Войти
Обычный шейдер (слева) и шейдер NPR с использованием cel-shading (справа) Нефотореалистичный рендеринг ( NPR) - это область компьютерной графики, которая фокусируется на предоставлении широкого спектра выразительных стилей для цифрового искусства, в отличие от традиционной компьютерной графики, которая фокусируется на фотореализме. NPR вдохновлен другими художественными стилями, такими как живопись, рисунок, техническая иллюстрация и анимационные мультфильмы. NPR появлялся в фильмах и видеоиграх в форме анимации с затенением целиком (также известной как затенение « мультяшек »), а также в научной визуализации, архитектурной иллюстрации и экспериментальной анимации.
Термин нефотореалистичный рендеринг, как полагают, был введен комитетом по документам SIGGRAPH 1990, который провел сессию под названием «Не фотореалистичный рендеринг ».
Термин получил некоторую критику:
Первая конференция по нефотореалистичной анимации и рендерингу включала обсуждение возможных альтернативных названий. Среди предложенных были «выразительная графика», «художественная визуализация», «нереалистичная графика», «художественная визуализация» и «психография». Все эти термины использовались в различных исследовательских работах по этой теме, но, похоже, термин «нефотореалистичный», тем не менее, прижился.
Первой технической встречей, посвященной NPR, был организованный ACM Симпозиум по нефотореалистичной визуализации и анимации (NPAR) в 2000 году. NPAR традиционно совмещается с фестивалем анимационных фильмов в Анси, который длится четные годы. Начиная с 2007 года, NPAR начал работать в нечетные годы совместно с ACM SIGGRAPH.
Пример NPR, используемого для технических иллюстраций Трехмерный NPR - это стиль, который чаще всего встречается в видеоиграх и фильмах. Результатом этого метода почти всегда является 3D-модель, которая была изменена по сравнению с исходной входной моделью, чтобы отобразить новый художественный стиль. Во многих случаях геометрия модели идентична исходной геометрии, и изменяется только материал, нанесенный на поверхность. С увеличением доступности программируемых GPU -х, шейдеры позволили NPR эффекты, которые должны применяться к rasterised изображение, которое будет отображаться на экране. Большинство методов NPR, применяемых к трехмерной геометрии, предназначены для того, чтобы сцена выглядела двухмерной.
Методы NPR для 3D изображения включают чел затенение и Гуч затенение.
Для повышения удобочитаемости наиболее полезные технические иллюстрации для технической коммуникации не обязательно фотореалистичны. Нефотореалистичные визуализации, такие как покомпонентные диаграммы, значительно помогают показать размещение деталей в сложной системе.
Не фотореалистичная визуализация существующего 2D (фотографического) изображения 
Оригинал здесь Входом в двухмерную систему NPR обычно является изображение или видео. Результатом обычно является художественная визуализация этого входного изображения (например, в стиле акварели, живописи или зарисовок), хотя некоторые двухмерные NPR служат нехудожественным целям, например, визуализации данных.
Художественная визуализация изображений и видео (часто называемая стилизацией изображений) традиционно ориентирована на эвристические алгоритмы, которые стремятся имитировать размещение мазков кисти на цифровом холсте.
Возможно, самым ранним примером 2D NPR является работа Пола Хэберли « Раскраска по номерам » на выставке SIGGRAPH 1990. Эта (и аналогичные интерактивные техники) предоставляет пользователю холст, который он может «рисовать» с помощью курсора - как пользователь рисует, на холсте раскрывается стилизованный вариант изображения. Это особенно полезно для людей, которые хотят имитировать мазки кисти разного размера в соответствии с различными областями изображения.
Впоследствии основные операции обработки изображений с использованием операторов градиента или статистических моментов были использованы для автоматизации этого процесса и минимизации взаимодействия с пользователем в конце девяностых (хотя художественный контроль остается за пользователем посредством настройки параметров алгоритмов). Эта автоматизация позволила на практике применить 2D NPR к видео, впервые в живых картинах фильма « Куда приходят мечты» (1998).
Более сложные методы абстракции изображений были разработаны в начале 2000-х годов с использованием операторов компьютерного зрения, например операторов заметности изображения или сегментации, для управления размещением штрихов. Примерно в это же время машинное обучение начало влиять на алгоритмы стилизации изображений, особенно на аналогии изображений, которые могут научиться имитировать стиль существующих произведений искусства.
Появление глубокого обучения возродило деятельность в области стилизации изображений, особенно с помощью алгоритмов передачи нейронных стилей (NST), которые могут имитировать широкий спектр художественных стилей из отдельных визуальных примеров. Эти алгоритмы лежат в основе мобильных приложений, способных выполнять те же функции, например Prisma
В дополнение к вышеупомянутым методам стилизации, родственный класс методов в 2D NPR предназначен для моделирования художественных медиа. Эти методы включают моделирование диффузии чернил через различные виды бумаги, а также пигментов через воду для моделирования акварели.
Художественный рендеринг - это применение стилей визуального искусства к рендерингу. Для фотореалистичных стилей рендеринга упор делается на точном воспроизведении светотени и свойств поверхности изображаемых объектов, композиции или других более общих качеств. Когда акцент делается на уникальных стилях интерпретации визуализации, визуальная информация интерпретируется художником и отображается соответственно с использованием выбранной художественной среды и уровня абстракции в абстрактном искусстве. В компьютерной графике стили интерпретирующего рендеринга известны как стили нефотореалистичного рендеринга, но могут использоваться для упрощения технических иллюстраций. Стили визуализации, сочетающие фотореализм и нефотореализм, известны как стили гиперреалистичной визуализации.
В этом разделе перечислены некоторые оригинальные применения методов NPR в фильмах, играх и программном обеспечении. Просмотрите анимацию с затенением для получения списка использования затенения мультяшек в играх и фильмах.
| Короткие фильмы | ||
|---|---|---|
| Технологическая угроза | 1988 г. | Раннее использование мультяшного затенения вместе с героями мультфильмов в стиле Текс Эйвери |
| Газовая планета | 1992 г. | Карандашный 3D-рендеринг Эрика Дарнелла |
| Рыбная ловля | 2000 г. | 3D-рендеринг в акварельном стиле Дэвид Гейни |
| RoadHead Закуски и напитки | 1998 1999 | Короткие фильмы, созданные с Rotoshop по Бобу Сабистона |
| Райан | 2004 г. | Нелинейная проекция и другие искажения 3D-геометрии |
| Девушка, которая плакала цветы | 2008 г. | Рендеринг в стиле акварели от Auryn |
| Художественные фильмы | ||
| Куда приводят мечты | 1998 г. | Живописный рендеринг в последовательности "нарисованный мир" |
| Тарзан | 1999 г. | Первое использование системы Disney "Deep Canvas" |
| Пробуждение жизни | 2001 г. | Первое использование rotoshop в художественном фильме |
| Сканер в темноте | 2006 г. | «15-месячный анимационный процесс» |
| Видеоигры и другое программное обеспечение | ||
| Jet Set Radio | 2000 г. | Раннее использование toon-shading в видеоиграх |
| SketchUp | 2000 г. | Программное обеспечение для моделирования в стиле эскизов с отрисовкой мультяшек |
| Легенда о Zelda: The Wind Waker | 2002 г. | Одна из самых известных игр с шейдером |
| Хроники Валькирии | 2008 г. | В игре используется ряд техник NPR, в том числе метод затенения в виде эскиза. |
| XIII | 2003 г. | Игра, сделанная как можно более "юмористической" |
| Оками | 2006 г. | Игра, визуальное оформление которой имитирует стиль суми-э (японское рисование тушью). |
| Виновный Gear Xrd | 2014 г. | Игра-файтинг, в которой используются 3D-персонажи с заштрихованным цветом и ограниченная анимация для имитации вида 2D-спрайтов. |
| Vue Xstream | 2015 г. | Программное обеспечение для создания трехмерной среды с рендерером NPR с различными предустановками эмуляции традиционного художественного стиля |
| Возвращение Обра Динна | 2018 г. | 3D-игра, выполненная в уникальном монохромном стиле пуантилистов. |
Некоторые ключевые документы в развитии NPR:
