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![Toon Shading
Schritt 2: Berechnung des Shading (Forts.)
Fragment-Shader
Pro-Fragment-Berechnung des Shading
Beleuchtungsberechnung wie bei diffuser Komponente
Berechnet Kosinus des Winkels zwischen Normale und Lichtvektor
(Directional Light)
varying vec3 eyeSpaceNormal;
void main() {
vec3 normal = normalize(eyeSpaceNormal);
float intensity = dot(normalize(gl_LightSource[0].position.xyz), normal);
gl_FragColor = toonify(intensity);
}
Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 9/12](https://image.slidesharecdn.com/2010-jogl-11-toon-shading-120724145455-phpapp01/85/2010-JOGL-11-Toon-Shading-9-320.jpg)
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2010-JOGL-11-Toon-Shading
Das Dokument behandelt die Grundlagen des Toon Shadings, auch bekannt als Cel Shading, welches ein Verfahren zum nicht-fotorealistischen Rendern ist, das den Zeichenstil von Comics imitiert. Es beschreibt die Schritte zur Implementierung des Toon Shadings in OpenGL mit Java, einschließlich der Berechnung von Beleuchtung und der Verwendung von Shadern zur Reduzierung von Schattierungsstufen. Zudem werden verschiedene Ansätze zur Umsetzung des Verfahren aufgezeigt und relevante Literaturquellen für weiterführende Informationen angegeben.
2010-JOGL-11-Toon-Shading
- 1. CARL VON OSSIETZKY Toon Shading Johannes Diemke ¨ Ubung im Modul OpenGL mit Java Wintersemester 2010/2011
- 2. Toon Shading Grundlagen Gelegentlich auch Cel Shading genannt Verfahren zum nicht-fotorealistischen Rendern Imitiert Zeichenstil von Comics Charakteristika Fette Außenlinien Wenige Schattierungsstufen Verwendung in Zeichentrickfilmen und Computerspielen Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 2/12
- 3. Toon Shading The Legendof Zelda: The Wind Waker Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 3/12
- 4. Toon Shading Team Fortress2 (Toon Shading Mod) Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 4/12
- 5. Toon Shading Umsetzung Mehrere alternative Vorgehensweisen Von trivial bis anspruchsvoll Trade-off zwischen Komplexit¨t und visueller Qualit¨t a a Ein m¨gliches Vorgehen o 1 Zeichnen der Back-Faces mit fetten Linien 2 Berechnung des Shading Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 5/12
- 6. Toon Shading Schritt 1:Zeichnen der Back-Faces Zeichnen der Back-Faces Verwendung von fetten schwarzen Linien // setup gl.glEnable(GL2.GL_CULL_FACE); ... // first renderpass gl.glLineWidth(3.0f); gl.glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); // render back faces using lines gl.glFrontFace(GL2.GL_CW); gl.glPolygonMode(GL2.GL_FRONT, GL2.GL_LINE); // render object deathstar.draw(gl); Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 6/12
- 7. Toon Shading Schritt 2:Berechnung des Shading Beleuchtungsberechnung wie bei diffuser Komponente Danach Abbildung auf wenige Schattierungsstufen Umsetzung mittels eines Shader-Programms // second renderpass // render front faces using a shader gl.glFrontFace(GL2.GL_CCW); gl.glPolygonMode(GL2.GL_FRONT, GL2.GL_FILL); shader.activate(gl); // render object deathstar.draw(gl); shader.deactivate(gl); Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 7/12
- 8. Toon Shading Schritt 2:Berechnung des Shading (Forts.) Vertex-Shader Transformiert Vertex in den Clipspace Berechnet Eyespace-Normale ¨ Ubergibt Eyespace-Normale an den Fragment-Shader varying vec3 eyeSpaceNormal; void main() { eyeSpaceNormal = gl_NormalMatrix * gl_Normal; gl_Position = ftransform(); } Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 8/12
- 9. Toon Shading Schritt 2:Berechnung des Shading (Forts.) Fragment-Shader Pro-Fragment-Berechnung des Shading Beleuchtungsberechnung wie bei diffuser Komponente Berechnet Kosinus des Winkels zwischen Normale und Lichtvektor (Directional Light) varying vec3 eyeSpaceNormal; void main() { vec3 normal = normalize(eyeSpaceNormal); float intensity = dot(normalize(gl_LightSource[0].position.xyz), normal); gl_FragColor = toonify(intensity); } Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 9/12
- 10. Toon Shading Schritt 2:Berechnung des Shading (Forts.) Fragment-Shader (Forts.) Abbildung auf wenige Schattierungsstufen uber toonify() ¨ vec4 toonify(in float intensity) { if(intensity > 0.95) return vec4(0.5, 1.0, 0.5, 1.0); else if(intensity > 0.5) return vec4(0.3, 0.6, 0.3, 1.0); else if(intensity > 0.25) return vec4(0.2, 0.4, 0.2, 1.0); else return vec4(0.1, 0.2, 0.1, 1.0); } Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 10/12
- 11. Literatur Dave Shreiner OpenGL Programming Guide http://www.opengl-redbook.com/ Richard S. Wright, Benjamin Lipchak und Nicholas Haemel OpenGL SuperBibel http://www.starstonesoftware.com/OpenGL/ Randi J. Rost OpenGL Shading Language http://www.3dshaders.com/ Tomas Akenine-M¨ller, Eric Haines und Naty Hoffman o Real-Time Rendering http://www.realtimerendering.com/ Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 11/12
- 12. Literatur Edward Angel Interactive Computer Graphics http://www.cs.unm.edu/˜angel/ Gerald Farin und Dianne Hansford Practical Linear Algebra http://www.farinhansford.com/books/pla/ Fletcher Dunn und Ian Parberry 3D Math Primer for Graphics and Game Development www.gamemath.com/ Johannes Diemke OpenGL mit Java WiSe 2010 / 2011 12/12