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Non Photorealistic Rendering für Echtzeit-Applikationen
Frank Kraus
Sascha Siebert
Hochschule Darmstadt
Fachbereich Informatik
Vertiefung aktueller Themen in der Computer Graphik
ABSTRACT
1. Einleitung
Dieses Paper soll eine Einführung in gängige Non
Photorealistic Rendering – Effekte geben und diese im
Hinblick auf Echtzeitfähigkeit sowie Bildqualität
analysieren. Dabei wird insbesondere auf das Toon
Shading eingegangen. Toon Shading setzt sich aus zwei
unterschiedlichen
Algorithmen
zusammen.
Die
abgestuften Schattierungen werden dabei über einen Cel
Shader realisiert. Der zweite Algorithmus beschäftigt sich
mit dem Zeichnen der Objektränder.
Non Photorealistic Rendering1 bezeichnet ein Verfahren
zum Rendern von Grafiken, welches im Gegensatz zu
Photorealistic Rendering keinen Anspruch auf eine
möglichst realistische Darstellung erhebt. Im Gegensatz
dazu steht hier oft der künstlerische Aspekt im
Vordergrund. Neben Einsatzgebieten wie zum Beispiel
Computerspielen und Grafikdemos wird NPR aber auch
für andere Anwendungsgebiete wie dem CAD Bereich
eingesetzt.
Ein weiterer Bestandteil dieses Artikels sind Post-Effekte.
Anhand ausgewählter Algorithmen werden diese
Verfahren erklärt und Alternativen aufgezählt. In diesem
Zusammenhang wird die Realisierung von BloomEffekten genauer untersucht.
Als Basisapplikation für dieses Paper wurde eine Variante
des beliebten Pong-Spiels aus dem Jahre 1972
implementiert, an dem die verschiedenen Grafikeffekte
gezeigt werden.
(a)
(b)
(c)
(d)
Abbildung 1.1 – NPR Effekte (a): photorealistisch
(b): Toon Shading (c): Sketch Shading (d): Outlining
Typische
NPR-Effekte
sind
Toon-Shading,
Strichzeichnungen sowie Outlining für den technischen
Gebrauch. Diese werden in Abbildung 1.1 von links nach
rechts dargestellt. Das erste Bild zeigt demgegenüber
Photorealistic Rendering.
Viele NPR-Effekte sind oft sehr rechenaufwändig. Für
Anwendungsgebiete, die einen hohen Grad an Interaktion
aufweisen und somit auf Echtzeitfähigkeit angewiesen
sind, muss gewährleistet sein, dass trotz des Einsatzes
Abbildung 0.1 – das klassische Pong
1 im Folgenden auch als NPR bezeichnet
von NPR-Methoden diese Echtzeitfähigkeit nicht verloren
geht.
Dieses Paper will Methoden und Wege aufzeigen, wie
NPR-Effekte unter Berücksichtigung dieser Anforderung
effizient implementiert werden können. Dabei wird
insbesondere auf Möglichkeiten zur Optimierung dieser
Effekte eingegangen. Moderne Grafikkarten bieten
programmierbare Shadereinheiten, auf denen man viele
NPR-Effekte effizienter als auf der CPU berechnen kann.
Anhand des Beispiels Toon-Shading sowie einiger
ausgewählter Post-Effekte wird gezeigt, wie solche
Verfahren sinnvoll und effizient auf moderner
Grafikhardware implementiert werden können. Viele der
genannten Optimierungsmöglichkeiten lassen sich im
Allgemeinen auch auf andere NPR-Effekte anwenden.
zwischen der Oberflächennormalen n an der Stelle des zu
beleuchtenden Pixels und dem Richtungsvektor r vom
beleuchteten Pixel zur Lichtquelle2 und der Entfernung
zur Lichtquelle l. Die entfernungsabhängige Komponente
l gibt dabei an, ab welcher Entfernung kein Licht mehr zu
sehen ist. Die Pixelfarbe c wird durch Multiplikation des
diffusen Anteils d mit der Intensität s berechnet.
Für den Einsatz mehrerer Lichtquellen ist es notwendig,
für jeden beleuchteten Pixel die Beleuchtungsberechnung
anhand dieses Beleuchtungsmodells durchzuführen und
die resultierenden Farben additiv zu Verknüpfen. Die
Abstufung der Schattierung wird erreicht, indem man den
errechneten Winkel zwischen Oberflächennormalen und
Lichtvektor in verschiedene festgelegte Winkelstellungen
einteilt. Bei mehreren Lichtquellen ist dieses Ergebnis
allerdings
unbefriedigend,
da
gerade
im
Überlappungsbereich der Lichtquellen sehr viele kleine
abschattierte Bereiche entstehen (vgl. Abb. 2.1 (a)).
2. Toon-Shading
Beim Toon-Shading geht es darum, die Szene comichaft
darzustellen. Dazu gehört insbesondere eine abgestufte
Schattierung (Cel-Shading) sowie die Darstellung von
schwarzen Rändern um die Objekte. [THOMA02] zeigt
ein Verfahren auf, wie Toon-Shading durch die Wahl
eines
geeigneten
Beleuchtungsmodells
einfach
implementiert werden kann. Dieses Verfahren wird an
dieser Stelle aufgegriffen und im Hinblick auf den Einsatz
multipler Lichtquellen analysiert.
2.1. Cel-Shading
Um eine abgestufte Schattierung zu ermöglichen, wird
zunächst analog zu dem Photorealistic Rendering die
Farbe der zu beleuchtenden Pixel mittels des Phongschen
Reflektionsmodells berechnet.
Formel #1
s=
n⋅r ∗max0.0, l−length l/l 
c=d∗s
Das phongsche Reflektionsmodell wird wie in Formel #1
zu sehen durch eine vereinfachte Version nachgebildet.
Die Intensität des Lichtes s ist abhängig von dem Winkel
(a)
(b)
Abbildung 2.1 – Cel Shading mit drei Lichtquellen
Eine Alternative hierzu ist es, die Abstufung der
Schattierung durch eine Einteilung der bereits fertig
beleuchteten Pixel in verschiedene Intensitätsstufen
durchzuführen. Die zugehörige Berechnung sieht
folgendermaßen aus:
Formel #2
Intensity = max ( color.r,color.g,color.b )
graduatedIntensity
1.0, wenn Intensity < 1.0
0.5, wenn Intensity < 0.75
0.0, wenn Intensity < 0.25
2 auch Lichtvektor genannt
finalColor.r = color.r * ( graduatedIntensity / Intensity )
finalColor.g = color.g * ( graduatedIntensity / Intensity )
finalColor.b = color.b * ( graduatedIntensity / Intensity )
Abbildung 2.1 zeigt beide Verfahren gegenübergestellt.
Zu erkennen ist, dass beim zweiten vorgestellten
Verfahren (b) deutlich weniger Farbregionen entstehen,
diese aber einen Farbverlauf ausweisen. Jede Farbe in
einer solchen Region besitzt jedoch als Resultat der
obigen Formeln die gleiche Intensität.
Da die oben genannten Berechnungen für jedes Pixel
durchgeführt werden müssen, sollte sehr auf die
Perfomance des Cel-Shaders geachtet werden, da gerade
bei hohen Auflösungen die Anzahl zu rendernder Pixel
enorm ist. Der Flaschenhals bei diesem Verfahren stellt
die Abstufung der Schattierung dar, da hier viele
Fallunterscheidungen getroffen werden müssen. Aber
gerade diese sind auf moderner Grafikhardware aufgrund
des Pipelining-Konzepts ineffizient und sollten daher
möglichst vermieden werden.
Diese Fallunterscheidungen können jedoch durch ein
einfaches aber effizientes Konzept vermieden werden.
Hierzu wird anstelle der Fallunterscheidung eine
eindimensionale Textur gesampelt. Diese Textur enthält
von links nach rechts diejenigen Werte, die ansonsten
über die Fallunterscheidungen bestimmt werden müssten,
also im Endeffekt die gewünschten Abstufungen der
Schattierung. Abbildung 2.2 zeigt eine solche Textur mit
fünf verschiedenen Abstufungen für die Schattierung.
Diese wird nun anhand der shading-Varibale aus der
obigen Formel des vereinfachten PhongschenReflektionsmodells gesampelt. Zu beachten ist, dass diese
Textur ohne Filterung gesampelt werden muss, da sonst
interpolierte Wert entstehen können, welches hier zu
unerwünschten Resultaten führen würde. Neben dem
Geschwindigkeitsvorteil kann hier zusätzlich sehr einfach
zur Laufzeit des Programms diese Textur verändert
werden, um so andere Schattier-Effekte zu erzielen.
Abbildung 2.2 – eindimensionale Textur zur Optimierung
der Performance
2.2 Outlining
Für die Darstellung der Objektränder wurden zwei
verschiedene Verfahren analysiert und im Hinblick auf
Bildqualität und Performance gegenübergestellt.
2.2.1 Wireframe
Das erste Verfahren basiert auf der Idee, die Szene zwei
mal zu rendern. Beim ersten Durchgang wird die Szene
mittels Cel-Shading gerendert. In einem zweiten
Durchgang wird nun die Szene im Wireframe-Modus über
die alte Szene gezeichnet. Dabei werden die Vorderseiten
nicht gezeichnet. Dies kann in modernen 3D-APIs durch
Aktivierung von Backface-Culling und Einstellung des
Drehsinns der Polygone realisiert werden. Der typische
Drehsinn für die Vorderseiten ist gegen den
Uhrzeigersinn. Abbildung 2.3 zeigt einen Würfel mit und
ohne gezeichneten Vorderseiten.
Abbildung 2.3 – Würfel mit Back- und Frontface Culling
Durch den Z-Buffer werden nur diejenigen Linien
angezeigt, die am Rand des Objekts beziehungsweise
innerhalb des Objektes an so genannten Innenkanten
liegen. Um die Kanten deutlicher zu visualisieren kann
die Linienbreite in den meisten 3D APIs vergrößert
werden.
Abb. 2.4 – Outlines über Wireframe-Drawing
Bei diesem Verfahren können an den Eckpunkten der
Kanten ungewollte Lücken entstehen, was durch die
Verdickung der Linien durch die Hardware verursacht
wird. Dies wird in Abbildung 2.4 verdeutlicht.
2.2.2 Kantendetektion
Eine Alternative zu dem Wireframe-Verfahren aus
Kapitel 2.2.1 stellt eine Kantendetektion über eine
Faltungsmatrix zum Beispiel mittels LaPlace dar. Diese
sind jedoch in der Regel rechenaufwändig und werden
stark von der gewählten Auflösung beeinflusst.
Mit dem Einzug programmierbarer Grafikhardware ist es
nun möglich, diese Berechnungen effektiv auf der
Grafikkarte durchzuführen. Da es dem Pixel Shader
jedoch nicht möglich ist, benachbarte Pixel abzufragen,
bedient man sich eines einfachen aber effizienten Tricks :
Abbildung 2.5 zeigt die Resultate des Laplace-Operators
über die N8-Nachbarschaft. Um von Objekten nur die
Objektränder und keine Kanten innerhalb der Objekte zu
bekommen, wurden alle Objekte, die mit Kanten versehen
werden sollen einfarbig und ohne Lichtberechnung
gerendert. Die Anwendung des Laplace-Operators liefert
auf diese Weise sehr schöne Konturen. Zu beachten ist,
dass der Ergebniswert des Laplace-Operators für jeden
Pixel noch mit dem ursprünglichen Farbwert der leeren
Textur verglichen wird, und bei Ungleichheit dieser
komplett auf Schwarz gesetzt wurde. Dies sorgt dafür,
dass auch kleine Änderungen verursacht durch den
Laplace-Operator mit voller Ausprägung gezeichnet
werden und so die Linien dicker erscheinen.
Es werden zwei Rendering-Durchgänge gemacht. Im
ersten Durchgang wird die Szene wie üblich gerendert.
Statt jedoch direkt auf den Bildschirm zu rendern, wird
hier in eine Textur gerendert, die von nun an zur
Nachbearbeitung genutzt werden kann.
Im zweiten Durchgang wird diese Textur auf ein Quad
gemappt, welches mittels orthographischer Projektion so
platziert wird, dass sie den ganzen Viewport bedeckt.
Würde für diesen Rendering-Vorgang die StandardPipeline verwendet, so wäre kein Unterschied zum
normalen Rendern ohne den Umweg über die Textur
ersichtlich. Über diesen Umweg ist es jetzt jedoch
möglich, durch die Wahl eines programmierbaren Shaders
auch die Nachbarpixel abzufragen, da diese jetzt in der
Textur gespeichert werden. Hierzu muss man lediglich
einen Offset auf die u und v-Texturkoordinaten addieren
beziehungsweise subtrahieren. Dieser Offset ist abhängig
von der Auflösung der Textur. Bei einer 1024*1024
Textur wäre er 1/1024. Durch alle Kombinationen von
Additionen und Subtraktionen erhält man so die
Texturkoordinaten der acht umliegenden Pixel.
Mit diesen Informationen kann nun im Pixel-Shader sehr
effizient der LaPlace-Operator implementiert werden.
Eine zugehörige Faltungsmatrix für die N4-Nachbarschaft
sieht folgendermaßen aus:
Abbildung 2.5 – Einsatz des Laplace-Operators
Das Verknüpfen von Original-Szene sowie der Kante
Textur geschieht durch einfaches Alpha-Blending, wobei
folgende Formel zum Einsatz kommt :
Color = αAEdgeTexColor + (1 − αA)SceneColor
Abbildung 2.6 zeigt das Ergebnis dieser Verknüpfung.
Abbildung 2.6 – Einsatz des Blendings
2.2.3 Vergleich
Bei dem Wireframe basierten Verfahren hängt aufgrund
des zweiten Rendervorgangs die Geschwindigkeit von der
Anzahl der Polygone in der Szene ab. Das zweite auf
Kantendetektion basierte Verfahren demgegenüber ist nur
abhängig von der gewählten Auflösung. Eine allgemeine
Empfehlung kann nicht ausgesprochen werden, dar dies
von der zugrunde liegenden Anwendung abhängig ist. In
den meisten Fällen ist das Wireframe-Verfahren schneller.
Es zeigt aber beim Einsatz von verdickten Linien wie
bereits erwähnt eine schlechtere Bildqualität.
Das Kantendetektionsverfahren hat den Nachteil, dass es
aufgrund des Einsatzes des Laplace-Operators ungeeignet
ist für die Detektion von Innenkanten. Will man auch Innenkanten erfassen, so sind andere Strategien notwendig.
Ein gängiger Ansatz ist es, die Szene mit einem Shader zu
Rendern, welcher als Farben die Normalen der Flächen
rendert. Nun müssen nur noch Sprünge in den Steigungen
der Normalen gefunden werden. Hierzu können wieder
gängige Kantendetektoren, wie in [EBRAHIMI05] beschrieben, benutzt werden. Auch hier kann wieder der Laplace-Operator verwendet werden.
Bei dem kantendetektionsbasierten Verfahren ist es recht
einfach möglich, auf Kosten der Bildqualität eine
schnellere Verarbeitungszeit zu erzielen, indem man
einfach die Auflösung der Textur, in die gerendert wird,
kleiner wählt als die Bildschirmauflösung. Beim Zeichnen
der Textur über das normal gerenderte Bild nutzt man
dabei die Filterverfahren zum Hochskalieren, die von der
Grafikhardware zur Verfügung gestellt werden wie zum
Beispiel dem bilinearen Filtering.
Weiterhin ist es bei diesem Verfahren möglich, über eine
Verkettung von Faltungsoperationen die Darstellung der
Outlines
zu
verändern.
Über
eine
Erosion
beziehungsweise Dilatation lässt sich so zum Beispiel
relativ einfach die Linienbreite verändern.
3. Post-Effekte
Post-Effekte werden in der Computergrafik dazu
verwendet,
eine
bereits
gerenderte
Szene
nachzubearbeiten. Im Zusammenhang mit dem Zeichnen
der Konturen im Kapitel 2.2.2 stellte das Verfahren zur
Kantendetektion über den Laplace-Operator bereits einen
Post Effekt dar.
Das allgemeine Verfahren zur Erstellung von PostEffekten ist in der Regel immer gleich. Es wird das in
Kapitel 2.2.2 beschriebene zweistufige Verfahren benutzt,
um die Szene oder Teile der Szene nach der ersten Stufe
ohne Post-Effekte in einer Textur vorrätig zu haben. Auf
diese Textur können nun verschiedene Shader angewandt
werden, welche für die Realisierung der Post-Effekte
zuständig sind.
In der zweiten Stufe der Verfahrens wird nun genau wie
in Kapitel 2.2.2 beschrieben vorgegangen. Will man
mehrere Post-Effekte miteinander kombinieren, so muss
man jedoch hier anstatt direkt auf den Bildschirm zu
rendern, wieder auf eine Textur rendern und diese dann
dem nachfolgenden Shader verfügbar machen.
Üblicherweise werden in diesen Shadern gängige
Algorithmen aus der 2D-Bildverarbeitung eingesetzt. Dies
umfasst insbesondere die Faltungsmatrizen, da sich diese
im Pixelshader sehr einfach und effizient nachbilden
lassen.
Mit diesen Werkzeugen lassen sich nun auf einfache Art
und Weise visuell beeindruckende Effekte erzielen. Im
Folgenden werden zwei gängige Post-Effekte vorgestellt,
welche ebenfalls in der zugrunde liegenden Anwendung
eingesetzt werden.
3.1 Bloom
Bloom bezeichnet den Effekt von sehr grellem,
strahlendem Licht. Abbildung 3.1 soll dies verdeutlichen.
Beim Blick auf eine helle Lichtquelle sind deren
Konturen nicht mehr sichtbar, stattdessen wirkt der
Körper verschwommen und einzelne Lichtstrahlen
brechen heraus. Dies kann man mit Hilfe von Post
Effekten sehr einfach und effizient nachbilden. Im
Rahmen der zugrunde liegenden Anwendung soll dieser
Effekt eingesetzt werden, um einen leuchtenden
Schimmer um die Bälle, welche gleichzeitig den
Lichtquellen in der Szene entsprechen, zu realisieren.
Nebeneffekt durch die verringerte Auflösung ist das
entstehen eines dezenten Flackerns der weichgezeichneten
Regionen beim Bewegen der beleuchteten Objekte in der
Szene. Dies liegt daran, dass die kleine Textur nicht 1:1
auf den Bildschirm gemappt werden kann und so bei einer
Bewegung leichte Ruckler entstehen, welche den besagten
Effekt verursachen.
Abbildung 3.1 – Bloom Effekte in der Natur
Das im folgenden vorgestellte Verfahren ist zwar in
keinster Weise physikalisch korrekt, aber darum geht es
beim NPR-Rendering auch nicht.
Der erste Schritt zur Darstellung eines solchen Effekts ist
es, nur die Lichtquellen auf eine separate Textur zu
rendern. Anschließend wird diese mittels eines GaussFilters weichgezeichnet. Um den Effekt zu verstärken,
kann diese Operation mehrmals angewandt werden. Das
Ergebnis dieser Operation nach dreimaliger Anwendung
der Gauss-Filterung zeigt Abbildung 3.2.
Abbildung 3.3 – Ergebnis nach Blending Operation
Abbildung 3.3 zeigt die Resultate dieses Blendings. Die
Bloom-Textur wurde hier in einer Auflösung von
128*128 Pixeln erstellt, im Gegensatz zu einer
Bildschirmauflösung von 1024*768 Pixeln.
Abbildung 3.2 – Gauss Filterung auf 3 Lichtquellen
Die so erstellte Textur wird nun additiv über die Szene
nach folgender Formel geblendet :
Color = αAEdgeTexColor + 1*SceneColor
Um den Effekt weiterhin zu verstärken und gleichzeitig
die Performance dieser Operationen deutlich zu steigern,
empfiehlt es sich, die Auflösung der Textur deutlich
kleiner zu wählen als die des Bildschirms. Die nötige
Skalierung beim Blending sollte dabei durch bilineare
Interpolation erfolgen.
Auf diese Weise wirkt zum einem ein einzelner
Durchgang beim Gauss-Filter auf ein größeres Gebiet und
man spart sich unter Umständen einige Wiederholungen
des Verfahrens. Zum anderen steigt die Geschwindigkeit
allein durch die kleinere Auflösung drastisch an, da schon
bei einer Halbierung der Auflösung nur noch 25% der
Pixel-Shader Aufrufe gemacht werden. Ein weiterer
Eine weitere Möglichkeit, einfache Bloom-Effekte sogar
ohne Shader-Einatz realisieren zu können, wurde in
[CORNO07] beschrieben. Hier werden alle Lichtquellen
in eine separate Textur gerendert. Diese Textur wird dann
anschließend in mehreren Zoom-Stufen überlagert und an
die richtige Stelle in der Szene projiziert, wobei die
vergrößerten Texturen mit einem festen alpha-Wert von
zum Beispiel 0,2 gezeichnet werden, um einen sanften
Farbübergang zu erzielen.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist zum einen, dass keine
Shader dafür nötig sind, zum anderen ist es dem ersten
Verfahren auch in der Geschwindigkeit überlegen, da das
Nachbearbeiten wegfällt und lediglich mehrere Quads auf
den Bildschirm gezeichnet werden müssen.
Dafür ist man allerdings auch sehr eingeschränkt, was
eine Weiterverarbeitung des Effekts angeht. Das erste
Verfahren kann man durch geeignete Shader um Effekte
wie ausbrechende Lichtstrahlen einfach erweitern,
welches beim zweiten Verfahren nicht ohne weiteres
möglich ist. Weiterhin wirkt der Effekt beim zweiten
Verfahren in der Regel viel generischer (vgl. Abb. 3.4).
Für die Darstellung der Lichter in der Szene selbst wurde
daher das Shader-Basierte Verfahren gewählt. Abbildung
3.4 zeigt den Einsatz des Verfahrens ohne Shader auf
GUI-Elemente.
Texturkoordinaten für jeden Pixel gesampelt. Stattdessen
wird ein Richtungsvektor auf die Texturkoordinaten
addiert, welcher vom Kollisionspunkt in Richtung des
darzustellenden Pixels verläuft und dessen Länge
abhängig ist von der Entfernung des Pixels zum
Kollisionspunkt. Pixel nahe am Kollisionspunkt werden
durch einen größeren Offset beeinflusst als Pixel, die
weiter vom Kollisionspunkt entfernt sind. Zusätzlich
wurde die Länge der Richtungsvektoren noch über die
Zeit verringert, um den Effekt mit der Zeit
abzuschwächen.
Abbildung 3.4 – Bloom Effekte ohne Shader
Dieses Verfahren lässt sich durch wenige Handgriffe für
eine ganze Reihe von Effekten einsetzen, wie zum
Beispiel Hitzeflimmern, Implosionen, etc..
3.2 Verzerrungs-Effekte
Für die zugrunde liegende Anwendung wurde ein weiterer
Post-Effekt implementiert, welcher eine Verzerrung
verursacht, wenn zwei Bälle miteinander kollidieren.
Abbildung 3.5 zeigt zwei Bälle vor und nach einer
Kollision.
4. Resultate
Auf Grundlage dieses Papers wurde eine kleine
Anwendung programmiert, welche alle beschriebenen
Effekte demonstriert. Als Erweiterung des klassischen
Pong-Spiels wurden mehrere Bälle verwendet, welche
jeweils eine Lichtquelle darstellen. Neben dem ToonShading sowie den Bloom-Effekten kam ein weiterer
Post-Effekt zum Einsatz, welcher bei Ballkollisionen die
in Abbildung 4.1 gezeigten Verzerrungen verursacht.
Abbildung 3.5 – Verzerrung nach einer Kollision
Hierzu wurde dem Shader einfach nach einer Kollision
der Kollisionspunkt übergeben, welcher zunächst vom
Weltkoordinatensystem in Texturkoordinaten auf der
zugehörigen Textur aus Stufe 1 des zweistufigen
Verfahrens transformiert werden muss. Um dies zu
erreichen, genügt es, den Punkt in normalisierte
Gerätekoordinaten zu transformieren (Intervall von -1 bis
1) und anschließend durch eine Addition um 1 und eine
Division durch 2 in das Intervall zwischen 0 und 1 zu
bringen.
Um nun den Verzerrungs-Effekt zu realisieren, wird die
Textur nicht wie üblich an den im Shader errechneten
Abbildung 4.1 – Screenshot der Anwendung
5. Fazit
NPR-Effekte werden heutzutage immer häufiger
eingesetzt. Dies liegt zum großen Teil an den
Innovationen der Grafikkartenhersteller. Mit dem Einzug
programmierbarer
Grafikhardware
sind
dem
Programmierer fast keine Grenzen mehr gesetzt.
Gerade Toon-Shading ist durch die gezeigten
Algorithmen und Optimierungen heutzutage schon auf
herkömmlichen
Heim-PC-Systemen
ohne
große
Hardwareanforderungen echtzeitfähig. Aufgrund dieser
Eigenschaft ist es hervorragend zur Visualisierung von
Computerspielen im comichaften Stil geeignet.
Der Einsatz von Post-Effekten ist vor allem in der
Spieleindustrie gerade bei aktuellen Computer- und
Videospielen immer häufiger anzutreffen. Grund hierfür
ist die einfache Implementierung dieser Effekte. Zwar
gibt es auch andere Möglichkeiten, ähnliche Effekte auch
ohne Shader zu erzielen, doch ist dies in der Regel
zeitaufwändiger in der Herstellung und weniger flexibel.
[FUMITO05] hat jedoch gezeigt, dass man auch
heutzutage noch sehr beeindruckende echtzeitfähige
Effekte
auf
Systemen
ohne
programmierbare
Shadereinheiten mit sehr begrenzten Ressourcen erstellen
kann.
Literaturverzeichnis
[EBRAHIMI05] “Edge and contour detection – Solution”
von Prof. Touradj Ebrahimi, Dezember 2005
[THOMA02] “Non-Photorealistic Rendering Techniques
for Real-Time Character Animation”
Diplomarbeit von Jérome Thoma, Dezember 2002
[CORNO07] Dario Corno: NeHe -Homepage “http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=36“,
Stand Mai 2007
[FUMITO05] The Making Of "Shadow Of The Colossus"
Fumito Ueda, Hajime Sugiyama, Takuya Seki, Masanobu
Tanaka, Dezember 2005