완전히 둥근 구의 그림자가 왜 손으로 칠한 듯 보일까?
매끄러운 물체에는 보통 밝은 곳에서 어두운 곳으로 점진적인 변화가 있다. 스타일화된 렌더링은 그 연속 범위를 몇 개의 평평한 영역으로 바꿀 수 있다. 기하는 둥글지만 보여 주는 방식은 선택적이다. 해석적 구를 쓰면 형태, 조명 계산, 그래픽 선택을 구분할 수 있다.
명암 띠는 표현 방식의 결정이다.
구의 모든 점에는 방향이 있다
구의 보이는 각 점에서 표면 법선은 바깥을 향한다. 법선은 조명 모델에 표면 방향을 알려 준다. 앞쪽 반구를 방정식으로 직접 생성하므로 메시, 텍스처 그림, 캐릭터 모델은 없다. 원형 윤곽은 필터가 찾은 것이 아니라 기하 자체에서 나온다.
빛은 −0.5, 0.6, 0.8에 비례하는 정규화 방향이다. 내적은 법선과 이 방향을 비교한다. 나란하면 높고 표면이 돌아서면 낮아진다. 이 단순 확산 항은 빛 반대쪽을 비추지 않으므로 음수는 0으로 제한한다.
매끄러운 셰이딩이 출발값을 준다
연속 이미지는 이 비음수 내적, 즉 램버트식 확산 셰이딩 항을 쓴다. 단순 방향광 계산이지 완전한 물리 렌더러가 아니다. 상호반사, 드리워진 그림자, 반사광 하이라이트, 텍스처, 노출을 생략해 표면 방향과 표시 명암의 관계를 쉽게 살핀다.
팔레트는 값을 이 글의 남색, 파랑, 금색으로 바꾼다. 색은 시각적 인코딩이지 측정한 재료 반사율이 아니다. 낮은 값은 선택한 확산 항이 작다는 뜻이며 실제 칠한 구가 방의 램프 아래에서 어떻게 보일지 입증하지 않는다.
네 톤이 연속 범위를 대신한다
스타일화 버전은 0.2, 0.5, 0.8에 경계를 둔다. 첫 경계 아래는 0.12, 다음 구간은 0.38과 0.66, 가장 밝은 구간은 1이 된다. 스크립트는 보이는 구에 정확히 네 출력 단계가 나타나는지 확인한다. 아래 법선은 계속 변해도 한 영역은 선택한 값 하나를 공유한다.
전달 그래프는 계단이다. 수평 구간이 평평한 색 면을, 점프가 뚜렷한 톤 경계를 설명한다. 이는 예술적 매핑이며 경계를 더 정확히 한다고 실제 빛에 수렴하는 근사가 아니다. 경계를 옮기는 것은 어떤 표면 방향에 같은 톤을 줄지 정하는 디자인 선택이다.
형태가 그대로여도 빛은 경계를 옮긴다
비교 구 세 개는 형태와 경계가 같고 빛의 수평 방향만 다르다. 다른 법선이 임계값을 넘으면서 띠가 표면에서 이동한다. 빛이 부드럽게 움직여도 영역은 한 톤에서 다른 톤으로 갑자기 바뀔 수 있다. 이 불연속은 양자화 규칙에 들어 있다.
애니메이션에서는 작은 움직임이 임계값을 넘을 때 경계가 번쩍이거나 튈 수 있다. 얇은 형태나 성긴 픽셀에서 특히 그렇다. 경계를 부드럽게 하거나 규칙을 바꾸거나 시간적 안정성을 고려하면 특정 디자인에 도움이 될 수 있지만 외관도 변한다. 정지 이미지는 원인을 보여 주며 애니메이션 기법을 시험하지 않는다.
윤곽선은 별개의 선택이다
만화식 렌더링에는 짙은 윤곽, 잉크 선, 단순 텍스처, 의도적으로 배치한 하이라이트가 포함되기도 한다. 이는 확산 명암을 나누는 일과 별개다. 그림의 얇은 외곽선은 알려진 구 경계를 따른다. 임의의 3D 장면에 일반 경계 검출을 적용한 것이 아니다.
제작용 스타일은 여러 각도에서 캐릭터가 읽히도록 기하, 재료 규칙, 수작업 미술을 결합할 수 있다. 네 톤만으로 그림의 선 품질, 구성, 선택적 디테일이 자동 재현되지는 않는다. 이 실험은 전체 스타일을 단일 스위치로 여기지 않고 유용한 한 요소를 분리한다.
단순화해도 핵심 단서는 남는다
실루엣과 영역 배치에 형태 정보가 있어 구는 여전히 둥글게 읽힌다. 중간 음영을 없앤다고 모든 형태 단서를 없애는 것은 아니다. 단서를 더 큰 그래픽 묶음으로 재구성해 특정 미감에 맞추거나 작은 화면에서 대상을 더 쉽게 읽게 한다.
이미지가 어떤 구별을 유지해야 하는지 묻는 것이 유용하다. 기술 검사는 연속 셰이딩이나 다른 진단이 필요하고 캐릭터 그림에는 의도적 묶음이 유리할 수 있다. 어느 쪽도 언제나 더 좋지는 않다. 계산과 색 사이 매핑을 바꾸면 같은 기하도 다른 시각적 설명을 제공한다.