非写実的レンダリング
物理ベースシェーディングを非写実的3DCGの作成に使うことも可能である。物理ベースシェーディングを使用した非写実的3DCGには、例えば、ピクサーやディズニーのアニメーション映画がある。ゲームでは大乱闘スマッシュブラザーズ SPECIAL (スマブラSP) などがある。
NPRではエッジや輪郭の線画表現による強調がしばしば取り入れられる。エッジレンダリングは漫画の背景CGや青図や説明書などに使われるほか、他の用途にも上記レンダリング手法と組み合わせて使用されている。手法によって破線や点線への対応、交差への対応、鏡面反射や屈折への対応などが可能なものと不可能なものがある。
エッジレンダリングには以下のような手法が存在する:
シェーディングは光に基づいて色(陰影)を変化させる。物理ベースシェーディングの場合、物体に物理的材質(アルベドやラフネスなど)を設定し、材質と光源の相互作用を計算することで色を算出する。NPRでは単純な計算や色の直接的変換など、物理現象に縛られないシェーディングがしばしばおこなわれる。
NPRでは現実における光の反射・散乱等の原理に基づかないシェーディングがしばしば取り入れられる。例えばハーフ・ランバート・シェーダーでは光が物体の内部にまで入り込んで散乱するような非写実的ライティングをおこなう。またライティング結果の二値化・三値化もしばしばおこわれる。例えばセル画風にする場合、ライティング結果を「主色」と「影色」の二色または三色に変換することが行われている。
NPRでは「物質色」を直接指定する手法、すなわちセルアニメ(2Dアニメ)と同等の色彩設計がしばしば取り入れられる。
現実世界(及び物理ベースシェーディング)において「物質色」は物質が光を反射・屈折・散乱・吸収した結果となっており、光源と物理的材質を弄ることで一定のコントロールが可能であるものの、あくまで結果であり物質色を直接指定するようなものではない。色を細かく制御したい場合はCryptomatteやロトスコープなどでマスクを生成し、撮影/レンダリング後(ポストプロダクション)のカラーグレーディングで直接画面の色彩を調節する。
物理法則を無視してよいのであれば(非写実的であれば)物質色を直接指定しうる。例えばセルアニメでは「影はこの色」と直接指定し影にあたる部分を直接その色で塗る。すなわち目に映る色を直接指定する(色彩設計)。セルアニメ調を目指すセルルック3DCGでは"主色"に追加して"1影"を色で直接指定する。(PBRのように主色が輝度に基づいて暗くなるのではなく)輝度に基づいて主色と1影の色を補間してイラスト調にすることも出来る。このように陰影を色彩設計して非写実的に変化させることがしばしば行われる。
二値化や単純なグラデーションの代わりに任意の傾斜 (Ramp) を使うシェーダーであり、セルシェーディングやGooch shadingよりも自由な表現が可能。
テクスチャルックアップによる実装もある (ランプテクスチャ)。
レイトレーシングによって鏡面反射と屈折にも対応している。ArnoldのToonシェーダーで使われている。