberapa papan penahan sementara dari kayu lapis yang murah. Di salah satu gambar, Anda dapat melihat papan penahan sementara yang sesuai dengan sekitar lima atau lebih kolom di papan pasak.

Batang dowel yang dipotong dibongkar dan ujungnya diampelas dengan kertas pasir halus. Pekerjaan ini sangat bagus untuk dibagikan dengan teman yang bersedia. Ini adalah ujian sejati persahabatan. Setelah teman Anda membantu, Anda diminta untuk memasak makan malam untuk mereka atau membantu mereka dengan proyek DIY lainnya.

Setelah pengamplasan, batang dowel dipindahkan ke papan penahan sementara. Konvensi pelabelan dan output dari program Matlab digunakan untuk menempatkan setiap dowel pada posisi yang benar. Setetes lem kayu ditambahkan di sepanjang tepi sekitar lima lubang di sepanjang kolom di papan pasak. Lima pasak yang sesuai kemudian ditempatkan di papan tulis. Anda dapat menggunakan palu untuk mendorong batang dowel ke papan sepenuhnya.

Alasan menyejajarkan beberapa batang pasak sekaligus adalah untuk memastikan bahwa pasak "masuk akal" pada posisi penempatannya. Jika pasak terlihat terlalu kecil atau terlalu pendek, Anda dapat memeriksa ulang program untuk mengetahui panjang yang seharusnya berada pada posisi tersebut. Anda mungkin harus memotong kembali pasak atau Anda dapat menyesuaikan seberapa jauh Anda mendorong batang pasak ke papan.

Saya mengulangi penempatan dan penyelarasan batang dowel ini untuk sekitar tiga kolom sekaligus. Saya juga mendesain dan mencetak 3D alat pelurus yang berada di ujung batang dowel sehingga lebih mudah untuk memastikan bahwa batang dowel lurus saat lem kayu mengering. Anda dapat melihat adaptor ini digunakan di salah satu foto. File STL untuk adaptor ini dilampirkan. Anda mungkin harus mendesain ulang tergantung pada diameter dan jarak batang dowel.

Langkah 7: Struktur Selesai dan Beberapa Saran

Setelah Anda selesai menempatkan dan menyelaraskan semua batang pasak ke papan pasak, patung Anda selesai! Ditampilkan di atas adalah beberapa foto lagi dari patung batang kayu yang saya buat. Untuk sebagian besar, saya senang dengan hasil akhirnya. Namun, ada beberapa saran yang saya miliki untuk siapa pun yang berpikir untuk melakukan proyek serupa:

1. Pertimbangkan untuk membuat dimensi yang lebih kecil dari struktur ini (53 x 80). Proyek ini merupakan ledakan dalam tahap perencanaan, dan cukup meditatif setelah semua kekusutan diselesaikan. Namun, pekerjaan manual terkadang menjadi monoton. Saya juga butuh waktu lama untuk menyelesaikannya, sekitar dua tahun setelah hari saya menyusun ide itu!

2. Gunakan batang dowel yang lebih tebal dan/atau buat tinggi maksimum pahatan batang dowel lebih pendek. Bahkan dengan alat pelurus, saya mengalami kesulitan menjaga batang pasak tetap lurus. Batang dowel berdiameter lebih besar atau ketinggian yang lebih pendek akan membantu.

3. Gunakan potongan kayu berkualitas lebih tinggi daripada kayu lapis untuk alas pegboard patung. Di bawah patung ada retakan karena memalu batang pasak terlalu jauh ke papan.

4. Jangan menghabiskan banyak waktu untuk mengecat pegboard; batang dowel menutupi sebagian besar.

5. Mintalah bantuan teman! Mengamplas 4000 batang dowel adalah tugas yang aneh untuk diselesaikan, jadi mengapa tidak membaginya dengan beberapa teman baik.

Semoga beruntung!