画像処理 #20 雲

皆さんは，雲を作ったことがあるでしょうか．

実際に作ってみました．

この記事は，下記の参考文献の内容を実装した後，日本語で要約したものです．

1.乱数でノイズパターンを生成


Fig.1
こんな感じで4つ作ります．赤枠は単に区切るためのものです．これらをそれぞれMap1，Map2，Map3，Map4とします．

2.平均化
Map1，Map2，Map3，Map4をそれぞれ平均化します．
平均化の際，上下左右は繋がっているものとしましょう．


Fig.2

3.サンプリング
以下のようにして，Map1,2,3,4を256x256の大きさにします．
Map1:8倍に拡大．
Map2:4倍に拡大したものを，タイル状に縦横2つずつ並べる．
Map3:2倍に拡大したものを，タイル状に縦横4つずつ並べる．
Map4:タイル状に縦横8つずつ並べる．
サンプリング時には，バイリニア補間を使いました(画像処理 第1回 補間 参照)．
因みに，上で述べたように，上下左右が繋がっているものとして平均化しておかないと，この時点で不自然な不連続部分が出来てしまします．


Fig.3

4.合成
これらの画像を合成します．各ピクセルの値は，
Map=Map1+Map2/2+Map3/4+Map4/8
とします．


Fig.4

5.仕上げ

最後に仕上げです．各ピクセルについて，

CloudExpCurve(v){
  c=v-CloudCover;
  if(c<0)
    c=0;
  CloudDensity=255-CloudSharpnessc * 255;
  return CloudDensity;
}

というトーンカーブを適用します．

ここで，パラメタの説明を．

CloudCover:
値域[0, 255]
総雲量を制御．値が小さい程，雲は多くなる．

CloudSharpness:
値域[0, 1]
雲のシャープさを変える．小さい値だと急激な変化で濃い雲，大きい値だと曖昧で薄い雲となる．


Fig.5

Fog.5でのパラメタは，以下の通り．
CloudCover=232
CloudSharpness=0.95

完成です．それっぽい感じの雲が出来上がりました．

参考文献
Hugo Elias．“Cloud Cover”．＜http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_clouds.htm＞．The good-looking textured light-sourced bouncy fun smart and stretchy page．（参照2009年8月2日）