一种旋转式3d走马灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机电一体化技术领域，具体涉及一种旋转式3D走马灯的制作方法。
【背景技术】
[0002]市场上现在流行的时尚产品一一摇摇棒，是基于人眼视觉暂留特性和电子数码技术制成的线阵LED运动成像产品。它采用现有的字模软件对所选择的简单的文字、符号或图像等信息等进行提取并直接在下位机中使用，下位机显示部分由一组发光二极管排列而成，在一个扇形平面内摇动时能显示各种文字、符号或图案信息。目前市场上大部分产品都是基于上述原理，LED灯的显示主要应用于图像的平面显示，通过对数字、文字及图像的显示来制作广告牌及装饰画等。而LED灯在三维显示，尤其是其三维动态显示方面的发展还处于空白阶段。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种旋转式3D走马灯的制作方法，可以获得图像的三维动态显示效果。
[0004]本发明所采用的技术方案是，一种旋转式3D走马灯的制作方法，具体按照以下步骤实施:
[0005]步骤1、对旋转式3D走马灯需要显示模型动画中的每一幅图进行三维建模和层切处理，得到分层截面图；
[0006]步骤2、对步骤I中得到的每一个分层截面图进行图像处理，得到每层截面的图像信息，并转化为面阵LED灯开关控制量；
[0007]步骤3、通过单片机b控制面阵LED灯的亮灭，同时步进电机通过导电滑环带动LED灯板旋转，实现了旋转式3D走马灯，
[0008]其中，LED灯板包括若干面阵LED灯，面阵LED灯包括若干LED灯。
[0009]本发明的特点还在于:
[0010]步骤I的具体实现过程为:
[0011]步骤1.1、根据将要实现的最终效果制作一组需要显示模型的三维动画，并对其进行动作分解；
[0012]步骤1.2、根据面阵LED灯的尺寸按照一定的比例和尺寸对步骤1.1中动作分解后的每一个动作进行三维建模；
[0013]步骤1.3、对步骤1.2中建立好的三维模型进行层切处理，得到若干分层截面图。
[0014]步骤2的具体实现过程为:
[0015]步骤2.1、对步骤I中得到的分层截面图进行压缩处理；
[0016]步骤2.2、对步骤2.1压缩处理后的图像进行灰度化处理；
[0017]步骤2.3、对步骤2.2灰度化处理后的图像进行二值化处理；
[0018]步骤2.4、对步骤2.3中二值化处理后的图像进行轮廓提取，得到每一个分层截面图的边缘信息，并得到其图像矩阵，作为LED灯亮灭的控制信息。
[0019]步骤2.1中压缩处理后的图像纵向像素点与LED灯板上的LED灯纵向个数相等，横向像素点与LED灯板上的LED灯横向个数相等，使得每个LED灯对应一个像素点。
[0020]步骤2.3中采用阈值法对图像进行二值化处理。
[0021]步骤I中旋转式3D走马灯包括依次连接的电机、驱动器、单片机a、单片机b、LED灯板，单片机b、LED灯板还均与驱动芯片连接，LED灯板固定在主轴上，主轴通过导电滑环与电机连接。
[0022]单片机a、单片机b均采用AT89S52单片机。
[0023]驱动芯片的型号为SN74LS245。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025]①本发明一种旋转式3D走马灯的制作方法，在以往运用LED进行图像平面显示的基础上，大胆的提出了步进电机通过导电滑环带动LED灯板高速旋转从而产生旋转平面，通过在旋转平面内随时掌握旋转角度信息，在合适的位置进行面阵LED灯亮灭的控制，对待显示图像的截面依次显示实现了图像的立体三维显示；
[0026]②本发明一种旋转式3D走马灯的制作方法，运用了三维动画制作技术，对一组待显示图像动作进行分解，之后产生相应的控制量，通过单片机控制相对应的LED灯板，利用人的视觉暂留现象实现了一组三维动画的显示，打破了只能静态显示的局限，实现了运用LED面阵进行图像的动态三维显示；
[0027]③本发明一种旋转式3D走马灯的制作方法，灵活使用相应三维建模软件及运用图像处理技术，能够对想要显示的图像和动画进行自由创造，而不再局限于现有的字模软件，具有很强的灵活性和创造性，能够实现多领域各方面的应用。
【附图说明】
[0028]图1是本发明实施例中其中一个三维奔马动作图；
[0029]图2是本发明实施例中部分分层截面图；
[0030]图3是本发明中旋转式3D走马灯的电路连接图。
[0031]图中，1.单片机a，2.单片机b，3.驱动芯片，4.LED灯板，5.驱动器，6.电机。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0033]本发明方法的基础就在于人的视觉暂留现象。视觉暂留(durat1n of vis1n)是人眼具有的一种性质。人眼观看时，成像于上，并由输入，感觉到物体的像。但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。人在观看时，银幕上映出的是一张一张不连续的像，每秒钟要更换24张画面。但由于的视觉暂留作用，一个画面的印象还没有消失，下一张稍微有一点差别的画面又出现了，所以看上去感觉动作是连续的。
[0034]基于这种原理，本发明一种旋转式3D走马灯的制作方法(以奔马动画为例)，我们提出了通过导电滑环带动步进电机6高速旋转的过程中，将一组奔马动画进行动作分解，对每一个动作进行层切，得到48个截面，通过在MATLAB中进行图像处理，提取每一个截面信息，在下位机中将这些截面信息依照一定的方法，通过相应的角度控制，对每一幅截面依次显示，从而形成一组栩栩如生的三维奔马动画，完成旋转式3D梦幻走马灯的制作。
[0035]具体按照以下步骤实施:
[0036]步骤1、对奔马动画中的每一幅图进行三维建模和层切处理，得到分层截面图:
[0037]步骤1.1、根据将要实现的最终效果制作一组奔马的三维动画，并对其进行动作分解；
[0038]步骤1.2、根据面阵LED灯的尺寸选择三维建模软件3DMax按照一定的比例和尺寸对步骤1.1中动作分解后的每一个三维奔马动作进行三维建模(如图1所示为其中一个三维奔马动作)；
[0039]步骤1.3、对步骤1.2中建立好的三维模型按照后续的数据要求，进行相应的层切处理，每一个动作模型得到48个分层截面图(部分截面图如图2 (a)、图2 (b)、图2 (c)所示)O
[0040]步骤2、对步骤I中得到的每一个分层截面图进行图像处理，得到每层截面的图像信息，并转化为面阵LED灯开关控制量:
[0041]步骤2.1、首先基于设备的要求对图像进行压缩处理，要求压缩后的图像纵向像素点为48个，横向像素点为16个，这样当我们在设备中采用12个8*8的LED模块时，就能够使一个LED灯对应一个像素点，使图像的显示更加的清晰精准；
[0042]步骤2.2、为了下一步的图像二值化，以便于得到最终的LED灯控制信息，对压缩后的图像进行相应的灰度化处理；
[0043]步骤2.3、采用阈值法对图片进行二值化，可以根据每幅图片的侧重点选择不同的阈值，从而完成对每幅图片的精细表达