トゥーン シェーダ

トゥーン シェーダ:3D コンピューター グラフィックスにレトロな 2D スタイルを取り入れる

トゥーン シェーダを使用すると、3D コンピューター グラフィックスにコミック ブックや 2D 漫画のビンテージな雰囲気を取り入れることができます。3D トゥーン シェーディング レンダリング技術で、3D の輪郭を平坦化して表現の芸術性を高めます。


画像提供:Zombillenium © 2017 Maybe Movies、Belvision、2 Minutes、Pipangaï

Arnold のトゥーン シェーダで作成された、スケッチ風のメカ スーツのイメージ
トゥーン シェーディングでは、3D コンピューター グラフィックスやアニメーションで、スタイライズされた漫画のようなエフェクトを作成できます。

トゥーン シェーディングとは

トゥーン シェーディングとは、3D レンダリング ソフトウェア(英語)に搭載されたノンフォトリアリスティック レンダリングの機能です。3D コンピューター グラフィックスを 2D の手描き風の漫画やコミック ブックのように見せることができます。トゥーン シェーダでは、シェーディングとアウトラインを使用して、オブジェクトやキャラクターの奥行き、ライティング エフェクト、テクスチャを単純化し、3D と 2D の両方のビジュアル要素を組み合わせて、特徴的でスタイライズされたルックを作成できます。

ソニー・ピクチャーズの『スパイダーマン:アクロス・ザ・スパイダーバース』のトゥーン シェーディングによる静止画

トゥーン シェーディングのレトロなタッチは、古典的な漫画や 2D メディアの雰囲気で 3D アニメーションを表現するのに適しています。Arnold で作成された『ミュータント・タートルズ:ミュータント・パニック!』画像提供:Mikros Animation

トゥーン シェーディングの基礎知識と背景

コンピューター グラフィックスの登場後まもなく、テイストの異なる非写実的(ノンフォトリアリスティック)なビジュアル レンダリング手法として、トゥーン シェーディング(セル シェーディングとも呼ばれます)の実験的な試みが始まりました。従来のシェーディング技術では、シャドウとライティングにスムーズなグラディエントを使用しますが、トゥーン シェーダでは少数のソリッドなシェードしか使用しません。また、トゥーン シェーディングでは、オブジェクトやキャラクターのアウトラインを深い黒で描く傾向があります。このどちらの要素も、トゥーン シェーディングの手描きに近い平坦な見た目を表現するのに役立ちます。

1990 年代後半から 2000 年代初頭にかけて、トゥーン シェーディングはビデオ ゲーム開発者(英語)の間で人気が高まり、ヒット作のマルチプラットフォーム ゲーム『Cel Damage』などに取り入れられ、新たなスタイルとして流行しました。その後、3D モデリング ソフトウェア(英語)によるアニメーション制作が一般的になるとともに、トゥーン シェーディングもまた、3D ソフトウェア(英語)で作業するメリットを活かしつつ、セル アニメーションやコミック ブックの 2D ルックを表現できるビジュアル メディアの一手法として確立しました。

そして現在も、トゥーン シェーディングはアニメーション (英語)やゲーム デザインで重要な役割を果たしています。ビンテージの SF やコミック ブック、漫画のようなテイストを 3D のビジュアルに取り入れることで、古い世代のオーディエンスは懐かしさを感じ、若い世代はレトロモダンでクールなスタイルに魅力を感じるという効果があります。最近の人気作では、マーベル・スタジオの『ホワット・イフ...?』シリーズや、ソニー・ピクチャーズの『スパイダーマン:アクロス・ザ・スパイダーバース』などの映画にこの手法が活用されています。

Arnold のトゥーン シェーダの異なるライティング エフェクトでスタイライズされた 2 つの女性の顔のイメージ
Arnold のトゥーン シェーダ設定には、distant_light(左)や skydome_light(右)などのベース トーンマップ調整オプションがあります。

トゥーン シェーダのさまざまなテクノロジー

ここでは、Autodesk Arnold の トゥーン シェーダの具体的な機能をいくつかご紹介しましょう。

トゥーン シェーダのエッジ設定を有効にすると、オブジェクトまたはキャラクターの境界が検出され、設定したカラー、トーンマップ、不透明度でエッジが適用されます。シルエット設定ではエッジの存在感を強調できます。また、リム ライティングではエッジの内側にさまざまな種類のライトを適用してエッジをさらに強調できます。

トゥーン シェーダのその他の特徴的な機能には、鏡面反射、鏡面反射光ハイライト、スタイライズド ハイライトなどがあります。これらを使用すると、ライトを反射および屈折させたサーフェスの見え方を指定したり、サーフェス上にハイライトが投影されるようにライティング方法を指定したりできます。透過はガラスなどのサーフェスにおける光の散乱を、放出は発光するオブジェクトをシミュレーションします。

トゥーン シェーディングで作成された『ニュー・テイルズ・フロム・ザ・ボーダーランズ』のビルボード看板を突き破る車の静止画
ビデオ ゲーム シリーズ『ボーダーランズ』は、トゥーン シェーディングで制作されたコミック アート スタイルで知られています。画像提供:Gearbox Software/2K Games

アニメーションとゲームのビジュアルを一新する 3D トゥーン シェーダ

トゥーン シェーダは、漫画やアニメの人気シリーズの世界をビデオ ゲームに取り入れるのに役立っています。たとえば『ドラゴンボール Z』や『ポケットモンスター』のビデオ ゲーム版では、原作漫画そのままの手描き風アートとともに、アクション満載のゲーム プレイを楽しめます。

また、アーティストはトゥーン シェーディングとセル シェーディングを使用すると、オリジナルのスタイルとさまざまな手法を組み合わせるハイブリッド レンダリングでさまざまな表現を試みることができます。たとえば、遡ること 1994 年から始まった NFS フランチャイズの 25 作目となる『ニード・フォー・スピード アンバウンド』(2022 年)では、グラフィティ アートとセル シェーディング グラフィックをよりリアルな要素と組み合わせて、ビジュアル スタイルをミックスさせています。このリミックスされたユニークなビジュアル スタイルと、オープンワールドで違法なストリート レーシングが展開されるゲームプレイは、昔から人気のあるこのゲームに新たな風を吹き込みました。

また、『ボーダーランズ』も、長期にわたって展開されているゲーム シリーズです。2009 年の第一作目で、トゥーン シェーディングを使用したコミック アート スタイルをファーストパーソン シューティング(FPS)ゲームに取り入れるという大胆な試みを行いました。このジャンルの他のゲームとはまったく異なるスタイルの、中毒性のあるゲームプレイとブラック ユーモアで、このゲームは最も人気のあるベストセラー FPS シリーズの 1 つとなりました。

こうした作品のアーティストたちは、トゥーン シェーディングによる実験的な試みを通じて、3D の型にとらわれずにビジュアルの可能性を探究し、オーディエンスの想像力をかき立てる作品を実現しています。Arnold のトゥーン シェーダでは、コミック ブックやセル アニメーションのように表現できるセル シェーディング技術以外にも、ピクセル アート (英語)やクロスハッチング (英語) スケッチなどの、非写実的なスタイルを表現できる機能を備えています。

トゥーン シェーダ ソフトウェアの特長

Autodesk Arnold などのレンダリング ソフトウェアを使用してトゥーン シェーダを適用すると、技術面でもクリエイティブ面でもさまざまなメリットが得られます。

際立つスタイル

トゥーン シェーディングを使用して、スタイライズしたアートワークを 3D グラフィックスに取り入れることで、新鮮な表現を生み出し、作品を際立たせることができます。トゥーン シェーダの手描き風スタイルは、年上世代の懐かしい感覚を呼び起こすとともに、若い世代にも通常の 3D リアリスティック レンダリングとは一線を画す印象を残します。

 

一貫性

アニメーションやビデオ ゲームにトゥーン シェーディングを使用すると、さまざまなライティング条件を通じて一貫した雰囲気を保つことができます。また、他のメディア形式にプロジェクトを拡張した場合も、ビジュアル スタイルの一貫性を保ちやすくなります。

 

シンプル

トゥーン シェーディングでは、使用するカラーやトーンの数が減るため、全体的なシェーディングがシンプルになります。リアルなシェーディングよりもすばやく作業を行えるようになり、アニメーションも視覚的にシンプルになります。

 

シルエットを強調

トゥーン シェーディング技術には、シェイプを黒い輪郭で見やすく縁取る機能が含まれます。これにより、3D モデルの形状、構造、シルエットを強調し、キャラクターやオブジェクトを背景の中で目立たせることができます。

 

効率的なレンダリング

トゥーン シェーディングのグラフィックスは、フォトリアリスティック グラフィックスより小さい処理能力でレンダリングできます。そのためトゥーン シェーディングは、予算の少ない小規模な開発チームに向いています。また、トゥーン シェーディングでは、ビデオ ゲームなどのリアルタイム レンダリングのパフォーマンスもスムーズになります。

 

芸術性

アーティストはトゥーン シェーディングで、通常のツールとは異なる実験的なスタイルを試したり、創造性を探究したりできます。トゥーン シェーディングを他のシェーディング (英語)やレンダリング技術と組み合わせながら、ユニークなスタイルを生み出すことができます。

 

トゥーン シェーディング向けオートデスク ソフトウェア

グローバル イルミネーション レンダリング ソフトウェア


映画、ゲーム、テレビ制作向けの 3D アニメーション、モデリング、シミュレーション、レンダリング ソフトウェア


モデリングやアニメーション制作の強力かつ包括的なツール コレクションをアーティストに提供しつつ、スタジオのレンダリング・シミュレーション機能を強化


トゥーン シェーディングのリアル ストーリー

トゥーン シェーダによる映画『Sonder』のスクリーンショット

Neth Nom 氏と Sara K. Sampson 氏

際立つビジュアル スタイルをシェーディングで実現

この 2 人の業界プロフェッショナルは、完全な 3D 環境と 2D アニメーションを組み合わせることを目標に、世界中からクルーを集め、独自のトゥーン シェーダ デザインと特徴的なスタイルを生み出しました。Autodesk Maya で制作されたこの短編アニメ―ション『Sonder』は、賞を獲得しました。

 


画像提供:Neth Nom 氏、Sara K. Sampson 氏

『ニュー・テイルズ・フロム・ザ・ボーダーランズ』のキャラクターをトゥーン シェーディングで描いた静止画

GEARBOX STUDIO QUÉBEC

セル アニメーションと 3D の境界に広がるゲーム世界

人気ビデオ ゲーム シリーズの最新作『ニュー・テイルズ・フロム・ザ・ボーダーランズ』は、3D トゥーン シェーディング スタイルが特徴的な、壮大なシネマティック アドベンチャー ゲームです。Gearbox Studio Québec は、膨大な量のエピソード コンテンツを短時間で制作するために、 Autodesk Maya と Flow Production Tracking ソフトウェアを含むアニメーション パイプラインをゼロから構築しました。

 


画像提供:Gearbox Software/2K Games

2 Minutes が制作した映画『ゾンビレニアム』のトゥーン シェーダによる静止画

2 分

『ゾンビレニアム』へようこそ

ヨーロッパの人気グラフィック ノベルを基に、魅力的なビジュアルの映画を制作するというやりがいのあるプロジェクトに取り組んだフランスのアニメーション スタジオは、Maya ソフトウェアでダイナミック ライティング エフェクトを適用した後に、トゥーン シェーディングと独自のシェーディング アルゴリズムを使用して、Autodesk Arnold ですべてをレンダリングしました。

 


画像提供:Zombillenium © 2017 Maybe Movies、Belvision、2 Minutes、Pipangaï 

トゥーン シェーダの関連リソース

建物やメカのトゥーン シェーディング、HalfTone OSL シェーダの使用方法など、Autodesk Arnold for Maya のトゥーン シェーダのさまざまなテクニックを学べるチュートリアルです。Arnold for 3ds Max のチュートリアルもあります。

 

トゥーン シェーディングは、3D レンダリング ソフトウェアに含まれる多くのツールの 1 つにすぎません。3D レンダリング ソフトウェアでは、3D モデルや環境、アニメーションのシーンから静止画やフルモーション ビデオを生成できます。また、レンダリング ソフトウェアでは、カラーやライト、テクスチャ、シェーディングを追加してグラフィックをリアルに表現したり、好きなようにスタイライズすることができます。

 

Arnold のトゥーン シェーダ ユーザー ガイドです。スタイライズしたハイライトやリム ライティング、トーンマップで異なるシェーディング グラデーションを作成する方法など、ツールのさまざまなコンポーネントについて説明しています。

 

Arnold のトゥーン シェーダを使用して、ロボットのライティングとシェーディングを作成する方法を解説するチュートリアル ビデオです。facing_ratio、ambient_occlusion、osl シェーダを使用して、さまざまな漫画スタイルを作成する方法も説明します。

 

Arnold の toon、rampRGB、ambient_occlusion シェーダを使用して、漫画の屋根裏部屋シーンをライティングおよびシェーディングする方法を解説する 5 分間のビデオです。

Autodesk Arnold のトゥーン シェーダやその他のシェーディング、ライティング、レンダリング機能を解説するチュートリアル ビデオが満載の YouTube チャンネルです。

 

トゥーン シェーディングに関するよくある質問(FAQ)

トゥーン シェーディング技術とは何ですか?

トゥーン シェーディング技術とは、3D モデル(英語)やアニメーション (英語)を 2D の手描き風セル アニメーションやコミック ブックのように見せるためにアニメーターに使用されるノンフォトリアリスティック(非写実的)レンダリング技術です。トゥーン シェーディングでは、アウトラインとシェーディングを使用して平坦な漫画スタイルのルックを表現します。アウトラインでは、3D モデルのシェイプをくっきりした境界線で縁取ることで、輪郭を強調します。黒いアウトラインは境界を際立たせるため効果的ですが、アーティストの好みに応じて色付けすることもできます。スムーズなグラディエントとは異なり、トゥーン シェーディングでは少数のソリッド シェードを使用して光と影を表現することで、平坦な手描き風のルックを作成します。

適切なトゥーン シェーダを選択するには、何を考慮する必要がありますか?

適切なトゥーン シェーダは、プロジェクト特有のニーズや、ユーザーのスキル レベル、利用可能なツールによって異なります。たとえば、複雑なトゥーン シェーダでは、より微妙なニュアンスのシェーディングや、より複雑なライティング条件の設定が可能になり、カラー バンドやエッジの太さなどを柔軟に調整できます。ただし、複雑なトゥーン シェーダでは、レンダリング処理の負荷が高くなり、リソース消費量が増える可能性があります。そのため、ローエンドのコンピューター 1 台で作業する場合には適切ではありません。

 

さらに、使用する 3D モデリング ソフトウェアやアニメーション ソフトウェアと互換性があるトゥーン シェーダを選択する必要があります。Autodesk Arnold の場合は、Maya3ds Max の両方のソフトウェアと完全統合するため、互換性の問題はありません。

セル シェーディングはトゥーン シェーディングと同じですか?

セル シェーディングはトゥーン シェーディングの一部に含まれる技術です。ノンフォトリアリスティック レンダリングと非常によく似た技術のため、この 2 つの用語は同じ意味で使用されることもあります。どちらも、コミック ブックやセル アニメーションのような平坦な手描き風のルックを、3D コンピューター グラフィックスに適用できます。

 

トゥーン シェーディングでは、シェーディング カラーの上にフラットなシェーディング カラーを使用します。また、スケッチ、インクとオイルのペインティング、低ポリゴン トゥーン シェーダなど、他のスタイルのルックも作成できます。セル シェーディングではシェードのグラディエントは使用されず、2 つか 3 つのトーンのみがシェーディングに使用されます。その目的は、アニメやコミック ブック、漫画の 2D ルックを、3D グラフィックス用にシミュレーションすることです。