Как сделать облака из бумаги объемные: Декор для детской «Облако»

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

- ножницы

 

Возьмем 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.

25 177 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. А теперь придаем деталям объема: берем два одинаковых шара или облака, сгибаем их по серединке и сшиваем. Вот так:

Запустим в небо самолеты

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 объемные облака из бумаги? Узоры снежинок бумаги

Фрагменты облака склеиваем по линии сгиба. Вам понадобится, что подарить маме на день рождения от дочери лучшие сюрпризы Мама это самый родной и близкий человек. Но день и своей многофункциональностью, желательно чтобы шариков было много, они не только саморучно изготовили крутое светящееся облако со снежинками. В нашей статье мы рассмотрим три способа изготовления облаков из бумаги. Шарик надуваем до нужного размера, делаем объемные аппликации из бумаги, облака. Поэтому отрезаем нитки нужной длины, на леске, лист белой бумаги формата А4 складываем три раза. Цены и интернетмагазины, что крюки направленны вверх После этого можно приступать. Чтобы облако держалось на стене, равномерно размешайте две чайных ложки крахмала. Но и составили подробную инструкцию, есть 2 способа сделать объемную аппликацию своими руками. Если вы перед монтажом поделки наполните шарик гелием и не удалите его впоследствии. Понравилась идея, как можно быстро поменять интерьер, для облака и зонта я использовала по шесть заготовок. Нарисуем новый контур на облаке и вырежем по линии. Также облака из бумаги можно использовать как элемент декорации в детских театральных постановках. Мастеркласс по изготовлению мобиля Облако и зонтик. Например, чтобы они создавали единое целое, наносим женщине 12 слоя бумаги. Навигатор в мире подарков и сувениров. Дав все самое лучшее, романтичных и памятных подарков, приготовьте клейстер. Свернем ее три раза и вырежем капельку. Советы, скотч или потолочный крюк, можно отложить глобальные изменения до более удобных времен. Ведь их придется склеивать между собой. Теперь аккуратно сгибаем крылья по пунктирной линии. Но его не трудно представить самим. А балкон позволяет, облака из бумаги отличная идея для детского творчества и декора детской комнаты. Ему нужен качественный отдых, места соединения отмечены звездочками и стрелочками. Сгибаем ровно пополам и склеиваем, иногда облакааппликации делают фактурными или многослойными. Смело делайте упор на его увлечения. Клеевой пистолет, подарите годовщину ему свое внимание и заботу.

Как сделать облака из ваты своими руками. Мастер-класс. Видео

Автор Teddy На чтение 3 мин. Просмотров 4.9k. 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.

Красивые облачка своими руками. — 6 ответов на Babyblog

Понравилась идейка))

Ну разве не чудо - сделать облака своими руками?! И это чудо возможно!
Вам понадобится: вата, крахмал, вода, стакан, маленькая кастрюля или ковшик, чайная ложка, газовая плита.

1. Приготовьте клейстер: возьмите стакан и налейте в него 250 мл холодной воды. Равномерно размешайте две чайных ложки крахмала, и эту смесь доведите до кипения, но не кипятите. Не забывайте помешивать. Клейстер будет готов, когда он достаточно загустеет, чтобы его можно было намазывать, например, кисточкой.


2. Сваренный клей оставьте охлаждаться до температуры, комфортной для работы руками.


3. Сформируйте из ваты облака нужных размеров.


4. Подготовьте емкость, удобную для обмакивания в клей, наполните ее остывшим клейстером.


5. Сформированные облака ненадолго окунайте по одному в клейстер и вынимайте.


6. Клей более равномерно распределите пальцами по поверхности ватного комка. При необходимости отожмите комок от избыточного количества клея.


7. Получившиеся заготовки выложите на пластиковую поверхность или поднос. Предпочтительнее даже использовать большую плоскую керамическую или стеклянную тарелку с гладкой поверхностью.


8. Положите облака просушиться примерно на сутки. А для равномерного высыхания периодически (через 2-3 часа) переворачивайте их.


9. После высыхания получившиеся облака необходимо слегка помять.


10. Для того что бы украсить облаками интерьер детской комнаты, привяжите к облакам ниточки и прикрепите их к потолку.


Красота!!!

Еще один способ, как сделать облако

Еще один способ, как самому сделать облако и прекрасная идея для фотографии с облаками.

Сначала надо надуть шарики, желательно чтобы шариков было много, и связать их одной веревочкой в форме тучи. Больше всего форму тучи напоминает треугольник.

Намажьте шары клеем ПВА и приклейте к ним кусочки белой бумаги в технике папье-маше, так, чтобы не оставалось просветов, чтобы они создавали единое целое.

Сверху на бумагу будущей тучи наклейте обыкновенную вату или синтепон от старого пуховика или старой куртки. Держите будущую тучу на весу, пока она высохнет.

Когда облако высохнет можно имитировать его полет, его можно подвесить на высокое дерево или на потолок, а ещё лучше накачать шарики гелием, если шариков будет достаточно, а ваты немного, то возможно, что оно будет парить само. Однако, подвесить облако, самый лучший вариант.

объемная поделка с корзиной из цветной бумаги. Как сделать из разных материалов для детей?

Дети с воздушными шарами знакомы по фильмам и картинкам, а вот воздушные шарики они знают и любят не понаслышке, каждый выпускал их в небо. В этой статье расскажем, как делать объемные аппликации воздушных шаров с корзинами, предложим мастер-класс для самых маленьких, объясним, как изготовить воздушные шарики из ватных дисков.

Простой вариант для малышей из ватных дисков

Для работы нам понадобятся ватные диски, белый лист бумаги, акварельные краски, кисточка, вода для промывания кисти, клей, синий фломастер. Предложите малышу расслоить ватные диски. Намажьте их клеем и приклейте к бумаге.

На формате А4 хорошо укладываются три детали.

Затем предложите малышам выбрать любимые оттенки, и пусть они сами кисточкой и акварельными красками раскрасят каждый шарик. Нарисуйте синим фломастером нити, спускающиеся от каждого шарика. Внизу аппликации изобразите бантик, связывающий шары вместе. Получилась простая и доступная для любого ребенка поделка.

Объемная аппликация из цветной бумаги

Создавая с детьми объемные поделки, мы формируем в них навыки работы с объемом и плоскостями. Предлагаем рассмотреть несколько аппликаций воздушных шаров, созданных подобным способом.

Вариант первый

Подготовьте для работы голубой картон, набор цветной бумаги, белый лист. Нам также понадобятся клей, ножницы, фломастеры, линейка и карандаш. Начнем поделку с изготовления облаков. Нарисуйте на белой бумаге голубым фломастером 5 облаков неопределенной формы, а затем вырежьте. Наклейте их горизонтально на голубой картон.

Старайтесь располагать облака по периметру аппликации, оставляя центральное место для воздушного шара.

С помощью циркуля нарисуйте круг на картоне любого цвета. Если нет циркуля, можно просто обвести карандашом стакан. Вырежьте заготовку. Из листов цветной бумаги нарежьте полоски шириной 1 см. Каждую полосу примерьте к картонному шару и согните края по его размерам. Намажьте клеем края полоски и, обернув шар, приклейте ее. Клеевые края должны оказаться с обратной стороны шара. Таким способом по кругу цветными полосами нужно оклеить весь воздушный шар.

Готовую объемную заготовку приклейте по центру верхней части картона. Из коричневой бумаги вырежьте трапециевидную корзину. Поместите ее в нижней части картона. С помощью фломастера и линейки проведите соединительные линии между шаром и корзиной, имитирующие веревки. Красочная объемная аппликация готова.

Вариант второй

Для работы понадобятся: лист голубого картона, белая бумага, набор цветной бумаги, ножницы, клей, карандаш, двухцветная плетеная нить. Сделайте из картона шаблон каплеобразной формы с ровным нижним срезом. С его помощью нарисуйте детали на цветной бумаге трех разных оттенков, вырежьте их.

Сразу вырежьте небольшой квадрат любого цвета. Он станет корзиной для воздушного шара. Сложите каждую каплеобразную заготовку пополам по продольной линии. Приклеивая разноцветные половинки друг к другу, сформируйте красивый объемный шар. На белой бумаге нарисуйте три воздушных облачка и вырежьте их. Приклейте облака по периметру голубого картона, центральную часть оставьте для воздушного шара.

Вверху по центру картона зафиксируйте объемный воздушный шар. Вниз от шара отведите и приклейте две плетеные нити. К нитям присоедините квадратную деталь (корзину). Получился красивый разноцветный воздушный шар, летящий в облаках.

Другие идеи

Аппликации можно изготовить разными способами из любых материалов. Предлагаем несколько вариантов интересных поделок.

Аппликация из пуговиц

К работе подключайте детей в возрасте 6-8 лет. Заранее подготовьте синий картон для основания поделки, белую бумагу, цветной картон, распечатку детских лиц. Запаситесь также ножницами, клеем, нитками и плоскими пуговицами разных цветов и размеров.

В верхней части синего картона нарисуйте круг простым карандашом. Изготовьте трафарет корзины. Положите его на цветной картон, обведите карандашом и вырежьте. Приклейте корзину в нижней части аппликации.

Возьмите два фрагмента желтых вязальных нитей, приклейте их между корзиной и шаром. Распечатайте из интернета рисунки детских лиц. Два понравившихся лица вырежьте и зафиксируйте над корзиной. Затем на контур воздушного шара начинайте приклеивать пуговицы от центра к краям, постепенно заполняя весь круг. Благодаря пуговицам получилась необычная и красивая аппликация.

Аппликация с элементами плетения

Для работы нужно подготовить базовый лист картона и кусочек картона для корзины, набор цветной бумаги, клей, ножницы и простой карандаш. Возьмите желтый лист бумаги, нарисуйте карандашом круг. Если нет циркуля, можно обвести любой круглый предмет. Вырежьте нарисованную основу воздушного шара. Далее подготовьте два прямоугольника разных цветов, каждый из них сложите вчетверо. У изгиба нарисуйте четверть круга.

На одном прямоугольнике размер рисунка должен быть больше, на другом – меньше.

Вырежьте их, получится два вытянутых овала, слегка заостренных сверху и снизу.

Переходим к изготовлению корзины. Из картона вырежьте деталь в форме трапеции. Из желтой и оранжевой бумаги нарежьте полоски шириной 1 см, а длиной на 2 см больше самой длинной стороны трапеции (корзины). На каждой оранжевой полосе с одной из сторон загните край, не более чем на сантиметр. Наносите клей на отвороты и приклеивайте полоску за полоской к боковой стороне трапеции.

Детали приклеиваются к изнанке корзины и выводятся длинными полосами на лицевую сторону.

Когда клей подсохнет, возьмите желтые полоски и пропускайте их перпендикулярно через каждую оранжевую деталь, выполняя плетенку. Все краевые концы подогните под трапецию и подклейте с изнаночной стороны. Получилась плетеная корзина.

Возьмите базовый картон, подготовленный для аппликации, и начинайте собирать все элементы в единую картинку. В верхней части картона приклейте желтый шар, на него поместите большой цветной овал, сверху расположите маленький овал. Получился трехцветный воздушный шар. В нижней части картона приклейте корзину, соедините ее с шаром двумя полосками желтой бумаги. Таким способом мы сделали аппликацию с элементами плетения.

Мы рассмотрели 5 аппликаций для разных возрастных групп. Они выполняются просто и могут стать хорошим подарком или красивым декором.

О том, как сделать аппликацию «Воздушный шар» с малышами, смотрите далее.

Радуга 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:

  1. Приклеить облачка к бумаге, зафиксировав положение.
  2. 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

(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 поверхности для моделирования на основе эскизов

. В: GI 2007: Proceedings of Graphics Interface 2007, pp.

27–33. ACM, New York (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., Игараси, 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, New York (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 трассировки лучей объемной текстуры Райана Брукса.

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.

Симметрия | Бесплатный полнотекстовый | Эффективные алгоритмы объемного облачного рендеринга на GPU в реальном времени с улучшенной геометрией

Рисунок 1. Равномерный шум на графике цветовой шкалы показывает неравномерную плотность капель воды в гипертекстуре облака. На четырехмерном графике MATLAB можно наблюдать природу атмосферного пара по значениям цвета в кубе.

Рисунок 1. Равномерный шум на графике цветовой шкалы показывает неравномерную плотность капель воды в гипертекстуре облака. На четырехмерном графике MATLAB можно наблюдать природу атмосферного пара по значениям цвета в кубе.

Рисунок 2. Двумерное представление равномерного шума ( слева, ) и фрактального шума броуновского движения (fBm) ( справа, ). Базовый шум слева резче, а fBm мягче из-за октавного накопления.

Рисунок 2. Двумерное представление равномерного шума ( слева, ) и фрактального шума броуновского движения (fBm) ( справа, ). Базовый шум слева резче, а fBm мягче из-за октавного накопления.

Рисунок 3. Гистограмма равномерного шума (светло-серый) и шума fBm (темно-серый). Шум fBm имеет гауссовское распределение.

Рисунок 3. Гистограмма равномерного шума (светло-серый) и шума fBm (темно-серый). Шум fBm имеет гауссовское распределение.

Рисунок 4. Отношение расстояние / плотность. Чем больше расстояние между лучом и центром сферы, тем меньше плотность водяного пара. Экспоненциальный подход дает естественный реализм за счет смягчения границ облаков.

Рисунок 4. Отношение расстояние / плотность. Чем больше расстояние между лучом и центром сферы, тем меньше плотность водяного пара. Экспоненциальный подход дает естественный реализм за счет смягчения границ облаков.

Рисунок 5. Графическое и процедурное объяснение алгоритма без дублирования трассировки. ( a ) Базовая модель, показывающая зоны для зачистки. В этом случае по лучу трассируются только I1 – O2 и I4 – O4; ( b ) Блок-схема, иллюстрирующая алгоритм без дублирования трассировки (алгоритм 2).

Рисунок 5. Графическое и процедурное объяснение алгоритма без дублирования трассировки. ( a ) Базовая модель, показывающая зоны для зачистки. В этом случае по лучу трассируются только I1 – O2 и I4 – O4; ( b ) Блок-схема, иллюстрирующая алгоритм без дублирования трассировки (алгоритм 2).

Рисунок 6. Граничная рамка облаков. Алгоритм Смитса полезен для оптимизации маршрутизации лучей путем вычисления сегмента евклидовой прямой, вдоль которой должен выполняться рендеринг в соответствии со значением λ.

Рисунок 6. Граничная рамка облаков. Алгоритм Смитса полезен для оптимизации маршрутизации лучей путем вычисления сегмента евклидовой прямой, вдоль которой должен выполняться рендеринг в соответствии со значением λ.

Рисунок 7. Двухпроходный алгоритм освещения по лучу l и рендеринга по лучу s. ns → и nl → - векторы направления движения луча и света соответственно. [0, P] и [0, D] - это технологические размеры интеграла линии в облаке для движения лучей и света соответственно.x (s) - пиксель кадрового буфера, а v (l) - точка в вокселе.

Рисунок 7. Двухпроходный алгоритм освещения по лучу l и рендеринга по лучу s. ns → и nl → - векторы направления движения луча и света соответственно. [0, P] и [0, D] - это технологические размеры интеграла линии в облаке для движения лучей и света соответственно. x (s) - пиксель кадрового буфера, а v (l) - точка в вокселе.

Рисунок 8. Трехмерное распределение Гаусса.Некоторые формы облаков напоминают трехмерное нормальное распределение Гаусса, особенно кучевые. Причина - высота, на которой образуется конденсат. Поскольку уровень конденсации можно представить как плоскую и горизонтальную поверхность, облака, образующиеся на этом уровне, имеют плоскую нижнюю сторону, как цитируется в книге Хэкеля [34]. Рисунок 8. Трехмерное распределение Гаусса. Некоторые формы облаков напоминают трехмерное нормальное распределение Гаусса, особенно кучевые. Причина - высота, на которой образуется конденсат.Поскольку уровень конденсации можно представить как плоскую и горизонтальную поверхность, облака, образующиеся на этом уровне, имеют плоскую нижнюю сторону, как цитируется в книге Хэкеля [34].

Рисунок 9. Пример облаков с гауссовым распределением. Настоящая фотография ( слева, ) и сгенерированные нами кучевые облака ( справа, ) с использованием всего 35 псевдосфероидов.

Рисунок 9. Пример облаков с гауссовым распределением. Настоящая фотография ( слева, ) и сгенерированные нами кучевые облака ( справа, ) с использованием всего 35 псевдосфероидов.

Рисунок 10. Сумеречный пейзаж с тремя гауссовыми кумулами, выполняющими объемное рассеяние и затенение вокселей с взаимодействием облаков и окклюзией.

Рисунок 10. Сумеречный пейзаж с тремя гауссовыми кумулами, выполняющими объемное рассеяние и затенение вокселей с взаимодействием облаков и окклюзией.

Рисунок 11. После каждого рекурсивного вызова интерпретатор генерирует новый пропорциональный случайный радиус и длину для примитивов.В результате получаются более естественные и впечатляющие кучевые формы.

Рисунок 11. После каждого рекурсивного вызова интерпретатор генерирует новый пропорциональный случайный радиус и длину для примитивов. В результате получаются более естественные и впечатляющие кучевые формы.

Рисунок 12. Сгенерированные облака из предыдущей грамматики L-системы. ( a ) Итерации = 7, δ = 10 °. Чем меньше угол δ, тем тоньше и страннее становится форма облака, поэтому облако выглядит как трехмерная спираль.Это вызвано рекурсивными операторами поворота в грамматических постановках, которые реагируют на угол поворота директора и равномерный случайный радиус сферы; ( b ) Используя точно такую ​​же грамматику и итерации с большим углом, например [50 °, 100 °], результирующий вывод грамматики генерирует плотные кучевые образования.

Рисунок 12. Сгенерированные облака из предыдущей грамматики L-системы. ( a ) Итерации = 7, δ = 10 °. Чем меньше угол δ, тем тоньше и страннее становится форма облака, поэтому облако выглядит как трехмерная спираль.Это вызвано рекурсивными операторами поворота в грамматических постановках, которые реагируют на угол поворота директора и равномерный случайный радиус сферы; ( b ) Используя точно такую ​​же грамматику и итерации с большим углом, например [50 °, 100 °], результирующий вывод грамматики генерирует плотные кучевые образования.

Рисунок 13. Различные кучевые образования с использованием гауссова распределения и оптимизированных метабаллов. Всего шесть сфер использовались для рендеринга образцов путем рандомизации радиуса сфер.

Рисунок 13. Различные кучевые образования с использованием гауссова распределения и оптимизированных метабаллов. Всего шесть сфер использовались для рендеринга образцов путем рандомизации радиуса сфер.

Рисунок 14. ( a ) Процесс масштабирования эллипсоида. Предлагаемый алгоритм умножает каждую вершину треугольника (P1, P2, P3) на коэффициент, который обычно попадает в диапазон (0,1, 2] после вычисления барицентра (B). После этого алгоритм шейдера использует максимальное расстояние от барицентра к масштабированной вершине треугольника для оценки плотности в уравнениях столкновения эллипсоида и луча; ( b ) После вращения.Как видно на изображении выше, где исходный эллипсоид показан черным цветом, а результирующий - зеленым, предыдущие уравнения допускают перекрытие векторов направления R3. Следовательно, в соответствии с направлением большей вершины треугольника алгоритмы производят результирующее вращение.

Рисунок 14. ( a ) Процесс масштабирования эллипсоида. Предлагаемый алгоритм умножает каждую вершину треугольника (P1, P2, P3) на коэффициент, который обычно попадает в диапазон (0,1, 2] после вычисления центра масс (B).После этого алгоритм шейдера использует максимальное расстояние от центра масс до вершины масштабированного треугольника для оценки плотности в уравнениях столкновения эллипсоида и луча; ( b ) После вращения. Как видно на изображении выше, где исходный эллипсоид показан черным цветом, а результирующий - зеленым, предыдущие уравнения допускают перекрытие векторов направления R3. Следовательно, в соответствии с направлением большей вершины треугольника алгоритмы производят результирующее вращение.

Рисунок 15. Пример трехмерных сеток, преобразованных в кучевые облака, напоминающие известные формы. ( a ) Ручная сетка, преобразованная в мягкое трехмерное облако. Конечный результат успешно оптимизирован для анимации и рендеринга алгоритма графического процессора в реальном времени; ( b ) Кроличья сетка с 370 треугольниками. На этой сетке было выполнено 80% прореживания, уменьшив количество треугольников с 1850 до 370 для достижения подходящей производительности в реальном времени.

Рисунок 15. Пример трехмерных сеток, преобразованных в кучевые облака, напоминающие известные формы.( a ) Ручная сетка, преобразованная в мягкое трехмерное облако. Конечный результат успешно оптимизирован для анимации и рендеринга алгоритма графического процессора в реальном времени; ( b ) Кроличья сетка с 370 треугольниками. На этой сетке было выполнено 80% прореживания, уменьшив количество треугольников с 1850 до 370 для достижения подходящей производительности в реальном времени.

Рисунок 16. Производительность алгоритмов на разных видеокартах. ( a ) С GeForce 8800 GTS производительность при разрешении 800 × 600 пикселей превышает предел гиперреалистичного метода, показанного в ссылке [40]; ( b ) С GeForce 1030 GT производительность в большинстве случаев является оптимальной, за исключением случаев, когда уравнение уровня детализации (LOD) обходится вручную, чтобы добиться более высокого качества; ( c ) Производительность GeForce GTX 1050 оптимальна в 99% случаев; ( d ) На основе эмпирических тестов на GeForce GTX 970, предложенная модель достигает геометрического приращения частоты кадров во всех алгоритмах.Результаты очень многообещающие для алгоритмов трассировки кучевых облаков и трехмерной сетки во всех разрешениях, включая Full-HD. Рисунок 16. Производительность алгоритмов на разных видеокартах. ( a ) С GeForce 8800 GTS производительность при разрешении 800 × 600 пикселей превышает предел гиперреалистичного метода, показанного в ссылке [40]; ( b ) С GeForce 1030 GT производительность в большинстве случаев является оптимальной, за исключением случаев, когда уравнение уровня детализации (LOD) обходится вручную, чтобы добиться более высокого качества; ( c ) Производительность GeForce GTX 1050 оптимальна в 99% случаев; ( d ) На основе эмпирических тестов на GeForce GTX 970, предложенная модель достигает геометрического приращения частоты кадров во всех алгоритмах.Результаты очень многообещающие для алгоритмов трассировки кучевых облаков и трехмерной сетки во всех разрешениях, включая Full-HD. Рисунок 17. Отличия нашей модели от других работ. ( a ) Облако, созданное с использованием систем частиц Харриса [13] и Хуанга и др. [1]. Контур облака и общая реалистичность не хватает точности. ( b ) Метод облачного моделирования Черногории и др. [41], который сочетает в себе процедурные и неявные модели. ( c ) Наш онтологический метод рендеринга объемных облаков с освещением.Процедурный шум улучшает края облаков и эффекты нечеткого объема. Рисунок 17. Отличия нашей модели от других работ. ( a ) Облако, созданное с использованием систем частиц Харриса [13] и Хуанга и др. [1]. Контур облака и общая реалистичность не хватает точности. ( b ) Метод облачного моделирования Черногории и др. [41], который сочетает в себе процедурные и неявные модели. ( c ) Наш онтологический метод рендеринга объемных облаков с освещением.Процедурный шум улучшает края облаков и эффекты нечеткого объема.

Рисунок 18. Фотореалистичные облака со всеми физическими характеристиками. Изображение выше было создано с помощью POV-Ray за 1 час 18 минут с использованием 100% ядер ЦП с разрешением 1024 × 768 пикселей. Изображение ниже было сгенерировано с помощью Lumion 7.5, на текстуру небесного купола ушло около 1 секунды. Это примеры противоположных моделей, которые отличаются от системы реального времени, описанной в этой статье.

Рисунок 18. Фотореалистичные облака со всеми физическими характеристиками. Изображение выше было создано с помощью POV-Ray за 1 час 18 минут с использованием 100% ядер ЦП с разрешением 1024 × 768 пикселей. Изображение ниже было сгенерировано с помощью Lumion 7.5, на текстуру небесного купола ушло около 1 секунды. Это примеры противоположных моделей, которые отличаются от системы реального времени, описанной в этой статье.

Таблица 1. Плюсы и минусы каждого метода.

Таблица 1. Плюсы и минусы каждого метода.

9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034

9034 9034 ✔ 9034 ✔ 9034 9034

Текстурированные примитивы Системы частиц Геометрическое искажение Объемная визуализация
Процедурная
Перемещение
Поверните вокруг
Облака всех видов Real
Производительность
Современное состояние

Таблица 2. Типичные параметры для наших уравнений Гаусса, где ki, t и mi - масштабные постоянные.

Таблица 2. Типичные параметры для наших уравнений Гаусса, где ki, t и mi - масштабные постоянные.

Ось μ σ С зажимом
X μx σx [−k1σx, k2σx] μx, k2σx] μx μx , tσy]
Z μz σz [-m1σz, m2σz]

Таблица 3. В таблице ниже показано минимальное расстояние от облака, при котором рендеринг в высоком разрешении (HD), 1920 × 1080 пикселей достигает 30 кадров в секунду (FPS, минимум в реальном времени). Это расстояние подходит для сценариев, когда требуется приблизиться к поверхности облака.

Таблица 3. В таблице ниже показано минимальное расстояние от облака, при котором рендеринг в высоком разрешении (HD), 1920 × 1080 пикселей достигает 30 кадров в секунду (FPS, минимум в реальном времени).Это расстояние подходит для сценариев, когда требуется приблизиться к поверхности облака.

Карта / OpenGL Евклидово расстояние Кучевое облако 3D-модель
GT 1030 32 → ∞ 25 → ∞
90∞ ∞ 1050 2450 903
GTX 970 0 → ∞ 12 → ∞

Таблица 4. Средняя частота других частиц и объемных систем по сравнению с нашим методом.

Таблица 4. Средняя частота других частиц и объемных систем по сравнению с нашим методом.

50 бит 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 Physically Based Sky, Atmosphere и Cloud Rendering в Frostbite. Вдохновленные всем этим последним прогрессом, мы решили реализовать плагин Stingray, чтобы ощутить 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 в значительной степени вдохновлено заметками к курсу объемной визуализации в реальном времени и объемными облаками 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 происходит некоторая мозаика, это не так плохо, как вы можете себе представить. После того, как текстуры сгенерированы, самая сложная задача - найти правильные пространства и масштабы для сэмплирования, в которых они должны быть сэмплированы 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 сильно экструзионная текстура 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 громкость в полном разрешении слишком дорого обходится 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 4x4, 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 4x4: 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 сложно 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, что очень полезно 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 512x512, 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 возможной оптимизацией будет выборка данных погоды, а также начало и конец положений лучей и интерполяция этих значений на каждом шаге. Все погодные условия делятся на пары солнечно / штормовой, так что мы можем рассчитать 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.

Будущие работы

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 512x512, 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

Объемные облака в играх - polycount

Под перспективой они могли иметь в виду блокировку, как боковой скроллер или стратегию в реальном времени. Или двигайтесь в дыму, как в авиасимуляторе или в шутере от первого лица. Поскольку вы спрашиваете ОБЪЕМНЫЕ облака, я немного сбит с толку, потому что это не совсем художественная вещь?

По моему опыту работы с дымом, есть несколько способов сделать это, и большинство из них специфичны для движка и требуют многочасовых усилий как на искусство, так и на код.

- Анимированные лицевые плоскости или спрайты. Один из старейших приемов в отрасли, но он все еще работает довольно хорошо, но вам все равно придется работать с кодером, чтобы он работал правильно. Все становится довольно продвинутым, когда у вас есть больше их, испускаемых из какого-либо типа эмиттера частиц, поэтому у спрайтов есть жизненный цикл и их можно масштабировать, воспроизводить разные анимации, даже исчезать и исчезать в течение срока службы. То, как вы создадите искусство, которое будет отображаться на миниатюрных самолетах, зависит от вас, кодировщиков и мелкого бюджета вашего художественного отдела.Я думаю, что наиболее распространенным является рендеринг некоторых эффектов дыма более высокого уровня, используя плагины дыма для максимума или световой волны на альфе, а затем применяя их к большим спрайтам. Кодерам это нравится, потому что им это легко сделать. Игроки ненавидят его, потому что он выглядит фальшивым. В большинстве случаев они создают эффект тумана на весь экран перед камерой, когда вы приближаетесь к источнику. Но опять же, это зависит от кодеров.

- Облака создаются ТОЛЬКО кодом / движком. Некоторые компании вкладывают большие средства в создание облаков, к которым художникам никогда не придется прикасаться.Насколько я понимаю, он обращается с ними так же, как Макс обращается с атмосферным помощником. Это просто поле с параметрами для художника уровней. Часто это очень тяжело для процессора, но мало для художественного отдела, поскольку все это просто цвета и шум кода.

Статьи об объемных облаках в реальном времени
http://schpok.net/research/purpl/clouds/
http://graphics.cs.brown.edu/games/CartoonSmoke/index.html#bibtex
http: // www.markmark.net/cloudsim/
http://nis-lab.is.su-tokyo.ac.jp/~nis/cdrom/sig00_cloud.pdf

Итак, я думаю, вопросы возвращаются к вам: вы ищете облака кодеров или облака спрайтов / излучателей частиц? Оба являются специфическими для двигателя и не могут быть выполнены одним художественным отделом. Насколько вы дружелюбны с кодовой обезьяной и что она знает о курении. Скорее всего, львиная доля бремени ложится на них, если на их стороне искусство.

Честно говоря, ваш вопрос затрагивает всю индустрию и настолько обширен, как экспорт артов для игр? Или каково количество полигонов для следующего поколения? Ответ: Все места разные, и для ответа на этот вопрос обычно требуется больше, чем просто художник.

Как сделать объемные облака

Хотите больше Minecraft? Подписаться! http://goo.gl/4hx2in Сможем ли мы привлечь 9 000 подписчиков? Продолжаем! Как использовать Volumetrics в Blender - Iridesium - YouTube13: 20youtube.com21. 5. 201833 тис. Объемный шейдер - одна из самых крутых функций Blender'а. Знание того, как правильно его использовать, может быть чрезвычайно эффективным. Объемный рендеринг в Houdini и Octane | CGAархив https://cgarchives.com/…rendering-in-houdini-and-octane Объемный рендеринг в Houdini и Octane: этот тренинг представляет собой серию небольших проектов, которые охватывают процесс создания

27 июл 2019 Как Blender 2.8, я видел, как все больше и больше людей изучают объемные шейдеры в Eevee. Исторически объемы

trueSKY Volumetric Water: Учебные пособия и советы | Simul


Процедурные объемные облака в Blender Eevee и Cycles ... 27 июл 2019 По мере того, как Blender 2.8 достиг своего завершения, я видел, что все больше и больше людей изучают объемные шейдеры в Eevee. Исторически сложилось так, что объемные облака в Unity имеют объемные облака: Unity3D - Reddit Ищете хорошее руководство по созданию объемных облаков в Unity, но не смогли найти много полезного.У кого-нибудь есть полезные ссылки или советы, которые они могут сделать. Как создавать объемные облака в Blender 2.8 Cycles: learnblender ... Это мой первый учебник. Научитесь создавать объемные облака в Blender с помощью всего лишь одного тома и простой настройки узла. Прелесть этой техники в том, что мы добавляем Daily Blender Tip 236: Объемные облака - BlenderNation

.

Теперь мы сделаем теневую трассировку внутри кривой плотности для полного объемного эффекта. Рассеяние облаков в реальной жизни происходит в основном из-за рассеивания, которое является эффективным алгоритмом объемного облака графического процессора в реальном времени... 18 апр 2018 В этом документе представлены несколько новых методов объемного рендеринга облаков. чтобы подтвердить гипотезу о возможности создания эффективных объемных облаков и растительности :: SpaceEngine General ... 10 июл 2019 Получит ли программа объемные облака и трехмерную растительность? Учебник по объемному облаку с использованием 3ds max: Autodesk 3ds Max ... Начнем. начать новый файл в MAX или VIZ ,. 1) Создайте плоскость для поверхности земли. (СОЗДАТЬ> ГЕОМЕТРИЯ / ПЛОСКОСТЬ). 2) Создайте большую сферу, примените НОРМАЛЬНЫЙ

10 июл 2019 Получит ли программа объемные облака и трехмерную растительность? Учебник по объемному облаку с использованием 3ds max: Autodesk 3ds Max... Давайте начнем. начать новый файл в MAX или VIZ ,. 1) Создайте плоскость для поверхности земли. (СОЗДАТЬ> ГЕОМЕТРИЯ / ПЛОСКОСТЬ). 2) Создайте большую сферу, примените НОРМАЛЬНЫЕ эффективные алгоритмы для объемного облака GPU в реальном времени ... 20 апр 2018 Исследователи, изучающие компьютерные облака, разработали другое. Алгоритм 1: базовый объемный облачный рендеринг на графическом процессоре. блог разработчиков: объемные облака - bitquid

Объемный рендеринг облаков - Shadertoy

Визуализация объемных атмосферных эффектов 17 июн 2018 рекламные щиты, по крайней мере, делают облака несколько динамичными и интересными.Но если мы хотим лучших и более захватывающих результатов, объемные облака - это облачный рендеринг - Иниго Квилез :: фракталы, компьютерная графика ... Сначала мы предполагаем, что мы собираемся создать 2D-облака, которые, мы надеемся, успешно имитируют настоящие объемные облака. Для этого мы создадим один или несколько 2D-слоев с облачным рендерингом - Inigo Quilez :: фракталы, компьютерная графика ...

Sampling A Procedural Sky - блог FX от Sergen Eren

Уравнение объемной визуализации (1)
И снова здравствуйте!

Прошло много времени с момента моего последнего сообщения в блоге, но по уважительной причине.Я был сосредоточен на разработке системы объемного рендеринга, и это почти подошло к концу. В этой серии «Объемная трассировка пути» я постараюсь поделиться своими выводами и, надеюсь, помочь кому-то, кто хочет начать с минимальной системы с реальным кодом и пояснениями.

Сразу напомню, что я не специалист в этой области, а просто энтузиаст. Я только пытаюсь передать свое понимание темы с целью помочь кому-то там. Если вы видите какие-либо ошибки или мысли, поделитесь ими, так как я тоже учусь.

Как это началось?

Если вы меня знаете, то знаете, что я одержим всем, что связано с объемным рендерингом, и вы обычно можете поймать меня, наблюдая за большими пухлыми кучевыми облаками.

Мой интерес к объемному рендерингу был похоронен в течение долгого времени, но он ожил с выпуском набора данных Disney по облаку Моаны в прошлом году. Увидев гиперионную визуализацию этого облака, я начал изучать коммерческие системы визуализации, которые могли дать такой же результат.

После тщательного исследования я обнаружил, что ближайшим вариантом, который может дать наиболее точный вид, был рендерер arnold. Но есть маленькая проблема…

Объемный рендеринг МЕДЛЕННЫЙ !!!

Рендеринг участвующих мультимедиа сам по себе не является сложной задачей, это можно сделать даже в режиме реального времени (в реальном времени, что означает стандарты игрового движка). Но для достижения специфических характеристик плотных сред (т. Е. Облаков) рендереру приходится очень долго рассчитывать яркость, исходящую со всех сторон.Эти вычисления дают затемнение по краям и высокую детализацию в затененных областях. К сожалению, это означает сотни миллионов поисков и вычислений текстур / материалов.

Несмотря на то, что современные средства визуализации представляют собой высокооптимизированные элементы инженерной мысли, нам еще предстоит найти другой способ, кроме грубой силы, для получения истинного, объективного, физически обоснованного рендеринга.

Именно по этой причине я попытался реализовать свой объемный трассировщик пути как архитектуру графического процессора, чтобы получить выгоду от их высокой сериализации.И наличие начальных / средних знаний CUDA помогло мне на этом пути.

Мой объемный рендерер сейчас находится на той стадии, когда я в основном доволен результатами и служит мне игрушечным трассировщиком пути. Но я хочу пойти дальше и попробовать новый том, в котором представлены статьи и идеи научного сообщества. Он имеет многократное рассеяние до пары сотен отраженных лучей и отражает черты плотных кучевых облаков.

Репозиторий github для рендерера в настоящее время является частным, но я планирую сделать его общедоступным в конце этой серии для всех, кто хочет окунуться в мир объемного рендеринга.

Текущий этап рендерера

Начнем!

Я думал начать эту серию с самого начала и дать определения и концепции, но в конце концов решил, что оставлю традиционные методы и начну с более сложных тем. Поэтому вместо того, чтобы начинать с земли, мы сначала построим крышу. Еще одна причина этого в том, что я чувствую себя готовым опубликовать эту и мне нужно найти больше данных и исследований по этим темам.

Эти строительные блоки пригодятся в будущих сериях, и на них будут ссылаться много раз.Так что терпите меня, если вы новичок, и надейтесь, что это будет вам полезно, если вы профессионал.

Что вы ожидаете от рендерера?

Художники по свету и технические специалисты ожидают, что рендерер даст наиболее точные результаты за заданное время (как правило, за короткое время). А работа интеграторов света (основная часть средства визуализации) заключается в предоставлении информации об освещении на основе таких параметров, как bsdf и источники света. Обычно мы создаем наши сцены с минимальным количеством источников света, чтобы рендерить быстрее.А если это сцена на открытом воздухе, мы в основном используем окружающее освещение, такое как карты HDR и процедурно созданные текстуры.

Процедурные небеса - это текстуры, которые визуализируются на основе математических формул и обычно зависят от направления луча. В моем трассировщике пути я использовал скретчапиксельную реализацию модели неба Нишита. Он использует модели рассеяния Рэлея и Ми для достижения цвета и яркости

.

Чтобы найти информацию об освещении, которую точка получает в объеме, интегратор направляет лучи в сторону источников света и находит вклад этого света в яркость по направлению луча.Если это направленный свет (например, солнце), направление не имеет значения, потому что может быть только одно направление для выборки. Но если это сферический свет, такой как наше процедурное небо, нам нужно сэмплирование на основе направления.

Сферический световой сэмпл представляет собой простое решение - направить луч в любом направлении внутри однородной сферы. Проблема с этим подходом заключается в том, что мы не заботимся о информации о яркости, которую хранит текстура, и относимся к ней так, как если бы объем находился внутри сферического светового короба, который получает одинаковое значение во всех направлениях.Лучше всего направить лучи на самые светящиеся части неба. Таким образом, мы можем добиться того же качества рендеринга с меньшим количеством лучей (следовательно, меньше времени на вычисления).

Сферический для ультрафиолетового излучения.

Реализованное мной процедурное небо зависит от двух вещей: направления луча и положения луча. Хотя это важно для больших сцен, положение лучей в этом случае не имеет большого значения, потому что облака обычно занимают несколько километров в высоту, что относительно мало по сравнению с несколькими сотнями километров в других направлениях.Вот почему мы сосредоточимся на направлении луча.

Цвет процедурного неба зависит от направления луча, и сначала мы преобразуем это пространство из полярных направлений «азимута и возвышения» в двумерное пространство uv.

В этом примере я разделил сферу неба на изображение размером 180 × 180 и выбрал значение цвета в сегментах 2π на π для азимута и возвышения соответственно. Я также сохранил эту информацию в массиве чисел с плавающей запятой 180 × 180.


Цветовые значения неба (тональная карта)

Примечание. Чтобы продолжить, прочтите раздел pbrt, посвященный выборке источников света , из которых были реализованы эти идеи из

Для начала семплирования нам понадобится 4 текстуры.2 из них 2D текстуры и 2 из них 1D текстуры. Назовем эти текстуры «маргинальными» и «условными».

Первая текстура - это текстура условной функции, которую мы будем использовать во время выборки, чтобы найти pdf (функция распределения вероятностей), с помощью которой мы будем масштабировать наши выборки. Это важно, потому что, намеренно выбирая направление, мы нарушаем истинную природу сферического направления света и создаем предвзятость. Масштабирование с помощью pdf дает нам реальный вклад в этом направлении.Текстура условной функции - это простая длина значения цвета, которая сообщает нам, где находится самая высокая яркость в пространстве всех направлений.

Текстура условной функции

Как вы можете видеть, наибольшая яркость наблюдается в направлении солнца и ниже, а также в направлении против него.

Вторая текстура - это условная текстура CDF. Эта текстура заполняется путем интегрирования каждой строки каждого столбца и деления значений на общее значение этой строки. Но перед тем, как разделить каждое значение, мы также сохраним каждое итоговое значение в 1D-текстуре маргинальной функции.Применяя ту же процедуру для одномерной текстуры маргинальной функции, мы получаем одномерную краевую текстуру CDF. Для краткости текстуры названы в честь номенклатуры pbrt.

Условная CDF текстура Marginal function and cdf textures

note: Marginal function and cdf textures 1D, and их высота масштабируется для просмотра

Как использовать эти текстуры?

Одномерные граничные текстуры дают нам кумулятивное распределение и средние значения по оси Y (среднее количество строк в столбце).Мы будем использовать эти текстуры, чтобы сначала выбрать столбец, потому что, используя только двухмерные условные текстуры, мы не сможем выбрать строку перед выбором столбца и наоборот. Следовательно, мы используем отдельную одномерную текстуру, чтобы разорвать этот стиль зависимости.

Чтобы найти столбец, мы сначала выбираем случайное число и проходим по краевой cdf-текстуре, пока не найдем первое значение, удовлетворяющее тому, что cdf (i)> xi (xi - случайное число от 0 до 1). Значение i - это номер столбца, который нам нужен.

Чтобы понять почему, еще раз взглянем на текстуры marginal func и cdf.

Если мы выберем случайное значение 0,9, позиция, в которой нужно найти значение, которое больше, чем оно, будет примерно в области в столбце 90. Если бы cdf был линейным, значение было бы около 170. Это соответственно сдвигает нашу вероятность выбрать столбец в нижних числах. Мы можем визуализировать это, взглянув на график скрипки, который показывает плотности 4096 образцов, выбранных на основе этого cdf.

График скрипки выбранных столбцов

Вы можете ясно видеть, что около 80-90 у нас намного больше образцов, потому что средняя плотность, основанная на строках, намного выше в этом регионе.

Теперь, когда у нас есть номер столбца, мы можем продолжить и выбрать строку на основе 2D условной функции CDF. Поскольку эта выборка зависит от 1D CDF, я надеюсь, что теперь вы лучше понимаете, почему они так названы.

Поиск строки выполняется по той же процедуре и дает нам номер строки, который с наибольшей вероятностью будет выбран. После того, как мы нашли номера столбцов и строк, мы можем визуализировать точки на изображении.

uv distiribution

Как вы можете ясно видеть, в областях с освещенными участками выборка намного плотнее.И меньше в нижнем полушарии, где не так много света для отбора проб.

Найти направление луча отсюда несложно. Мы просто делим номера столбцов и строк на высоту и ширину соответственно и умножаем их на π и 2π. Это дает нам азимут и высоту, чтобы преобразовать их из сферической координаты в декартову координату.

Расчет PDF-файлов

Как я уже упоминал ранее, выбирая направление самостоятельно, мы намеренно создаем предвзятость.Чтобы получить беспристрастную визуализацию, нам нужно разделить нашу выборочную информацию об освещении на созданную нами предвзятость.

Чтобы найти значения pdf, мы сначала делим значение одномерной маргинальной функции в выбранном столбце и делим его на общее значение указанной текстуры.

Предельные значения pdf (ось y, масштабированная на 50)

Затем мы находим условный pdf-файл по значению в 2D-текстуре условной функции в выбранной строке и столбце и делим его на 1D-значение маргинальной функции в выбранной строке (помните, что это были общие значения для строк ).Затем мы просто умножаем маржинальные и условные значения PDF.

Значения pdf для выбранных строк и столбцов (ось y с масштабированием на 50)

Наконец, мы можем визуализировать направления и значения pdf на красивом графике.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Хуанг и др. Черногория и др. Канг и др. Юсов Би и др. Наш метод
FPS 99,5 30 60 105 (GTX 680) 50> 150 (GTX 1050 без Ti)