Cell shading , ook wel toon shading genoemd , is een 3D-renderingtechniek die afbeeldingen een cartooneske uitstraling geeft. Het wordt gekenmerkt door sterke zwarte contouren en een beperkt kleurenpalet, vergelijkbaar met traditionele strips of tekenfilms. Cell shading wordt in veel videogames gebruikt, zoals Jet Set Radio, XIII en Borderlands, om een unieke en gestileerde sfeer te creëren.
Het principe van celschaduw
Celarcering is gebaseerd op twee hoofdeffecten: contourtekening en schaduwdrempeling.
De omtrekstekening
Contouring houdt in dat er een zwarte lijn rond 3D-objecten wordt getekend om ze te accentueren. Er zijn verschillende methoden om dit effect te bereiken, zoals multipass, envelope of depth filtering.
- Bij multipass-rendering wordt het object twee keer gerenderd: eerst met de normale kleur en vervolgens met een effen kleur (zwart of wit). Daarna worden de twee afbeeldingen over elkaar heen gelegd, waarbij de tweede afbeelding iets verschoven wordt om de omtrek te creëren.
- Bij de enveloptechniek wordt een kopie van het object gemaakt die iets groter is dan het origineel en die zwart of wit wordt gekleurd. Vervolgens wordt het originele object over de envelop gelegd om de omtrek te creëren.
- Het dieptefilter gebruikt de dieptekaart van de scène (die de afstand tussen de camera en elke pixel aangeeft) om abrupte diepteveranderingen te detecteren. Deze veranderingen corresponderen met de randen van objecten, die vervolgens zwart of wit kunnen worden gekleurd.
De drempelwaarde van schaduwen
Schaduwdrempeling houdt in dat lichtgradiënten worden vervangen door verschillende grijstinten, zoals te zien is in stripverhalen. Er zijn verschillende methoden om dit effect te bereiken, zoals het gebruik van een 1D-textuur of een pixelshader.
- Het gebruik van een 1D-textuur houdt in dat je een textuur maakt die de verschillende grijstinten bevat die je wilt gebruiken. Vervolgens pas je deze textuur toe op het object, afhankelijk van de belichting. Als het object bijvoorbeeld voor 50% verlicht is, pas je de kleur toe die zich in het midden van de 1D-textuur bevindt.
- Het gebruik van een pixelshader houdt in dat je een functie programmeert die de kleur van elke pixel berekent op basis van de belichting. Als een object bijvoorbeeld voor 50% verlicht is, krijgt het een kleur toegewezen die overeenkomt met een vooraf gedefinieerde drempelwaarde.
De voordelen van celschaduw
Cell shading biedt verschillende voordelen ten opzichte van realistische rendering:
- Het maakt het mogelijk om een originele en herkenbare grafische stijl te creëren, die zich onderscheidt van andere games.
- Het maakt meer expressiviteit en persoonlijkheid in de personages mogelijk door hun gezichtsuitdrukkingen of emoties te overdrijven.
- Het bespaart grafische resources door minder texturen of details te gebruiken.
- Het helpt om bepaalde visuele defecten, zoals aliasing of clipping, te maskeren.
Maar om echt te profiteren van cell shading, heb je ook een goede grafische kaart nodig. Een van de meest gerenommeerde merken is AMD Radeon, dat krachtige en betaalbare kaarten aanbiedt. De beste AMD Radeon grafische kaarten kunnen cell shading uitstekend aan, met een hoge resolutie, snelle verversingsfrequenties en een laag energieverbruik.
De nadelen van celschaduw
Cell shading heeft ook enkele nadelen in vergelijking met realistische rendering:
- Sommige spelers vinden het wellicht te kinderachtig of te simplistisch en geven de voorkeur aan een meer meeslepende of realistischere weergave.
- Het kan lastig zijn om je aan te passen aan bepaalde gamegenres, zoals horrorgames of historische games, die een donkerdere of meer geloofwaardige sfeer vereisen.
- Het kan lastig zijn om onder de knie te krijgen, omdat het een goed artistiek gevoel en een goede kennis van 3D-renderingtechnieken vereist.
Veelgestelde vragen
Welke games maken gebruik van cell shading?
Er zijn veel games die gebruikmaken van cell shading, zoals Jet Set Radio, XIII, Borderlands, The Legend of Zelda: The Wind Waker, Okami, Dragon Ball Z: Budokai, Viewtiful Joe, enzovoort.
Hoe maak je celarcering met Photoshop?
Er zijn verschillende tutorials die uitleggen hoe je celarcering in Photoshop kunt toepassen, zoals deze: https://www.youtube.com/watch?v=4wz7n2f0l9g
Wat is het verschil tussen celarcering en vlakke arcering?
Flat shading is een 3D-renderingtechniek waarbij elk vlak van een object een uniforme kleur krijgt, ongeacht de belichting. Cell shading is een 3D-renderingtechniek waarbij elke pixel van een object een kleur krijgt op basis van de belichting, maar met behulp van verschillende grijstinten. Flat shading geeft objecten een meer geometrische en eenvoudige uitstraling, terwijl cell shading ze een meer cartooneske en gestileerde look geeft.
Wat is het verschil tussen cell shading en comic shading?
Comic shading is een 3D-renderingtechniek die extra effecten aan afbeeldingen toevoegt om ze op strips te laten lijken, zoals tekstballonnen, onomatopeeën, panelen, enzovoort. Cell shading is een 3D-renderingtechniek die de kleur en contouren van objecten aanpast om ze op cartoons te laten lijken. Comic shading kan cell shading als basis gebruiken, maar kan ook andere renderingtechnieken toepassen.
Wat is de oorsprong van de term celschaduw?
De term 'cell shading' komt van het Engelse woord 'cel-shading', dat verwijst naar celluloid, de transparante vellen waarop de personages en achtergronden van traditionele tekenfilms werden getekend. Deze vellen werden vervolgens over een achtergrond heen gelegd om het uiteindelijke beeld te creëren. De term 'cel-shading' werd bedacht door Sega om de techniek te beschrijven die werd gebruikt in het spel Jet Set Radio.
Conclusie
Cell shading is een 3D-renderingtechniek die cartoonachtige afbeeldingen creëert. Het is gebaseerd op contourtekening en schaduwdrempeling, waardoor objecten een cartoonachtig uiterlijk krijgen. Cell shading wordt in veel videogames gebruikt om een unieke en gestileerde sfeer te creëren. Om de grafische prestaties van deze games te optimaliseren, wordt aangeraden om Vulkan Runtime te installeren , een softwarebibliotheek waarmee je de mogelijkheden van je grafische kaart volledig kunt benutten. Vulkan Runtime is compatibel met de meeste besturingssystemen en gameplatforms. Het heeft voor- en nadelen ten opzichte van realistische rendering en vereist een goed artistiek gevoel en een gedegen kennis van 3D-renderingtechnieken.
