；
[0044]步骤2.4、为了使最终的三维显示效果优良，轮廓清晰，对二值化后的图像进行轮廓提取，得到每一个截面的边缘信息，并得到其图像矩阵，作为最后LED灯亮灭的显示控制信息。依据最终设备的要求我们要使用12个面阵LED灯，因而将其图像矩阵分割成12部分，这样即可得到每一个面阵LED灯对应显示控制信息。
[0045]步骤3、通过单片机b2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4 (LED灯板4包括若干面阵LED灯，面阵LED灯包括若干LED灯)旋转，实现了旋转式3D走马灯。
[0046]旋转式3D走马灯，如图3所示，包括依次连接的电机6 (采用步进电机)、驱动器5、单片机al (单片机al采用AT89S52单片机)、单片机b2 (单片机b2采用AT89S52单片机)、LED灯板4，单片机b2、LED灯板4还均与驱动芯片3连接，LED灯板4固定在主轴上，主轴通过导电滑环与电机6连接。
[0047]单片机al、驱动器5、电机6组成旋转驱动部分，单片机al通过驱动器5来驱动步进电机6，单片机b2、驱动芯片3、LED灯板4组成图像显示部分，单片机b2通过驱动芯片3来共同完成对LED灯板4的控制，单片机al给单片机b2发脉冲信号，LED灯板4固定在主轴上，步进电机6通过导电滑环带动主轴转动，从而带动显示面板旋转。
[0048]步进电机6是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机6按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。在这项发明中，主要就是依据步进电机6的这项特性，来进行旋转角度控制。因为我们要显示的是一组奔马动画，而一个动作的分层截面共有48片，因而只有对每一个截面的显示角度精确控制，才能够最终得到完美的三维效果。
[0049]图像显示部分使用12片单片机b2 (AT89S52单片机)、12个驱动芯片3(SN74LS245)、12 片共阴极面阵 LED 灯(DM880221D38)。
[0050]一个面阵LED灯上共有8*8 = 64个LED灯，如果直接采用单片机b2来对面阵LED灯模块进行控制，将会对其显示亮度产生影响，因此我们采用驱动芯片3SN74LS245进行驱动，以保证显示效果。SN74LS245八路总线收发器被设计用于数据总线之间的异步双向通信。SN74LS245的控制功能大大减小了对外部计时的要求。
[0051]当步进电机3带动LED灯板4旋转到一定角度时，控制面阵LED灯亮灭的单片机b2就可以根据计数器发来的脉冲数做出判断，进行对应截面的显示。在一个截面的显示中，主要是根据图像处理后得到的二值矩阵来进行控制，在面阵LED灯的控制中，只有当它的行和列对应电平一高一低时，对应的LED灯才能够被点亮。因而我们将得到的图像矩阵分配到十二片单片机b2中，每个单片机b2控制自己对应的面阵LED灯，按照选定列并将对应列置0，从而一行一行依次发送48组数据的方式，依次选定8列循环8次即完成面阵LED灯亮灭控制信息的发送。这样当行中发送数据为I时，对应的LED灯亮，而当行中发送数据为O时，对应的LED灯灭。在完成一个奔马动作的48个截面显示后，依次发送其他动作的截面数据，就能够得到一组栩栩如生的三维奔马动画图。
[0052]本发明一种旋转式3D走马灯的制作方法中，利用步进电机6通过导电滑环带动LED灯板4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不O
【主权项】
1.一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施: 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； 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； 步骤3、通过单片机b (2)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(4)旋转，实现了旋转式3D走马灯， 其中，LED灯板(4)包括若干面阵LED灯，面阵LED灯包括若干LED灯。2.根据权利要求1所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述步骤I的具体实现过程为: 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； 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； 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。3.根据权利要求1所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现过程为: 步骤2.1、对步骤I中得到的分层截面图进行压缩处理； 步骤2.2、对步骤2.1压缩处理后的图像进行灰度化处理； 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； 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。4.根据权利要求3所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述步骤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。5.根据权利要求3所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述步骤2.3中采用阈值法对图像进行二值化处理。6.根据权利要求1所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述步骤I中旋转式3D走马灯包括依次连接的电机￠)、驱动器(5)、单片机a(l)、单片机b(2)、LED灯板(4)，单片机b (2)、LED灯板(4)还均与驱动芯片(3)连接，LED灯板(4)固定在主轴上，主轴通过导电滑环与电机(6)连接。7.根据权利要求6所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述单片机a (I)、单片机b (2)均采用AT89S52单片机。8.根据权利要求6所述的一种旋转式3D走马灯的制作方法，其特征在于，所述驱动芯片(3)的型号为SN74LS245。
【专利摘要】本发明公开了一种旋转式3D走马灯的制作方法，具体按照以下步骤实施：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；步骤2、对步骤1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；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。本发明利用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动态显示。
【IPC分类】G06T17/00
【公开号】CN104915985
【申请号】CN201510337009
【发明人】徐宏伟, 李敏娟, 冯少源, 陈凯, 王嘉诚
【申请人】西安理工大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月17日