一年一度的万圣节又到了！
这个节日之所以在西方很让人期待，是因为在万圣夜很多娃都可以随心所欲地提着南瓜灯“装神弄鬼”，做一天“不给糖就捣蛋”的坏小孩。
为此，很多人都绞尽脑汁地围绕着南瓜灯和各种装扮下功夫，力图打造一个不一样的万圣节~
比如说油管博主、DIY 达人 Shane Wighton，就费劲心机搞出了一个“3D南瓜雕刻机”！
话说前段时间，我们介绍过想理发的 Shane 小哥在疫情期间有点打怵让频繁接触人群的 Tony 老师触碰自己的脑袋，一不做二不休搞了一个理发机器人~
Shane Wighton 毕业于北卡罗来纳大学夏洛特分校，获得了机械工程学士学位和计算机科学硕士学位，目前在 3D 打印技术开发商和制造商 Formlabs 公司担任首席工程师，热爱制作各种新奇的玩意。
这位剪头机器人理发过程不用推子，只用剪刀，而且动作行云流水：
后来，Shane 小哥在油管上发布了剪发机器人的视频，看过的网友们简直操碎了心，“你不怕被划到脸吗？”
于是，Shane 的灵感就来了：如果。。把头换成南瓜会有怎样的效果？？
要制作这个雕刻机，面临的问题可真不少，首先，在硬件方面需要用到什么工具来做出这个机器？
Shane 决定在原来的剪发机器人上做一些改动，毕竟剪头发不费力，而雕刻南瓜的话，机器得牢固可靠还能雕刻才行。于是他先开始用电脑软件进行了设计建模~
原来的剪发机器人建立在一个五轴联动数控机床(Five-Axis CNC Machine)的基础上，并且有着一个特殊的末端可以用来剪发。
小哥拆下了一些旧机器人的附件，换成一个铣削主轴(Milling Spindle)，另外他还做了一些调整以经得起数控铣削的严格要求。
经过了一番改造和折腾，南瓜雕刻机终于有了雏形。
理论上，这个机器可以围绕着南瓜任意移动，但它还不会雕刻。
Shane 先找来一张图片，把上面的图案映射到南瓜上，然后就让机器按照图案刻刻刻~结果，图案被刻到了南瓜里。也就是说，需要把2D图像转换为3D。
那么问题就来了，如何把2D图像转换为3D？
其实这个问题不止困扰着Shane，几个世纪前，就有地理学家想把三维的地球画在平面上。是的，Shane 想到了——为何不用墨卡托投影！简单来说就是将地球展开成一个圆柱，再将圆柱展开成平面。
于这个项目来说，借助墨卡托投影来实现平面图像的3D化再适合不过了，因为从纸张转换到球体时，南瓜上垂直维度的线就相当于地球上的经线，而水平线则相当于纬线。
在做了一番研究后，小哥开始了设计代码。他绞尽脑汁写了几个小时，结果整出这么一个东东。。
虽然这个结果让 Shane 小哥险些怀疑人生，但他没有气馁。经过一番调整，终于像那么回事了。原来这个图形是他妻子的头像~
但万一没碰到南瓜就开始刻了怎么办？
Shane 想到了用一个特殊工具：一个蓝色的触发器来帮助机器定位，当这个触发器的开关闭合，就说明找对了位置，可以开始雕刻了。
除了能够切割出形状外，小哥还运用了 Lithophane 隐雕技术，一种只有在对着光源时能够清楚的看出图像。
考验的时刻终于到了，Shane 把他女儿的画刻在南瓜上，来做一个南瓜灯。切割出形状来后，再把图案转换成三维~
雕刻的结果可以说是相当成功，“这个南瓜笑起来很像我只有三颗牙的女儿。”再来看看隐雕 Lithophane，过程也是非常顺利。
最后的成果是一个迷你的南瓜图案。Shane 表示自己非常喜欢这个作品，虽然看起来不是很明显，因为切得不够深。
如果用灯照一下就出效果了，神秘感十足，还可以清晰的看到迷你南瓜的纹路~
还记得一开始 Shane 用妻子的头像来测试代码吗？成果来了！不得不说，刻出来有那么一点点惊悚。。。
这个连接的六边形图案在灯光下也很好看~
至于字母，雕刻起来就是轻松加愉快了~
最后来个成品大合集：
到目前为止，
Shane Wighton 在油管上传的南瓜雕刻机视频，
*放播**量已经达到340w+了。
网友们纷纷留言问：
除了南瓜之外，这个机器还能雕刻什么呢？？
最后，祝大家万圣节快乐~
