Cieniowanie komórek lub cieniowanie toon to technika renderowania 3D , która nadaje obrazom wygląd przypominający kreskówkę. Charakteryzuje się mocnymi czarnymi konturami i ledwie dopracowaną kolorystyką, niczym w tradycyjnych komiksach czy kreskówkach. Cell Shading jest stosowany w wielu grach wideo, takich jak Jet Set Radio, XIII czy Borderlands, aby stworzyć oryginalną i stylizowaną atmosferę.
Zasada cieniowania komórek
Cieniowanie komórek opiera się na dwóch głównych efektach: rysowaniu konturów i progowaniu cienia.
Rysunek konturowy
Konturowanie polega na narysowaniu czarnej linii wokół obiektów 3D, aby je wyróżnić. Istnieje kilka metod osiągnięcia tego efektu, takich jak filtr wieloprzepustowy, obwiednia lub głębokość.
- Multi-pass polega na dwukrotnym renderowaniu obiektu: raz w normalnym kolorze i raz w jednolitym kolorze (czarnym lub białym). Następnie nakładamy oba obrazy, nieznacznie przesuwając drugi, aby utworzyć kontur.
- Otaczanie polega na utworzeniu kopii przedmiotu nieco większej od oryginału i pokolorowaniu jej na czarno lub biało. Następnie wyświetlamy oryginalny obiekt na kopercie, aby utworzyć kontur.
- Filtr głębi polega na wykorzystaniu mapy głębi sceny (która wskazuje odległość między kamerą a każdym pikselem) w celu wykrycia nagłych zmian głębi. Zmiany te odpowiadają krawędziom obiektów, które można następnie pokolorować na czarno lub biało.
Próg cienia
Progowanie cieni polega na zastąpieniu jasnych gradientów wyraźnymi poziomami szarości, jak w komiksach. Istnieje również kilka metod osiągnięcia tego efektu, na przykład użycie tekstury 1D lub modułu cieniującego piksele.
- Używanie tekstury 1D polega na utworzeniu tekstury zawierającej różne odcienie szarości, których chcesz użyć. Następnie nakładamy tę teksturę na obiekt w zależności od jego oświetlenia. Przykładowo, jeśli obiekt jest oświetlony na poziomie 50%, stosujemy kolor znajdujący się w środku tekstury 1D.
- Korzystanie z modułu cieniującego pikseli polega na zaprogramowaniu funkcji, która oblicza kolor każdego piksela na podstawie jego oświetlenia. Przykładowo, jeśli obiekt jest oświetlony na poziomie 50%, przypisywany jest mu kolor odpowiadający wcześniej określonemu progowi.
Zalety cieniowania komórek
Cieniowanie komórek ma kilka zalet w porównaniu z renderowaniem realistycznym:
- Pozwala stworzyć oryginalny i rozpoznawalny styl graficzny, który wyróżnia się na tle innych gier.
- Pozwala nadać bohaterom większą ekspresję i osobowość, wyolbrzymiając ich mimikę lub emocje.
- Oszczędza zasoby graficzne, wykorzystując mniej tekstur i szczegółów.
- Pozwala ukryć pewne defekty wizualne, takie jak aliasing czy obcinanie.
Ale aby w pełni wykorzystać efekt cieniowania komórek, musisz także mieć dobrą kartę graficzną. Do najbardziej renomowanych marek należy AMD Radeon, który oferuje karty o wysokiej wydajności i przystępnej cenie. Najlepsze karty graficzne AMD Radeon doskonale radzą sobie z cieniowaniem komórek, oferując wysoką rozdzielczość, szybkie częstotliwości odświeżania i niskie zużycie energii.
Wady cieniowania komórek
Cieniowanie komórek ma również pewne wady w porównaniu z renderowaniem realistycznym:
- Niektórzy gracze, którzy wolą bardziej wciągające i wierne renderowanie, mogą być postrzegane jako zbyt dziecinne lub zbyt uproszczone.
- Dostosowanie się do niektórych gatunków gier, takich jak horrory lub gry historyczne, które wymagają mroczniejszej lub bardziej wiarygodnej atmosfery, może być trudne.
- Może być trudny do opanowania, ponieważ wymaga dobrego zmysłu artystycznego i znajomości technik renderowania 3D.
Często zadawane pytania
Jakie gry korzystają z cieniowania komórek?
Istnieje wiele gier korzystających z cieniowania komórek, takich jak Jet Set Radio, XIII, Borderlands, The Legend of Zelda: The Wind Waker, Okami, Dragon Ball Z: Budokai, Viewtiful Joe itp.
Jak wykonać cieniowanie komórek w Photoshopie?
Istnieje kilka samouczków wyjaśniających, jak wykonać cieniowanie komórek w Photoshopie, na przykład ten: https://www.youtube.com/watch?v=4wz7n2f0l9g
Jaka jest różnica między cieniowaniem komórek a cieniowaniem płaskim?
Cieniowanie płaskie to technika renderowania 3D, która polega na nadaniu każdej powierzchni obiektu jednolitego koloru, bez uwzględnienia oświetlenia. Cieniowanie komórek to technika renderowania 3D, która polega na nadaniu każdemu pikselowi obiektu koloru w oparciu o jego oświetlenie, ale przy użyciu różnych poziomów szarości. Cieniowanie płaskie nadaje obiektom bardziej geometryczny i uproszczony wygląd, natomiast cieniowanie komórkowe nadaje bardziej kreskówkowy i stylizowany wygląd.
Jaka jest różnica między cieniowaniem komórek a cieniowaniem komiksowym?
Cieniowanie komiksowe to technika renderowania 3D polegająca na dodawaniu do obrazów dodatkowych efektów, takich jak dymki, onomatopeje, pudełka itp., aby wyglądały jak komiksy. Cieniowanie komórek to technika renderowania 3D, która polega na zmianie koloru i konturów obiektów, tak aby wyglądały jak kreskówki. Cieniowanie komiksowe może wykorzystywać cieniowanie komórek jako podstawę, ale może również wykorzystywać inne techniki renderowania.
Jakie jest pochodzenie terminu „cieniowanie komórek”?
Termin cell shading pochodzi od angielskiego słowa cel-shading, które odnosi się do celuloidów, czyli przezroczystych arkuszy, na których rysowano postacie i scenerię tradycyjnych kreskówek. Arkusze te następnie nałożono na tło, aby stworzyć ostateczny obraz. Termin cel-shading został ukuty przez firmę Sega w odniesieniu do techniki zastosowanej w grze Jet Set Radio.
Wniosek
Cieniowanie komórek to technika renderowania 3D, która umożliwia tworzenie obrazów wyglądających jak kreskówki. Opiera się na rysowaniu konturów i progowaniu cieni, co nadaje obiektom kreskówkowy wygląd. Cieniowanie komórek jest używane w wielu grach wideo, aby stworzyć oryginalną i stylizowaną atmosferę. Aby zoptymalizować wydajność graficzną tych gier, zaleca się zainstalowanie Vulkan Run Time , biblioteki oprogramowania, która pozwala w pełni wykorzystać możliwości kart graficznych. Vulkan Run Time jest kompatybilny z większością systemów operacyjnych i platform do gier.Ma zalety i wady w porównaniu do realistycznego renderowania i wymaga dobrego zmysłu artystycznego i znajomości technik renderowania 3D.
