Cel shading: Renderizado no realista en 3D
Qué es el Cel shading?
En el mundo de la representación gráfica no todo tiene que ser hiperrealista.
Justamente una clave que hace que cosas como la publicidad o el espectáculo sigan sorprendiendo y distrayendo al público es la amplia gama de válvulas de escape o alternativas visuales.
En el mundo del render se goza de ciertas técnicas que no apuntan a obtener un resultado demasiado fiel a la realidad. En conjunto se conocen como NPR por el término en inglés “non photorealistic rendering” (render no fotorealista).
De estas técnicas, que son muchas para mencionar, sobresale una que pretende renderizar objetos tridimensionales de forma que parezcan dibujos animados planos. Esta forma recibe el nombre de cel shading.
Traducido literalmente sería un sombreado de celdas, pero si lo ponemos en contexto y tratamos de acomodarlo un poco mejor a lo que es, le llaman sombreado plano.Viene directamente de otro concepto más antiguo llamado cel animation.
Cel animation.-
También conocido como animación tradicional o animación dibujada a mano, es una técnica utilizada para crear secuencias animadas dibujando a mano fotogramas individuales en hojas de celuloide transparente llamadas «cels». Es una de las formas de animación más antiguas y tradicionales.
Cel animation requiere una artesanía meticulosa y atención al detalle, ya que cada cuadro se crea a mano. Si bien ha sido reemplazada en gran medida por técnicas de animación digital, la animación cel aún ocupa un lugar especial en la historia de la animación y es apreciada por su encanto único y artesanal.
Orígen del cel shading.-
El concepto de traducir el aspecto estilizado de la animación dibujada a mano en gráficos por computadora surgió a fines de la década de 1990 con la creciente popularidad de las imágenes generadas por computadora (CGI) en 3D en videojuegos y películas animadas.
Desde entonces, el cel shading se ha adoptado ampliamente en varios videojuegos, películas animadas y otras formas de medios generados por computadora. Se ha convertido en una técnica popular para lograr una estética estilizada y visualmente atractiva, lo que permite a los artistas y diseñadores crear looks distintivos que difieren de la representación fotorrealista tradicional.
Los orígenes del cel shading en los gráficos por computadora pueden verse como una progresión natural del deseo de replicar las cualidades únicas de la animación dibujada a mano en el ámbito digital. Al adoptar los colores planos, los contornos audaces y las técnicas de sombreado simplificadas de la animación de celdas tradicional, el sombreado de celdas se ha convertido en una herramienta valiosa para crear gráficos visualmente impactantes y artísticamente expresivos en el mundo de las imágenes generadas por computadora.
Principales características.-
Estas son algunas características y características clave del cel shading:
- Colores planos y sombreado: el sombreado de celdas enfatiza áreas planas de color sin degradados suaves ni efectos de iluminación realistas. En lugar de simular una iluminación realista, utiliza un número limitado de sombras o tonos discretos para definir las diferentes áreas del objeto.
- Perfiles y contornos: una de las características distintivas del sombreado de celdas es la presencia de contornos o contornos negros en negrita alrededor de los bordes de los objetos. Estos contornos ayudan a definir las formas y proporcionan una calidad gráfica e ilustrativa al renderizado.
- Texturas simplificadas: el sombreado de celdas a menudo simplifica o elimina las texturas complejas que se encuentran en la representación realista. En su lugar, se basa en el uso de colores sólidos o patrones para representar las características de la superficie de los objetos.
- Siluetas fuertes: el uso de contornos definidos y colores llamativos crea siluetas fuertes para los objetos. Esto ayuda a lograr un aspecto gráfico e icónico y puede mejorar la legibilidad y el impacto visual de la escena renderizada.
- Efectos de iluminación limitados: a diferencia de las técnicas de representación realista que simulan escenarios de iluminación complejos, el sombreado de celdas suele utilizar modelos de iluminación básicos, como una fuente de luz unidireccional, para proporcionar efectos de sombreado simples. La iluminación a menudo es estilizada y se mantiene mínima para mantener la apariencia plana.
- Expresión estilizada: el sombreado de celdas permite la expresión artística y permite la creación de una variedad de estilos, que van desde muy estilizados y caricaturescos hasta más sutiles y semirrealistas. Brinda a los artistas la flexibilidad de evocar diferentes estados de ánimo y estéticas.
- El sombreado de celdas se usa comúnmente en varias aplicaciones, incluidos videojuegos, películas animadas, cómics y diseño gráfico. Ofrece un estilo de renderizado distintivo y visualmente atractivo que puede evocar una sensación de nostalgia, diversión o interpretación artística, según el propósito previsto.
El cel shading en 3D.-
Para lograr el aspecto de cel shading en gráficos 3D por computadora, podemos usar varias técnicas y sombreadores diseñados específicamente para cel shading. Aquí hay una descripción general de lo que se deb tener en cuenta:
- Modelado: Si bien esto parece obvio, no está de más recalcar que un modelo planificado con antelación puede aportar crediblidad a nuestro objetivo.
El modelo está hecho de forma que las partes principales sean objetos diferentes, esto colabora a la detección de bordes
- Despliegue de UV: asegúrese de que su modelo tenga las coordenadas UV adecuadas para mapear texturas con precisión. En su defecto se puede intentar usar una proyección tri planar, pero para mejor orientación y encaje de las tramas sin programación y por medio de imagen lo recomendable es el desplegado.
- Configuración de iluminación: El cel shading generalmente usa configuraciones de iluminación simples, como una luz direccional única, para lograr un sombreado plano.
Una única luz para nuestra escena
- Representación de contorno: Debemos asegurarnos de que se detecten contornos de nuestro 3D para crear los característicos bordes negros. Existen diferentes enfoques para lograr contornos, como usar algoritmos de detección de bordes o aplicar un sombreado que realce los bordes del modelo.
En el caso de Vray, la detección de bordes se maneja como un proceso de «ambiente» desde un menú central
- Sombreado de color: en lugar de utilizar cálculos de iluminación complejos, el cel shading se basa en una paleta limitada de colores planos. Puede lograr esto mediante el uso de un sombreador que reemplaza los cálculos de sombreado con valores de color discretos, a menudo denominados «posterización» o «cuantización».
El sombreado de estas escenas no depende tanto de las sombras calculadas sino que pretenden simular ese matiz plano por medio de el material
- Mapeo de texturas: aplicar texturas o patrones a áreas específicas del modelo para simular el aspecto dibujado a mano. Estas texturas pueden incluir colores sólidos, degradados o patrones estilizados. El mapeo UV juega un papel crucial en la aplicación precisa de texturas
Uno de los frames que se usan en la animación de la textura para darle esa calidad de dibujado a mano y de irregularidad
- Configuración de renderizado: configure sus parámetros de renderizado, como la resolución, el suavizado y el formato de salida, de acuerdo con sus requisitos.
- Probar y ajustar: Esto es un juego de ensayo y error. Ajustamos los parámetros, como el grosor del contorno, la intensidad del color o la dirección de la iluminación, para lograr el aspecto de cel shading deseado.
- Posprocesamiento: el render no tiene que ser el producto final. Se pueden aplicar diversas mejoras, como ajustes de color, composición o filtros estilizados adicionales, para mejorar el resultado definitivo.
Software para cel shading.-
Dependiendo de la preferencia de cada uno. El celshading se puede lograr de diversas formas. A veces mediante mapas y materiales especiales creados en lenguajes como osl.
Un ejemplo sería:
http://www.lollipopshaders.com/NPR/ (Creados para el motor de Renderman)
A nivel artesanal o de pequeñas producciones estas formas son viables porque no requieren un workflow demasiado sólido y su carácter experimental les dota de un encanto peculiar.
El siguiente nivel es mediante ciertos aspectos de cada motor de render que se han creado para lograr este efecto.
Motores como Vray y Arnold cuentan con propiedades y parámetros específicos. Nosotros creamos los ejemplos con Vray
Pero si lo que se busca es consistencia y un soporte robusto para lograr una sensación de dibujo animado que perdure en todo el metraje, se puede optar por motores NPR especializados.
De entre otros destacan el motor PENCIL+ 4 de una empresa llamada Psoft.
Está Finaltoon, Derivado del final render, otro motor muy interesante de la mepresa CEBAS.
También tenemos un plugin para 3dsMAX llamado Illustrate! Desarrollado por Digimation. Este ultimo lamentablemente dejó de dar soporte a partir de la versión 2020 de MAX.
Y ya que estamos considerando software que desarrolla de forma específica resultados NPR no podemos dejar de lado a Blender que últimamente hace alarde de sus formas alternativas de renderizado con resultados muy llamativos.
Podríamos pasarnos bastante tiempo mencionando todas las tecnologías disponilbes para lograr nuestro cometido. Esto sólo hace ver lo efectivo de hacer llegar la información con este método.
Sea cual sea el camino que se tome, los resultados son diversos y muy llamativos. La fórmula de estos estilos visuales no está escrita ni sellada aún.
Conclusión.-
Este artículo pretendía abrir las perspectivas de los lectores. Hay muchas posibilidades de expresar una idea de forma gráfica.
Esta técnica de visualización NPR nace de la necesidad de reproducir el encanto y la gracia de una forma gráfica que se hacía de forma artesanal y “analógica”.
Sin embargo, no se trata de una forma más “fácil” de graficar. Sino de una alternativa que desarrollada con dedicación y detalle adecuados pueden resultar en una forma eficiente y amena de comunicar, informar y/o entretener.
