基于Unity引擎的卡通游戏风格化绘制方法研究与实现
- 国内外研究现状
首先，想要了解NPR(非真实渲染)如今的研究现状，需要从一个看似与它对立的渲染方式PBR来讲起，PBR是基于物理的渲染。其中一个是艺术，一个是现实，但由于制作成本的问题，艺术不得不向成本低下了头。
对于静态的图像，非写实的风格是被抽象概况之后的，绘制的成本通常要比写实的作品低，但是这也仅仅局限于静态的作品中，一旦非写实的风格化渲染需要满足制作游戏，动画等需求，一切都不一样了。如果要让物体动起来，物体在不同朝向不同状态下的信息就会变化，如果像以前制作2D动画的流程一样，对每个环节进行人工干预，制作的成本就难以估量了。但是写实作品更加贴近显示，我们只需要对显示进行模拟就好了，虽然现实也不容易模拟，却也比人类的想象要简单许多，毕竟总结成近似公式也没多少，还有大量的现成的物理学基础作为支撑。
迪士尼公司首先提出了他们的答案：既然原有的风格无法用现有的科技低成本地实现，那我们就重新创造一个能用现有的科技实现的风格，然后再次让用户接受，即使它本质其实是PBR的。迪士尼基本上完全采用了PBR的制作流程,大大的降低了制作的成本，并把更多的成本分配到了打磨细节上，所以迪士尼的动画作品每一个都相当惊艳，但也形成专属于美术卡通的风格，角色渲染后还是满足物理世界的规则的，过渡非常自然。
其他不同的风格也能完全效仿迪士尼吗？答案是不能，以日本动漫为代表的赛璐璐风格动画，在风格化的路上走得更远，以至于已经很难使用亲3D或者亲PBR的方式来制作了。如今许多日本及国内的厂商都在积极的探索如何在3D游戏中还原日式漫画的风格，也出现了比较通用的风格化着色，风格化高光，风格化阴影，描边的制作的流程。在这样的规范下，同样也涌现了一波画面质量极高，同时极具风格化的作品，如《原神》,《崩坏3》,《塞尔达传说》,《军团要塞》等，但以上的作品也都无一例外采用的是基于PBR的风格化渲染，目前阶段，在以及完全被研究透的工作流上做风格上的修改确实是提升画面质量最好的方法。
在近些年，对于水彩风格化渲染的研究也得到了一定的突破，出现了Maya Non-photorealistic Rendering Framework 这样的框架[12]，也能实现非常优秀的渲染效果，但还有其他一些更小众一些艺术风格，比如中国的水墨风，虽然在市面上也能看到一些水墨风的作品，但规模都比较小，效果也不尽如人意，还有许多难关需要突破。
总之相比与已经研究到尽头的PBR工作流，NPR有更多的研究领域可以研究，同时人工智能技术的发展，也必然会产生更多工具来促进NPR的研究。
（二）研究主要成果
日本动画风格的卡通渲染经过十来年的发展也逐渐研究出了一套基本的渲染流程：
- 着色：
卡通渲染的着色主要包括阴影、高光、边缘光和内轮廓线。
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