Cel Shading 이란? (Cel / Toon Shading) - Research

 

Cel Shading (Toon Shading) 이란?

3D 모델링에서 Shading Metohd의 일종으로 Non-Realistic 기법에 해당한다.

최근에는 Outline과 함께 쓰거나 특정 색상을 더 해 스타일리쉬한 그래픽을 표현하는 기법으로도 불린다.

 

Cel Shading 도 여러가지 기법을 더해 다양한 효과를 낼 수 있다.

이런 부분은 사실 사진으로 봐서 비교하는게 제일 적합할 것이다.

 

 

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*Shading Method는 그래픽스에서 중요한 음영 처리 개념이니 꼭 알아두자.

https://lucid-boundary.tistory.com/136

16. Flat Shading, Gouraud Shading, Phong Shading - 다니엘 릿 쉐이더 프로젝트

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Cel Shading 의 히스토리 그리고 진화

그래픽스가 본래 그렇듯, 비디오 게임의 역사와 길을 같이한다.

놀랍게도 1999년 출시된 게임 Fea Effect 에서 이미 Cel Shading 과 유사한 그래픽을 보여준다.

하지만, 정확히 Cel Shading 기법은 아니다. PlayerStation 의 한계로 실시간 쉐이딩이 적용되지 못하고, 그림자와 텍스처 모두 베이크된 상태이기 때문이다. (outline도 없다.)

 

 

실제 Cel Shading 기법이 적용된 게임은 2000년도에 출시된 Jet Set Radio 라는 게임이다.

Outline, 실시간 처리 등 딱 본연의 Cel Shading 기법이 적용되었다.

이후로, 참 많은 게임들이 Cel Shading 기법을 적용하기 시작했다.

 

이후에 많은 예시들을 들어보면서, 어떤 식으로 Cel Shading 기법이 적용되었는지 고민 해보는 것도 참 재밌는 일이다.

 

 

The Legend Of Zelda : The Wind Waker (2002) 그러니까, 초록색 모자를 쓴 사람이 젤다인 매우 유명한 게임이다.

척봐도 Cel Shading이 아주 과하게 들어간 듯한 그래픽이 특징으로 (bold color) 극도의 smoothness로 3D 게임이 아닌 전통적인 2D 애니메이션으로 느껴지도록 했다.

 

개껌의 마스코트 중 하나인 Okami (2006) 도 여러모로 굉장한 Cel Shading 기법이 적용되어 있다.

오카미의 그래픽은 그래픽스 교수님이 처음 테크 영상을 보고 당시에 눈물이 날 정도로 훌륭한 기법이였다고 강의 했던 기억이 아직도 남아있다.

 

Cel Shading 의 장점이라 하면, 다양하게 변동 가능하다는 것이다.

오카미는 Cel Shading을 Ink Style 기법으로 재탄생시킨 게임인데, 엄밀히 말하자면 Cel Shading Lighting 기법이 적용된 게임이 아니라 Oultine 과 Flat 컬러를 이용해 텍스처를 표현했다고 한다. 

 

드래곤 볼 Z (2007) 게임의 특징은 Cel Shading 기법으로 2D 그림체를 정말 잘 표현했다는 점이다.

토리야마 아키라 선생님의 그림체를 그냥 빼다 박아버린게 특징이다.

이후로 일본의 수많은 애니메 게임들은 Cel Shading은 반필수가 되어버렸다고 볼 수 있다.

씬 시티

반대로 거칠게 표현한 Cel Shading 기법은 어떨까?

충격적인 촬영 기법으로 유명한 영화 씬시티처럼 블랙 & 화이트/세피아 톤, 노란색 톤, 붉은 색 유혈 표현. 단 4가지만 사용해 그래픽을 표현한 MadWorld 는 매우 인상적이다.

 

 

슬슬 그래픽이 최신화 되어가면서, 이게 같은 Cel Shading 기법을 썼는지, 어떻게 넣었는지도 헷갈릴 수준이 되어간다.

여러가지의 텍스처링 기법들도 같이 적용되기 때문이다.

 

드래곤볼 처럼 만화 그림체를 빼다박은 게임 나루토는 특이하게도, 특정 부분은 Flat Shading을 캐릭터들은 Cel Shading을 혼합시켜서 만화적인 연출을 강조했다.

게임 외에도 다양한 영화에서 Cel Shading 기법이 적용된다.

하울의 움직이는 성의 몇몇 부분이 적용된 한 예이다.

 

 

요즘 기술적 특이점이라 할 수 있는 명일방주 : 엔드필드 (는 사심으로 넣어보았다.)

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같은 캐릭터, 완전 다른 느낌

게임에서 쓰이는 Cel Shading 을 단순히 illumination 장난질로 표현하는건 좀 잘못되었다.

게임의 전체적인 아트 방향성과 조화를 맞춰야 하기 때문이다.

게임의 모델링, 애니메이팅, 리깅 등의 게임 요소들을 고려해서도 Cel Shading 도 적응 시켜야 한다.

 

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(1) Shading

오브젝트의 노말 벡터로부터 Sahding 효과가 생성된다.

각 노말들은 Lighting Model에서 방향성과 빛을 받는 지점에 쓰이는 각자의 angle을 갖고 있다. 

노말들은 Cosine 을 통해서 계산하고, 표면에 특정한 톤을 적용 한다.

노말과 빛의 방향이 매치되면, 톤은 밝아질 것이고. 반대라면, 톤을 더욱 어둡게 하는 방식이다.

이 톤들은 Flat하고 Gradient가 없게 한다. 톤의 갯수 또한 스타일에 따라 늘리거나 죽인다.

 

(2) Outline

 

만화적 연출을 강화하기 위해 아웃라인을 포함한다. 이 아웃라인들은 Edge-Detection 혹은 Back-face Culling 기법들을 통해 생성한다.

 

- Edge-Detection : Contrast 의 변화를 감지하는 알고리즘

- Back-face Culling : 보이지 않는 3D 요소들을 숨기는 기법

 

 

(3) Texturing

텍스처링도 아트 스타일에 영향을 크게 주는 요소이다.

 

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마지막으로 여러가지 Cel Shading 을 예시로 들면서 끝내기로 하겠다.

 

 

논문 자체는 Cel Shading을 소개하는 논문이라 기술적인 부분은 많이 약하다.

다음에는 좀 더 실용적인 Cel Shading 포스팅을 쓰려고한다.

 

 

문헌 : The Cel Shading Technique  By Raul Reyes Luque