卡通渲染
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卡通渲染（英語：Toon Shading）是一種非真實感繪製（NPR），旨在使電腦生成的圖像呈現出手繪般的效果。為了使圖像可以與漫畫或者卡通達到形似的效果，專業人員通常使用卡通渲染着色器進行處理。卡通渲染是在大約21世紀初期，作為計算機圖形學的副產物出現的新技術，並且主要應用於電子遊戲中；然而，它可以呈現出如手繪動畫一樣簡潔明瞭的效果。
渲染過程
卡通渲染過程從一個普通的3D模型開始。與常規渲染不同的是，卡通渲染的光照效果是經過去真實感處理的。常規光源（明暗間有平滑過渡）的取值被逐一像素計算並投射到一小片獨立的明暗區域上，以產生卡通式的單調色彩。
生成「黑線勾邊」效果和輪廓線條可以用多種方法。常用方法之一是先渲染出比物體略大的黑色的邊線，之後關閉背面探測（Backface culling，用於剔除物件背面不需渲染部分的功能），將朝後的面被用黑色繪製出來。為了擴大輪廓，這些背面會多次以線框模型繪製，且每次都有微小的改變。另一種方法是，背面先以固實方式渲染，並且其頂點均由頂點着色器沿着其頂點法線進行轉譯。在繪製邊線後，重啟背面探測來繪製物體的明暗和附屬材質。最後，由於場景中的背面比正面所處位置更深遠，圖像會由深度緩衝組合。最終我們看到的就是，物件擁有黑色的勾邊以及內部的輪廓線條。普遍的觀點認為，這種用在動畫和遊戲上使用的「勾邊」效果就是卡通渲染，但是實際上，卡通渲染指的是這種渲染方式，而無關是否擁有勾邊效果。
下圖是使用卡通渲染處理後的猶他茶壺：
- 用粗線條繪製背側
- 用基礎材質繪製物件
- 渲染
第2、3步可以通過複數材質處理結合為一步（參考材質貼圖）。
還有一種勾邊方法使用了平面圖像處理技術。首先，場景被卡通渲染至屏幕大小的顏色紋理：
然後，場景的深度和空間表面法線信息被渲染至屏幕大小的顏色紋理：
之後對法線和深度紋理使用查找邊緣濾鏡（例如索貝爾算子），可以生成邊緣紋理。位於邊緣的像素紋理為黑色，其他的為白色：
最後，邊緣紋理和顏色紋理結合起來，生成最終渲染圖：
圖庫
應用
卡通渲染在互動媒體方面首次亮相於2000年發表在Sega Dreamcast上的遊戲《Jet Set Radio》，此外，在2002年發表的《薩爾達傳說 風之律動》亦是本技術應用的範例。如今，相當數量的遊戲都應用了卡通渲染技術，包括一些限制級的遊戲，例如《英雄不再》。
電子遊戲
商業廣告
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)
歐洲
亞洲
- 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
電視
日本電視
- 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）
- 絶體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（戰鬥機）
- 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（細菌）
- 星の海のアムリ
- ペネロペ
- .hack//G.U. TRILOGY
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- 企鵝找麻煩
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- 遊戲王系列（一些怪物）
- 寶可夢系列（全部）
- Aikatsu！偶像活動！
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- 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）
- 偶像學園
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電影
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- 光之美少女 Miracle Leap 與大家不可思議的一天
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- K-ON!（車輛、樂器）
- 樂園追放 -Expelled from Paradise-
- 蒼藍鋼鐵戰艦 -ARS NOVA- DC（全部）
- 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
海外電影
參見
參考文獻
- ^ 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]. （原始內容存檔於2021-04-24）.
- ^ Celshader.com FAQ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 於2012年8月3日查閱
外部連結
- Shirowproject.com，一個由攻殼機動隊啟發的電影級別卡通渲染計劃
- IGN: Jet Set Radio review（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Retrieved August 4, 2005.
- GameDev.net - Cel-Shading. Retrieved August 5, 2005.