Toon / cel shading

Como funciona

A iluminação comum passa suavemente do lado iluminado de um objeto para o lado escuro. O toon shading, também chamado de cel shading, joga esse degradê fora e fica só com alguns degraus chapados: em geral uma cor iluminada e uma cor de sombra, às vezes uma terceira faixa para o brilho. O visual vem da animação desenhada à mão, em que cada quadro era pintado numa folha transparente de acetato (o “cel”) com poucas cores chapadas.

A conta começa onde começa toda iluminação difusa: o produto escalar entre a normal da superfície e a direção da luz, que vale 1 onde a superfície encara a luz e 0 ou menos onde ela vira de costas. Em vez de usar esse número como brilho, o shader toon faz uma única pergunta: ele está acima de um limiar? Um smoothstep com uma janela estreita responde sim ou não, com só o desfoque necessário na borda para ela não ficar serrilhada.

Tudo o que faz o toon parecer pensado, e não barato, acontece em volta desse limiar: onde a linha da sombra fica, quão nítida ela é e que cor a sombra recebe. Uma sombra que é a cor base multiplicada por um tom frio mantém o matiz, como um animador a pintaria; um cinza mais escuro da cor base parece sujo.

As engines variam muito aqui. O Godot deixa o shader trocar a iluminação dele por uma função light(), então as faixas podem reagir a cada luz da cena. O card abaixo usa um sol fixo dentro do próprio shader, que funciona igual em toda plataforma e é o ponto de partida.