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トゥーンレンダリング(Toon rendering)とは、3次元コンピュータグラフィックスの一種で、2次元の手描きアニメーション、あるいは漫画やイラスト風の作画(いわゆるアニメ絵)でレンダリングさせる技術である。

アニメのセル画で行われる影の塗り分けのように、平板で境界線のはっきりした陰影をつけるシェーディング(Shading)を行うことから、トゥーンシェーディング(Toon shading)、あるいはセルシェーディング(Cel shading)とも呼称する。

また、これらの画像処理を実現するために使用されるシェーダーを、トゥーンシェーダー(Toon Shader)、あるいはセルシェーダー(Cel Shader)と呼ぶ。

出来上がった画像は、抽象化・単純化されたものであるが、その生成過程は非常に複雑である。

◆ 内容

トゥーンレンダリングは、従来の写実的(フォト・リアリスティック)な映像表現を求めた3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)とは若干異なり、3DCGの技術を使いながらも従来のアニメの印象に近い(手描きに似せた)表現を実現する。

アルゴリズムは複数あるが、ポリゴンモデルのシェーディングを行う際に、作画される面の明るさの度合いによって境界線を決定し、一定の範囲内に同じ色の影を作画するよう指定することと、モデルのエッジとなる部分に輪郭線ポリゴンを自動生成することで、擬似的にセル画調の画像を作り出す方法が主流である。影の部分は、その面の元の色と指定した影の色とを乗算、または減算した色で塗られることになる。設定次第では輪郭線を省略したり、陰影にグラデーションをつけることも可能であり、イラスト調や絵画調に仕上げることも可能である。

従来の3DCGでは硬質になりがちな人物や動物などを、より万人に親しみやすく表現することができ、また手描きでは難しい多彩なアクションをさせられる、3DCGの利点も併せ持っているため、アニメーション映画やコンピュータゲーム等に多用されている。ただし、コンピュータゲームに利用される際、従来の3DCGよりも効率が悪い上に見た目が2Dに近いことから、作品が不当な評価を受けることも多い。このため、費用対効果の低い技法とされている。

写実的なCGにはあまり似つかわしくない、デフォルメが効いたキャラクターを作画させるのにも効果的であり、手描きのアニメーションと3DCGを合成する際に、違和感が少なくなるという利点も持っている。

なお誤解が多いが、トゥーンシェーディングで単純化できるのは、マテリアル(表面の質感)のシェーディングであり、モデリング自体は、通常のモデルとポリゴン数に大差は無い。これは、どのようなトゥーンシェーディングのアルゴリズムであれ、レンダリング結果に現れる輪郭(陰影や色を塗り分けた境界部分も含む)は、原則として、モデルに含まれるポリゴンの面かエッジを基準に生成しているため、ポリゴンを削減すると、レンダリング結果に正しく輪郭や陰影が現れなくなるからである。したがって、レンダリング結果の彩色こそ単純に見えるが、テクスチャマッピングでマテリアルの質感を補えない分、写実的、あるいはそれをデフォルメしたようなタッチの一般的なレンダリングと比較して、負荷は大差ないか、場合によっては(輪郭を出すためにポリゴンを多く使う分だけ)負荷が高くなる。

短時間で大量の作画を要求されるテレビアニメや、個人制作のCGアニメーションにおいても、モデリングを省力化できる利点から多用される傾向にある。テレビアニメにおいては手描きに宿命的な作画崩壊を無くせると期待する向きもある。

その一方で、陰影の付きかたやエッジが予想通りに出るとは限らない面もあり、従来の3DCGとはまた違ったモデリング技術を要求される。輪郭線の生成アルゴリズムによっては、凹面に輪郭が作れないなどの問題もあり、未完成の技術であるとも言える。

近年の3D描画を行うデバイスの中には、本表現をハードウェア機能として利用可能なものもある。

◆ トゥーンレンダリングを標準装備したCG制作ソフト

・ Maya

・ SOFTIMAGE XSI

・ 3ds Max

・ LightWave

・ DAZ Studio

◆ トゥーンレンダリングを利用した作品

◇ アニメ

・ 機動戦士ガンダムSEED - 宇宙戦艦のみ

・ 機動戦士ガンダムSEED DESTINY - 宇宙戦艦のみ

・ きらりん☆レボリューション - STAGE3のみ

・ 君が主で執事が俺で - 車両のみ

・ 頭文字D Fourth Stage - 車両のみ

・ 湾岸ミッドナイト - 車両のみ

・ 絶体絶命でんぢゃらすじーさん - オープニングのみ

・ ゾイド -ZOIDS-

・ ZOIDS新世紀Ø

・ SDガンダムフォース

・ アップルシード(映画版)

・ The World of GOLDEN EGGS

・ 攻殻機動隊

・ トランスフォーマー スーパーリンク - ロボットのみ

・ 戦闘妖精雪風 - 戦闘機のみ

・ ヱヴァンゲリヲン新劇場版 - メカ関連

・ 星のカービィ

・ 俗・さよなら絶望先生(濃い臼井、最終話ED等)

・ FREEDOM

・ デュエル・マスターズシリーズ

  ・ デュエル・マスターズ ゼロ - キャラクターのみ

  ・ デュエル・マスターズ クロス - キャラクターのみ

・ 星の海のアムリ

◇ ゲーム

・ ゼルダの伝説シリーズ

  ・ 風のタクト

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