| Introduction |
Le cel-shading est un modèle d'illumination permettant de donner à un objet 3d un style "bande dessinée".
"cel" dans "cel-shading" est une abréviation de "celluloïde", "shading" voulant dire en anglais "ombrage".
Dernièrement cette technique a été souvent utilisée dans des jeux vidéos.
Par la suite j'expliquerai la différence entre le cel-shading et le modèle d'illumination de Gouraud qui est celui utilisé habituellement.
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jet set radio future (xbox)
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| Modèle d'illumination de Gouraud |
Un objet en 3d est composé de polygones.
Lorsque l'on trace chaque pixel d'un polygone on calcule la quantité de lumière à partir des valeurs de lumière des sommets.
Si on interpole les quantités de lumière des sommets de façon linéaire, on obtient un dégradé linéaire.
Ce modèle s'appelle le modèle d'illumination de Gouraud.
Un modèle plus élaboré et plus réaliste que celui de Gouraud existe: le modèle de Phong, mais ce modèle plus lourd en calcul n'est utilisé que dans les programmes de rendu comme 3dsmax qui sont des programmes qui n'ont pas besoin de fournir plus de 24 images par seconde.
Etant donné la faible amélioration du réalisme face à la rapidité du modèle de Gouraud, le Phong n'est pas vraiment utilisé dans les jeux.
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| Cel-shading |
A la différence du modèle de Gouraud, le cel-shading n'interpole pas vraiment la lumière. Lorsque l'on trace chaque pixel du polygone on vérifie s'il est dans l'ombre ou non (on peut effectuer un léger dégradé à la transition "ombre/lumière").
Le problème c'est que les programmeurs de jeux utilisent des algorithmes contenus dans des librairies toutes faites comme Opengl ou Direct3D qui ne permettent pas de modifier la manière dont est effectué le dégradé de lumière.
Cela est peut-être dû a l'incapacité des cartes graphiques actuelles d'effectuer un dégradé non-linaire en temps réel (à vérifier).
Une astuce consiste à désactiver la lumière et de creer l'ombrage sur une texture que l'on applique a notre objet.
On effectue la création de cet ombrage en temps réel de manière a ce qu'il change lorsque l'on bouge l'objet par rapport la source de lumière.
L'effet "bande-dessinée" n'est pas totalement achevé tant que les objets n'ont pas de traits définissant leurs contours.
Pour cela il faut tracer les contours des polygones cachés en traits noirs de plusieurs pixels de largeur, et de tracer les polygones visibles par-dessus, ainsi les traits noirs dépassent en formant le contour de l'objet.
Pour plus d'informations techniques je vous invite à consulter les tutoriaux dont vous trouverez les liens dans cette page.
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| Le cel-shading dans le dessin d'animation |
Pour les décors:
Utiliser de la 3d dans des films d'animations permet entre autre de faire des mouvements de caméra très difficilement faisable en dessin classique.
Les translations de caméra aussi appelés 'scrolling' ne sont pas trop difficile à faire à la main, on dessine une image de bonne qualité plus large que l'écran puis ensuite on la déplace par exemple horizontalement.
Les rotations de caméra sont beaucoup plus dure à faire car il faut redessiner chaque image du décor, ce qui est un travail titanesque à la main. Une astuce est de dessiner une image panoramique et de faire un scrolling (déjà pas facile).
Avec la 3d on peut créer un univers complet en images de synthèse puis on fait déplacer la caméra dedans comme on veut.
Et le cel-shading dans tout cela ?
Et bien presque à chaque fois que les réalisateurs ont inclu de la 3d dans leur films pour faire des mouvements de caméra bizarroïdes, ils n'ont pas réussi à ce débarrasser de l'effet plastique lié à l'image de synthèse. (L'Atlantide, Disney. Le voyage de Chihiro, Miyazaki)
Avec le cel-shading on est beaucoup plus près du dessin à la main, bien que je l'accorde il sera difficile (mais peut-être possible) avec cette technique de donner un effet d'aquarelle que l'on retrouve dans beaucoup de décors.
Pour les personnages (ou pour des objets):
Faire un objet 3d est difficile d'autant plus s'il s'agit d'un personnage mais lorsqu'il est fait on peut faire un nombre infini de vues différentes avec, alors qu'en dessin classique il faut tout redessiner à chaque image.
De plus en appliquant des déformations à l'objet on peut par exemple faire bouger les membres du personnage.
Les personnages en images de synthèse ont souvent le défaut d'avoir des mouvements de robots quand ils bougent mais ces derniers temps les infographistes ont fait d'énorme progrès dans le domaine (ex: Final Fantasy: the spirits within) notamment grâce à la motion capture (acquisition des mouvements sur des acteurs réels).
Actuellement le cel-shading est difficile (mais pas impossible) a appliquer sur des personnages mais l'on peut très bien l'utiliser pour des objets qui demande moin de déformation comme une voiture par exemple.
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| Conclusion |
Le cel-shading est actuellement surtout utilisé pour donner un effet 'dessins animés' à des jeux videos, mais pourrait devenir un outils très utile pour les dessinateurs de films d'animations.
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J'ai réalisé les images que l'on trouve sur cette page (sauf celle de Jet Set Radio Future) afin de montrer que l'on peut inclure de la 3d dans un dessin animé tout en gardant le même style.
Elles sont inspirés d'un dessin animé de Hayao Miyazaki: "Nausicaa de la vallé du vent".
Si vous avez des questions sur le cel-shading mailez-moi, je serais ravis de vous répondre. Voici mon adresse email: Megabigbug@yahoo.fr
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