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与传统的追求照片真实感的真实感渲染不同，非真实感渲染（Non-Photorealistic Rendering，NPR）旨在模拟艺术式的绘制风格，常用来对绘画风格和自然媒体（如铅笔、钢笔、墨水、木炭、水彩画等）进行模拟。而卡通渲染（Toon Rendering）作为一种特殊形式的非真实感渲染方法，近年来倍受关注。

通过阅读这篇文章，你将对非真实感渲染技术的以下要点有所了解：

• 非真实感渲染的基本思想和相关领域
• 卡通渲染
• 轮廓描边的几种实现流派
• 1）基于视点方向的描边
• 2）基于过程几何方法的描边
• 3）基于图像处理生成的描边
• 4）基于轮廓边缘检测的描边
• 5）混和轮廓描边
• 其他风格的NPR渲染技术
• 1）纹理调色板（Palette of Textures）
• 2）色调艺术图（Tonal Art Maps，TAM）
• 3）嫁接（Graftals）
• 水彩风格的NPR

 

 

一、非真实感渲染

正如变化的字体会给人不一样的感觉，不同的渲染风格会带给人们不同的心情，感受与意境。

非真实感渲染（Non-Photorealistic Rendering，NPR）， 亦被称为风格化渲染（Stylistic Rendering），是致力于为数字艺术提供多种表达方式的一种渲染流派。与传统的追求照片真实感的真实感渲染（Photorealistic Rendering）计算机图形学不同，非真实感渲染旨在模拟艺术式的绘制风格，也用于尝试新的绘制风格。

图23 真实感渲染 vs. 水彩风格NPR渲染

 

 

 

 

 

六、NPR相关著作

 

如下两本书从技术和NPR绘画算法两个方面，对非真实感渲染有了一个系统的涵盖，可谓NPR界的泰斗之作，有兴趣的朋友不妨进一步深入阅读。

• Gooch, Bruce or Amy, and Amy or Bruce Gooch, Non-Photorealistic Rendering,A K Peters Ltd., 2001.
• Strothotte, Thomas, and Stefan Schlechtweg ,Non-Photorealistic Computer Graphics: Modeling, Rendering, and Animation, Morgan Kaufmann, 2002.

 

七、NPR相关延伸资料推荐

• 链接（http://kesen.realtimerendering.com/）中的Non-Photorealistic Animation and Rendering Proceedings 一栏里可以找到NPR业界前沿的一些发展近况，即NPAR会议相关的资源。
• SIGGRAPH 2010 上Stylized Rendering in Games 课程（Stylized Rendering in Games）里有不少值得了解的NPR的内容。
• NPR resources page（http://www.red3d.com/cwr/npr/）里的材料也值得一看。

Reference

[1] http://www.gatheryourparty.com/2013/05/30/crash-course-cel-shading-in-video-games/

[2] http://www-cg.cis.iwate-u.ac.jp/lab/suiboku.html

[3] https://zhuanlan.zhihu.com/p/26409746

[4] https://www.zhihu.com/question/32078473

[5] http://www.valvesoftware.com/publications/2007/NPAR07_IllustrativeRenderingInTeamFortress2.pdf

[6] http://www.4gamer.net/games/216/G021678/20140703095/

[7] http://www.4gamer.net/games/216/G021678/20140714079/

[8] http://www.4gamer.net/games/216/G021678/20150317055/

[9]https://en.wikipedia.org/wiki/Cel_shading

[10] Praun E, Hoppe H, Webb M, et al.Real-time hatching[C]//Proceedings of the 28th annual conference on Computergraphics and interactive techniques. ACM, 2001: 581. http://gfx.cs.princeton.edu/proj/hatching/

[11] http://blog.csdn.net/silangquan/article/details/17184807

[12] http://blog.csdn.net/candycat1992/article/details/45577749

[13] http://blog.csdn.net/thenile/article/details/8858702

[14] http://www.cs.duke.edu/courses/compsci344/spring15/classwork/16_npr/cmu.pdf

[15] http://libregraphicsworld.org/blog/entry/freestyle-jot-and-the-future-of-non-photorealistic-rendering

[16] http://www.cartoonbrew.com/tag/non-photorealistic-rendering

[17] Art-directed watercolor stylization of3D animations in real-time

http://artineering.io/articles/Art-directed-watercolor-stylization-of-3D-animations-in-real-time/

[18] https://expressivesymposium.com/

 

The end.