사실적이지 않은 렌더링

Non-photorealistic rendering
일반 셰이더(왼쪽)와 셀 셰이딩을 사용하는 NPR 셰이더(오른쪽)

NPR(Non-Photical Rendering)은 포토리얼리즘에 중점을 둔 기존 컴퓨터 그래픽과 달리 디지털 아트에 대해 다양한 표현 스타일을 구현하는 데 초점을 맞춘 컴퓨터 그래픽 영역입니다.NPR은 그림, 그림, 기술 일러스트, 애니메이션과 같은 다른 예술적 모드에서 영감을 받았습니다.NPR은 셀 셰이딩 애니메이션('툰'이라고도 함)의 형태로 영화나 비디오 게임에 등장하고 있으며 과학 시각화, 건축 일러스트 및 실험 애니메이션에도 [citation needed]등장하고 있습니다.

용어의 역사와 비판

사실적이지 않은 렌더링이라는 용어는 SIGGRAPH 1990년 논문 위원회에 의해 만들어진 것으로 추정되며, SIGGRAPH는 "Non Photo Realistic Rendering"[1][2]이라는 제목의 세션을 개최했습니다.

이 용어는 다음과 같은 비판을 받고 있습니다.

  • "포토리얼리즘"이라는 용어는 그래픽 연구원과 아티스트에 대해 서로 다른 의미를 가집니다("사실주의 렌더링" 참조).NPR 기법의 타겟인 아티스트에게 있어서, 카메라 렌즈의 효과를 재현해, 왜곡과 초반사를[definition needed] 일으키는 회화 유파를 말합니다.그러나 그래픽 연구자들에게는 시각적으로 현실과 구별할 수 없는 이미지를 말한다.실제로 그래픽 연구자들은 사실주의 화가들이 사용하는 시각적 왜곡의 종류를 "비광자주의"로 묶는다.
  • 그것이 아닌 것으로 묘사하는 것은 문제가 있다.등가 비교는 "비코끼리 생물학" 또는 "비기하학 수학"일 수 있다.NPR의 연구자는, 종래의 「전통적인」[citation needed]컴퓨터 그래픽스를 나타내는 용어로서 「사실적인 그래픽스」라고 하는 용어가 사용되고 있는, 종래의 「컴퓨터 그래픽스」라고 하는 용어로 대체되는 것을 기대하고 있습니다.
  • '비사실적' 이미지를 만드는 데 사용되는 많은 기술은 렌더링 기술이 아닙니다.모델링 기법 또는 후처리 기법입니다.후자는 '이미지 기반 렌더링'으로 알려지고 있지만, 스케치 기반 모델링 기법은 기술적으로 이 제목 아래에 포함될 수 없으며, 이는 회의 주최자에게 매우 불편합니다.

사실적이지 않은 애니메이션 및[when?] 렌더링에 대한 첫 번째 컨퍼런스에서는 가능한 대체 이름에 대한 토론이 포함되었습니다.제안된 항목으로는 "표현적 그래픽", "예술적 렌더링", "비현실적 그래픽", "예술 기반 렌더링", "사이코그래픽" 등이 있습니다.이 용어들은 모두 이 주제에 대한 다양한 연구논문에 사용되었지만, "비실체적" 용어가 여전히 통용된 것 같다.

NPR에 관한 최초의 테크니컬 미팅은 2000년에 ACM이 주최한 NPAR(비실제 렌더링 및 애니메이션에 관한 심포지엄)이었습니다.NPAR은 전통적으로 안시 애니메이션 [3]영화제와 함께 자리 잡고 있으며 짝수 해에 걸쳐 진행됩니다.2007년부터 NPAR는 홀수 연도에서도 ACM [4]SIGGRAPH와 함께 운영되기 시작했습니다.

3D

기술 일러스트에 사용되는 NPR의 예

3차원 NPR은 비디오 게임이나 영화에서 가장 흔히 볼 수 있는 스타일이다.이 기법의 결과물은 거의 항상 새로운 예술 스타일을 표현하기 위해 원래 입력 모델에서 수정된 3D 모델입니다.대부분의 경우 모델의 형상은 원래 형상과 동일하며 표면에 적용된 재료만 수정됩니다.프로그램 가능한 GPU의 가용성이 높아짐에 따라 [5]셰이더는 화면에 표시되는 래스터라이즈된 이미지에 NPR 효과를 적용할 수 있게 되었습니다.3D 지오메트리에 적용되는 대부분의 NPR 기법은 장면을 2차원적으로 보이게 하기 위한 것입니다.

3D 영상의 NPR 기술에는 셀 셰이딩과 구치 쉐이딩이 있습니다.

가독성을 높이기 위해 기술 커뮤니케이션에 가장 유용한 기술 일러스트가 반드시 사실적일 필요는 없습니다.분해 뷰 다이어그램과 같이 사실적이지 않은 렌더링을 사용하면 복잡한 시스템에서 부품 배치를 표시하는 데 크게 도움이 됩니다.

이차원

기존 2D(사진) 이미지의 사실적이지 않은 렌더링
오리지널은 이쪽

2차원 NPR 시스템에 대한 입력은 일반적으로 이미지 또는 비디오입니다.출력은 일반적으로 입력 이미지를 예술적으로 렌더링한 것입니다(예: 수채화, 페인트칠 또는 스케치된 스타일). 단, 일부 2D NPR은 데이터 시각화 등 예술적이지 않은 목적으로 사용됩니다.

이미지 및 비디오의 예술적 렌더링(종종 이미지[6] 스타일라이제이션이라고 함)은 디지털 [7]캔버스에 브러시 스트로크를 배치하는 것을 시뮬레이트하는 휴리스틱 알고리즘에 초점을 맞춥니다.

2D NPR의 가장 초기 예는 SIGGRAPH 1990에서 Paul Haeberli의 '숫자에 의한 그림'입니다.이 (및 이와 유사한 인터랙티브 기술)는 사용자가 커서를 사용하여 "도색"할 수 있는 캔버스를 제공합니다.사용자가 그림을 그릴 때 캔버스에 이미지의 스타일화된 버전이 표시됩니다.이 기능은 이미지의 다른 영역에 따라 다른 크기의 브러시를 시뮬레이션하려는 사용자에게 특히 유용합니다.

그[8] 후, 구배 연산자 또는 통계적[9] 모멘트를 사용한 기본적인 이미지 처리 연산을 사용하여 이 프로세스를 자동화하고 90년대 후반에 사용자 상호 작용을 최소화했다(알고리즘의 매개 변수 설정을 통해 예술적 제어가 사용자에게 남는다).이 자동화를 통해 영화 What Dreams May Come(1998년)의 살아있는 그림에서 처음으로 2D NPR을 영상에 적용할 수 있게 되었습니다.

2000년대 초에는 컴퓨터 비전 연산자(예: 이미지 선명도)[10] 또는 분할[11] 연산자를 이용하여 스트로크 배치를 추진하는 보다 정교한 이미지 추상화 기법이 개발되었다.이 시기에 기계학습은 이미지 스타일라이제이션 알고리즘에 영향을 미치기 시작했고, 이는 기존[12] 아트워크의 스타일을 모방하는 것을 배울 수 있었다.

딥 러닝의 등장으로 이미지 스타일라이제이션의 활동이 재연되었으며, 특히 단일 시각적 예에서 광범위한 예술 스타일을 모방할 수 있는 NST(Neural Style Transfer) 알고리즘이 사용되었습니다.이러한 알고리즘은 예를 들어 동일한 모바일 앱을 지원합니다.프리즘

위의 스타일라이제이션 방법 외에도 2D NPR의 관련 기술 클래스가 예술 미디어의 시뮬레이션을 다룬다.이러한 방법에는 여러 종류의 종이를 통한 잉크 확산 시뮬레이션과 수채화 시뮬레이션을 위한 물을 통한 안료 확산 시뮬레이션이 포함된다.

예술적 렌더링

아티스트의 연기와 혼동하지 말 것.

예술적 렌더링이란 시각 예술 스타일을 렌더링에 적용하는 것입니다.사실적인 렌더링 스타일의 경우, 그림자와 밝기를 정확하게 재현하고 묘사된 객체, 구성 또는 기타 일반 품질의 표면 특성을 재현하는 데 중점을 둡니다.독자적인 해석 렌더링 스타일을 중시하는 경우, 시각 정보는 아티스트에 의해 해석되어 선택된 아트 미디어와 추상화 수준을 사용하여 표시됩니다.컴퓨터 그래픽스에서 해석 렌더링 스타일은 사실적이지 않은 렌더링 스타일이라고 하지만 기술적인 그림을 단순화하는 데 사용할 수 있습니다.포토리얼리즘과 비포토리얼리즘을 결합한 렌더링 스타일을 하이퍼리얼리즘 렌더링 스타일이라고 합니다.

주목할 만한 영화 및 게임

이 섹션에서는 영화, 게임 및 소프트웨어에서 NPR 기술의 주요 용도를 나열합니다.게임 및 영화에서의 toon-shading 사용 목록은 cel-shading 애니메이션을 참조하십시오.

단편 영화
기술적 위협 1988 Tex Avery 스타일의 만화 캐릭터와 함께 툰 쉐이딩의 초기 사용
가스 행성 1992 Eric Darnell의 연필로 그린 3D 렌더링
낚시 2000 수채화 스타일의 3D 렌더링 David Gainey
로드헤드
스낵&드링크		 1998
1999		 밥 새비스톤의 로토샵으로 만든 단편 영화
라이언 2004 3D 지오메트리의 비선형 투영 및 기타 왜곡
꽃을 울린 소녀 2008 오린의 수채화풍 렌더링
장편 영화
장래의 꿈 1998 '도색된 세계' 시퀀스의 화가다운 렌더링
타잔 1999 디즈니 '딥 캔버스' 시스템 최초 사용
웨이크닝 라이프 2001 장편 영화에 로토샵을 처음 사용
스캐너 어둡게 2006 "15개월간의 애니메이션 과정"
비디오 게임 및 기타 소프트웨어
제트 세트 라디오 2000 비디오 게임에서 툰쉐이딩의 조기 사용
스케치업 2000 툰 렌더링 기능을 갖춘 스케치형 모델링 소프트웨어
젤다의 전설:윈드웨이커 2002 가장 유명한 셀 셰이딩 게임 중 하나
발키리아 연대기 2008 스케치형 쉐이딩 방법을 포함한 게임 내 여러 NPR 기술을 사용합니다.
XIII 2003 가능한 한 코믹하게 만든 게임
오카미 2006 수묵화의 스타일을 본뜬 비주얼 게임
길티 기어 Xrd 2014 2D 스프라이트의 외관을 모방하여 셀 셰이딩된 3D 캐릭터와 애니메이션이 제한된 격투 게임
Vue Xstream 2015 다양한 전통 예술 스타일의 사전 설정을 모방한 NPR 렌더러 기능을 갖춘 3D 환경 조성 소프트웨어
오브라딘의 귀환 2018 독특한 단색의 점묘법 스타일로 렌더링되는 3D 게임
다지관 2019 새로운 엣지 쉐이딩 기술로 [13]유명한 불가능한 형상을 사용한 3D 퍼즐 게임입니다.

레퍼런스

  1. ^ Proceedings of the 17th annual conference on Computer graphics and interactive techniques - SIGGRAPH '90. 1990. doi:10.1145/97879. ISBN 978-0-201-50933-5. S2CID 12199502.[페이지 필요]
  2. ^ Schofield, Simon (March 1994). Non-photorealistic rendering: a critical examination and proposed system (Thesis).
  3. ^ "Site officiel du Festival et du Marché international du film d'animation d'Annecy". www.annecy.org. Retrieved 20 April 2018.
  4. ^ "Archived copy". siggraph.org. Archived from the original on 21 December 1996. Retrieved 13 January 2022.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  5. ^ Drew, Card (2002). "Non-Photorealistic Rendering with Pixel and Vertex Shaders". In Engel, Wolfgang F. (ed.). Direct3D Shaderx: Vertex & Pixel Shader Tips and Techniques. 87Wordware Game Developer's Library. Wordware Publishing. pp. 319–333. CiteSeerX 10.1.1.360.918. ISBN 978-1-55622-041-8.
  6. ^ Rosin, Paul; Collomosse, John, eds. (2013). Image and Video-Based Artistic Stylisation. Computational Imaging and Vision. Vol. 42. doi:10.1007/978-1-4471-4519-6. ISBN 978-1-4471-4518-9. S2CID 40656135.[페이지 필요]
  7. ^ Kyprianidis, Jan Eric; Collomosse, John; Wang, Tinghuai; Isenberg, Tobias (May 2013). "State of the 'Art': A Taxonomy of Artistic Stylization Techniques for Images and Video" (PDF). IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 19 (5): 866–885. doi:10.1109/TVCG.2012.160. PMID 22802120. S2CID 2656810.
  8. ^ Litwinowicz, Peter (1997). "Processing images and video for an impressionist effect". Proceedings of the 24th annual conference on Computer graphics and interactive techniques - SIGGRAPH '97. pp. 407–414. doi:10.1145/258734.258893. ISBN 978-0-89791-896-1. S2CID 13139308.
  9. ^ Shiraishi, Michio; Yamaguchi, Yasushi (2000). "An algorithm for automatic painterly rendering based on local source image approximation". Proceedings of the first international symposium on Non-photorealistic animation and rendering - NPAR '00. pp. 53–58. doi:10.1145/340916.340923. ISBN 978-1-58113-277-9. S2CID 16915734.
  10. ^ Collomosse, J.P.; Hall, P.M. (2002). "Painterly rendering using image salience". Proceedings 20th Eurographics UK Conference. pp. 122–128. CiteSeerX 10.1.1.7.5383. doi:10.1109/EGUK.2002.1011281. ISBN 978-0-7695-1518-2. S2CID 9610948.
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  12. ^ Hertzmann, Aaron; Jacobs, Charles E.; Oliver, Nuria; Curless, Brian; Salesin, David H. (2001). "Image analogies". Proceedings of the 28th annual conference on Computer graphics and interactive techniques - SIGGRAPH '01. pp. 327–340. CiteSeerX 10.1.1.119.5127. doi:10.1145/383259.383295. ISBN 978-1-58113-374-5. S2CID 2201072.
  13. ^ Brussee, Arthur; Saraev, Andrew; Chyr, William (2020). "That's a wrap: Manifold Garden rendering retrospective". Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques Conference Talks. pp. 1–2. doi:10.1145/3388767.3407385. ISBN 978-1-4503-7971-7. S2CID 221178781.

추가 정보

NPR 개발의 주요 문서는 다음과 같습니다.

외부 링크