Суреттерді реалистік емес түрде көрсету (NPR) – цифрлық өнердегі экспрессивті стильдер, мультфильмдер, ойындар мен ғылыми визуализацияда қолданылады. 🎨💻✨
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Рендеринг стилі
Style of rendering
Фотореалистік емес рендеринг (НПР) – фотореализмге ұмтылатын дәстүрлі компьютерлік графикадан өзгеше, цифрлық өнер үшін әртүрлі көркемдік стильдерді қолдануға бағытталған компьютерлік графика саласы. НПР сурет салу, кескіндеме, техникалық иллюстрация және анимациялық мультфильмдер сияқты өнер түрлерінен шабыт алады. НПР фильмдер мен бейне ойындарда «cel shaded» анимациясы (кейде «мультфильмдік» көлеңкелеу деп те аталады) түрінде, сондай-ақ ғылыми визуализация, архитектуралық иллюстрация және тәжірибелік анимацияда қолданылған.
Non photorealistic rendering (NPR) is an area of computer graphics that focuses on enabling a wide variety of expressive styles for digital art, in contrast to traditional computer graphics, which focuses on photorealism. NPR is inspired by other artistic modes such as painting, drawing, technical illustration, and animated cartoons. NPR has appeared in movies and video games in the form of cel shaded animation (also known as "toon" shading) as well as in scientific visualization, architectural illustration and experimental animation.
3D
Үш өлшемді NPR – бейне ойындар мен фильмдерде ең көп кездесетін стиль. Бұл техниканың нәтижесі әдетте жаңа көркем стильді бейнелеу үшін бастапқы модельден өңделген 3D модель болып табылады. Көп жағдайда модельдің геометриясы бастапқы геометриямен сәйкес келеді, тек бетіне жағылған материал ғана өзгертіледі. Бағдарламаланатын GPU-дың қолжетімділігі артып, шейдерлер экранда көрсетілетін растрленген кескінді NPR эффектілерімен өңдеуге мүмкіндік берді. 3D геометрияға қолданылатын көптеген NPR техникалары көріністі екі өлшемді етіп көрсетуге бағытталған. 3D кескіндері үшін NPR техникаларына cel көлеңкесі және Gooch көлеңкесі жатады. 3D модельдерден стильді контурлар мен штрихтарды салу үшін, оның ішінде жабылатын контурлар мен ұсыныс контурларын қолдануға болатын көптеген әдістер бар. Оқуды жақсарту үшін техникалық коммуникациядағы ең пайдалы техникалық иллюстрациялар міндетті түрде фотореалистік болмайды. Жарылған көрініс схемалары сияқты фотореалистік емес рендерингтер күрделі жүйедегі бөліктердің орналасуын көрсетуге көмектеседі.
Three dimensional NPR is the style that is most commonly seen in video games and movies. The output from this technique is almost always a 3D model that has been modified from the original input model to portray a new artistic style. In many cases, the geometry of the model is identical to the original geometry, and only the material applied to the surface is modified. With increased availability of programmable GPU's, shaders have allowed NPR effects to be applied to the rasterised image that is to be displayed to the screen. The majority of NPR techniques applied to 3D geometry are intended to make the scene appear two dimensional. NPR techniques for 3D images include cel shading and Gooch shading. Many methods can be used to draw stylized outlines and strokes from 3D models, including occluding contours and Suggestive contours. For enhanced legibility, the most useful technical illustrations for technical communication are not necessarily photorealistic. Non photorealistic renderings, such as exploded view diagrams, greatly assist in showing placement of parts in a complex system.
2D
Екі өлшемді NPR жүйесіне кіретін дерек әдетте сурет немесе бейне болып табылады. Шығысы әдетте сол кіріс кескінінің көркемдік бейнелеуі (мысалы, акварель, сурет немесе эскиз стилі) болады, бірақ кейбір 2D NPR көркем емес мақсаттарға да қызмет етеді, мысалы, деректерді визуализациялау. Суреттер мен бейнелерді көркемдік түрде көрсету (көбінесе сурет стилизациясы деп аталады) дәстүрлі түрде санариптік кенепте щетка соққыларын орналастыруды симуляциялауға тырысатын эвристикалық алгоритмдерге негізделген. 2D NPR-дің ең алғашқы мысалы – Пауль Хейберлидің SIGGRAPH 1990-да ұсынған «Сандар арқылы бояу» жобасы. Бұл (және ұқсас интерактивті техникалар) пайдаланушыға курсорды қолдана отырып «бояу» жасай алатын кенепті ұсынады. Пайдаланушы бояған кезде, суреттің стильдік нұсқасы кенепте көрінеді. Бұл, әсіресе, кескіннің әртүрлі аймақтарына сәйкес әртүрлі өлшемдегі щетка соққыларын имитациялауды қалайтындар үшін пайдалы. Кейіннен, тоқсан жылдарының соңында осы процесті автоматтандыру және пайдаланушының қатысуын азайту үшін градиент операторларын немесе статистикалық шамаларды пайдалана отырып, негізгі бейне өңдеу операциялары қолданылды (бірақ алгоритмдердің параметрлерін орнату арқылы көркемдік бақылау пайдаланушыда қалады). Бұл автоматтандыру 2D NPR-ді видеоға қолдануға мүмкіндік берді, бұл алғаш рет «What Dreams May Come» (1998) фильмінің «жанды» суреттерінде көрінді. 2000-жылдардың басында компьютерлік көру операторларын, мысалы, суреттегі ерекшеліктерді немесе сегментация операторларын қолдана отырып, штрихтарды орналастыруды басқару үшін сурет абстракциясының күрделі әдістері әзірленді. Осы кезеңде машиналық оқыту сурет стилизациясы алгоритмдеріне әсер ете бастады, атап айтқанда, қолданыстағы өнер туындысының стилін үйрене алатын сурет аналогиясы. Терең оқытудың пайда болуы сурет стилизациясындағы қызметті қайта жақтандырды, әсіресе бір ғана визуалды мысалдан кең ауқымдағы көркемдік стильдерді имитациялай алатын нейрондық стильдік трансфер (NST) алгоритмімен. Бұл алгоритмдер, мысалы, Prisma сияқты мобильді қосымшалардың негізінде жатыр. Жоғарыда аталған стилизация әдістеріне қосымша, 2D NPR-дегі техникалардың тағы бір класы көркемдік ортаны симуляциялауға арналған. Бұл әдістерге әртүрлі қағаз түрлеріндегі сияның, сондай-ақ акварельді бояуды симуляциялау үшін су арқылы пигменттердің таралуын симуляциялау кіреді.
The input to a two dimensional NPR system is typically an image or video. The output is a typically an artistic rendering of that input imagery (for example in a watercolor, painterly or sketched style) although some 2D NPR serves non artistic purposes e. g. data visualization. The artistic rendering of images and video (often referred to as image stylization) traditionally focused upon heuristic algorithms that seek to simulate the placement of brush strokes on a digital canvas. Arguably, the earliest example of 2D NPR is Paul Haeberli's 'Paint by Numbers' at SIGGRAPH 1990. This (and similar interactive techniques) provide the user with a canvas that they can "paint" on using the cursor — as the user paints, a stylized version of the image is revealed on the canvas. This is especially useful for people who want to simulate different sizes of brush strokes according to different areas of the image. Subsequently, basic image processing operations using gradient operators or statistical moments were used to automate this process and minimize user interaction in the late nineties (although artistic control remains with the user via setting parameters of the algorithms). This automation enabled practical application of 2D NPR to video, for the first time in the living paintings of the movie What Dreams May Come (1998). More sophisticated image abstractions techniques were developed in the early 2000s harnessing computer vision operators e. g. image salience, or segmentation operators to drive stroke placement. Around this time, machine learning began to influence image stylization algorithms notably image analogy that could learn to mimic the style of an existing artwork. The advent of deep learning has re kindled activity in image stylization, notably with neural style transfer (NST) algorithms that can mimic a wide gamut of artistic styles from single visual examples. These algorithms underpin mobile apps capable of the same e. g. Prisma
In addition to the above stylization methods, a related class of techniques in 2D NPR address the simulation of artistic media. These methods include simulating the diffusion of ink through different kinds of paper, and also of pigments through water for simulation of watercolor.
Көркемдік бейнелеу
Көркемдік рендеринг – визуальды өнер стильдерін рендерингке қолдану. Фотореалистік рендеринг стильдерінде жарық пен көлеңкенің, бейнеленген нысандардың беттік қасиеттерінің, композицияның немесе басқа да жалпы сипаттамалардың дәл көшірілуіне баса назар беріледі. Ал егер бірегей интерпретациялық рендеринг стильдері басым болса, суретші көрнекі ақпаратты өзі түсіндіріп, таңдалған өнер ортасын және абстрактілі өнердегі абстракция деңгейін пайдаланып, оны тиісінше көрсетеді. Компьютерлік графикте интерпретациялық рендеринг стильдері фотореалистік емес рендеринг стильдері деп белгіленеді, бірақ олар техникалық иллюстрацияларды қарапайымдау үшін де қолданылуы мүмкін. Фотореализм мен фотореалистік еместің комбинациясын қолданатын рендеринг стильдері гиперреалистік рендеринг стильдері деп аталады.
Artistic rendering is the application of visual art styles to rendering. For photorealistic rendering styles, the emphasis is on accurate reproduction of light and shadow and the surface properties of the depicted objects, composition, or other more generic qualities. When the emphasis is on unique interpretive rendering styles, visual information is interpreted by the artist and displayed accordingly using the chosen art medium and level of abstraction in abstract art. In computer graphics, interpretive rendering styles are known as non photorealistic rendering styles, but may be used to simplify technical illustrations. Rendering styles that combine photorealism with non photorealism are known as hyperrealistic rendering styles.
Белгілі фильмдер мен ойындар
Бұл бөлімде NPR техникасының фильмдерде, ойындарда және бағдарламалық жасақтамадағы маңызды қолданылулары тізімделген. Ойын және фильмдердегі тонографиялық көлеңкелеудің қолданылу тізімі үшін cel көлеңкелі анимацияны қараңыз.
This section lists some seminal uses of NPR techniques in films, games and software. See cel shaded animation for a list of uses of toon shading in games and movies. Short films Technological Threat 1988 Early use of toon shading together with Tex Avery style cartoon characters Gas Planet 1992 Pencil sketching 3D rendering by Eric Darnell Fishing 2000 Watercolor style 3D rendering David Gainey RoadHeadSnack and Drink 19981999 Short films created with Rotoshop by Bob Sabiston Ryan 2004 Nonlinear projection and other distortions of 3D geometry The Girl Who Cried Flowers 2008 Watercolor style rendering by Auryn Feature films What Dreams May Come 1998 Painterly rendering in the "painted world" sequence Tarzan 1999 First use of Disney's "Deep Canvas" system Waking Life 2001 First use of rotoshop in a feature film A Scanner Darkly 2006 "a 15 month animation process" Video games and other software Jet Set Radio 2000 Early use of toon shading in video games SketchUp 2000 Sketch like modelling software with toon rendering The Legend of Zelda: The Wind Waker 2002 One of the most well known cel shaded games Valkyria Chronicles 2008 Uses a number of NPR techniques in the game, including a sketch like shading method XIII 2003 A game made as "comic" like as possible Ōkami 2006 A game whose visuals emulate the style of sumi e (Japanese ink wash painting) Guilty Gear Xrd2014Fighting game using cel shaded 3D characters with limited animation to imitate the look of 2D sprites Vue Xstream 2015 3D environment creation software featuring an NPR renderer with various traditional art style emulating presets Return of the Obra Dinn 2018 A 3D game rendered in a unique monochrome, pointillist style Manifold Garden 2019 A 3D puzzle game using impossible geometry, notable for its novel edge shading techniques.
Қысқа фильмдер:
Технологиялық қауіп (1988) – Текс Эйвери стиліндегі мультфильм кейіпкерлерімен бірге тонографиялық көлеңкелеуді ерте пайдалану.
Газ планетасы (1992) – Эрик Дарнеллдің қаламмен сызылғандай 3D рендерингі.
Балық аулау (2000) – Дэвид Гейнидің акварель стиліндегі 3D рендерингі.
RoadHeadSnack and Drink (1998–1999) – Боб Сабистонның Rotoshop техникасымен жасалған қысқа фильмдер.
Райан (2004) – Сызықты емес проекция және 3D геометрияның басқа да бұрмалаулары.
The Girl Who Cried Flowers (2008) – Ауриннің акварель стиліндегі рендерингі.
This section lists some seminal uses of NPR techniques in films, games and software. See cel shaded animation for a list of uses of toon shading in games and movies. Short films Technological Threat 1988 Early use of toon shading together with Tex Avery style cartoon characters Gas Planet 1992 Pencil sketching 3D rendering by Eric Darnell Fishing 2000 Watercolor style 3D rendering David Gainey RoadHeadSnack and Drink 19981999 Short films created with Rotoshop by Bob Sabiston Ryan 2004 Nonlinear projection and other distortions of 3D geometry The Girl Who Cried Flowers 2008 Watercolor style rendering by Auryn Feature films What Dreams May Come 1998 Painterly rendering in the "painted world" sequence Tarzan 1999 First use of Disney's "Deep Canvas" system Waking Life 2001 First use of rotoshop in a feature film A Scanner Darkly 2006 "a 15 month animation process" Video games and other software Jet Set Radio 2000 Early use of toon shading in video games SketchUp 2000 Sketch like modelling software with toon rendering The Legend of Zelda: The Wind Waker 2002 One of the most well known cel shaded games Valkyria Chronicles 2008 Uses a number of NPR techniques in the game, including a sketch like shading method XIII 2003 A game made as "comic" like as possible Ōkami 2006 A game whose visuals emulate the style of sumi e (Japanese ink wash painting) Guilty Gear Xrd2014Fighting game using cel shaded 3D characters with limited animation to imitate the look of 2D sprites Vue Xstream 2015 3D environment creation software featuring an NPR renderer with various traditional art style emulating presets Return of the Obra Dinn 2018 A 3D game rendered in a unique monochrome, pointillist style Manifold Garden 2019 A 3D puzzle game using impossible geometry, notable for its novel edge shading techniques.
Толық метражды фильмдер:
What Dreams May Come (1998) – "Суреттелген әлем" сахнасындағы суретшілік рендеринг.
Тарзан (1999) – Диснейдің "Deep Canvas" жүйесін алғаш пайдалану.
Оянған өмір (2001) – Бір көркем фильмде Rotoshop техникасын алғаш рет қолдану.
Арманда Сканнер (2006) – "15 айлық анимация процесі".
This section lists some seminal uses of NPR techniques in films, games and software. See cel shaded animation for a list of uses of toon shading in games and movies. Short films Technological Threat 1988 Early use of toon shading together with Tex Avery style cartoon characters Gas Planet 1992 Pencil sketching 3D rendering by Eric Darnell Fishing 2000 Watercolor style 3D rendering David Gainey RoadHeadSnack and Drink 19981999 Short films created with Rotoshop by Bob Sabiston Ryan 2004 Nonlinear projection and other distortions of 3D geometry The Girl Who Cried Flowers 2008 Watercolor style rendering by Auryn Feature films What Dreams May Come 1998 Painterly rendering in the "painted world" sequence Tarzan 1999 First use of Disney's "Deep Canvas" system Waking Life 2001 First use of rotoshop in a feature film A Scanner Darkly 2006 "a 15 month animation process" Video games and other software Jet Set Radio 2000 Early use of toon shading in video games SketchUp 2000 Sketch like modelling software with toon rendering The Legend of Zelda: The Wind Waker 2002 One of the most well known cel shaded games Valkyria Chronicles 2008 Uses a number of NPR techniques in the game, including a sketch like shading method XIII 2003 A game made as "comic" like as possible Ōkami 2006 A game whose visuals emulate the style of sumi e (Japanese ink wash painting) Guilty Gear Xrd2014Fighting game using cel shaded 3D characters with limited animation to imitate the look of 2D sprites Vue Xstream 2015 3D environment creation software featuring an NPR renderer with various traditional art style emulating presets Return of the Obra Dinn 2018 A 3D game rendered in a unique monochrome, pointillist style Manifold Garden 2019 A 3D puzzle game using impossible geometry, notable for its novel edge shading techniques.
Видео ойындар және басқа бағдарламалық қамтамасыз ету:
Jet Set Radio (2000) – Видео ойындарда тонографиялық көлеңкелеуді ерте пайдалану.
SketchUp (2000) – Сызықтармен модельдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету, тонографиялық рендерингімен бірге.
The Legend of Zelda: The Wind Waker (2002) – Cel көлеңкелі ойындардың ең танымал мысалдарының бірі.
Valkyria Chronicles (2008) – Ойында бірнеше NPR техникаларын пайдаланады, соның ішінде сызықтармен көлеңкелеу әдісі.
XIII (2003) – "Комикс" сияқты жасалған ойын.
Ōkami (2006) – Суми-э (жапондық жұқа бояумен салынған сурет) стилін имитациялайтын визуализацияға ие ойын.
Guilty Gear Xrd (2014) – 2D спрайттардың көрінісін имитациялау үшін шектеулі анимациясы бар cel көлеңкелі 3D кейіпкерлері бар файтинг ойыны.
Vue Xstream (2015) – Әртүрлі дәстүрлі өнер стильдерін имитациялайтын алдын-алып қойылған параметрлермен NPR рендерері бар 3D ортаны жасау бағдарламалық қамтамасыз етілімі.
Return of the Obra Dinn (2018) – Бір тең түсті, пуантилизм стилінде рендерингтелген 3D ойын.
Manifold Garden (2019) – Мүмкін емес геометрияны пайдаланатын 3D пазл ойыны, жаңа өткелдік көлеңкелеу техникаларымен ерекшеленеді.
This section lists some seminal uses of NPR techniques in films, games and software. See cel shaded animation for a list of uses of toon shading in games and movies. Short films Technological Threat 1988 Early use of toon shading together with Tex Avery style cartoon characters Gas Planet 1992 Pencil sketching 3D rendering by Eric Darnell Fishing 2000 Watercolor style 3D rendering David Gainey RoadHeadSnack and Drink 19981999 Short films created with Rotoshop by Bob Sabiston Ryan 2004 Nonlinear projection and other distortions of 3D geometry The Girl Who Cried Flowers 2008 Watercolor style rendering by Auryn Feature films What Dreams May Come 1998 Painterly rendering in the "painted world" sequence Tarzan 1999 First use of Disney's "Deep Canvas" system Waking Life 2001 First use of rotoshop in a feature film A Scanner Darkly 2006 "a 15 month animation process" Video games and other software Jet Set Radio 2000 Early use of toon shading in video games SketchUp 2000 Sketch like modelling software with toon rendering The Legend of Zelda: The Wind Waker 2002 One of the most well known cel shaded games Valkyria Chronicles 2008 Uses a number of NPR techniques in the game, including a sketch like shading method XIII 2003 A game made as "comic" like as possible Ōkami 2006 A game whose visuals emulate the style of sumi e (Japanese ink wash painting) Guilty Gear Xrd2014Fighting game using cel shaded 3D characters with limited animation to imitate the look of 2D sprites Vue Xstream 2015 3D environment creation software featuring an NPR renderer with various traditional art style emulating presets Return of the Obra Dinn 2018 A 3D game rendered in a unique monochrome, pointillist style Manifold Garden 2019 A 3D puzzle game using impossible geometry, notable for its novel edge shading techniques.