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介绍

  卡通着色阴影描边着色阴影是一种非真实感渲染,旨在通过使用较少的阴影颜色而不是阴影渐变色调和阴影使3-D 计算机图形看起来是平坦的。卡通着色阴影通常用于模仿漫画书漫画的风格和/或赋予其特有的纸质纹理。[[1]](https://en.wikipedia.org/wiki/Cel_shading#cite_note-1)有类似的技术可以使图像看起来像草图,油画或水墨画。它是近期的,出现在二十一世纪初。这个名字来自cels(简称赛璐珞),透明的醋酸纤维素,涂在传统的2D动画上。[[2]](https://en.wikipedia.org/wiki/Cel_shading#cite_note-2)
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方案

  卡通着色过程从典型的3D模型开始。卡通着色与传统渲染的不同之处在于其非真实照明模型。为每个像素计算常规(平滑)光照值,然后量化为少量离散色调以创建特征平面外观 - 其中阴影和高光显示为颜色块而不是平滑混合。

  可以使用各种方法创建黑色“墨水”轮廓和轮廓线。

实现方案一:实体轮廓

  一种流行的方法是首先渲染一个略大于对象本身的黑色轮廓。背面剔除被反转,后向三角形被绘制成黑色。为了扩大轮廓,可以在线框中多次绘制这些背面,同时略微改变平移。

  使用cel-shading呈现的犹他州茶壶

犹他州茶壶使用cel-shading渲染。

  1. 背面用粗线画出
  2. 使用基本纹理绘制对象
  3. 底纹

  可以使用多纹理组合步骤2和3(参见纹理映射)。

  可以使背面呈现实心填充,其顶点沿顶点着色器中的顶点法线平移。绘制轮廓后,将背面剔除设置回法线以绘制对象的阴影和可选纹理。最后,通过Z缓冲合成图像因为背面总是比正面更深入到场景中。结果是使用黑色轮廓和内部轮廓线绘制对象。术语“细胞阴影”通常用于指动画和游戏中这种“墨水”概述过程的应用,尽管最初该术语涉及阴影技术而不管是否应用了轮廓。[3]

实现方案二:Sobel边缘检测

  另一种概述技术是使用2D图像处理。首先,渲染场景(使用cel-shading)为屏幕大小的颜色纹理:

Cel shading no outlines.png

  然后,场景的深度和世界空间表面法线信息被渲染为屏幕大小的纹理:

Cel shading depth.png

Cel shading normals.png

  将Sobel滤波器或类似的边缘检测滤波器应用于法线/深度纹理以生成边缘纹理。检测到的边缘上的纹理为黑色,而所有其他纹理像素均为白色:

Cel shading edge detection.png

  最后,合成边缘纹理和颜色纹理以生成最终渲染图像:

Cel shading composite final image.png

exp.

引用:https://en.wikipedia.org/wiki/Cel_shading