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系統識別號 U0026-0812200912010887
論文名稱(中文) 平面影像轉換淺浮雕之概念軟體及快速原型技術驗證研究
論文名稱(英文) Software Development and Rapid Prototyping Verification on the Transformation from 2D Image to 3D Low Relief
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics
學年度 94
學期 2
出版年 95
研究生(中文) 吳賜鵬
研究生(英文) Sih-Peng Wu
電子信箱 peng289312423@yahoo.com.tw
學號 p4693140
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 67頁
口試委員 口試委員-王覺寬
口試委員-謝成
指導教授-賴維祥
中文關鍵字 彩色浮雕  淺浮雕  快速原型  切層  三維列印 
英文關鍵字 Model Slicing  3D Printing  Rapid Prototyping  Low Relief  Colorful 3D Relief 
學科別分類
中文摘要   傳統浮雕製作耗時且成本昂貴,近年來各種先進的2D影像資料擷取技術與設計軟硬體技術,以及快速模具等技術之成熟,因此若能利用快速原型系統加上平面影像轉換浮雕之軟體技術,即可將2D影像資料快速地製造成立體浮雕,創造屬於個人化的商品和藝術品。

  本論文提出軟體研發以及硬體驗證的整合方式。軟體研發部分,將一般影像BMP檔案讀入,影像的灰階會因為光線照射會有深淺明暗的不同,每一個像素點的灰階可以看成是立體曲面上的資料,定義每一像素高度值。利用切層演算法去選取每一切層的平面,經由像素顏色的比對,可找出彩色切層的像素,經由輸出,可製作出彩色浮雕。利用Visual C++程式語言並使用OpenGL來進行以上的演算。硬體驗證部份以三維列印為主體,利用一般二維列印的噴印模組,結合程序控制的機構以及成型村料,接收來自PC端的列印資料,層層堆積製作物件。本研究經由驗證成功的製造淺浮雕成品,可確定軟體資料輸出的正確性及結合硬體整合系統的可行性。



英文摘要   Traditional 3D low relief technique are both costly and time-consuming. However, in recent years, due to the availability of various sophisticated 2D image processing software and rapid tooling techniques, it can be made by rapid prototyping through the use of image-3D relief conversion software. One can use 2D image data to rapidly produce 3D relief, creating his personal styled products and art works.

  This dissertation demonstrates a software-hardware integration technique of rapid prototyping. BMP format images can be processed by this new developed software. Different levels of darkness are shown on its grey-level which is also used to represent information of 3D surface by defining the height of each pixel. Establish the model slicing algorithm to obtain each plane of cross section, and these data will be transferred to rapid prototyping for relief manufacturing. The pixels of colored slices can also be found by comparing the colors of the pixels which will further allow colorful 3D relief fabrication. Visual C++ and OpenGL are used to perform the calculation. Hardware verification has also been done by using 3D printer. The results of the verification of the software and hardware integration show the relief can be made successfully, and the colorful relief software is also established to be verified in the future.



論文目次 授權書
簽署人須知
簽名頁
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄 I
表目錄 III
圖目錄 IV
符號說明 VI

第一章 緒論 1
 1-1 前言 1
 1-2 研究動機與目的 3
 1-3 文獻回顧 4
 1-4 研究方法 6

第二章 數位影像處理 7
 2-1 灰階處理 8
 2-2 二值化函數與反白函數 9
 2-3 長條圖統計 11
 2-4 影像強化 12
  2-4-1 對比伸長強化函數 13
  2-4-2 長條圖強化 14
 2-5 影像濾波 17
  2-5-1 高通濾波 17
  2-5-2 低通濾波 18
  2-5-3 中值濾波 19

第三章 淺浮雕軟體設計 21
 3-1 軟體設計需求 21
 3-2 軟體架構 21
  3-2-1 物件導向 22
  3-2-2 影像檔案格式 22
  3-2-3 軟體流程圖 25
  3-2-4 視窗程式整合架構 26
  3-2-5 OpenGL與3D視窗繪圖 27
  3-2-6 切層演算 28
  3-2-7 繪圖裝置與列印 35

第四章 系統整合驗證與結果討論 37
 4-1 單色切層輸出 38
 4-2 彩色切層輸出 43
 4-3 輸出細部驗證 48
 4-4 硬體架構 50
  4-4-1 定位控制模組 52
  4-4-2 噴印驅動模組 53
  4-4-3 成型材料模組 56
 4-5 實體輸出驗證 57
  4-5-1 單色浮雕驗證 57

第五章 結論 60

第六章 未來工作 62

參考文獻 64
附錄 66
自述 67
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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2008-07-26起公開。
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