Cel shading - Cel shading

Reprezentace skafandru z komiksových průzkumníků The Adventures of Tintin na Měsíci se základním cel shaderem (známým také jako toon shader ) a detekcí hranic

Cel stínování , buňka stínování nebo tón stínování je druh Nefotorealistické zobrazování navržen tak, aby 3-D počítačová grafika se zdají být plochý pomocí méně barvu stínování namísto stínu gradientu nebo odstínů a odstínů . Cel shader se často používá k napodobení stylu komiksu nebo karikatury a/nebo k vykreslení charakteristické textury podobné papíru. Existují podobné techniky, díky nimž může obrázek vypadat jako skica , olejomalba nebo inkoustová malba . Název pochází z cels (zkratka pro celuloid ), čirých listů acetátu, které byly namalovány pro použití v tradiční 2D animaci .

Základní postup

Cel-stínované vykreslování dvou izoplochy z hustoty pravděpodobnosti části částice v krabici

Proces stínování cel začíná typickým 3D modelem . Kde se stínování cel liší od konvenčního vykreslování, je v jeho nefotorealistickém iluminačním modelu . Konvenční hodnoty plynulého osvětlení se vypočítají pro každý pixel a poté se kvantizují na malý počet diskrétních odstínů, aby se vytvořil charakteristický „plochý vzhled“, kde se stíny a světlá místa objevují spíše jako barevné bloky, než aby byly plynule míchány v přechodu.

Obrysy

Metoda drátového modelu

Černé „inkoustové“ obrysy a obrysové čáry lze vytvářet různými způsoby. Jednou z populárních metod je nejprve vykreslit černý obrys, o něco větší než samotný objekt. Vyřazení zezadu je obráceno a zády obrácené trojúhelníky jsou nakresleny černě. Chcete-li rozšířit siluetu , mohou být tyto zadní plochy nakresleny v drátovém modelu několikrát s mírnými změnami v překladu. Alternativně zpětné plochy mohou být poskytovány v pevné naplnit, jejich vrcholy přeložen podél svých vrcholových normál ve vrcholu shader . Po nakreslení obrysu se vyřazení zadního obličeje nastaví zpět na normální, aby se vykreslily stínování a volitelné textury objektu. Nakonec je obraz složen pomocí vyrovnávací paměti Z , protože zadní plochy vždy leží hlouběji ve scéně než přední plochy. Výsledkem je, že objekt je nakreslen černým obrysem a vnitřními vrstevnicemi. Termín „stínování cel“ je populárně používán k označení aplikace tohoto procesu „inkoustového“ obrysu v animaci a hrách, ačkoli původně tento termín označoval techniku ​​plochého stínování bez ohledu na to, zda byl aplikován obrys.

Utah čajová konvice tavené za použití cel stínování:

Čajník Utah vykreslený pomocí stínování cel.

  1. Zadní strany jsou kresleny silnými čarami
  2. Plochy objektů jsou kresleny pomocí jedné barvy
  3. Je použito stínování

Kroky 2 a 3 lze kombinovat pomocí multitexturingu (součást mapování textur).

Metoda detekce hran

Technika osnovy zpracování 2D obrazu
Nejprve je scéna vykreslena se stínováním na barevnou texturu velikosti obrazovky.
Poté se informace o hloubce scény vykreslí do textury velikosti obrazovky.
Normály povrchu světového prostoru jsou vykresleny jako textura velikosti obrazovky.
A pak...
Na normální a hloubkovou texturu se použije Sobelův filtr nebo podobný filtr pro detekci hran, aby se vytvořila textura okraje. Texely na detekovaných hranách jsou černé, zatímco všechny ostatní texely jsou bílé.
Nakonec se textura okraje a barevná textura spojí a vytvoří konečný vykreslený obrázek.

Ve videohrách

Sega Dreamcast názvu Jet Set Radio , který byl odhalen v roce 1999 Tokyo Game Show , přitáhl pozornost médií pro své cel-stínované stylu. Pro své postavy používalo stínování cel a jeho živý vizuální styl má trvalý vliv na používání stínování cel ve videohrách. PlayStation název Fear Effect také měl charakter modely, které jsou cel-stínované, a byl propuštěn v únoru 2000, několik měsíců před Jet Set Radio oficiálně propuštěn v polovině roku 2000. Od začátku roku 2000 tento styl využilo mnoho pozoruhodných videoher, například The Legend of Zelda: The Wind Waker (2003) a Okami (2006).

Cel shading, na rozdíl od jiných vizuálních stylů, jako je fotorealismus, se často používá k propůjčení uměleckějšího nebo fantastičtějšího prvku prostředí videohry. Při vývoji Ōkami režisér Hideki Kamiya popsal svou vizi grafiky hry: „Chtěl jsem vytvořit hru s přirozenou krásou japonského venkova ... vytvořit svět, který se bude lesknout a být krásný.“ Producent Atsushi Inaba v rozhovoru z roku 2004 vzpomíná, že Clover Studios „opustila realistický styl“ pro Ōkami , protože se inspirovali tradičním japonským uměním.

Herní studia si mohou při vývoji vybrat styl, jako je stínování cel, z důvodů, které přesahují umělecké vize. Stínovaná grafika Cel má obvykle jednoduché vizuální informace, což může být v některých aplikacích užitečné. V případě The Legend of Zelda: The Wind Waker vývojář Satoru Takizawa uvádí, že pomocí tohoto stylu bylo snazší „představovat mechanismy a objekty pro hlavolamy [ve hře The Wind Waker ] srozumitelnějším způsobem“. Takizawa také tvrdí, že fotorealistická grafika by naproti tomu „měla nepříznivý účinek v tom, že by bylo obtížné reprezentovat informace ve hře“.

Seznamy médií se stínováním

Reklamy

Film

Televize

Videohry

Viz také

Reference

externí odkazy

( Kopie stroje Wayback )