🎥 影视特效的动画化
🎞 电影/动画长片《阿凡达》（Avatar，2009）
导演：詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）
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🥇首部以照片真实感数字角色和世界为特色的电影动画长片，🥇首部大量使用运动捕捉技术，以及🥇最早使用 IMAX 立体格式的案例之一。
- 该片的策划始于1994年，但由于当时的技术未能符合卡梅隆的愿景，制作计划一再推迟。
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期间卡梅隆一直在寻求更先进的动作捕捉技术，一系列开创性的运动捕捉设备、解算系统和动画软件因此陆续被开发。
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维塔数码开发了首款头戴式、装有摄像头的脸部运动捕捉和解决系统“FACETS”，
- 由系统计算出肌肉的移动并映射到数字角色上，输出的数据让动画师更易再次编辑，可在一个场景中捕捉十几个演员，并允许同时捕捉身体运动，这意味着导演能够以类似真人实拍的方式在现场指导动画动作。
- 该系统在后续项目中持续改进，主要开发者卢卡·法西昂（Luca Fascione）等获 🏆 89届奥斯卡科学与工程奖。
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温斯顿工作室为《阿凡达》面部捕捉制作了专门的动捕头盔，
- 带有一个轻型铝管吊杆，上面有一个迷你标清摄像头和集成的白色LED灯，后改为可拆卸手柄。
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Standard Deviation公司提供摄像头 “OEM” 和摄像头控制单元 “LTC” 同步和烧录系统，
- 后继续与维塔数码合作并改进其运动捕捉系统，提供一种稳定的方式让多个摄像机与终端时钟精确同步，使多人同时进行动捕变得可行，
- 其主要开发者巴巴克·贝赫蒂（Babak Behehti）等获 🏆 第92届奥斯卡技术成就奖。
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Technoprops 公司（现归迪士尼所有）为该片提供多种包含第三方设备的整体机械设计集成，
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开发了可在片场使用的第一个提供无线视频信号的头戴式面部运动捕捉系统，
- 成为未来类似系统的参考，其主要开发者亚历杭德罗·阿朗戈（Alejandro Arango）等获 🏆 第92届奥斯卡技术成就奖。
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Concept Overdrive 公司提供了他们的运动控制系统，
- 包括各种运动控制设备、虚拟相机、拥有用户友好界面的软件系统等，为真人实拍和数字动画提供更好的对接。
- 他们的系统被行业广泛采用，主要开发者史蒂文·罗森布鲁斯（Steven Rosenbluth）等获 🏆 第89届奥斯卡科学与工程奖。
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维塔数码还开发了一种从里到外的生物学角色动画系统“组织”（TISSUE），
- 艺术家创建详细的关节骨架，然后在肌肉、筋膜和脂肪上分层，动画师仍然按照传统三维动画制作方式控制角色的主要动作，系统自动计算这些内部结构的运动模拟并驱动表皮运动，
- 自《阿凡达》以来持续更新至今，获 🏆 85届奥斯卡科学与工程奖。
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如今被行业广泛采用的3D纹理绘制软件“Mari”最初也是维塔数码为制作《阿凡达》开发的，
- 后由 The Foundry 代理向公众出售，结合多层绘画工具和独特的纹理管理系统，简化了大型、高分辨率纹理集的处理，
- 主要开发者杰克·格雷斯利（Jack Greasley）等获 🏆 88届奥斯卡科学与工程奖。
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为实现《阿凡达》所需的复杂灯光，维塔数码开发了“球面谐波”（Spherical Harmonics），
- 后来成为维塔数码照明管道的核心技术之一，
- 主要开发者马丁·希尔（Jack Greasley）等因此获 🏆 86届奥斯卡技术成就奖。
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微软专门为《阿凡达》创建了一个新的云计算和数字资产管理系统“盖亚”（Gaia），
- 使工作人员能够跟踪和协调数字处理的所有阶段。
- 为处理该片的视觉效果制作工作，维塔数码当时使用的服务器群由4000台惠普服务器、35000个处理器核心、104TB的随机存取存储器和3PB的网络存储组成，采用皮克斯的渲染软件“RenderMan”和“Alfred”渲染队列管理系统。
↑ 《阿凡达》剧照截图 © 2009 20th Century Fox, Dune Entertainment, Lightstorm Entertainment
↑ TISSUE 官方演示图 © Weta Digital
- 由于《阿凡达》除了十分有限的真人片段，基本上就是一部照片真实感的数字动画。关于该片到底应该归类为数字动画，还是电影，曾引起激烈讨论。
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有趣的是，导演卡梅隆本人曾在采访中声称“这不是一部动画，除非他认为是”。
- 而老马认为，这涉及一个重要的转变，那便是：
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在影视特效制作CG化的过程中，数字动画技术确确实实在消融电影和动画边界。
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🎥 电影长片：《守望者》（ Watchmen，2009）
导演：扎克·施奈德（Zack Snyder）
- 也带来了一位蓝色的照片真实感数字角色“曼哈顿博士”，
- 其运动捕捉的面部标记数量达到创纪录的165个点，动画师根据这些数据进步一调整面部动画。
🎥 电影长片《终结者2018》（Terminator Salvation，2009）
导演：乔瑟夫·尼克尔（McG）
- 带来了以演员阿诺德·施瓦辛格（Arnold Schwarzenegger）为原型的照片真实感“数字替身”（仅面部）。
- 该片涉及先进的实拍和数字动画运动匹配、流体和破碎特效，但使用各种古老木偶技术操控的实际动画偶仍被使用。
↑ 《终结者2018》© 2009 Columbia Pictures, The Halcyon Company, Wonderland Sound and Vision
🎥 电影长片：《星际迷航》（Star Trek，2009）
导演：杰弗里·艾布拉姆斯（J. J. Abrams）
- 工业光魔开发了新的火焰工具 “Virtual Pyro”，
- 允许以可定向的方式模拟火焰和爆炸，使动画师能够逼真地再现太空中可能发生的爆炸。
🔬刘风（Feng Liu）等发表了首个3D视频稳定技术《面向三维视频稳定的内容保持变形技术》。
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Feng Liu, Michael Gleicher, Hailin Jin, and Aseem Agarwala. 2009. Content-preserving warps for 3D video stabilization. ACM Trans. Graph. 28, 3, Article 44 (August 2009), 9 pages. https://doi.org/10.1145/1531326.1531350
硬件开发：
Exmor R
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索尼推出首批可量产的背照式CMOS传感器，
- 灵敏度比传统的前照式传感器大幅提高，在低光照环境下的改善尤为明显。
硬件开发：
Omnia HD
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三星推出首款支持高清视频（1280×720像素）录制的手机，
- 由此启动了手机视频录制的像素革命。
软件开发：
View-D
- 印度 Prime Focus 公司推出的立体电影转换技术，
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成为🥇第一家将整部电影长片转换为数字立体电影的公司。
🪄 拟真和拟绘的交融共生
🎞 CG动画长片《飞屋环游记》（Up，2009）
导演：彼特·道格特（Pete Docter）
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成为🥇第一部戛纳电影节的揭幕动画长片，也是🥇首部获奥斯卡最佳影片提名的数字动画长片，
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这标志着传统电影和动画的概念正在相融。
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该片大量使用了“RenderMan”新加入的“环境光遮蔽”和“间接照明”技术，
- 以增加3D渲染的照片真实感，
- 主要开发者佩尔·克里斯滕森（Per Christensen）等因此获 🏆 82届奥斯卡科学与工程奖。
↑ 《飞屋环游记》© 2009 Disney, Pixar
🎞 CG动画长片《怪物大战外星人》（Monsters vs. Aliens，2009）
导演：康拉德·弗农（Conrad Vernon），罗伯·莱特曼（Rob Letterman）
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🥇首部使用3D立体动画技术“InTru3D”制作的动画长片，
- 该技术由英特尔和梦工厂于2008年合作开发，动画师可直接在立体环境中创作立体动画。
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使用了西奥多·金（Theodore Kim）等新发布的流体模拟技术“Wavelet Turbulence”制作母舰爆炸场景。
- 后被多个工作室和软件引入，金等因此获 🏆 85届奥斯卡技术成就奖。
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Theodore Kim, Nils Thürey, Doug James, and Markus Gross. 2008. Wavelet turbulence for fluid simulation. ACM Trans. Graph. 27, 3 (August 2008), 1–6. https://doi.org/10.1145/1360612.1360649
🎞 CG动画短片《商标的世界》（Logorama，2009）
导演：François Alaux、Hervé de Crécy和Ludovic Houplain。
- 用3渲2技术表现了一种具有现代图形风格的2.5D（也称“扁平化3D”）渲染效果，这类动画将在2010年代变得十分流行。
↑ Logorama 剧照 © 2009 H5, Autour de Minuit Productions, Little Minx Films ETC.
🎞 定格+CG动画长片《鬼妈妈》（Coraline，2009）
导演：亨利·塞利克（Henry Selick）
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🥇 首部使用3D打印技术，并融合3D数字动画和传统定格动画技术的动画长片。
- 数字动画师通过3D软件把木偶需要的各种表情制作好，然后通过3D打印出实体，再打磨着色，作为定格动画偶的替换件使用，从而让定格动画偶也可表现出流畅、丰富、细致的表情。
↑ 《鬼妈妈》© 2009 Laika, Pandemonium Films
🎨🪄3D油画动画装置《静物画的变形》（Transforming Still Life Painting，2009）
创作者：卡特夫妇（Rob and Nick Carter），技术合作：运动图像公司（MPC）；
原作致敬：老安布罗休斯·博斯查特（Ambrosius Bosschaert the Elder）《花卉静物》（1618）；
展示形式：约 3 小时循环的 3D 动态影像；平板显示器嵌入传统画框；主要工具：3D软件“Autodesk Maya”。
技术创新/特色
- 古典静物绘画的3D时间化重构
- 作品以 Maya 为核心工具，对 17 世纪花卉静物进行高精度3D重建，将原本静止的2D绘画转化为具有空间深度与时间维度的数字场景，使绘画中的花卉、昆虫与环境处于持续但极其克制的动态之中。
- “极慢动画”作为表达策略
- 动画时长约3小时，运动节奏被压缩至接近不可察觉的程度：花朵缓慢变化、昆虫轻微位移、光线细微流转。该策略突破了传统动画对节奏与叙事的依赖，探索动画作为“持续观看对象”的可能性。
- 显示媒介与艺术史语境的融合
- 通过将显示屏嵌入仿古画框中展出，作品在观看方式上模拟传统油画，使数字影像自然进入美术馆语境，弱化屏幕媒介的存在感，强调作品作为“活的绘画”的属性。
历史与技术意义：
- CG 技术介入艺术史再诠释的重要案例。
- 它展示了三维动画不仅是一种叙事媒介，也是一种用于解析、延展与重构古典绘画的方法工具。
- 在动画技术史中，该作代表了“动画作为时间化绘画”的关键实践，对后来的数字美术馆展陈、慢影像艺术与沉浸式数字艺术产生了持续影响。
↑ Transforming Still Life Painting（Rob and Nick Carter，2009）
🪄 商用动画设备和软件已可满足院线级动画长片的制作需求
- 使用商业设备和软件制作的动画长片《公主与青蛙》（ The Princess and the Frog，2009）和《凯尔经的秘密》（The Secret of Kells，2009）相继上映。
- 它们都获得了奥斯卡最佳动画长片提名🎗️。
🎨 软件开发：
Toon Boom Animate Pro
- 2D动画软件，面向小型工作室，
- 由 Toon Boom Animation 开发，持续更新至2015年。
♾ 软件开发：
Sculptris
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数字雕刻软件，
- 由 Pixologic 开发，持续更新至2020年。
♾ 软件开发：
IRAY
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英伟达展示了🥇第一个在图形处理器（GPU）上运行的商业版路径追踪渲染器，
- 该类技术的后续发展极大地加速了数字动画制作和渲染的速度，
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缩小了实时渲染动画与预渲染动画的差距🥂。
🎞 软件开发：
Flowblade
- 免费开源，由 Janne Liljeblad 等开发，提供常用的视频编辑功能。
🎮 交互动画的概念拓展
📱🎮 手机游戏《愤怒的小鸟》（Angry Birds，2009）
开发：芬兰Rovio Entertainment，平台：iOS、Maemo等。
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标志着“手游时代”的正式启幕🎊。
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加上苹果和安卓的手机应用商店相继开启了应用内购买功能，彻底改变了传统的游戏盈利模式，新的收费方式创造了更高的收益，吸引了更多开发者涌入手游赛道。
🎮 游戏《米洛项目》（Project Milo，2009）
开发：狮头工作室（Lionhead Studios），平台：Xbox 360。
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🥇 首款使用3d人面、语音识别和全身3D运动检测的视频游戏，
- 仅在E3电子娱乐博览会上，作为微软新体感游戏设备“Kinect”的技术演示亮相。
🎮 游戏《尘埃2》（DiRT 2，2009）
开发：Codemasters、Firebrand Games (DS)、Sumo Digital (PSP, Wii)，平台：Microsoft Windows等多平台。
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🥇 首款使用“置换贴图”的视频游戏，
- 该技术此前一直是高端3D渲染软件的特色功能，其效果比凹凸、法线和视差贴图拥有更好的深度和细节感，且允许自遮蔽、自阴影和轮廓，但要耗费更高算力。
↑ 《尘埃2》游戏截图 © 2009 Codemasters
🎮 游戏《3D点阵游戏英雄》（3Dドットゲームヒーローズ，2009）
开发：シリコンスタジオ，平台：PlayStation 3。
- “体素”最初应用于3D游戏是为了显示更详细的立体图形效果。
- 而随着计算机图像技术的进步，体素反而被作为一种复古风格使用。
↑ 《3D点阵游戏英雄》© 2009 FromSoftware
🎮 交互动画+立体书：麦奎尔夫妇（Davy and Kristin McGuire）创作了一个投影在立体书上的装置动画《冰书》（Icebook，2009）。
- 纯白的立体场景替代了传统屏幕，刻意设计的动画视频投影在立体场景中，营造出一种奇妙观感。
- 他们后来继续把动画和各种各样的、传统的和现代的、真实的和虚拟的媒介组织在一起，带来很多模糊动画边界的作品。
↑ Icebook © 2009 Davy and Kristin McGuire
🔬 托拜厄斯·雷切尔（Tobias Ritschel）等提出了屏幕环境光遮蔽技术的改良版“屏幕空间方向遮蔽”（Screen Space Directional Occlusion）
- 进一步帮助实时渲染动画在3D空间真实感上接近预渲染动画的水平。
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Ritschel, T., Grosch, T., & Seidel, H. P. (2009). Approximating dynamic global illumination in image space. In Proceedings of the 2009 symposium on Interactive 3D graphics and games, 75-82.
🎮 软件开发：
FLARToolkit
- 增强现实工具包“ARToolkit”通过“Flash”进入了网页浏览器。
🎮 软件开发：
剑网3引擎
- 金山自研的3D游戏引擎，最初也称863引擎，随网游《剑侠情缘网络版三》（2009）一同面世，
- 自发布以来也有多次性能升级，至2017年重制版转向次世代引擎，2021年宣布将更换全新引擎。由于这些引擎没有太多公开信息，玩家一般把它们继续称为剑网3引擎。
🎮 软件开发：
Anvil
- 育碧的3D游戏引擎，Scimitar的继任，由育碧蒙特利尔开发。
🎮 软件开发：
Cafu Engine
- 3D游戏引擎，由Carsten Fuchs Software开发。
🎮 软件开发：
CopperCube
- 3D游戏引擎，主要面向非程序员，拖放式界面，由Ambiera开发。
🎮 软件开发：
GameSalad Creator
- 游戏开发工具，面向教育者和非程序员，由GameSalad开发。
🎮 软件开发：
MonoGame
- 免费开源、跨平台游戏引擎，早期版本只支持2D精灵图，2013年后更新3D支持，由MonoGame Team开发。
2010年代末，实时渲染动画和预渲染动画之间的距离已经拉近了很多。事实上，两者没有本质上的区别，只是预渲染动画可只制作预设镜头内的动画，并以消耗时间和算力为代价最大限度地保障图像质量，而实时渲染动画的镜头可允许玩家自由移动的，在保障速度的基础上牺牲相应的图像细节。因此，两者并道的关键障碍是“速度”问题，随着计算机速度的不断提升和数字动画算法的不断优化，
