Zrnův Měsíc – 3D relativně nízký reliéf úplňku

14. října 2019 mi jeden pán s těžkým zrakovým postižením e-mailem poslal černobílý snímek Měsíce. Doplnil informace, že fotil někdy těsně před úplňkovou půlnocí 13. října 2019 s obyčejným fotoaparátem Nikon Coolpis L810.

V mžiku jsem si vzpomněl na časy před přibližně dvěma desítkami let. Tehdy jsem během jedné hvězdářské akce pro zrakově hendikepované hlasitě přemýšlel o tom, jak by se i lidé nevidomí mohli seznamovat s jevy na noční obloze prostřednictvím fotoaparátu a následného převedení získané fotografie na relativně nízký hmatný reliéf. Ano, šlo to tehdy. A dnes v některých případech ještě lépe to jde s relativně snadno ovladatelnými digitálními fotoaparáty.

Fotografie měsíčního úplňku v podobě, jak jsem ji obdržel. Měsíční kotouč není zcela vycentrován. Sice to není povinné, ale provedu úpravy fotografie tak, aby kotouč Měsíce o průměru přibližně 140 mm byl uprostřed černé čtvercové plochy o rozměru strany 160 mm.

Obrázek 1. Fotografie v podobě, jak byla dodána

Snímek měsíčního úplňku od pana Zrny se mi velmi líbil. Tak jsem si řekl, že je to skvělá příležitost opět si vyzkoušet softwarově převést fotografii do reliéfní podoby a reliéf vytisknout na 3D tiskárně. Pustil jsem se do toho… a šlo to pěkně rychle.

Tentokrát jsem nepoužil oblíbený OpenSCAD (vytvářel jsem s ním například reliéfy hvězdokup – viz článek Embosování hvězdokup v OpenSCADu), ale online nástroj nazvaný „Image to Litophane“, respektive „Litofán z obrázku“.

Litofánie je uměním tvorby specifického reliéfu, v historii především z porcelánu, který je prosvícen, aby světlo reliéfu dodalo požadovanou podobu. Například některé porcelánové šálky měly podední právě litofánové, takže po dopití nápoje bylo možné na rovném dně sledovat průsvitný reliéf znázorňující mnohdy neobyčejně realistický obraz.

V dnešní době se litofánové reliéfy vyrábí též za pomocí CNC stroje nebo s použitím 3D tiskárny. A právě tomuto typu výroby vychází vstříc online nástroj „Image to Litophane“.  Postup je velmi jednoduchý:

  • Obrázek podle potřeby upravit v grafickém editoru. Fotografii od pana Zrny jsem upravil tak, aby Měsíc byl vycentrován v obrázku o velikosti 160 mm.
  • V prohlížeči spustit web http://3dp.rocks/lithophane/ (nástroj Image to Litophane).
  • Přes „Images“ nahrát obrázek Měsíce.
  • V Image to Litophane je možné reliéf postavit na základnu různého tvaru (válcovou, ohnutou, vydutou…). V našem případě je vhodné zvolit rovnou základnu „Flat“.
  • „Setting“ umožňuje nastavit rozměry reliéfu. V případě Zrnova Měsíce jsem použil maximální velikost 160 mm (jedná se o velikost podložky, na níž je reliéf znázorněn), celkovou tloušťku 5 mm, z toho 1,5 mm silnou podložku. Mám v oblibě používat „Negative Image“, neboť v takovém případě platí, že světlejší místa fotografie se na reliéfu znázorní výš.
  • Pomocí „Model“ si lze model zobrazit. Pokud provádím změny nastavení, použiji tlačítko „Refresh“.
  • Stáhnout výsledný STL soubor tlačítkem „Download“.
  • V programu 3D Builder zkontrolovat a případně automaticky opravit „drobné“ chyby.
  • Takto vytvořený model lze vytisknout na 3D tiskárně.
Takto upravený obrázek – s měsíčním kotoučem o přibližném průměru 140 mm s čtvercovým černým pozadím o velikosti strany 160 mm – dále do podoby reliéfu zpracuji v Image to Litophane

Obrázek 2. Upravená fotografie Měsíce

V Image Litophane mohu provést různá nastavení reliéfu. Nakonec si stáhnu soubor ve formátu STL, který sice mohu poslat do 3D tiskárny, ale já tento soubor raději ještě zkontroluji v programu 3D Builder.

Obrázek 3. Image Litophane – užitečný nástroj pro tvorbu modelu reliéfu z fotografie

V programu 3D Builder jsem zjistil, že model získaný z Image Litophane obsahuje nemalé množství drobných chyb. 3D Builder tyto chyby umí automaticky opravit.

Obrázek 4. 3D Builder – oprava chyb

Opravený STL soubor mohu poslat do 3D tiskárny – před tím v programu PrusaSlicer nastavím parametry pro 3D tiskárnu (například jak jemný má být 3D tisk, jakým materiálem má být tištěno).

Obrázek 5. PrusaSlicer – připraveno k 3D tisku

Výsledný model je hmatově pestrý – znázorňuje různé jevy měsíčního úplňku. Například takzvaná měsíční moře, krátery, někdy i paprsky směřujících od některých kráterů, měsíční pohoří… Ale je nutné upozornit na skutečnost, že takto získaná hmatová interpretace ne ve všech ohledech odpovídá skutečnosti. To z toho důvodu, že vyšší reliéf je tam, kde je na fotografii jasnější místo – to ale automaticky neznamená, že jasnější oblast je na Měsíci skutečně vyšší. Lze tvrdit, že měsíční úplněk je v tomto případě fenomén – zrakem (zprostředkovaně přes fotoaparát) pozorovaný jev bez rozlišení toho, zda se jedná či nejedná o skutečnost. O bližší skutečné podobě Měsíce se lidé přesvědčovali s pokroky lidského poznávání.

Článkem bych mimo jiné chtěl poděkovat panu Vladimírovi Zrnovi, který mi fotografii poslal a připomněl mi ideály, které jsem měl před nějakými dvaceti lety. Proto si dovolím postupy pro převod fotografie Měsíce do hmatové reliéfní podoby nazvat „Zrnovým Měsícem“.



3D tisk


Petr Dušek
Petr Dušek
Petr několik let pracoval na úchvatné pozici pozorovatele meteorů v Oddělení meziplanetární hmoty Astronomického ústavu Akademie věd ČR. V současnosti se úspěšně zabývá SW vývojařinou, zejména na úrovni zajištění kvality, testování, bezpečnosti a to primárně v oblasti komerčního sektoru.