วิกิพีเดียภาษาไทย
กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

การแรเงาเซลล์

การแรเงาแบบเซลล์ หรือ แบบการ์ตูน เป็นประเภทของ การเรนเดอร์ที่ไม่สมจริง ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ กราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติ มีลักษณะแบนและเหมือนวาดด้วยมือโดยใช้ การไล่ระดับสี หรือ เฉดสี...

การแรเงาเซลล์

ภาพโมเดล 3 มิติของชุดอวกาศ (ซ้าย) ที่ได้รับการแก้ไขโดยใช้เชเดอร์เซลล์พื้นฐาน หรือที่เรียกว่าเชเดอร์การ์ตูนและการตรวจจับขอบ (ขวา)
ภาพกราฟิกที่ซับซ้อนของเปลือกหอยพร้อมการแรเงาแบบการ์ตูน สร้างแบบจำลองใน Mathematica 13.1
ภาพกราฟิกที่ซับซ้อนของเปลือกหอยพร้อมการแรเงาแบบการ์ตูน สร้างแบบจำลองใน Mathematica 13.1

การแรเงาแบบเซลล์หรือแบบการ์ตูนเป็นประเภทของการเรนเดอร์ที่ไม่สมจริงซึ่งออกแบบมาเพื่อให้กราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติ มีลักษณะแบนและเหมือนวาดด้วยมือโดยใช้การไล่ระดับสีหรือเฉดสีแทนการใช้สีแรเงา เซลล์เชเดอร์มักใช้เพื่อเลียนแบบสไตล์ของหนังสือการ์ตูนหรือการ์ตูนและ/หรือเพื่อให้ภาพที่เรนเดอร์มีลักษณะพื้นผิวคล้ายกระดาษ[ 1 ]มีเทคนิคที่คล้ายกันที่สามารถทำให้ภาพดูเหมือนภาพร่าง ภาพวาด สีน้ำมันหรือภาพวาดหมึกแม้ว่าผลลัพธ์สุดท้ายของการแรเงาแบบเซลล์จะให้ความรู้สึกเรียบง่ายเหมือนภาพเคลื่อนไหวที่วาดด้วยมือแต่กระบวนการนั้นซับซ้อน ชื่อนี้มาจากเซลล์ (ย่อมาจากเซลลูลอยด์ ) แผ่นอะซิเตท ใส ที่ใช้สำหรับวาดภาพใน แอนิเมชั่ น2 มิติแบบดั้งเดิม[ 2 ]

กระบวนการพื้นฐาน

ภาพเรนเดอร์แบบเซลล์เฉดของพื้นผิวไอโซสองพื้นผิวของความหนาแน่นความน่าจะเป็นของอนุภาคในกล่อง

กระบวนการสร้างภาพแบบเซลล์เชดดิ้งเริ่มต้นด้วยโมเดล 3 มิติ แบบทั่วไป ความแตกต่างระหว่างเซลล์เชดดิ้งกับการเรนเดอร์แบบดั้งเดิมคืออัลกอริทึมการให้แสงเงา ที่ไม่สมจริง โดยทั่วไปจะคำนวณค่าแสงเงาแบบเรียบเนียนสำหรับแต่ละพิกเซล แล้วจึงแปลงเป็นเฉดสีที่ไม่ต่อเนื่องจำนวนเล็กน้อยเพื่อสร้าง "ลักษณะแบนราบ" ที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งเงาและแสงสว่างจะปรากฏเป็นบล็อกสีแทนที่จะผสมผสานกันอย่างราบรื่นในแบบไล่ระดับสี

โครงร่าง

วิธีการโครงร่าง

การสร้าง เส้นขอบและเส้นโครงร่างด้วยหมึกสีดำสามารถทำได้หลายวิธี วิธีที่นิยมวิธีหนึ่งคือการวาดเส้นขอบสีดำก่อน โดยให้มีขนาดใหญ่กว่าวัตถุเล็กน้อย จากนั้น กลับด้าน การตัดด้านหลัง (Back-face culling)และวาดรูปสามเหลี่ยมด้านหลังด้วยสีดำ เพื่อขยายภาพเงาอาจวาดด้านหลังเหล่านี้ใน รูปแบบโครง ร่างเส้น (wireframe)หลายครั้งโดยมีการเปลี่ยนแปลงการเลื่อนเล็กน้อย หรืออีกวิธีหนึ่งคือ วาดด้านหลังแบบเติมสีทึบ โดยเลื่อนจุดยอดไปตามแนวตั้งฉากของจุดยอดในvertex shaderหลังจากวาดเส้นขอบแล้ว ให้ตั้งค่าการตัดด้านหลังกลับเป็นปกติเพื่อวาดเงาและพื้นผิวเพิ่มเติมของวัตถุ สุดท้าย ภาพจะถูกรวมเข้าด้วยกันโดยใช้Z-bufferingเนื่องจากด้านหลังจะอยู่ลึกกว่าด้านหน้าในฉากเสมอ ผลลัพธ์ที่ได้คือ วัตถุจะถูกวาดด้วยเส้นขอบสีดำและเส้นโครงร่างภายใน คำว่า "cel-shading" มักใช้เพื่ออ้างถึงการประยุกต์ใช้กระบวนการวาดเส้น "หมึก" นี้ในแอนิเมชั่นและเกม แม้ว่าเดิมทีคำนี้จะหมายถึงเทคนิคการแรเงาแบบเรียบโดยไม่คำนึงถึงว่ามีการใช้เส้นขอบหรือไม่[ 3 ]

ภาพวาด กาน้ำชาแห่งรัฐยูทาห์โดยใช้เทคนิคการแรเงาแบบเซลล์เชดดิ้ง:

ภาพวาดกาน้ำชาแห่งยูทาห์โดยใช้เทคนิคการแรเงาแบบเซลล์เชดดิ้ง

  1. ด้านหลังวาดด้วยเส้นหนา
  2. พื้นผิวของวัตถุถูกวาดด้วยสีเดียว
  3. มีการลงเงา

ขั้นตอนที่ 2 และ 3 สามารถรวมเข้าด้วยกันได้โดยใช้มัลติเท็กซ์เจอร์ (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการแมปเท็กซ์เจอร์)

วิธีการตรวจจับขอบ

ในวิดีโอเกม

เกมJet Set Radio บน เครื่อง Dreamcastซึ่งเปิดตัวในงานTokyo Game Show ปี 1999 ได้รับความสนใจจากสื่อเนื่องจากสไตล์ภาพแบบเซลล์เฉด[ 4 ] [ 5 ]เกมนี้ใช้เทคนิคเซลล์เฉดสำหรับตัวละคร และสไตล์ภาพที่สดใสนี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการใช้เทคนิคเซลล์เฉดในวิดีโอเกม นับตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 เป็นต้นมา วิดีโอเกมชื่อดังหลายเกมได้นำสไตล์นี้มาใช้ เช่นCel Damage (2001), The Legend of Zelda: The Wind Waker (2002) และŌkami (2006)

การลงสีแบบเซลล์เชดดิ้ง ซึ่งแตกต่างจากรูปแบบภาพอื่นๆ เช่น โฟโตรีลิสม์ มักถูกใช้เพื่อเพิ่มองค์ประกอบทางศิลปะหรือจินตนาการให้กับสภาพแวดล้อมของวิดีโอเกม ในการพัฒนาเกม Ōkamiผู้กำกับHideki Kamiyaได้อธิบายวิสัยทัศน์ของเขาเกี่ยวกับกราฟิกของเกมว่า "ผมต้องการสร้างเกมที่มีความงามตามธรรมชาติของชนบทญี่ปุ่น... เพื่อสร้างโลกที่เปล่งประกายและสวยงาม" [ 6 ]โปรดิวเซอร์ Atsushi Inaba เล่าในบทสัมภาษณ์ปี 2004 ว่า Clover Studios ได้ "ละทิ้งรูปแบบสมจริง" สำหรับŌkamiเนื่องจากพวกเขาได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะญี่ปุ่นดั้งเดิม[ 6 ]

สตูดิโอเกมอาจเลือกสไตล์เช่น cel shading ในการพัฒนาด้วยเหตุผลที่นอกเหนือจากวิสัยทัศน์ทางศิลปะ กราฟิกแบบ cel shading มักมีข้อมูลภาพที่เรียบง่าย ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในบางแอปพลิเคชัน ในกรณีของThe Legend of Zelda: The Wind Wakerผู้พัฒนา Satoru Takizawa กล่าวว่าการใช้สไตล์นี้ทำให้ "สามารถแสดงกลไกและวัตถุสำหรับปริศนา [ในThe Wind Waker ] ในรูปแบบที่เข้าใจง่ายขึ้น" [ 7 ] Takizawa ยังโต้แย้งว่ากราฟิกแบบ photorealistic ในทางตรงกันข้าม จะ "มีผลเสียทำให้การแสดงข้อมูลในเกมทำได้ยาก" [ 7 ]

ตัวอย่างของการใช้เทคนิคเซลล์เชดดิ้งในสื่อต่างๆ

ฟิล์ม

โทรทัศน์

วิดีโอเกม

ดูเพิ่มเติม

  • IGN: บทวิจารณ์เกม Jet Set Radio สืบค้น ข้อมูลเมื่อ 4 สิงหาคม 2548
  • GameDev.net – Cel-Shadingสืบค้นเมื่อ 5 สิงหาคม 2548 ( สำเนา จาก Wayback Machine )
  • sunandblackcat.com – Cel-Shadingสืบค้นเมื่อ 7 สิงหาคม 2557

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การแรเงาเซลล์

การแรเงาแบบเซลล์ หรือ แบบการ์ตูน เป็นประเภทของ การเรนเดอร์ที่ไม่สมจริง ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ กราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติ มีลักษณะแบนและเหมือนวาดด้วยมือโดยใช้ การไล่ระดับสี หรือ เฉดสี...

กระบวนการพื้นฐาน

กระบวนการสร้างภาพแบบเซลล์เชดดิ้งเริ่มต้นด้วย โมเดล 3 มิติ แบบทั่วไป ความแตกต่างระหว่างเซลล์เชดดิ้งกับการเรนเดอร์แบบดั้งเดิมคือ อัลกอริทึมการให้แสงเงา ที่ไม่สมจริง โดยทั่วไปจะคำนวณค่าแสงเงาแบบเรียบเนียนสำหรับแต่ละพิกเซล แล้วจึง แปลง...

วิธีการโครงร่าง

การสร้าง เส้นขอบ และ เส้นโครงร่าง ด้วยหมึกสีดำสามารถทำได้หลายวิธี วิธีที่นิยมวิธีหนึ่งคือการวาดเส้นขอบสีดำก่อน โดยให้มีขนาดใหญ่กว่าวัตถุเล็กน้อย จากนั้น กลับด้าน การตัดด้านหลัง (Back-face culling) และวาดรูปสามเหลี่ยมด้านหลังด้วยสีดำ เพื่อขยาย ภาพเงา...

วิธีการตรวจจับขอบ

1. ฉากนี้ถูกเรนเดอร์ด้วยเทคนิคการแรเงาแบบเซลล์ (cel shading) ลงบนพื้นผิวสีขนาดเท่าหน้าจอ 2. ข้อมูลความลึก ของฉากจะถูกแสดงผลลงบนพื้นผิวที่มีขนาดเท่าหน้าจอ 3. ค่าปกติของพื้นผิว ในพื้นที่โลก จะถูกแสดงผลเป็นพื้นผิวที่มีขนาดเท่าหน้าจอ 4.