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3차원 텍스처를 이용한 카툰 렌더링의 만화적 스타일 다양화
Extended Cartoon Rendering using 3D Texture 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.11 no.8, 2011년, pp.123 - 133  

변혜원 (성신여자대학교 IT학부) ,  정혜문 (성신여자대학교 IT학부)

초록
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본 논문에서는 3차원 물체를 카툰 스타일로 렌더링하는 툰 쉐이딩에 3차원 텍스처를 활용하는 새로운 방법론을 제안한다. 1차원 텍스처를 사용하는 기존의 툰 쉐이딩에서는 주어진 조명 벡터와 물체 곡면의 법선 벡터 간의 상대적인 위치와 방향에 따라 쉐이딩 톤을 표현하고 있다. 1차원 텍스처만으로는 시점에 따른 톤의 변화를 표현하는데 한계가 있으므로 Barla 등은 2차원 텍스처로 확장하여 원근감, 안개효과 등 시점에 따라 변화하는 효과를 1차원 추가하였다. 본 논문에서는 3차원 텍스처로 확장하여 곡률, 세일리언시, 좌표 등 물체의 기하정보를 또 다른 1차원으로 추가함으로써 만화적 스타일 다양화를 위한 2가지 확장을 시도한다. 첫 번째는 기하정보에 따라 실루엣이나 하이라이트를 강조하는 형태 과장 효과를 추가하는 것이고 두 번째는 스크린 톤이나 아웃포커싱 등 만화에서 자주 등장하는 만화 고유의 효과를 추가하는 것이다. 이 접근방식의 유효성은 여러 가지 3D 물체를 기존에 표현하지 못하는 다양한 만화적 스타일로 렌더링한 예를 보임으로써 증명한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a new method for toon shading using 3D texture which renders 3d objects in a cartoon style. The conventional toon shading using 1D texture displays shading tone by computing the relative position and orientation between a light vector and surface normal. The 1D texture alon...

주제어

#비사실적 렌더링   #카툰 렌더링   #곡률   #쉐이딩   #툰 쉐이딩   #세일리언시   #하이라이트   #스크린톤   #아웃포커싱  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
카툰 렌더링은 무엇인가? 카툰 렌더링은 만화적인 스타일을 표현하기 위하여 3차원 물체의 음영을 단순화시키는 렌더링 기법으로서 비현실적 렌더링(NPR : Non-Photorealistic Rendering)의 대표적인 연구 분야이다[1]. 최근에는 친근감있고 색다른 표현력 때문에 비디오 게임, 영화, CF 등에 빈번하게 활용되고 있다.
곡률, 세일리언시, 물체 좌표 등 물체의 기하정보를 또 다른 1차원으로 추가하여 3차원 텍스처를 생성하고 이를 통해 시도한 만화적 스타일의 다양화를 위한 두 가지 확장은 무엇인가? 곡률, 세일리언시, 물체 좌표 등 물체의 기하정보를 또 다른 1차원으로 추가하여 3차원 텍스처를 생성하고 이를 통해 만화적 스타일의 다양화를 위한 2가지 확장을 시도한다. 첫 번째는 물체의 기하정보에 따라 실루엣이나 하이라이트를 강조하는 형태과장 효과를 추가하는 것이고 두 번째는 스크린 톤이나 아웃포커싱 등 만화에서 자주 등장하는 만화 고유의 스타일을 추가하는 것이다. 3차원 텍스처의 1차원 축에는 빛의 방향과 물체의 법선 벡터 간의 각도를 기존의 방법론대로 적용하고, 2차원 축에는 시점의 위치 및 방향을 적용하여 시점에 의한 다양한 효과를 얻을 수 있도록 하며 3차원 축에는 곡률, 세일리언시, 좌표 등의 기하정보를 적용한다.
카툰 렌더링의 기본원리는 무엇인가? 최근에는 친근감있고 색다른 표현력 때문에 비디오 게임, 영화, CF 등에 빈번하게 활용되고 있다. 카툰 렌더링의 기본원리는 램버티안(Lambertian) 쉐이딩 모델을 확장한 것으로서 물체 표면의 한 점에서의 법선 벡터와 조명 벡터 간의 각도에 따라 색상을 표현하는 방식이다. 두 벡터간의 각도가 클수록 밝게 표현하며 작을수록 어둡게 표현함으로써 음영을 나타내며 이때, 만화적 스타일을 표현하기 위하여 1차원 텍스처를 사용하여 음영 단계를 단순화시킨다.
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참고문헌 (12)

  1. Yuehu Liu, Yuanqi Su, Yu Shao, and Daitao Jia, "A Parameterized Representation for the Cartoon Sample Space," Advances in Multimedia Modeling, Lecture Notes in Computer Science, Vol.5916/2010, pp.767-772, 2010. 

  2. P. Barla, J. Thollot, and Lee Markosian, "X-Toon: an Extended Toon Shader," In Proceedings of the 4th International Symposium on Non-Photorealistic Animation and Rendering (NPAR'06), pp.127-132, 2006. 

  3. Amy Gooch, Bruce Gooch, Peter Shirley, and Elaine Cohen, "A Non-Photorealistic Lighting Model For Automatic Technical Illustration," In Proceedings of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH'98), pp.447-452, 1998. 

  4. M. Harris and M. Blackstein, "Stylized Rendering Techniques For Scalable Real-Time 3D Animation," In Proceedings of the 1st International Symposium on Non-Photorealistic Animation and Rendering(NPAR'00), pp.13-20, 2000. 

  5. M. Spindler, N. Rober, R. Dohring, and M. Masuch, "Enhanced Cartoon and Comic Rendering," In Proceedings of Eurographics Short Papers, pp.141-144, 2006. 

  6. C. DeCoro, F. Cole, A. Finkelstein, and S. Rusinkiewicz, "Stylized Shadows," In Proceedings of the 1st International Symposium on Non-Photorealistic Animation and Rendering (NPAR'07), pp.77-83, 2007. 

  7. S. Rusinkiewicz, M.l Burns, and D. DeCarlo, "Exaggerated Shading for Depicting Shape and Detail," ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH'06), Vol.25, No.3, pp.1199 -1205, 2006. 

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  8. C. H. Lee, Y. M. Kim, and A. Varshney, "Saliency-Guided Lighting," IEICE Transactions on Information and Systems, Vol.E92-D, No.2, pp.369-373, 2009. 

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  9. C. H. Lee, A. Varshney, and D. W. Jacobs, "Mesh Saliency," ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH'05), Vol.24, No.3, pp.659-666, 2005. 

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  10. R. Vergne, R. Pacanowski, P.l Barla, X. Granier, and C. Schlick, "Light Warping for Enhanced Surface Depiction," ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH'09), Vol.28, No.3, pp.1-8, 2009. 

  11. G. Taubin, "Estimating the Tensor of Curvature of a Surface from a Polyhedral Approximation," In Fifth International Conference on Computer Vision (ICCV'95), pp.902-907, 1995. 

    crossref

  12. S. Rusinkiewicz, "Estimating Curvatures and Their Derivatives on Triangle Meshes," In Second International Symposium on 3D Data Processing, Visualization, and Transmission (3DPVT'04), pp.486-493, 2004. 

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