卡通渲染
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卡通渲染（英語：Toon Shading）是一种非真实感绘制（NPR），旨在使电脑生成的图像呈现出手绘般的效果。为了使图像可以与漫画或者卡通达到形似的效果，专业人员通常使用卡通渲染着色器进行处理。卡通渲染是在大约21世纪初期，作为计算机图形学的副产物出现的新技术，并且主要应用于电子游戏中；然而，它可以呈现出如手绘动画一样简洁明瞭的效果。
卡通渲染又稱赛璐珞渲染（Cel-shading），Cel一词来自常用于传统动画的材料賽璐珞。[1][2]
渲染过程
卡通渲染过程从一个普通的3D模型开始。与常规渲染不同的是，卡通渲染的光照效果是经过去真实感处理的。常规光源（明暗间有平滑过渡）的取值被逐一像素计算并投射到一小片独立的明暗区域上，以产生卡通式的单调色彩。
生成“黑线勾边”效果和轮廓线条可以用多种方法。常用方法之一是先渲染出比物体略大的黑色的边线，之后关闭背面探测（Backface culling，用于剔除物件背面不需渲染部分的功能），将朝后的面被用黑色绘制出来。为了扩大轮廓，这些背面会多次以线框模型绘制，且每次都有微小的改变。另一种方法是，背面先以固实方式渲染，并且其顶点均由顶点着色器沿着其顶点法线进行转译。在绘制边线后，重启背面探测来绘制物体的明暗和附属材质。最后，由于场景中的背面比正面所处位置更深远，图像会由深度缓冲组合。最终我们看到的就是，物件拥有黑色的勾边以及内部的轮廓线条。普遍的观点认为，这种用在动画和游戏上使用的“勾边”效果就是卡通渲染，但是实际上，卡通渲染指的是这种渲染方式，而无关是否拥有勾边效果。
下图是使用卡通渲染处理后的犹他茶壶：
- 用粗线条绘制背侧
- 用基础材质绘制物件
- 渲染
第2、3步可以通过复数材质处理结合为一步（参考材质贴图）。
还有一种勾边方法使用了平面图像处理技术。首先，场景被卡通渲染至屏幕大小的颜色纹理：
然后，场景的深度和空间表面法线信息被渲染至屏幕大小的颜色纹理：
之后对法线和深度纹理使用查找边缘滤镜（例如索贝尔算子），可以生成边缘纹理。位于边缘的像素纹理为黑色，其他的为白色：
最后，边缘纹理和颜色纹理结合起来，生成最终渲染图：
图库
應用
卡通渲染在互动媒体方面首次亮相于2000年发表在Sega Dreamcast上的游戏《Jet Set Radio》，此外，在2002年发表的《薩爾達傳說 風之律動》亦是本技术应用的范例。如今，相当数量的游戏都应用了卡通渲染技术，包括一些限制级的游戏，例如《英雄不再》。
电子游戏
商业广告
北美洲
- Fruity Pebbles Bowling for Fruity Pebbles (2000 promotional ad)
- Mr. Clean (2002 ad's)
- McDonald's (Sesame Street 2005 sponsorship ad on PBS Kids)
- Neopets Virtual Prize Code (Betty Crocker Canada Fruit-Flavored Snacks 2006 promotional ad on YTV)
- AREVA (2006 promotional ad)
- HSBC HSBCdirect.com (2007 promotional ad)
- BP Connect A Little Better (2007 ad's)
- Boogie (2008 promotional ad)
- Scion xD Little Deviants (2008 ad's)
- Lunchables Pizza & Chicken Dunks with The Lunchables Brigade (2008 ad's)
- Dodge Journey (2009 ad's)
- Pillow Pets Brush Pets (2013 promotional ad)
- Nick Jr. ID's by Steve Speer
- Commit Mint Lozenges ad's
- Hewlett Packard ad's
- Pampers Kandoo (Flushable Toilet Wipes, Foaming Handsoap, Foaming Shampoo & Body Wash ad's)
- Luvs (Bear Hug Stretch & Heavy Doody Blowout Protection ad's)
- Lego Exo-Force
- Bratz Kidz
- Skechers (KEWL Breeze, Z-Strap, Caligear, Bird 33 & Elastika)
- McCain's Zwak Punch
- Sola/Nero/Vena/Olera/Zonte Sparkling Wine
- Toyo Tires Versado LX All-Season Touring Tires (OK Tire promotional ad)
欧洲
亚洲
- KIA CARNIVAL II with Dooley and his Friends
- Post Korea Fruity Rice & Coco Balls with Dooley and his Friends
- リルぷりっ ゆびぷるひめチェン!
- リルぷりっDS ひめチェン!アップルピンク
电视
日本电视
- 鋼彈系列（機動戰士，宇宙戰艦）
- 偶像宣言（第三季）
- 妳是主人我是僕（車輛）
- 死亡筆記本（車輛）
- 頭文字D系列（車輛）
- 灣岸競速（車輛）
- 涼宮春日的憂鬱（公路，宇宙戰艦）
- K-ON！輕音部（車輛、樂器）
- 絶体絶命でんぢゃらすじーさん
- 索斯機械獸系列（機獸）
- The World of GOLDEN EGGS
- 變形金剛：超能連結（變形金剛）
- 戰鬥妖精雪風（战斗机）
- 強襲魔女（機械化航空步兵、涅洛伊、軍艦）
- 星之卡比（卡比等）
- 絕望先生
- FREEDOM-PROJECT
- 決鬥大師
- 農大菌物語（细菌）
- 星の海のアムリ
- ペネロペ
- .hack//G.U. TRILOGY
- ケシカスくん
- 企鵝找麻煩
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- 星光樂園
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- 團地友夫
- PSYCHO-PASS（車輛、運輸機、統治者、雄蜂）
- 黃金拼圖（車輛）
- 名偵探柯南（車輛）
- 我不受歡迎，怎麼想都是你們的錯！（車輛）
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- 宇宙戰艦大和號2199（宇宙戰艦，战斗机，AU09／分析者）
- 我的朋友很少（車輛）
- 翠星上的加爾岡緹亞（船隻，機動兵器，戰艦，人型機）
- AKB0048
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海外电视
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电影
日本电影
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- HUG！光之美少女♡光之美少女 All Stars Memories
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- 樂園追放 -Expelled from Paradise-
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- 宣告黎明的露之歌
- 未來的未來（全部）
- 乘浪之約
- 龍與雀斑公主
海外电影
- 鹿兄鼠弟
- Scary Godmother: Halloween Spooktacular
- Hot Wheels: World Race
- Rescue Heroes: The Movie
- Scary Godmother: The Revenge of Jimmy
- 湯姆貓與傑利鼠
参见
参考文献
- ^ 拾元. 格鬥遊戲開始的酸甜愛戀：《高分少女》. udn遊戲角落. 2020-05-15 [2021-03-31]. （原始内容存档于2021-04-24）.
- ^ Celshader.com FAQ （页面存档备份，存于互联网档案馆） 于2012年8月3日查阅
外部链接
- Shirowproject.com，一个由攻壳机动队启发的电影级别卡通渲染计划
- IGN: Jet Set Radio review（页面存档备份，存于互联网档案馆）. Retrieved August 4, 2005.
- GameDev.net - Cel-Shading. Retrieved August 5, 2005.