图像空间边缘检测

不碰场景几何，只对渲染出的深度、法线、物体 ID 等缓冲（G-buffer）做图像处理来找出描边位置，再用形态学算子加粗、与着色结果合成。它对任何表面都适用、不要求网格连通，是游戏中最常见的描边方式之一；缺点是边的判定需要按内容调参，可能漏检或误检。

原理（15.2.3 节）

Saito 与 Takahashi 首先提出 G-buffer 概念（也用于延迟着色），Decaudin 把它用于卡通渲染。不同缓冲中的不连续对应不同的边：

缓冲	能检测的边
深度 (z-buffer)	相邻深度突变 → 多数轮廓边
法线	法线突变 → 轮廓边、边界边，以及折痕边
物体 ID / 环境色	边界边、真正的剪影边
材质 ID	材质边

流程分两步：

flowchart LR
  G["几何 pass: 像素着色器写深度/法线/ID 到多个渲染目标"] --> E["后处理 pass: 采样邻域, 边缘检测"]
  E --> D["膨胀 pass: 加粗线条"]
  D --> C["与着色图像合成"]

如上图，几何只渲染一次，之后全部是全屏后处理。

检测算子

ID 比较：取本像素 ID 与四个对角邻居比较，有不同就输出黑色；采样全部八个邻居更可靠但更贵。
深度 / 法线滤波：相邻深度差超过阈值即判为边；更好的做法是用 Roberts cross、Sobel、Scharr 等边缘算子，结果不是布尔值，可调阈值或在一个区间内黑白渐变。
《无主之地》(Borderlands) 修改 Sobel 滤波使其产生单像素宽描边，并改进深度计算精度；发行版还屏蔽了前景草地的边。也可以反向利用：忽略深度差很大的边，只在阴影周围加描边。
Decaudin 改为处理法线和深度图的梯度而不仅是值，以改进检测。
对颜色缓冲也可以用 高斯差分 (DoG)：用两种高斯核分别模糊再相减，在 NPR 中效果尤其讨喜，可生成铅笔、粉彩等风格。

膨胀与腐蚀

膨胀 (dilation) 是形态学算子：对每个像素检查一定半径内的值，输出最暗者，于是细黑线被加粗为搜索区域的直径。多遍膨胀可进一步加粗，额外一遍的开销被每遍所需采样大幅减少所抵消；不同类型可用不同粗细（如剪影比其他轮廓更粗）。腐蚀 (erosion) 可用于细化线条等。

优点

平面、曲面所有表面都能处理；网格无需连通甚至无需一致，因为完全基于图像。
笔画在独立缓冲中生成，可以单独加工再合成：用噪声让线条和表面分别抖动产生小缝隙得到手绘感；用纸张高度场让炭笔沉积在凸起顶部、水彩汇集在凹谷。

缺陷与坑

误检：几乎侧对视线的表面，深度比较会在表面上误判出轮廓像素；玫瑰细茎近看法线变化小不出边，远看邻像素法线变化变快，在某距离会出现假边；深度检测还要补偿透视对深度的影响。
漏检：差异很小时会漏掉，例如桌上的纸张边缘（深度相近、法线相同）；纸张对折后重叠处的边也无法检测。
线条有阶梯状锯齿，但形态学抗锯齿（见抗锯齿）对这种高对比输出很有效。
像素差异如何转化为颜色变化常需按内容调参；《Afro Samurai》示例中权重太小边很淡，太大出现伪影。该作把皱纹等特征边画进纹理，剪影用背面挤出，轮廓用图像边缘检测，展示了混合使用。
风格化受限：难以做虚线、笔刷等，需要显式几何边（见轮廓边与几何描边）。

艺术媒介模拟

许多模拟水彩、丙烯的 NPR 技术以图像后处理为主，交互应用的挑战在于用最少的纹理采样做最多的事。双边、均值漂移 (mean-shift)、Kuwahara 滤波可在 GPU 上保边平滑，形成绘画感；Montesdeoca 等组合多种简单技术实现交互帧率的水彩效果（如均值漂移色彩匹配软化纹理、提高对比度和饱和度）。