Декор для детской «Облако»
Легкая, воздушная поделка для украшения детской комнаты — объемное облако из бумаги. Загляните в наш раздел Детские поделки, если вам понравилась эта идея — там вы найдете много интересных мастер-классов.01.03.13
Podarki.ru – Навигатор в мире подарков и сувениров
Многим приходит в голову мысль: «Как можно быстро поменять интерьер, избегая глобальных переделок?» Предлагаем начать перемены с детской! Сделаем объемные облака для украшения стен.На создание одного облачка уйдет 15 минут. Запаситесь вдохновением и белой бумагой.
Для работы вам также понадобятся:
— голубая бумага
— карандаш
— клей
— нитки
— ножницыВозьмем лист белой бумаги и сложим три раза.
Теперь согнем пополам.
Нарисуем контур половинки облака.
Вырежем по контуру.
У нас получились три облака.
Одно из них немного уменьшим. Нарисуем новый контур на облаке и вырежем по линии. Отложим пока маленькое облако в сторонку.
Возьмем большое облако и нанесем клей по линии сгиба.
Сверху наложим другое такое облако.
Самое маленькое облако приклеим сверху.
Теперь создадим капли. Отрежем немного голубой бумаги.
Свернем ее три раза и вырежем капельку.
Для капель потребуются держатели. Поэтому отрезаем нитки нужной длины.
Приклеиваем капли к ниткам.
Осталось собрать облако. Нитки с капельками приклеиваем к изнанке среднего облака.
Чтобы облако держалось на стене, используем немного двухстороннего скотча. Приклеим кусочек скотча на облако. Теперь отклеим защитный слой. Нам нужно немного ослабить его клеющую способность, чтобы при отклеивании он не оставил следов на стене. Для этого несколько раз приложим облако к какой-нибудь ткани.
Теперь можно не беспокоиться за обои! Готовое облако на окне.
И на стене.
Удачи и вдохновения!
Podarki.ru – Навигатор в мире подарков и сувениров
Аппликации из бумаги. Шаблоны для объемных аппликаций из бумаги для скачивания
Кто в детстве не мечтал полететь в небо? Расскажи о своей мечте с помощью цветной бумаги: укрась «заоблачными» аппликациями из бумаги свою комнату или подарочную открытку.
25 180 т.
Делаем объемные аппликации из бумаги
Есть 2 способа сделать объемную аппликацию своими руками, и я с радостью расскажу Тебе о них.
Как сделать объем? Способ 1
Распечатываем шаблоны облака и воздушного шара для аппликаций, складываем бумагу гармошкой и вырезаем.
Клеим наши объемные заготовки на фон. Должно получиться приблизительно вот так (только воздушные шары у нас будут однотонные):
Способ 2
Рисуем
и вырезаем облака и воздушные шары, как
будто собираемся делать обычную
аппликацию из бумаги.
Облака и воздушные шары — это еще не все поделки из бумаги, о которых я сегодня расскажу. Следующая — самолет.
Воспользуемся шаблоном, чтобы подготовить детали к аппликации из бумаги.
А теперь соберем все вместе!
Птички-невелички
А еще из бумаги можно сделать птичек! Можешь использовать этот шаблон.
Вырезаем птичку по контуру. Сгибаем ровно пополам и склеиваем, оставляя крылышки. Теперь аккуратно сгибаем крылья по пунктирной линии. Привязываем ниточку, и все – птичка готова к полету!
Фантазируй, сочетая объемные поделки из бумаги
в уникальных аппликациях или интерьерных украшениях. Вот, например, к облакам можешь добавить не воздушные шары или самолеты, а просто разноцветную радугу:Или, например, вот таких птичек:
Успехов в творчестве! А если хочешь еще помастерить аппликации из бумаги по шаблонам, Тебе сюда:
Заметили орфографическую ошибку? Выделите её мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Как сделать облака из ваты своими руками.
Мастер-класс. ВидеоАвтор Teddy На чтение 3 мин. Просмотров 6.6k. Обновлено
Сделать пышные и воздушные облака из ваты можно как с помощью готовых форм, так и из подручных материалов. Для работы понадобиться столько ваты, сколько облаков нужно сделать своими руками. Вместо ваты, также можно взять синтепон, которым обычно набивают плюшевые игрушки.
Чтобы усилить эффект, можно добавить в них лампочки для подсветки: стандартные или цветные. Облака можно подвесить к потолку при помощи ниток или веревок. Дополнительно облака можно украсить каплями дождя, летящими птицами и другим декором.
Кроме подвесных конструкций, можно сделать необычные поделки со своим ребенком.
Для этого можно на цветной картон приклеить кусочки ваты, придав им форму определенного типа облаков (кучевые, перистые, слоистые). Такая полезная поделка поможет ребенку изучить атмосферу нашей планеты.
Облака на основе
Чтобы сделать подвесные облака, можно воспользоваться абажуром из рисовой бумаги. Это может быть фабричный вариант, или изготовленный своими руками. Для крепления ваты к поверхности абажура используется клей-спрей. Вата по поверхности наносится равномерно небольшими кусками.
Перед использованием клей должен хорошо подсохнуть. Чтобы полученное облако светилось, в абажур вставляется лампочка. Крепеж можно провести обычным для люстры способом. Вместо обычных лампочек, можно использовать разноцветную LED-подсветку.
Облака на шарах
Сделать облака можно и без абажура. Для придания облакам нужно формы прекрасно подойдут обычные воздушные шары. Их нужно надуть, связать в форме облака и обмазать клеем ПВА. Далее, на клей в технике папье-маше нужно прикрепить кусочки белой бумаги – тогда конструкция получится цельной.
На подсохшую бумагу также на клей крепится вата. Если шарики будут надуты гелием, то облако можно просто оставить парить под потолком. В ином случае его нужно подвесить любым удобным способом, мастер-класс здесь не ограничивает.
Облака без основы
Для создания конструкции без основы кроме ваты, потребуется:
- крахмальный клейстер (делается из смеси картофельного крахмала и воды, которую нужно довести до кипения и охладить до комнатной температуры),
- таз для обмакивания будущих облаков,
- поднос.
Так как основой для облаков будет служить сама вата, то взять ее нужно побольше. В таз нужно налить подготовленный клейстер. Из ваты формируются облака нужно размера, которые обмакиваются в тазу с клейстером.
Клей нужно равномерно распределять по поверхности облака, а если его слишком много, то можно просто отжать ватную массу, чтобы избыток вылился. После обмакивания заготовки нужно выложить на поднос для просушки. Сохнуть они будут около суток, на протяжении которых их требуется переворачивать каждые 2-3 часа.
После просушки облакам можно придать нужную форму, просто помяв их. Дополнительно облака можно украсить каплями дождя, вырезав их из бумаги и привязав к вате с помощью ниток. Саму конструкцию также нужно обеспечить несколькими нитями для подвешивания к потолку или люстре. Крепить нитки на потолке можно с помощью скотча.
Для изготовления облаков из синтепона клей не потребуется. Кусочки синтепона хорошо растягиваются по волокнам во все стороны, поэтому форму им можно придать без какого-либо раствора. Чтобы такие облака подвесить, нужно сделать небольшие спиральки из проволоки, к которой привязать нитки. Спиральки ввинчиваются в облака, надежно фиксируя нитки внутри синтепона.
мастер-класс с фото и видео
Украшать комнаты не слишком сложно, а тем более комнаты для любимых детей.
Первый способ
Создание воздушных облаков можно проследить на примере мастер-класса.
Для работы возьмите абажур из рисовой бумаги, клей, что находится в баллончиках, и наш главный компонент — вату.
Возьмем основу. Подготавливаем абажур, его можно купить (фабричный вариант), а можно сделать своими руками. Для этого способа работы лучше всего попросить у кого-то помощи. Покрываем абажур клеем.
В момент, когда один человек брызгает лак, то другой должен равномерно наклеивать вату по всему периметру.
Вот, что должно получаться в процессе работы. Не забудьте делать облако объемным, наклеивая где-то больше, а где-то меньше ваты.
Вот такое симпатичное облачко у нас получилось!
Оставьте облако на некоторое время, чтобы просох клей. Если вы хотите, чтобы наша поделка светилась, то вставьте в абажур, обычные лампочки или разноцветные подсветки.
Второй вариант
Изготовить красивые воздушные облака можно и без основы из абажура.
Для этого мастер-класса понадобятся обычные белые шары, что прекрасно подойдут для формы. Также нам понадобится клей ПВА, бумага и, конечно же, вата.
Первым шагом мы надуваем необходимое количество шаров и связываем их в определенном порядке по форме большого облака. Их можно также надуть гелием, тогда готовые облака взлетят вверх. Затем обмазываем заготовку обычным клеем ПВА. Следующим шагом рвем бумагу на кусочки и в технике папье-маше обклеиваем шары. Именно из-за бумаги конструкция будет выглядеть более цельной.
Идея №3
Следующую идею мы также рассмотрим на примере мастер-класса.
Для ее создания возьмите клейстер, посудину для обмакивания облаков, поднос и много-много ваты.
Изготавливаем из смеси картофельного крахмала и воды клейстер. Смешиваем ингредиенты, нагреваем до состояния кипения воды и охлаждаем в комнатной температуре.
Вата будет основой для облаков, поэтому ее нужно взять больше, чем в предыдущих мастер-классах. Заливаем в посудину, это может быть таз, клейстер. Формируем из ваты облака необходимого нам размера. Затем обмакиваем их в жидкости. Равномерно распределяем клеящий элемент по всей поверхности будущего облака. В том случае, если клейстера ну очень много, отжимаем вату. Выкладываем на поднос заготовки для того, чтобы они просохли. Сушка занимает около 20 часов времени.
Попробуйте не забыть, что через каждые два-три часа нам необходимо переворачивать наши будущие облака!
После того как прошел этап сушки, придаем облакам необходимую форму.
Для этого необходимо просто помять их в некоторых местах. Если вы хотите сделать капли дождя, то вырежете на бумаге их и приклейте с помощью ниток к облаку. При этом саму заготовку закрепите также парочкой ниток к потолку или люстре.
По такой же схеме можно сделать облака и из синтепона. Это еще проще! Клеевая основа нам вообще не понадобится. Благодаря тому, что синтепон является объемным, упругим и очень легким материалом, можно легко придать любую форму, растянув волокна во все стороны. Внутрь также можно поместить лампочку или подсветку.
Для того чтобы в будущем подвесить облака, изготовьте из проволоки небольшие спиральки, к которым привяжите леску или обычную нитку. Нанизываем облака на спираль, просто-напросто ввинчивая ее внутрь заготовки. С помощью скотча прикрепите свободные концы нитки к потолку.
Очень часто облака из ваты для аппликаций также делают и дети в своих поделках. Для этого просто отрывается кусочек ваты и приклеивается в подходящей форме на клей ПВА.
Видео по теме статьи
Рассмотрите подборку интересных видео, в которых показан поэтапный процесс создания облаков из ваты своими руками.
Аппликация Тучка с дождем своими руками для детей
В сезон дождливых осенних дней самое время сделать детскую поделку – аппликацию Тучка с дождем.
Эта аппликация совсем не сложная, но очень интересная и обязательно понравится детям.
В этой статье мы подготовили для вас несколько разных вариантов изготовления аппликации Тучка с дождем для детей. Какую из них выбрать и сделать самостоятельно, выбирать только вам.
Итак, давайте приступим.
Аппликация Тучка с дождем
Для изготовления этой детской аппликации вам будут необходимы следующие материалы: готовый шаблон, цветная бумага, карандаши или фломастеры, вата, клей, ножницы и лист белого картона.
Распечатайте готовый шаблон тучки и дождя на белом листе бумаги. Если хотите чтобы поделка была стабильной, то обязательно наклейте лист бумаги с изображением на картон.
Теперь можно приступать к созданию аппликации. Для того чтобы тучка получилась объемной и пушистой используйте комочки ваты. Приклеивайте вату прямо на изображение тучки.
Капли дождя можно вырезать из синей цветной бумаги, а можно разукрасить карандашами или фломастерами.
Аппликация Тучка с дождем
Для изготовления этой детской аппликации вам будут необходимы следующие материалы: лист плотного картона, одноразовая тарелка (можно заменить на картон желтого цвета), белый лист бумаги, вата, голубая бумага, нитки, скотч, клей и ножницы.
Из белой бумаги вырежьте облако. К облаку при помощи скотча приклейте белые вязальные нитки (длинные отрезки). К концу каждой нитки приклейте голубые капли дождя, вырезанные из цветной бумаги.
Из желтого картона вырежьте солнышко.
Все детали аппликации приклейте к листу плотного картона.
Аппликация Тучка с дождем
Еще один способ сделать тучку с дождиком в технике аппликация, только на этот раз все детали будут объемными.
Обязательно сделайте капли дождя всех цветов радуги, тогда поделка будет смотреться очень ярко и позитивно.
Объемная аппликация Тучка с дождикомИ напоследок предлагаем вам еще одну идейку объемной аппликации.
Тучку сформируйте из колечек, сделанных из цветной бумаги, а капли дождя нарисуйте цветным карандашом.
Детские поделки: Дождик, Радуга, Облако, Тучка своими руками
Аппликация Тучка видео мастер классРадуга из бумаги: объемная поделка пошагово
Яркая и красивая радуга из бумаги – отличная весенне-летняя поделка для детей. Есть много способов ее создания, два из которых представлено в этом мастер-классе.
Для работы понадобятся:
- Двусторонний цветной картон красного цвета, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового;
- Линейка, простой карандаш, ножницы, клей;
- Для второго способа – еще и вата.
Радуга из бумаги пошагово
Вырежьте из цветного картона 7 полос, по цвету соответствующих радуге. Размеры любые, но нужно учитывать, что 6 полос будут немного внахлест, а значит, нужно несколько миллиметров прибавить к желаемой ширине. Например, представленная в этом обзоре радуга состоит из полос, длина которых равна узкой стороне бумаги А4. Ширина 6 полос – 1,5 см, фиолетовой – 1 см.
Склейте вместе все полосы, наклеивая каждую последующую на предыдущую. Боковушки можно подровнять, но это не обязательно, впоследствии их видно не будет.
Нарисуйте облачко любой формы и вырежьте 4 одинаковых. Облака могут быть из белого картона, возможно, в белоснежном состоянии они даже красивее.
На этом этапе можно сразу приклеить на кончики радуги по два облачка с разных сторон, но лучше перед добавлением облаков, сделать радугу дугообразной, как ей и положено быть. Благодаря тому, что полосы из картона, выгнутое положение будет удерживаться намного лучше, чем если бы это было бумага.
Чтобы выгнуть склеенные вместе полоски, проведите через всю их площадь простой карандаш, при этом немного загибая радугу вниз. Обычно таким способом создают листики для цветков, красиво заворачивая их в какую-либо сторону. Проведите несколько раз под радугой карандашом, помогите немного и руками, аккуратно прижимая кончики вместе и тем самым создавая дугу. Но не переусердствуйте, резкие углы радуге не нужны.
Если еще не приклеили облачка, сделайте это сейчас. Получится вот такая простая и симпатичная радуга из бумаги.
В зависимости от того, какой плотности бумага, не всегда удается придать радуге дугообразное положение. В этом случае есть два решения проблемы:
- Приклеить облачка к бумаге, зафиксировав положение.
- Отрезать тонкую полоску бумаги, согнуть радугу и внутри приклеить по сторонам эту полосочку, предварительно определившись с высотой дуги.
2 вариант радуги из бумаги
Все действия по созданию радуги, как и в первом варианте.
Затем вырежьте облачка, согните кончики склеенных вместе разноцветных полос и приклейте к облаку. Сами облака приклейте к картону, но не в области боковушки, а на всю сторону.
Придайте облачкам пушистость, приклеив к ним кусочки ваты. В этом случае даже лучше, если бумажные облака будут белого цвета. Получится вот такая радуга из бумаги, причем она отлично держится дугой, даже без приклеивания.
Еще по теме:
Заколка радуга из фоамирана
Поделки из цветной бумаги и шаблоны аппликации
Аппликация похожа на мультфильм или конструктор, поэтому так нравится детям. Поначалу малыши вырезают из мягкой тонкой бумаги или составляют картинки из готовых форм, вырезанных взрослым. Если дети уверенно пользуются ножницами, можно постепенно познакомить их с разнообразными формами аппликации.
Обрывная аппликация. Этот способ хорош для передачи особенностей фактуры образа (пушистый цыпленок, кудрявое облако). Разрываем бумагу на кусочки и составляем изображение.
Детям 5-7 лет можно усложнить технику: не просто рвать бумажки, а выщипывать контурный рисунок (фигурки).
Накладная аппликация. Позволяет получить многоцветное изображение. Последовательно создаем картину, накладывая и наклеивая детали слоями так, чтобы каждая последующая деталь была меньше по размеру.
Модульная аппликация (мозаика). Образ выкладывается из множества одинаковых форм разного цвета – рваных бумажек, вырезанных кружков, квадратиков, треугольников.
Симметричная аппликация. Для симметричных изображений заготовку – квадрат или прямоугольник из бумаги нужного размера – складываем пополам, держим за сгиб, вырезаем половину изображения.
Ленточная аппликация. Способ позволяет получить гирлянду из изображений.
Силуэтная аппликация. Вырезание сложных силуэтов по нарисованному или воображаемому контуру.
Уже в год ребенок способен делать аппликации. Вначале это кусочки цветной бумаги, которые малыш приклеивает на заранее смазанную клеем поверхность, а затем -осознанное вырезание и наклеивание разноцветных частей фигурок.
И пик мастерства — мозаика из цветной бумаги.
В 5 лет можно уже предложить ребенку делать поделки из цветной бумаги — объемные фигурки. Начните с чего-то простого. Пусть взрослый сначала сам вырежет сложные детали, а ребенок лишь соберет их воедино и склеит. По мере овладения навыками использования ножниц малыш сможет самостоятельно вырезать сложные формы.
В качестве идей объемных поделок можно использовать мастер-классы фигурок из картонных втулок, нужно всего лишь заменить втулку на цилиндр из цветной бумаги или картона.
Мы подкинем вам пару идей, а дальше пусть работает ваша фантазия.
(PDF) Объемные облака на основе эскизов
12 M. Stiver et al.
4. Харрис, М.Дж., Ластра, А .: Облачный рендеринг в реальном времени. В: Chalmers, A., Rhyne, T.-M.
(ред.) EG 2001 Proceedings, vol. 20 (3), стр. 76–84. Blackwell Publishing, Malden
(2001)
5. Харрис, М.Дж., Бакстер, В.В., Шойерманн, Т., Ластра, А.: Моделирование облачной динамики на графическом оборудовании.
В: HWWS 2003: Материалы конференции ACM SIG-
GRAPH / EUROGRAPHICS по графическому оборудованию, стр.92–101. Euro-
graphics Association, Aire-la-Ville (2003)
6. Игараши, Т., Хьюз, Дж. Ф .: Гладкие сетки для моделирования произвольной формы на основе эскизов. В:
I3D 2003: Proceedings of the 2003, symposium on Interactive 3D graphics, pp.
139–142. ACM, Нью-Йорк (2003)
7. Игараси, Т., Мацуока, С., Танака, Х .: Тедди: интерфейс для создания эскизов для трехмерного дизайна произвольной формы
. В: SIGGRAPH 1999: Материалы 26-й ежегодной конференции по компьютерной графике и интерактивным технологиям Com-
, стр.409–416. ACM Press / Addison-
Wesley Publishing Co., Нью-Йорк (1999)
8. Киндерсли, Д .: Земля. Dorling Kindersley Ltd. (2003)
9. Левет, Ф., Гранье, X .: Улучшенное извлечение скелета и создание поверхностей для моделирования на основе эскизов
. В: GI 2007: Proceedings of Graphics Interface 2007, pp.
27–33. ACM, Нью-Йорк (2007)
10. Ляо, Х.-С., Чуанг, Дж.-Х., Лин, К.-К .: Эффективная визуализация динамических облаков. В:
VRCAI 2004: Материалы международной конференции ACM SIGGRAPH
2004 г., посвященной континууму виртуальной реальности и ее приложениям в промышленности, стр.19–25. ACM,
Нью-Йорк (2004)
11. Мори, Ю., Игараши, Т .: Плюши: интерактивная система дизайна для плюшевых игрушек. В:
SIGGRAPH 2007: документы ACM SIGGRAPH 2007, стр. 45. ACM, New York (2007)
12. Нишита, Т., Добаши, Ю., Накамаэ, Э .: Отображение облаков с учетом многократного анизотропного рассеяния света и света неба. В: SIGGRAPH 1996: Proceedings of
23-й ежегодной конференции по компьютерной графике и интерактивным методам, стр.
379–386. ACM, New York (1996)
13. Овада, С., Нильсен, Ф., Накадзава, К., Игараси, Т .: Интерфейс для создания эскизов для модели
, моделирующей внутренние структуры трехмерных фигур.
В: SIGGRAPH 2007: ACM SIGGRAPH
2007, курсы, стр. 38. ACM, Нью-Йорк (2007)
14. Шпок, Дж., Саймонс, Дж., Эберт, Д.С., Хансен, Ч .: Моделирование облаков в реальном времени, ren-
dering и система анимации. В: SCA 2003: Proceedings of the 2003 ACM SIG-
GRAPH / Eurographics симпозиум по компьютерной анимации, стр.160–166. Euro-
Graphics Association, Aire-la-Ville (2003)
15. Сили, Г., Новинс, К .: Эффективная выборка объема твердых моделей с использованием расстояния
мер. В: CGI 1999: Proceedings of the International Conference on Computer
Graphics, p. 12. Компьютерное общество IEEE, Вашингтон (1999)
16. Ван Н .: Реалистичная и быстрая облачная визуализация. Журнал графических инструментов 9 (3), 21–40
(2004)
17. Уитер, Дж., Боуторс, А., Кани, М.-П .: Быстрое эскизное моделирование облаков. In: Euro-
graphics Workshop on Sketch-Based Interfaces and Modeling, SBM (2008)
Работа с объемными облаками в UE4
Что такое объемное облако в UE4? Это примитив с текстурой облака? Как это работает
Объемные облака имеют 3 измерения, в отличие от обычных облачных решений, таких как скайбоксы или HDRI, которые представляют собой 2-мерные изображения.
Есть несколько способов создать объемное облако, но в своем исследовании я использовал метод Райана Брукса по трассировке лучей объемной текстуры.
Этот метод также основан на статье Guerilla по этому поводу.
Он использует настраиваемый raymarcher и сгенерированные в движке псевдо-3D текстуры.
Реймарчер переходит от камеры к примитиву (в данном случае — прямоугольнику) и делает выборку значения текстуры трехмерного шума для создания альфа-канала, затем этот альфа-канал используется для расчета освещения.
В своем исследовании вы использовали много материала из презентации Guerilla. Вы можете рассказать об основных моментах?
Статья Эндрю Шнайдера из Guerilla определенно была главным источником вдохновения для моего исследовательского проекта.Они описывают весь процесс мышления о том, как они получили желаемые результаты и почему они это сделали.
По сути, большинство техник, которые они испробовали с Houdini, были слишком тяжелыми для использования в игре, поэтому они в конечном итоге использовали raymarcher и настраиваемые слоистые шумы и градиенты для создания различных типов облаков, а также цветов.
ID карты для создания различных типов по всей карте. Они использовали множество математических и реальных переменных, таких как влажность и температура, чтобы попытаться сделать свою систему как можно более реалистичной.
Думаю, мне было интересно попробовать пойти по их пути. Чтобы увидеть, с какими проблемами они столкнулись и как их решить.
Каким способом здесь добиться объема?
Это результаты шейдера raymarching с различными текстурами объема в качестве входных данных. Поскольку UE4 не поддерживает настоящие 3D-текстуры, используется обходной путь. Объем разрезается по вертикали, и срезы сохраняются как кадры в текстуре SubUV.
bitquid: блог разработчиков: Volumetric Clouds
В последнее время был достигнут большой прогресс в области создания объемных облаков в играх.Ребята из Reset опубликовали отличную статью об их пользовательском решении для динамических облаков, Егор Юсов опубликовал рендеринг физических облаков в реальном времени с использованием предварительно вычисленного рассеяния в GPU Pro 6, в прошлом году Эндрю Шнайдер представил объемные облака в реальном времени Horizon: Zero Dawn, а буквально на прошлой неделе Себастьен Хиллер представил физически основанный рендеринг неба, атмосферы и облаков в Frostbite. Вдохновленные всем этим последним прогрессом, мы решили реализовать плагин Stingray, чтобы почувствовать сложность рендеринга облаков в реальном времени.
Примечание. Эта статья — не введение в объемный облачный рендеринг, а скорее небольшой журнал процесса разработки плагина. Кроме того, вы можете попробовать это самостоятельно или посмотреть код, загрузив плагин Stingray. Не стесняйтесь вносить свой вклад!
Моделирование
Моделирование наших облаков во многом основано на заметках по курсу объемной визуализации в реальном времени и объемных облаках в реальном времени Horizon: Zero Dawn. Он использует набор трехмерных и двумерных шумов, которые модулируются термином покрытия и высоты для создания трехмерного объема для визуализации.
Меня очень впечатлили формы, которые можно создать из таких простых строительных блоков. Хотя вы определенно можете увидеть случаи, когда возникает некоторая мозаика, это не так плохо, как вы можете себе представить. После того, как текстуры сгенерированы, самая сложная часть — найти правильные пространства и масштабы выборки, в которых они должны быть отобраны в атмосфере. Трудно найти хороший баланс между артефактами мозаики и получением достаточно высокочастотных деталей для облаков. Вдобавок к этому попадания в кеш в значительной степени зависят от используемой шкалы выборки, так что это еще один фактор, который следует учитывать.
Поиск хороших масштабов выборки для всех этих текстур и выбор того, насколько текстура выдавливания должна влиять на низкочастотные облака, занимает очень много времени. Со временем у вас появится интуиция в отношении того, что будет хорошо выглядеть в большинстве сценариев, но это определенно сложная часть процесса.
Мы также генерируем некоторый шум завитков, который используется для небольшого возмущения и анимации облаков. Я обнаружил, что добавление шума к позиции выборки также уменьшает артефакты линейной фильтрации, которые могут возникнуть при прохождении лучей этих трехмерных текстур с низким разрешением.
Одна вещь, которая часто беспокоила меня, — это кучевые облака странной формы, которые могут возникать из-за трехмерного шума. Эти случаи особенно заметны для далеких облаков. Добавление дополнительной облачности для мест отбора проб на более низкой высоте сводит к минимуму этот артефакт.
Raymarching громкости в полном разрешении слишком дорого даже для видеокарт высокого класса. Таким образом, как предлагает объемные облака в реальном времени из Horizon: Zero Dawn, мы реконструируем полный кадр по 16 кадрам.Я обнаружил, что для сохранения достаточно высокочастотных деталей облаков нам нужно довольно большое количество выборок. В настоящее время мы используем 256 шагов при raymarching. Мы смещаем начальную позицию луча шаблоном матрицы Байера 4×4, чтобы уменьшить артефакты полос, которые могут появиться из-за недостаточной дискретизации. Миккель Джоэл поделился некоторыми отличными советами по уменьшению полос при презентации «Рендеринга изнутри» и призвал использовать синий шум для удаления узоров полос. Хотя это дает лучшие результаты, есть хорошее преимущество использования здесь шаблона 4×4: поскольку мы рендерим чередующиеся пиксели, это означает, что при рендеринге одного кадра мы рендерим все пиксели с одинаковым смещением Байера.Это дает значительное улучшение когерентности кэша по сравнению с использованием случайного смещения шума на пиксель. Мы также используем анимированное смещение, которое позволяет нам собирать несколько дополнительных образцов с течением времени. Мы используем 1d последовательность Халтона из 8 значений, и вместо использования 100% кадра 16ᵗʰ мы используем что-то вроде 75% для поглощения образцов Халтона.
Чтобы повторно спроектировать объем облака, мы пытаемся найти хорошее приближение положения облака в мире. Во время raymarching мы отслеживаем взвешенную сумму позиции поглощения и генерируем из нее вектор движения.
Это позволяет нам перепроецировать облака с точностью или . Поскольку мы создаем один кадр с полным разрешением каждые 16ᵗʰ кадра, важно отслеживать образцы как можно точнее. Это особенно актуально, когда облака анимированы. Поиск нужного количества временных отсчетов, которые вы хотите интегрировать с течением времени, — это компромисс между получением более плавного сигнала для отслеживаемых пикселей и более шумным сигналом для недействительных пикселей.
Освещение
Чтобы зажечь объем, мы используем термин «пивной порошок», описанный в Real-time Volumetric Cloudscapes of Horizon: Zero Dawn.Это хорошая модель, поскольку она имитирует некоторую часть рассеяния, возникающего на краях облаков. С самого начала мы обнаружили, что будет трудно найти термины, подходящие как для близких, так и для далеких облаков. Так что (в любом случае на данный момент) многие коэффициенты рассеяния и поглощения зависят от вида. Это оказалось полезным способом выработать интуитивное представление о том, как каждый термин влияет на освещение облаков.
Мы также добавили окружающий термин, описанный в примечаниях к курсу объемной визуализации в реальном времени, который очень полезен для добавления деталей, где весь свет поглощается объемом.
Описанная функция окружающей среды принимает три параметра: высоту выборки, нижний цвет и верхний цвет. Вместо того, чтобы использовать постоянные значения, мы рассчитываем эти значения, отбирая образцы атмосферы в нескольких ключевых местах. Это означает, что наш окружающий термин динамичен и отражает текущее состояние атмосферы. Мы используем две пары образцов, перпендикулярных вектору солнца, и усредняем их, чтобы получить нижний и верхний окружающие цвета соответственно.
Поскольку мы уже рассчитали приблизительное положение поглощения для репроецирования, мы используем это положение, чтобы изменить цвет поглощения в зависимости от высоты поглощения.
Наконец, мы можем уменьшить альфа-член на постоянную величину, чтобы сместить цвет поглощения в сторону наложенного атмосферного цвета. По умолчанию это отключено, но может быть интересно создать очень туманные небоскребы. Если используется этот прием, важно как-то защитить рассеянные цвета подсветки.
Анимация
Анимация облаков состоит из двухмерного вектора ветра, величины вертикальной осадки и погодной системы.
Мы динамически рассчитываем карту погоды размером 512×512, которая состоит из 5 октав анимированного шума Перлина.Мы переназначаем значение шума по-разному для каждого компонента RGB. Затем во время реймара производится выборка этой карты погоды для обновления условий покрытия, типа облаков и влажности текущей выборки облаков. Прямо сейчас мы передискретизируем этот погодный термин для каждого шага луча, но возможная оптимизация будет заключаться в выборке данных погоды, а также в начале и конце позиций лучей и интерполяции этих значений на каждом шаге. Все погодные термины попадают в пары солнечно / штормовой, так что мы можем определить их, основываясь на вероятности дождя в процентах.Это позволяет метеорологической системе приходить и уходить штормы.
Термин «влажность» используется для обновления структуры терминов, определяющих внешний вид облаков в зависимости от того, сколько влаги они несут. Это очень дорогой лерп, который происходит на каждом марше луча и должен быть сведен к минимуму (raymarch привязан к инструкциям, поэтому каждый удаленный лерп является большим выигрышем с точки зрения оптимизации). Но на текущем этапе исследования оказалось полезным иметь возможность настраивать многие из этих терминов по отдельности.
Работа будущего
Я думаю, что по мере того, как оборудование будет становиться все более мощным, облачные решения в реальном времени будут использоваться все больше и больше. В этой области предстоит проделать огромную работу. Это абсолютно увлекательно, интересно и красиво. Я лично заинтересован в улучшении ощущения масштаба визуализированных облаков. Я считаю, что для этого нужно раскрыть все больше и больше высокочастотных деталей, формирующих облака. Я думаю, что меньшие облачные функции являются ключевыми для представления более крупных облачных функций вокруг них.Но извлечение деталей с более высокой частотой обычно происходит за счет увеличения частоты дискретизации.
Нам также нужно подумать о том, как обрабатывать тени и отражения. Мы провели несколько быстрых тестов, обновив карту теней с непрозрачностью 512×512, которая, похоже, работает нормально. Поскольку это не термин, зависящий от усеченной пирамиды, мы можем покрыть затраты на обновление карты в течение гораздо более длительного периода времени, чем 16 кадров. Кроме того, мы могли бы сгенерировать эту карту, взяв меньше образцов в более грубом представлении облаков.Тот же подход будет работать для создания глобальной зеркальной кубической карты.
Я надеюсь, что в ближайшие годы мы продолжим видеть больше интересных презентаций на GDC и Siggraph по этой теме!
Ссылки
Визуализация атмосферных облаков с помощью нейронных сетей прогнозирования яркости — Disney Research
Abstract
Мы представляем метод эффективного синтеза изображений атмосферных облаков с использованием комбинации интеграции Монте-Карло и нейронных сетей.Сложности рассеяния Лоренца-Ми и высокое альбедо аэрозолей, образующих облака, делают рендеринг облаков — например, характерная серебряная облицовка и «белизна» внутреннего корпуса — сложная задача для методов, основанных исключительно на интеграции или теории диффузии Монте-Карло. Мы подходим к проблеме иначе. Вместо того, чтобы моделировать весь перенос света во время рендеринга, мы предварительно изучаем пространственное и направленное распределение лучистого потока на десятках экземпляров облаков. Чтобы визуализировать новую сцену, мы выбираем видимые точки облака и для каждой извлекаем иерархический трехмерный дескриптор геометрии облака относительно местоположения затенения и источника света.Дескриптор вводится в глубокую нейронную сеть, которая прогнозирует функцию яркости для каждой конфигурации затенения. Мы делаем ключевое наблюдение, что постепенная подача иерархического дескриптора в сеть увеличивает способность сети учиться быстрее и прогнозировать с большей точностью при использовании меньшего количества коэффициентов. Мы также используем блочную конструкцию с остаточными соединениями для дальнейшего повышения производительности. Реализация нашего метода на графическом процессоре синтезирует изображения облаков, которые практически неотличимы от эталонного решения в пределах от секунд до минут.Таким образом, наш метод представляет собой жизнеспособное решение для таких приложений, как облачный дизайн и, благодаря его временной стабильности, для высококачественного производства анимированного контента.
Дополнительный контент
Загрузить объемные данные об облаках
Этот набор данных содержит подмножество облаков, используемых в документе «Глубокое рассеяние: визуализация атмосферных облаков с помощью нейронных сетей, прогнозирующих яркость». Каждое облако объединено в виде сетки объемной плотности в форматах Field3D и VDB и поставляется с изображениями для предварительного просмотра и визуализацией поперечных сечений в 3 ортогональных направлениях.
Уведомление об авторских правах
Документы, содержащиеся в этих каталогах, включены соавторами как средство обеспечения своевременного распространения научных и технических работ на некоммерческой основе. Авторские права и все права на них сохраняются за авторами или другими правообладателями, несмотря на то, что они предложили здесь свои работы в электронном виде. Подразумевается, что все лица, копирующие эту информацию, будут соблюдать условия и ограничения, на которые ссылается авторское право каждого автора.Эти работы не могут быть перепечатаны без явного разрешения правообладателя.
Облачная анимация с возможностью рисования
Алгоритмы создания и рендеринга объемных облаков хорошо разработаны, чтобы удовлетворить потребность в реалистичном изображении неба в анимации или играх. Однако создать стилизованную или спроектированную анимацию для объемных облаков, используя основанные на физике методы генерации и моделирования в реальном времени, является сложной задачей.
Проблема, возникшая в ходе исследования, заключается в том, что текущие методы управления объемной облачной анимацией не поддаются художественному оформлению.Заставить часть объемного облака двигаться определенным образом может быть сложно при использовании только метода моделирования, основанного на физике. Цель исследования — реализовать метод анимации объемных облаков и с помощью контроллеров, управляемых с помощью искусства. Используя этот метод, дизайнер может легко и надежно контролировать движение облака. Программа достигнет интерактивной производительности, используя параллельную обработку с CUDA. Пользователи смогут анимировать облако, введя несколько векторов внутри объема облака.
После обзора литературы, связанной с методом моделирования облаков в реальном времени, алгоритмами переноса текстуры, моделированием жидкости и другими процессами для достижения результатов, в диссертации предлагается возможный дизайн алгоритма и эксперименты для проверки гипотез. В исследовании используются текстуры шума и дробное броуновское движение (fBm) для создания объемных облаков и рендеринга облаков методом лучевого марша. Программа будет отображать вводимые пользователем векторы и трехмерное векторное поле интерполяции с помощью OpenGL.Добавляя или изменяя входные векторы, пользователь получит поле интерполяции минимизации расхождения. Объем облака может быть анимирован с помощью техники адвекции текстуры, основанной на векторном поле интерполяции в реальном времени. Введя несколько векторов, пользователь мог правдоподобно анимировать объемное облако с помощью искусства.
Тип степени
Магистр наукДепартамент
Технологии компьютерной графикиРасположение кампуса
West LafayetteСоветник / супервайзер / председатель комитета
Тим МакГроуДополнительный член комитета 2
Член дополнительного комитета 3
Инцзе ЧенШейдер облака объема частиц
Шейдер Particle Volume Cloud визуализирует ограничивающую рамку облака точек как объем.В отличие от рендеринга твердых объектов с четко определенными границ, объемное затенение определяет, как свет проходит через объект, а не только как он отражается от объекта.
Вы можете заменить геометрию каждой частицы в облаке точек объемом, чтобы создать такие эффекты, как дым, туман или огонь. Каждый Объем частицы плавно сливается с объемом ее соседей, создавая эффект, который может выглядеть как настоящая вещь.
Объемы рендеринга и тени с трассировкой лучей могут занять много времени, поэтому шейдер Particle Volume Cloud использует таблицу поиска для хранить тени и другие объемные данные соседних вокселей, которые являются точками в трехмерном пространстве.Вы можете определить размер вокселя с помощью установка размера ячейки в поисковой таблице шейдера. Меньшие размеры ячеек создают лучший вид и красивые тени, но больше памяти требуется для; больший размер ячейки быстрее, но дает небольшую интерполяцию, поэтому внешний вид не такой хороший или подробный.
Шейдерные соединения
Поскольку шейдер Particle Volume Cloud имеет множество настроек, вы можете начать с Particle Renderer или Particle Составной шейдер Shaper для быстрой визуализации объема.Оба эти соединения содержат шейдер Particle Volume Cloud, Particle Шейдер плотности, а также некоторые другие шейдеры, которые помогут вам настроить базовые эффекты объема. Значения параметров настроены для вы и меньшее количество параметров этих шейдеров, поэтому их проще использовать.
См. ICE Particle Shader Compounds для получения дополнительной информации о шейдерных соединениях.
Подключение шейдера Particle Volume Cloud
Выберите облако точек.
Откройте дерево визуализации в окне просмотра или нажмите, чтобы открыть его в плавающем окне.
Щелкните значок «Обновить» или нажмите F6, чтобы отобразить дерево визуализации для выбранного облака точек.
В дереве рендеринга перетащите шейдер из группы «Частицы» в диспетчере предустановок слева или выберите шейдер на панели инструментов.
Подключите выход Volume от этого шейдера к порту Volume узла Material облака точек.
Поскольку вы визуализируете только объем частицы, вам не нужны порты Surface, Shadow или Photon, определенные параметром поверхностный шейдер (например, Фонг, Ламберт и т. д.).
Подключите шейдер Particle Density к порту Density шейдера Particle Volume Cloud.Этот шейдер определяет каждую частицу внутри объема, чтобы облако точек не выглядело как единая объемная масса.
Затем вы можете подключить шейдеры Fractal Scalar и / или Cell Scalar к шейдеру Particle Density, чтобы добавить шум к плотности. Для более реалистичных или сложных эффектов дыма вы можете использовать два шейдера Fractal Scalar.
Наконец, вы можете подключить шейдер Particle Gradient к шейдеру Particle Density, чтобы использовать градиент для цвета частицы. и / или плотность.
Подробные сведения о каждом параметре в редакторе свойств облака объема частиц, а также общий обзор рабочего процесса см. В разделе «Облако объема частиц».
Глубокое обучение для трехмерного объемного восстановления облачных полей
Абстрактные
Облака являются ключевым фактором в энергетическом балансе Земли и, таким образом, значительно влияют на прогнозы климата и погоды. В этих эффектах преобладают мелкие теплые облака (показано Sherwood et al., 2014, Zelinka et al., 2020), которые имеют тенденцию быть небольшими и неоднородными. Поэтому большое значение имеют дистанционное зондирование облаков и трехмерная (3D) объемная реконструкция их внутренних свойств.Восстановление объемной информации облаков основывается на трехмерном переносе излучения, который моделирует трехмерное многократное рассеяние. Эта модель сложна и нелинейна. Таким образом, инвертирование модели представляет собой серьезную проблему и обычно требует использования упрощения. Обычное ослабление предполагает, что облака однородны по горизонтали и бесконечно широки, что приводит к одномерному моделированию. Однако в целом это предположение неверно, поскольку облака по своей природе очень неоднородны. Новой альтернативой является поиск в облаке с помощью разработки инструментов трехмерной томографии рассеяния.Затем получают несколько спутниковых изображений облаков с разных точек зрения. Например, одновременные многовидовые радиометрические изображения облаков предлагаются проектом CloudCT, финансируемым ERC. К сожалению, трехмерная томография рассеяния требует больших вычислительных ресурсов. На практике это приводит к медленному запуску и предотвращает крупномасштабный анализ. Более того, существующая томография рассеяния основана на итеративной оптимизации, которая чувствительна к инициализации. В этой работе мы представляем глубокую нейронную сеть для трехмерной объемной реконструкции облаков.В последние годы контролируемое обучение с использованием глубоких нейронных сетей привело к замечательным результатам в различных областях, от компьютерного зрения до медицинской визуализации. Однако эти методы глубокого обучения не были широко изучены в контексте объемной атмосферной науки и, в частности, исследования облаков. Мы представляем сверточную нейронную сеть (CNN), архитектура которой основана на физической природе облаков. Из-за отсутствия реальных наборов данных мы обучаем сеть контролируемым образом, используя симулятор на основе физики, который генерирует реалистичные объемные облачные поля.Кроме того, мы предлагаем гибридный подход, который сочетает в себе предложенную нейронную сеть с методом итеративной оптимизации на основе физики. Мы демонстрируем эффективность восстановления предлагаемого нами метода в облачных полях. В одном облачном масштабе качество наших результатов сопоставимо с современными методами, а время выполнения улучшается на порядки. В отличие от существующих методов, основанных на физике, наша сеть предлагает масштабируемость, которая позволяет реконструировать более широкие облачные поля. Наконец, мы показываем, что гибридный подход приводит к улучшенному поиску в быстром процессе.
.