还记得 YouTube 上篮板博主肖恩·怀顿 (Shane Wighton) 的“100%投篮命中率”吗? 近日,他又更新了视频。 为了适应即将到来的万圣节,他制作了一台“3D南瓜雕刻机”。 嗯,看起来就像上面的图片。
这图……明显是P的。 没错,消化菌有点调皮了~南瓜雕刻机看起来不是这样的,但是这张图中的机器是我的灵感来源。
细心的读者可能发现了,这不是他在疫情期间担任的“机器人理发师”! 正确答案。
肖恩发布了剪发机器人的视频后,网友们心痛不已。 “你不怕脸被抓伤吗?”
然后,谢恩的灵感来了。 如果把头换成南瓜会是什么效果?大概是这样的
话不多说,开始我们的南瓜雕刻之旅吧~
这个软件写得我几乎怀疑自己的人生,而且它只是使用了几个世纪前发明的投影方法。
制作这台雕刻机,我们面临很多问题。 首先,在硬件方面,制作这台机器需要哪些工具呢? 其次,在软件方面,应该编写什么样的程序才能将二维平面映射到南瓜上?
想到这里,谢恩抱怨道,他从来没有见过有人制作专门用来雕刻南瓜的机器人。 “也许是因为它真的很蠢,但我就是喜欢做这样的蠢事。”
既然你决心要做,就不要灰心,一一解决。
Shane 决定对原来的理发机器人进行一些改变。 毕竟剪头发不费力,但是雕刻南瓜,机器就需要坚固了。
最初的理发机器人基于五轴数控机床,有一个可以用来理发的特殊末端。 肖恩决定拆除旧机器人的一些附件,并用铣削主轴代替。 此外,他还进行了一些调整以承受数控铣削的严格要求。
经过Shane的一番“折腾”,南瓜雕刻机终于成型了。
理论上,机器可以在南瓜周围随意移动,但目前还无法雕刻。 也就是说,仅仅机器才完成了一半,成功的关键在于软件。
Shane最初的想法是随机找一张图片,将上面的图案映射到南瓜上,然后让机器根据图案进行雕刻。 结果,图案被雕刻到了南瓜上……也就是说,需要将 2D 图像转换为 3D。
那么问题来了,如何将2D图像转换为3D图像呢? 这个问题不仅困扰着谢恩。 几个世纪前,地理学家想在平面上绘制三维地球。
于是,Shane找到了一个很棒的投影方法——墨卡托投影。 简单来说,就是把地球膨胀成一个圆柱体,再把圆柱体膨胀成一个平面。
对于这个项目,墨卡托投影非常适合对平面图像进行 3D 化,因为当从纸张转换为球体时,南瓜上的垂直线相当于地球上的经线,水平线相当于纬线。
查阅了一些资料后,Shane开始设计代码。 他绞尽脑汁写了好几个小时,最后写出了什么呢? ? ?
Shane 几乎怀疑人生,“我不明白为什么这行不通。我已经输入墨卡托投影代码好几个小时了。”
经过一番调整,终于出现了这样的情况。 (这是他老婆的头像~)
但是,问题又来了,不是所有的南瓜都是那么圆,如果不碰南瓜就开始雕刻怎么办?
现在这么难写的软件都做好了,好了,问题也不大了。 肖恩想出了一种方法,使用一种特殊的工具来帮助定位机器,就像这样,一个蓝色的扳机:
当触发开关闭合时,表示已找到正确的位置,可以开始雕刻。
对于这台南瓜雕刻机,谢恩只希望两点:能够雕刻出形状,以及能够Lithophane(一种隐藏式雕刻技术,只有面对光源时才能清楚地看到图像)。
那么,我们就按照这两种切割方法来展示一下吧!
成品收集
剪出形状相对简单,谢恩计划将女儿的画刻在南瓜上,制作一个南瓜灯。
一切准备就绪,只需将图案转换为3D,就可以了!
可以说是相当成功了,“这个南瓜笑起来就像我只有三颗牙齿的女儿”。
我们来看看刚才提到的隐藏雕塑Lithophane,看看Shane都雕刻出了哪些杰作。
你能看出来吗,它看起来像一个迷你南瓜图案。 Shane表示他非常喜欢这个作品,虽然因为切口不够深所以看起来不是很明显。
不过用灯照一下就好看多了~可以清楚地看到迷你南瓜的纹理,“真是酷啊~”
还记得Shane 使用他妻子的头像来测试代码吗? 结果就在这里! 不得不说,雕刻出来的时候有点吓人。
光线下也很好看~
最后,这是成品合集:
祝大家万圣节快乐~
最后附上这段YouTube视频,播放量326w+!
BTW,想看更多Shane自制黑科技,请关注消化菌~
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