Cегодня мы в двух словах расскажем о том, что такое клеточное шейдинг, как оно облегчает работу аниматоров и одновременно упрощает и усложняет ее для третьих лиц. поколения художников, а также увеличивает стоимость новых «плоских» мультфильмов и удешевляет игры.
Думаю, не сложно узнать, как имитировать объем на плоскости — в Интернете можно найти множество статей на тему рисования теней и бликов, а также карт нормалей и карт отображения. Если этого недостаточно или вы хотите узнать больше, дайте нам знать в комментариях, мы обязательно поделимся с вами своими секретами. А вот как сделать из трехмерного плоское – вопрос интересный. Точнее, очень практично.
Часть 1. Что такое целшейдинг?
(Или сел-шейдинг, как вам нравится)
Сотовая штриховка — это особый способ стилизации трехмерного или живого изображения (снятого с реальными людьми). Для его получения используют разнообразные аппаратные и программные ухищрения, суть которых сводится к получению одного результата – получения картинки с резкими переходами цвета и теней, имитирующей нарисованный классический мультфильм, типа Диснея 60-80-х (для современного поколения, сравнение с классическим аниме наверное ближе) . По сути, это должно выглядеть так.
Слева без cel-шейдера, справа с cel-шейдером. На аниме-моделях разница слабо заметна; вам придется внимательно присмотреться к теням под сундуком и бликам на снаряжении.
Кстати, наличие контура (контурной линии, отделяющей персонажей, предметы и одежду от фона) совершенно необязательно, но встречается довольно часто.
Сам термин «клеточное затенение» имеет несколько расплывчатое происхождение, потому что… 10 лет назад было много аналогов: мультяшное затенение (из мультфильма), аниме/манга затенение, простое затенение, эффект сильной тени и другие. И даже сейчас в тритехнических кругах нет единого мнения, лишь в последнее время вариант сотового затенения получил более или менее широкое распространение.
Демонстрация настроек шейдинга ячеек на движке Unity с форума Unity
Затенение ячеек, скорее всего, восходит к слову cell, которое в разных вариантах разбора переводится как cell – целлулоид (специальный материал для рисования мультфильмов), бумага (имитация нарисованных мультфильмов прошлого века) и как cell – сот, окрашенный в клетка, клетка (ячеистая структура живописи и обрисовка изображения аулинами). Неизвестно, какой из вариантов правильный, но оба прекрасно описывают суть эффекта.
Часть 2. Где используется сел-шейдинг?
В первую очередь это мультики для самых маленьких. Дисней значительно улучшил прорисовку таких материалов, как кожа и ткань, но глаз среднестатистического ребенка до 8-10 лет не обращает внимания на такие мелочи (по психофизиологическим причинам). Ему легче воспринимать изображения контрастных цветов, символы, очерченные толстой ограничительной линией, вообще без пугающих теней или с минимальными символическими тенями. Взрослым это странно слышать, но так устроен мозг. Если вам интересно узнать об этом больше, то лучше возьмите учебник по физиологии развития и психологии для вузов, не берите популярные книги – там много чего упущено.
Культовая классика Диснея задает тон. Вернее, мультяшка
А для самых маленьких Дисней (и российские студии) выпускают мультфильмы почти без теней и плавных переходов (вспомните пони, фиксиков или смешариков, блин). Да, это не правило, но это закономерность адаптации аудитории. Кстати, в широко известном в узких кругах мультфильме «Атлантида» также использовалась сел-шейдинг при подгонке моделей доисторической и современной техники.
В наших мультфильмах также есть сел-шейдинг. Хоть на какие-то серии «Фиксиков», максимум… на «Дети против волшебников», но об этом позоре лучше не вспоминать.
Но адаптация – это не единственное, для чего используется cel-shading.
Те, кто следит за аниме-индустрией, наверняка заметили, как подскочило качество прорисовки и количество кадров при движении персонажей.
Так, например, хорошими примерами удачного использования селшейдинга в аниме являются некоторые фильмы из серии «Яблочное семя», серии «Страна самоцветов», «RWBY» (правда, это не аниме, а американский мультфильм в в стиле аниме), «Кагуя-сама» (ставшая мемной благодаря своему потрясающему танцу Тики), «Убийца демонов» (где очень сложно отличить отрендеренную 2D- и 3D-части), «Персона», « Breakish Beasts» (хотя я не уверен, аниме ли это) и некоторые другие.
Вверху: Выдающиеся звери. Ниже леди Кагуя. Некоторые особо ярые фанаты, кстати, не верят, что это 3D, даже когда им показываешь убедительные доказательства.
Среди чуть менее удачных — «Берсерк 2016», «Атака Титанов» (титаны и здания часто «выпадают» из остального кадра, хотя фон для прошлой серии одни модели явно улучшили, а другие откровенно упустили из виду). ), старые версии «Яблочного семени» и многие другие, их тысячи.
Берсерк с его корявой анимацией и выпадающими моделями стал мемом ещё в год выхода:
Кроме того, 3D частично использовалось для отрисовки фонов и оборудования во многих других аниме – «Эрго Прокси», «Евангелион», «Код Гиас», некоторых моментах в фильме. «Паприка», «Возлюбленные во Франксе», «Гандам 00», «Империя трупов», «Паразит» (последние серии), «Акудама Драйв», «Нет игры – нет жизни», «Призрак в доспехах» и многие многие другие.
В «Эрго Прокси» в фокусе оказались оружие, транспорт, общие кадры городов под куполом, а также некоторые роботы и фоны с технократической составляющей. Другая часть фонов представляет собой фотографии с сел-шейдингом.
In general, quite often now anime uses 3D graphics not entirely, but to create backdrops (backgrounds), background characters (crowd characters that create fuss in the background), architecture and technology (which is physically more difficult to draw manually), including BChR and ordinary cars. Moreover, today finding an anime without 3D at all is more difficult than finding a completely 3D anime
Зачем селшейдинг в аниме? В отличие от мультфильмов Диснея, у аниме более широкая аудитория — есть контент и для детей, и для подростков, и для взрослых взрослых. Другими словами, селшейдинг здесь не является адаптацией к возрасту зрителя. Но тогда почему, если такие шедевры, как «Ганц О» и «Яблочные семечки: Проект Альфа», даже без сел-шейдинга выглядят хорошо?
В целом термин «Аниме» не имеет жанровой, стилистической или возрастной привязки — это любая азиатская анимация, в основном сделанная в Японии. Просто в сознании наших соотечественников это японские мультики про девочек с большими глазами.
Видимо, здесь преследуется несколько целей. Во-первых, упрощение работы, о чем мы поговорим ниже. Во-вторых, это дань традиции, что очень важно в контексте японской культуры.
Есть и другие фильмы и мультфильмы с сел-шейдингом. От старого — мультфильма «Властелин колец» с ротоскопированием (контраст выставлен на максимум) и применением рисованных эффектов — не совсем сел-шейдинг, но по сути близко.
«Сканер в темноте», 2006. Живой боевик с сел-шейдингом.
К относительно новым относятся фильмы «Сканер в темноте» и «Ван Гог. С любовью, Винсент». Здесь cel-shading превращает съемку живого движения в сюрреалистический хоррор, от которого иногда можно уловить эффект «Темной долины» (или смеха), что только играет фильму на руку.
Ван Гог. С любовью, Винсент
Не совсем чел, но растушевка.
Кроме того, многие хотя бы слышали о серии Arcane (3D со стилизацией с элементами cel-shading), а также о некоторых проектах из антологии «Любовь, смерть и роботы». Ну а молодому поколению, наверное, ближе какой-нибудь «Человек-паук: Через вселенные» или «Бэтмен-ниндзя». И, конечно же, в играх часто появляется cel-shading.
Часть 3. Лениться — значит задавать тренд
Изначально стилизация в играх была придумана не столько для создания атмосферы, сколько для упрощения работы компьютера или консоли, на которой должна запускаться игра. Вернее, сделать что-либо по-другому было невозможно — текстуры были роскошью, а потому все модели были низкополигональными и более-менее однотонными.
Затем технологии продвинулись, и стилизацию стали использовать для создания атмосферы или для упрощения работы моделистов в небольших студиях — тогда инструменты 3D-сканирования были редкостью, и не каждая студия могла позволить себе компьютер, достаточно мощный для запекания текстур 4К.
Сейчас мало игр волнует, на каком оборудовании они будут запускаться. Однако многие студии по-прежнему стремятся свести затраты денег и человеко-часов к минимуму, а потому всеми правдами и неправдами снижают сложность процесса создания игр. Некоторые используют захват движения и выражения лица вместо рисования часов анимации главного героя, некоторые используют плохо оптимизированные мегасканы вместо объединения игровых сцен, а некоторые используют cel-shading, чтобы не рисовать приличные текстуры.
Примерно о том же думали и создатели очередной итерации приключений эльфа по имени Линк из серии «Легенды Зельды». Конечно, игра никогда раньше не претендовала на реализм, но до этого разработчики ограничивались лишь сглаженными текстурами и относительно низкой детализацией моделей. Теперь большинство объектов и героев практически лишены текстурной детализации (за редким исключением в виде камней, деревянных ящиков и талисманов), вместо этого всё полностью обработано целшейдером.
Вполне возможно, что распространению селшейдинга способствовал беспрецедентный успех игры Genshine Impact и ее сестры Honkai Impact. Стиль аниме в сочетании с хорошей анимацией и качественным сел-шейдингом компенсировал откровенно второстепенный (точнее, третичный) сюжет и казуальный геймплей (который также можно настроить на автозаполнение квестов и боев, так что игроку не особо нужно – игра сама играет, действуя как интерактивный мультфильм).
Качество картинки в «ударе» настолько хорошее, что в Интернете даже продаются шейдеры для различных 3D-программ, имитирующих картинку в этих играх.
Шейдер, созданный для удара по заоблачной цене)))
Часть 4. Техническая сторона вопроса
Об этом лучше было бы поговорить в самом начале поста. Но тогда больше половины читателей не дожили бы до этого места. Однако те, кто не собирается глубже изучать этот вопрос, могут смело двигаться до конца.
Шейдер (shader – затенение, цветовой переход, блеск) – это фрагмент программы (кода), самостоятельная программа или скрипт (исполняемый процедурный алгоритм внутри программы), предназначенный для выполнения графическими процессорами с целью обработки изображения. Те, кто много работает с Photoshop или любой другой 2D и 3D программой, как минимум слышали, а максимум часто использовали шейдеры.
Каждая 3D-программа имеет свой набор шейдеров для настройки отображения модели. Где-то встроен базовый набор дополнений (Keyshot, Zbrush), где-то его нужно скачивать отдельно, а где-то даже нужно покупать за кругленькую сумму (как, например, для DAZ 3D и Arnold render для 3дс макс).
Базовый набор мультяшных шейдеров в Keyshot.
Из более простых (с точки зрения аппаратных требований и разработки) программ celshading можно попробовать в MikuMikuDance (на его основе, кстати, создано множество фанатских короткометражек и клипов на песни исполнителей программы Vocaloids), XNAlara (изначально программное обеспечение для тестирование моделей ранних версий игр Tomb Raider и создание фанатского контента), Blender 3D (хотя и имеет определенный барьер входа) и Sculptris, хотя и не имеет настоящего cel-шейдинга, а его имитацию.
Целлшейдер в Blender
Чтобы создать шейдер, нужно хорошо разбираться как в программировании (хотя бы на базовом уровне), так и в визуализации 3D-моделей и настройках рендеринга. Однако современные 3D-программы и некоторые игровые движки имеют систему чертежей и узлов, значительно упрощающую как элементы программирования (вместо написания строк кода вам предоставляется набор блоков и маркеров), так и настройки визуализации.
Дерево узлов шейдера воздействия в Blender. Скриншот с арт-станции шейдера.
Вот здесь работа 3D-дизайнеров и программистов усложняется — сделать универсальный качественный селшейдер невозможно, как невозможно перетаскивать шейдеры из одной программы в другую. Так что для каждой программы, для каждой игры или мультфильма нужно заново создавать и настраивать свой celshader, который больше подходит для вашей программы/игры/мультика и создаёт наименьшее количество «артефактов» при рендеринге.
Заключение
Итак, сегодня мы немного познакомили вас с тем, что такое celshading, где он встречается и зачем он вообще нужен.
