Объемные композиции из бисера


Бисероплетение: бесплатные мастер-классы | Журнал Ярмарки Мастеров

Обними своих покупателей!

Присоединяйся к Программе привилегий

Уведомления

Моя Ярмарка

Лента новостей

Профиль

Настройки

Покупки

Отзывы

Программа привилегий

Подписчики

Календарь

Блог

Избранное

Галерея коллекций

Гостиная

Ярмарка Талантов

Выход

Многотомный рендеринг в Jupyter с ipyvolume: кросс-языковая 3D-визуализация | Маартен Бредделс

Некоторые наборы данных по своей сути являются объемными кубами. В радиоастрономии две оси - это координаты неба, а третья ось - ось частот, формирующая трехмерный куб интенсивности (обычно) излучения. В медицинской визуализации три оси чаще всего представляют собой просто пространственные измерения.

Иногда в одной сцене необходимо визуализировать несколько больших наборов данных или несколько кубов данных.Они могут перекрываться полностью, частично или совсем не совпадать. Чтобы сделать вещи еще более сложными, другая техника объемного рендеринга, называемая проекцией максимальной интенсивности, работает по-другому, что отличает их объединение в одной сцене. Фактически, я бы сказал, что это делает рендеринг многотомных изображений не менее сложным, чем методы прозрачности в 3D.

Glue-Jupyter использует ipyvolume для 3D-рендеринга, а также обеспечивает более богатый пользовательский интерфейс и более высокий уровень учета данных.

Glue - это настольное приложение для исследования многомерных связанных данных, которое использует многотомный рендеринг в своих 3D-визуализациях, например, для визуализации выбранных 3D-объектов (как показано на приведенном выше скринкасте).Glue-jupyter (проект, над которым я работаю) стремится привнести клей в блокнот Jupyter. Следовательно, требуется решение для многотомного рендеринга в блокноте Jupyter. Glue-jupyter все еще находится на ранней стадии разработки, но уже предоставляет простой современный способ интерактивного изучения (нескольких) наборов данных, в то же время предоставляя программный доступ из записной книжки.

Ipyvolume - лучший пакет 3D-визуализации для ноутбука Jupyter (отказ от ответственности: я являюсь основным автором;). С ipyvolume вы можете создавать графики разброса, графики колчана и многотомный рендеринг в одной сцене с помощью всего нескольких строк кода, это не становится проще!

Простой пример, показывающий volshow, scatter и quiver.

Более того, ipyvolume построен на основе ipywidgets (виджеты Jupyter для клиентской части), предоставляя вам все функции, которые он предоставляет из коробки. Примеры отображают live в документации, графики легко встраивать в статический HTML-файл, возможность легко связывать свойства вместе во внешнем интерфейсе (браузер) или на стороне ядра (процесс Python) и прослушивать любое изменение свойства ( побочный продукт двунаправленной связи). Кроме того, ipyvolume повторно использует pythreejs, предоставляя большую часть API threejs бесплатно! А с помощью ipywebrtc мы можем записывать фильмы, транслировать их на удаленный компьютер или делать снимки.

Многотомный рендеринг: сканирование мужской головы и моделирование частиц темной материи в одной сцене.

Начиная с версии 0.5, ipyvolume поддерживает многотомный рендеринг, что позволяет визуализировать два набора данных друг над другом. В примере слева мы показываем сканирование головы человека и в то же время трехмерную гистограмму частиц в моделировании темной материи. В одну сцену можно поместить любое количество кубов данных, что является большим подвигом для визуализации в экосистеме Jupyter! Насколько я знаю, это первый пакет, который выполняет многотомный рендеринг для Jupyter.

В случае, если вы используете удаленный ноутбук Jupyter, возможно, с помощью Jupyter Hub, у вас будет лучшее из двух миров: ваш код близок к данным, а визуализация локальна на вашем ноутбуке / настольном компьютере. Однако это означает, что данные необходимо передать клиенту / браузеру, что для больших кубов данных может быть значительным (да, все, что выше 3, обычно велико). Чтобы решить эту проблему, ipyvolume по умолчанию отправляет в браузер куб данных с низким разрешением. Если вы увеличиваете масштаб, обнаруживается изменение координат ограничивающей рамки (yay ipywidgets!), И в браузер будет отправлена ​​увеличенная версия вырезки с более высоким разрешением.

После увеличения в браузер будет отправлен новый вырез с высоким разрешением.

На этом радость не заканчивается, поскольку большая часть кода ipyvolume - это код внешнего интерфейса (JavaScript), который запускается в браузере, и нет ничего особенного, что мешает нам использовать его для другого языка. Команда BeakerX из Two Sigma уже показала, что его можно использовать на всех языках JVM (Java, Clojure, Groovy, Scala,…).

Теперь вместе с командой QuantStack мы создаем xvolume, привязку C ++ к внешнему коду ipyvolume (да, я должен переименовать его в jupyter-volume, верно?).

Это означает, что с помощью единой базы кода (плюс некоторый клей для каждого языка) мы можем иметь серьезный пакет трехмерной визуализации (ipyvolume) для многих языков в блокноте Jupyter.

Начиная с ipyvolume 0.5, у нас есть серьезный пакет 3D-визуализации для экосистемы Jupyter, который может даже выполнять многотомный рендеринг со смешанными методами рендеринга в сочетании с обычными сетками, диаграммами рассеяния и колчана. Повторно используя интерфейсный код и являясь виджетом Jupyter, мы можем повторно использовать библиотеку на всех языках JVM и C ++.

.

Мерная посуда

Мерная посуда

В количественной химии часто необходимо проводить измерения объема с погрешностью порядка 0,1%, одна часть на тысячу. Это предполагает использование стеклянной посуды, которая может содержать или обеспечивать объем, известный до нескольких сотых миллилитра, или около нуля.01 мл. Затем можно указать количества, превышающие 10 мл, до четырех значащих цифр. Стеклянная посуда, разработанная для такого уровня точности и точности, стоит дорого и требует некоторого ухода и навыков для получения наилучших результатов. Распространены четыре основных типа мерной посуды: мерный цилиндр, мерная колба, бюретка и пипетка. Они имеют конкретное применение и будут обсуждаться индивидуально. Однако есть некоторые моменты, общие для всех типов. Они включают в себя чистоту и правильное чтение томов.Чистота важна для хороших результатов. Химически чистое стекло поддерживает равномерную водяную пленку без видимых висящих капель. Когда закончите, тщательно промойте стеклянную посуду деионизированной водой. Если у вас есть какие-либо подозрения, вымойте его перед использованием. С некоторыми типами стеклянной посуды можно «кондиционировать» устройство, промывая его несколькими небольшими порциями раствора, который будет отмеряться, до проведения фактической работы. Это предотвращает разбавление раствора каплями воды и изменение концентрации.Более подробно о том, как это сделать, будет рассказано при обсуждении отдельных предметов из стекла. Вся мерная посуда калибруется с маркировкой, используемой для определения удельного объема жидкости с разной степенью точности. Для точного считывания этого объема нижняя часть изогнутой поверхности жидкости, мениск, должна располагаться на линии разметки желаемого объема. Часто мениск легче увидеть, если положить за прибор белую бумагу или карточку. Если ваш глаз находится выше или ниже уровня мениска, ваши показания будут неточными из-за явления параллакса.Просматривайте мениск на уровне, перпендикулярном глазу, чтобы избежать этого как источника ошибки.

TC по сравнению с TD

На некоторых мерных изделиях из стекла имеется этикетка « TC 20 ° C», что означает « для содержания при 20 ° C». Это означает, что при 20 ° C эта колба будет иметь точно указанный в ней объем. Если бы вам пришлось выливать жидкость, вам нужно было бы вылить из нее каждую каплю, чтобы получить такой объем. В качестве альтернативы, некоторые мерные стеклянные изделия имеют этикетку « TD 20 ° C», что означает « для доставки при 20 ° C»."Это означает, что при 20 ° C именно указанный объем оставит его, когда содержимому позволят вытечь из емкости. Нет необходимости собирать все до последней капли, и, по сути, неточно выдувать последнюю каплю. из объемной пипетки.

Градуированные цилиндры

Большинство студентов знакомы с градуированными цилиндрами, которые используются для измерения и дозирования известных объемов жидкостей. Они изготавливаются с учетом измеренного объема с погрешностью от 0,5 до 1%. Для градуированного цилиндра на 100 мл это будет ошибка 0.От 5 до 1,0 мл. Измерения, выполненные с помощью градуированного цилиндра, могут быть представлены до трех значащих цифр.

Рисунок 1

Мерные колбы

Посмотрите фильм об использовании мерной колбы. Мерная колба, доступная в размерах от 1 мл до 2 л, предназначена для вмещения определенного объема жидкости, обычно с точностью до нескольких сотых миллилитра, что составляет около 0,1% вместимости колбы. На узкой части горлышка колбы нанесена калибровочная линия.Он заполнен жидкостью, поэтому дно мениска находится на этой гравированной линии. Калибровочная линия специфична для данной колбы; набор колб, предназначенных для хранения одного и того же объема, будет иметь линии в разных положениях.

Рисунок 2

Мерные колбы используются для приготовления растворов с очень точно известной концентрацией. Есть два способа сделать это. Можно начать с твердого растворенного вещества или с концентрированного исходного раствора. При работе с твердым растворенным веществом материал взвешивается с желаемой точностью и тщательно и полностью переносится в мерную колбу.Если растворенное вещество теряется при переносе, фактическая концентрация полученного раствора будет ниже расчетного значения. Поэтому твердое вещество взвешивают в химическом стакане или другой стеклянной посуде, которую можно промыть растворителем, обычно водой, и переносят в колбу. Добавляется дополнительный растворитель, но его недостаточно для заполнения широкой части колбы. Растворенное вещество растворяется при вращении колбы или при ее закрытии и повторном переворачивании. После растворения растворенного вещества добавляют еще растворитель, чтобы довести объем до отметки на колбе.Последнюю порцию нужно добавлять очень осторожно, по каплям, чтобы нижняя часть мениска оказалась на отметке. Затем колбу закрывают пробкой и несколько раз переворачивают, чтобы полностью перемешать раствор. При разбавлении основного раствора желаемый объем раствора переносится в колбу с помощью пипетки. Затем добавляют растворитель, как описано выше. Очевидно, что концентрация исходного раствора должна быть известна с точностью до такого количества значащих цифр, которое требуется для разбавленного раствора. Также передаваемый объем должен быть известен желаемым числом значащих цифр.Никогда не наполняет мерную колбу растворителем, а затем добавляет растворенное вещество. Это приводит к переполнению колбы, и объем не будет известен точно. Иногда перед добавлением растворенного вещества полезно иметь немного растворителя в колбе. Это хорошая практика при работе с летучими растворенными веществами. Мерные колбы не используются для хранения растворов. После приготовления раствора его переливают в чистую бутылку или стакан с этикеткой. Затем колбу промывают и хорошо ополаскивают. Последние несколько полосканий следует проводить деионизированной водой.

Бюретки

Бюретка представляет собой длинную узкую трубку с краном в основании.Он используется для точного дозирования различных объемов жидкостей или растворов. Она градуируется с шагом 0,1 мл, с отметкой 0,00 мл вверху и отметкой 50,00 мл внизу. Обратите внимание, что отметки не доходят до крана. Таким образом, бюретка фактически вмещает более 50,00 мл раствора. Также доступны бюретки с объемом жидкости 25,00 мл и 10,00 мл.

Рисунок 3

Посмотрите фильм о чистке и кондиционировании бюретки.Для оптимальной точности и предотвращения загрязнения бюретка должна быть чистой. Для проверки чистоты бюретки закройте ее кран и налейте в нее небольшой объем (5-10 мл) деионизированной воды. Держите бюретку под наклоном, почти параллельно поверхности стола. Медленно поверните бюретку и позвольте жидкости покрыть ее внутреннюю поверхность. Затем держите его вертикально; жидкость должна осесть листами на дно бюретки, не оставляя капель на внутренних стенках. Если на стенках образуются капли, вымойте изнутри мыльным раствором и ополосните дистиллированной или деионизированной водой.Повторите тест на чистоту. Непосредственно перед использованием бюретку следует «кондиционировать», чтобы удалить приставшую к внутренним стенкам воду. Добавьте в бюретку ~ 5 мл жидкости, которая будет использоваться. Промойте стенки бюретки, затем слейте жидкость через кран. Повторите со вторым объемом жидкости. Теперь бюретку можно заполнить раствором. Делайте это осторожно и не допускайте попадания пузырьков воздуха в трубку. Вам может понадобиться небольшая воронка. Уровень жидкости может быть выше отметки 0,00 мл. Закрепите заполненную бюретку на месте, если это не было сделано до заполнения; Иногда при наполнении бюретку легче удерживать.Откройте запорный кран и слейте достаточно жидкости, чтобы заполнить кончик бюретки. Имейте под рукой стакан для отработанного раствора для этой и подобных операций. В трубке или на кончике бюретки не должно быть пузырьков. Это приведет к ошибкам в объеме. Если в трубке есть пузырьки, осторожно постучите по бюретке, чтобы освободить их. Используйте кран, чтобы выдавить пузыри из наконечника. Может потребоваться опорожнение и повторное наполнение бюретки. Посмотрите фильм о титровании. Когда бюретка станет чистой и без пузырьков, слейте жидкость до тех пор, пока мениск (дно изогнутой поверхности жидкости) не станет равным нулю или немного ниже него.Марка 00 мл. Нет необходимости точно выравнивать мениск на отметке 0,00 мл, поскольку разница между начальным и конечным объемами является желаемым измерением. Если на кончик бюретки прилипла капля жидкости, удалите ее, осторожно прикоснувшись кончиком к стеклянной поверхности, например к краю стакана для отходов, или протерев ее салфеткой Kimwipe. Объем капли составляет около 0,1 мл, что соответствует размеру деления бюретки. Найдите дно мениска и измерьте уровень жидкости в бюретке с точностью до нуля.01 мл в этот момент. Это потребует небольшой практики. Помните, вы читаете сверху вниз. Запишите это значение как начальный объем. Хотя сложно «читать между строк», помните, что последняя цифра измерения должна иметь некоторую погрешность! Одну пятую (1/5) деления (0,02 мл) можно воспроизводимо оценить, если мениск находится между отметками калибровки, после небольшой практики. Теперь налейте нужную жидкость. Если вы используете бюретку для измерения заданного количества жидкости, определите, какими должны быть окончательные показания, чтобы получить это количество.Медленно налейте жидкость в приемный сосуд. Помните, что в чистой бюретке вода будет покрывать внутренние стенки и медленно стекать. После закрытия крана зацепиться висит капельку в приемном сосуде. На данный момент это часть измерения, поэтому не кладите его в контейнер для отходов. Подождите несколько секунд, пока мениск стабилизируется, затем считайте и запишите окончательный объем с точностью до 0,01 мл. Разница между начальным и окончательным показаниями - это выданный вами объем. При использовании бюретки легче работать с точным дозированным объемом, чем пытаться дозировать точный объем.Помня об этом, планируйте свою работу. Хотя бюретки иногда используются в качестве дозаторов, они гораздо чаще используются в процедурах, называемых титрованием. При титровании стараются максимально точно определить точку эквивалентности. Обычно это связано с первым стойким изменением цвета индикатора. Немного попрактиковавшись, можно дозировать фракции капель (менее 0,1 мл) в сосуд для титрования и воспроизвести результаты с точностью до 0,10 мл или меньше. Посмотрите фильм о чистке бюретки.По окончании использования бюретки слейте оставшуюся жидкость и тщательно очистите ее. Завершите несколько полосканий деионизированной водой, включая запорный кран и наконечник. Если растворенное вещество высыхает в бюретке, его может быть очень сложно удалить. Зажмите бюретку зажимом бюретки вверх дном с открытым краном, чтобы она высохла для следующего лабораторного сеанса.

Пипец

Посмотрите фильм о технике пипетирования. Пипетки предназначены для подачи известного объема жидкости. Их объемы варьируются от менее 1 мл до примерно 100 мл.Есть несколько типов, которые различаются по точности и по типу задачи, для которой они оптимальны.

Рисунок 4

  • Мерные пипетки предназначены для хранения одного определенного объема. Этот тип пипетки представляет собой узкую трубку с «пузырем» в центре, сужающийся конец для подачи жидкости и единственную градуировочную отметку рядом с верхом (напротив сужающегося конца) трубки. Объемные пипетки, иногда называемые переносными пипетками, являются наиболее точными пипетками.Обычно они обеспечивают указанный объем ± 0,1%, погрешность в несколько сотых миллилитра.
  • Большинство мерных пипеток имеют маркировку TD (доставить) и опорожняются самотеком. Если на кончике пипетки осталась капля, ее осторожно касаются приемного сосуда, чтобы слить оставшуюся жидкость, или протирать салфеткой Kimwipe. Этот тип пипетки , а не , предназначен для вытеснения остаточной жидкости продувкой.
  • Пипетки Мора , также называемые мерными пипетками, представляют собой прямые трубки с градуировкой (обычно на 0.Интервалы 10 мл) и сужающийся конец. Пипетки Мора не предназначены для полного опорожнения. Оператор наполняет их до определенного уровня, а затем отпускает желаемое количество жидкости.
.

Volumetrics - Руководство блендера

Eevee моделирует объемное рассеяние, оценивая все объемные объекты внутри пирамиды обзора.

Для этого он использует несколько 3D-текстур, которые сильно загружают видеопамять. Размеры текстуры можно настроить с помощью параметров Tile Size и Samples .

Объемы объектов имеют некоторые ограничения.

Start

Начальное расстояние объемного эффекта.

Конец

Конечная дистанция объемного эффекта.

Размер плитки

Управляет качеством объемных эффектов. Меньший размер увеличивает использование и качество видеопамяти. Это размер объемной ячейки в пикселях.

Образцы

Количество образцов для вычисления объемных эффектов. Более высокое количество увеличивает использование и качество видеопамяти. Эти образцы распределяются по глубине обзора (ось Z).

Распределение

Смесь между линейным и экспоненциальным распределением выборки.Более высокие значения помещают больше образцов рядом с камерой.

Объемное освещение

Пусть объемное рассеяние рассеивает свет в сцене. Необязательно, если в сцене нет Volume Scatter.

Light Clamping

Фиксирующий световой вклад эффекта объемного рассеяния. Уменьшает мерцание и шум. Установите 0,0, чтобы отключить зажим.

Объемные тени

Примерное поглощение света окружающими объемными объектами.Это делает объемы более непрозрачными для света. Это очень дорогостоящий вариант с ограничениями.

Образцы

Количество образцов для вычисления объемного затенения.

.

Смотрите также