Ein 3D-Modell eines Raumanzugs (links), das so bearbeitet wurde, dass es einen einfachen Cel-Shader, auch Toon-Shader genannt , und eine Kantenerkennung (rechts) verwendet.
Grafischer Komplex einer Muschel mit Toon-Shading, modelliert in Mathematica 13.1
Grafischer Komplex einer Muschel mit Toon-Shading, modelliert in Mathematica 13.1

Cel-Shading oder Toon-Shading ist eine nicht-fotorealistische Rendering- Technik , die 3D- Computergrafiken durch die Verwendung von Farbverläufen anstelle von Schattierungsfarben flach und handgezeichnet wirken lässt . Ein Cel- Shader wird häufig verwendet , um den Stil eines Comics oder Cartoons nachzuahmen und/oder dem Rendering eine charakteristische , papierartige Textur zu verleihen. [ 1 ] Es gibt ähnliche Techniken, mit denen ein Bild wie eine Skizze , ein Ölgemälde oder eine Tuschezeichnung aussehen kann . Obwohl das Endergebnis von Cel-Shading sehr einfach und wie handgezeichnete Animation wirkt , ist der Prozess komplex. Der Name leitet sich von „Cels“ (kurz für Zelluloid ) ab, transparenten Acetatfolien , die für die traditionelle 2D-Animation bemalt wurden . [ 2 ]

Grundlegender Prozess

Cel-Shading-Darstellung zweier Isoflächen der Wahrscheinlichkeitsdichte eines Teilchens in einer Box

Der Cel-Shading-Prozess beginnt mit einem typischen 3D-Modell . Der Unterschied zu herkömmlichen Rendering-Verfahren liegt im nicht-fotorealistischen Schattierungsalgorithmus . Konventionelle, gleichmäßige Beleuchtungswerte werden für jedes Pixel berechnet und anschließend in eine kleine Anzahl diskreter Farbtöne quantisiert , um den charakteristischen „flachen Look“ zu erzeugen. Dabei erscheinen Schatten und Lichter als Farbblöcke und nicht als fließende Farbverläufe.

Gliederungen

Drahtgittermethode

Schwarze Konturen und Umrisse lassen sich mit verschiedenen Methoden erzeugen. Eine gängige Methode besteht darin, zunächst eine schwarze Kontur zu rendern, die etwas größer als das Objekt selbst ist. Anschließend wird das Backface Culling invertiert und die nach hinten gerichteten Dreiecke werden schwarz gezeichnet. Um die Silhouette zu erweitern , können diese Rückseiten mehrfach im Drahtgittermodell mit leicht veränderter Translation gezeichnet werden. Alternativ können die Rückseiten auch als Vollton gerendert werden, wobei ihre Eckpunkte mithilfe eines Vertex-Shaders entlang ihrer Vertexnormalen verschoben werden . Nach dem Zeichnen der Kontur wird das Backface Culling wieder auf normal gesetzt, um die Schattierung und optionale Texturen des Objekts zu zeichnen. Schließlich wird das Bild mittels Z-Buffering zusammengesetzt , da die Rückseiten in der Szene immer tiefer liegen als die Vorderseiten. Das Ergebnis ist ein Objekt mit schwarzer Kontur und inneren Konturlinien. Der Begriff „Cel-Shading“ wird im allgemeinen Sprachgebrauch für die Anwendung dieser „Tinte“-Umrisstechnik in Animationen und Spielen verwendet, obwohl er ursprünglich die Flat-Shading-Technik unabhängig davon bezeichnete, ob eine Kontur hinzugefügt wurde. [ 3 ]

Die Utah-Teekanne , dargestellt mit Cel-Shading:

Die Utah-Teekanne wurde mit Cel-Shading gerendert.

  1. Die Rückseiten sind mit dicken Linien gezeichnet.
  2. Die Objektflächen werden mit einer einzigen Farbe gezeichnet.
  3. Schattierung wird angewendet

Die Schritte 2 und 3 können mittels Multitexturing (Teil des Texture Mapping) kombiniert werden.

Kantenerkennungsmethode

In Videospielen

Das Dreamcast- Spiel Jet Set Radio , das auf der Tokyo Game Show 1999 vorgestellt wurde , erregte aufgrund seines Cel-Shading-Stils großes Medieninteresse. [ 4 ] [ 5 ] Es nutzte Cel-Shading für seine Charaktere, und sein lebendiger visueller Stil hatte einen nachhaltigen Einfluss auf die Verwendung von Cel-Shading in Videospielen. Seit den frühen 2000er-Jahren haben viele namhafte Videospiele diesen Stil verwendet, darunter Cel Damage (2001), The Legend of Zelda: The Wind Waker (2002) und Ōkami (2006).

Cel-Shading wird, im Gegensatz zu anderen visuellen Stilen wie dem Fotorealismus, häufig verwendet, um der Spielumgebung eines Videospiels ein künstlerischeres oder fantastischeres Element zu verleihen. Regisseur Hideki Kamiya beschrieb seine Vision für die Grafik von Ōkami wie folgt: „Ich wollte ein Spiel erschaffen, das die natürliche Schönheit der japanischen Landschaft einfängt … eine Welt, die glitzernd und wunderschön ist.“ [ 6 ] Produzent Atsushi Inaba erinnert sich in einem Interview von 2004, dass Clover Studios für Ōkami „den realistischen Stil aufgegeben“ hatte , da sie sich von traditioneller japanischer Kunst inspirieren ließen. [ 6 ]

Spielestudios wählen bei der Entwicklung mitunter einen Stil wie Cel-Shading aus Gründen, die über die künstlerische Vision hinausgehen. Cel-Shading-Grafiken sind in der Regel visuell einfach gehalten, was in manchen Anwendungen von Vorteil sein kann. Im Fall von The Legend of Zelda: The Wind Waker erklärt Entwickler Satoru Takizawa, dass die Verwendung dieses Stils es ermöglichte, „die Mechanismen und Objekte für die Rätsel [in The Wind Waker ] verständlicher darzustellen.“ [ 7 ] Takizawa argumentiert außerdem, dass fotorealistische Grafiken im Gegensatz dazu „den negativen Effekt gehabt hätten, Informationen spieltechnisch schwerer darstellbar zu machen.“ [ 7 ]

Beispiele für Cel-Shading in den Medien

Film

Fernsehen

Videospiele

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ „Stilisierte Rendering-Nachbearbeitung“ . docs.unrealengine.com . Abgerufen am 13.09.2019 .
  2. ^ Hachigian, Jennifer. „Celshader.com FAQ“ . Archiviert vom Original am 23. Februar 2022. Abgerufen am 2. August 2005 .
  3. ^ Luque, Raul (Dezember 2012). Die Cel-Shading-Technik (PDF) . Abgerufen am 2. Dezember 2014 .
  4. ^ „IGNDC interviewt die Macher von Jet Grind Radio“ . IGN . 26. Mai 2000. Abgerufen am 12. August 2021 .
  5. ^ „TGS: Sega präsentiert Jet Grind Radio“ . GameSpot . 19. September 1999. Archiviert vom Original am 18. Juli 2014. Abgerufen am 12. August 2009 .
  6. ^ a b "Okami – 2004 Developer Interviews" . shmuplations.com . Abgerufen am 1. Juni 2021 .
  7. ^ a b „Iwata fragt: The Legend of Zelda: The Wind Waker HD“ . iwataasks.nintendo.com . Abgerufen am 1. Juni 2021 .
  8. ^ „Ein kritischer Mensch auf Twitter“ .
  9. ^ Crump, William D. (2019). Fröhliche Feiertage – animiert! Eine weltweite Enzyklopädie der Weihnachts-, Chanukka-, Kwanzaa- und Neujahrs-Cartoons in Fernsehen und Film . McFarland & Co., S. 350. ISBN 9781476672939Die
  10. ^ „PGS Entertainment sichert sich die weltweiten Medienrechte für die neue TV-Serie „Alvinn!!! und die Chipmunks“ von Bagdasarian Productions und Genao Productions . “ Virtuelles Pressebüro (VPO) . Archiviert vom Original am 19. Oktober 2013. Abgerufen am 21. Januar 2023 .
  11. ^ Tadeo, Jericho (10. August 2021). „Warum manche Leute sich am Animationsstil von Marvels ‚What If‘ stören“ . Screen Rant . Archiviert vom Original am 11. August 2021. Abgerufen am 29. August 2021 .