Cell shading , czyli cieniowanie toon , to technika renderowania 3D , która nadaje obrazom kreskówkowy wygląd. Charakteryzuje się ona wyrazistymi, czarnymi konturami i ograniczoną paletą barw, podobną do tradycyjnych komiksów i kreskówek. Cell shading jest wykorzystywany w wielu grach wideo, takich jak Jet Set Radio, XIII i Borderlands, aby stworzyć unikalną, stylizowaną atmosferę.
Zasada cieniowania komórek
Cieniowanie komórek opiera się na dwóch głównych efektach: rysowaniu konturów i progowaniu cienia.
Rysunek szkicowy
Konturowanie polega na narysowaniu czarnej linii wokół obiektów 3D, aby je wyróżnić. Istnieje kilka metod osiągnięcia tego efektu, takich jak wieloprzebiegowe, obwiednia lub filtrowanie głębi.
- Renderowanie wieloprzebiegowe polega na dwukrotnym renderowaniu obiektu: raz w normalnym kolorze, a raz w jednolitym kolorze (czarnym lub białym). Następnie oba obrazy nakłada się na siebie, lekko przesuwając drugi, aby utworzyć kontur.
- Technika kopertowa polega na stworzeniu kopii obiektu nieco większej od oryginału i pokolorowaniu jej na czarno lub biało. Następnie, na kopercie umieszcza się oryginalny obiekt, aby utworzyć jego kontur.
- Filtr głębi wykorzystuje mapę głębi sceny (która wskazuje odległość między kamerą a każdym pikselem) do wykrywania nagłych zmian głębi. Zmiany te odpowiadają krawędziom obiektów, które następnie można pokolorować na czarno lub biało.
Próg cieni
Progowanie cieni polega na zastępowaniu gradientów światła wyraźnymi odcieniami szarości, jak w komiksach. Istnieje kilka metod osiągnięcia tego efektu, na przykład użycie tekstury 1D lub shadera pikseli.
- Użycie tekstury 1D polega na stworzeniu tekstury zawierającej różne odcienie szarości, których chcesz użyć. Następnie nakładasz tę teksturę na obiekt w oparciu o jego oświetlenie. Na przykład, jeśli obiekt jest oświetlony w 50%, zastosujesz kolor znajdujący się w środku tekstury 1D.
- Użycie shadera pikseli polega na zaprogramowaniu funkcji, która oblicza kolor każdego piksela na podstawie jego oświetlenia. Na przykład, jeśli obiekt jest oświetlony w 50%, przypisywany jest mu kolor odpowiadający predefiniowanemu progowi.
Zalety cieniowania komórek
Cieniowanie komórek ma kilka zalet w porównaniu z renderowaniem realistycznym:
- Umożliwia stworzenie oryginalnego i rozpoznawalnego stylu graficznego, który wyróżnia się na tle innych gier.
- Umożliwia to nadanie postaciom większej ekspresji i osobowości, poprzez wyolbrzymienie ich mimiki lub emocji.
- Oszczędza zasoby graficzne poprzez użycie mniejszej liczby tekstur i szczegółów.
- Pomaga zamaskować pewne defekty wizualne, takie jak aliasing czy przycinanie.
Aby jednak w pełni wykorzystać efekt cell shadingu, potrzebna jest również dobra karta graficzna. Jedną z najbardziej renomowanych marek jest AMD Radeon, oferująca wydajne i niedrogie karty graficzne. Najlepsze karty graficzne AMD Radeon doskonale radzą sobie z cell shadingiem, oferując wysoką rozdzielczość, wysoką częstotliwość odświeżania i niskie zużycie energii.
Wady cieniowania komórek
Cieniowanie komórek ma również pewne wady w porównaniu z realistycznym renderowaniem:
- Niektórzy gracze, którzy wolą bardziej wciągające i realistyczne podejście, mogą uznać tę grę za zbyt dziecinną lub zbyt uproszczoną.
- Może być trudno dostosować się do niektórych gatunków gier, takich jak gry grozy czy gry historyczne, które wymagają mroczniejszej lub bardziej wiarygodnej atmosfery.
- Opanowanie tej umiejętności może być trudne, ponieważ wymaga dobrego zmysłu artystycznego i dobrej znajomości technik renderowania 3D.
Często zadawane pytania
W jakich grach zastosowano technologię cell shading?
Istnieje wiele gier, w których zastosowano technologię cell shading, na przykład 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, które wyjaśniają, jak wykonać cieniowanie komórek w programie Photoshop, na przykład ten: https://www.youtube.com/watch?v=4wz7n2f0l9g
Jaka jest różnica pomiędzy cieniowaniem komórkowym a cieniowaniem płaskim?
Cieniowanie płaskie to technika renderowania 3D, która nadaje każdej powierzchni obiektu jednolity kolor, niezależnie od oświetlenia. Cieniowanie komórkowe to technika renderowania 3D, która nadaje każdemu pikselowi obiektu kolor zależny od oświetlenia, ale z wykorzystaniem odrębnych odcieni szarości. Cieniowanie płaskie nadaje obiektom bardziej geometryczny i uproszczony wygląd, podczas gdy cieniowanie komórkowe nadaje im bardziej kreskówkowy i stylizowany wygląd.
Jaka jest różnica między cieniowaniem komórkowym a cieniowaniem komiksowym?
Cieniowanie komiksowe to technika renderowania 3D, która dodaje do obrazów dodatkowe efekty, takie jak dymki, onomatopeje, panele itp., aby nadać im wygląd komiksów. Cieniowanie komórkowe to technika renderowania 3D, która modyfikuje kolor i kontury obiektów, aby nadać im wygląd kreskówek. Cieniowanie komiksowe może bazować na cieniowaniu komórkowym, ale może również wykorzystywać inne techniki renderowania.
Skąd pochodzi termin „cieniowanie komórek”?
Termin „cell-shading” pochodzi od angielskiego słowa „cel-shading”, które odnosi się do celuloidów – przezroczystych arkuszy, na których rysowano postacie i tła z tradycyjnych kreskówek. Arkusze te były następnie nakładane na tło, aby stworzyć ostateczny obraz. Termin „cel-shading” został ukuty przez firmę Sega, aby opisać technikę zastosowaną w grze Jet Set Radio.
Wniosek
Cell shading to technika renderowania 3D, która pozwala tworzyć obrazy o kreskówkowym wyglądzie. Polega ona na rysowaniu konturów i progowaniu cieni, nadając obiektom kreskówkowy wygląd. Cell shading jest wykorzystywany w wielu grach wideo do tworzenia unikalnej i stylizowanej atmosfery. Aby zoptymalizować wydajność graficzną w tych grach, zaleca się zainstalowanie Vulkan Runtime , biblioteki programowej, która pozwala w pełni wykorzystać możliwości karty graficznej. Vulkan Runtime jest kompatybilny z większością systemów operacyjnych i platform do gier. Ma on swoje zalety i wady w porównaniu z renderowaniem realistycznym i wymaga dobrego zmysłu artystycznego oraz dogłębnej znajomości technik renderowania 3D.
