#7.2 动画技术的跨界与并道（2013）

Year 2013，

• 随着以动画技术主导的电影越来越多，术语“混合电影”开始频繁出现，用于解析类似《阿凡达》《少年派的奇幻漂流》这种表面上是电影，事实上是几乎全是动画的作品。

• 还有就是，基于智能手机的短视频APP们，即将要拉开一个新的动画舞台了！

🎥 影视制作的数字化

🎞 混合电影长片《地心引力》（Gravity，2013）

导演：阿方索·卡隆（Alfonso Cuarón）；制作公司：Warner Bros. Pictures、Working Title Films、美国 Esperanto Filmoj；首映：2013 年 8 月 28 日（第 70 届威尼斯电影节开幕影片）

• 该片除了真人演员和几个实体控制台，其余所有场景，甚至部分场景演员所穿的宇航服，都是CG的，只是数字动画的拟真能力已足够欺骗大部分观众。数字内容主要由帧商店（FrameStore）制作。
• 导演卡隆大方地承认其电影大量使用了动画技术，并多次公开感谢相关的工作人员，与此前卡梅隆、李安等导演的表态形成鲜明对比。
• 在拍摄前制作了高质量的视效预览动画，
  • 包含除了演员以外的一切，这在之前是少有的，甚至有一些场景可直接用于制作最终成片。
• 无剪辑长镜头模拟：
  • 采用 “虚拟摄像机” 技术，通过后期合成将多组镜头无缝衔接，解决传统长镜头拍摄中的物理限制，营造连续 90 分钟的太空漫游体验。
• 约 80% 画面通过 IMAX 3D 摄像机拍摄，其余 20% 采用 IMAX DMR 技术将 2K 分辨率内容提升至 IMAX 标准。
• LED 灯光矩阵与实时反射捕捉：
  • 搭建 180 万颗 LED 灯组成的六面体 “灯箱”，模拟太空环境中的无定向光源，实现角色面罩、宇航服表面的实时光影变化。
  • 该系统由 FrameStore 工程师与灯光设计师合作开发，可通过编程控制单颗 LED 的亮度与色温。
• 跨平台体验：
  • 官方网站采用 HTML5 与 WebGL 技术，用户可通过鼠标 / 触屏操控虚拟宇航员探索太空场景，直接调用电影 3D 模型（该功能已被关闭）。
  • 为解决网页端渲染性能瓶颈，开发团队优化了模型 LOD（Level of Detail）算法，确保在低端设备上仍保持 60 帧 / 秒的流畅度。
• 多传感器数据融合：
  • 在部分 IMAX 影院部署运动座椅与环境特效系统，结合影片中的加速度变化实时调整座椅倾角与震动频率，实现 “动觉 – 视觉” 同步体验。

↑ 《地心引力》剧照 ©  2013 Warner Bros. Entertainment Inc.

🎞 电影长片《霍比特人：史矛革之战》（The Hobbit: The Desolation of Smaug，2013）

导演：彼得·杰克逊（Peter Jackson）；制作：New Line Cinema，Metro-Goldwyn-Mayer Pictures，WingNut Films；发行：Warner Bros. Pictures

• 部分镜头🥇首次实验了维塔数码新开发的基于光谱的内部渲染器“Manuka”。

  • 该片与次年上映的《猩球崛起：黎明之战》（Dawn of the Planet of the Apes，2014）均为Manuka的首批试验者。

• 与此同时，维塔数码也在开发另一个基于图形处理器（GPU）的快速PBR渲染器“Gazebo”。

• 史矛革的喷火特效动画使用了维塔数码开发的模拟特效包“ODIN”，

  • 为观众带来宏大壮观的火灾视效动画。

The Hobbit: The Desolation of Smaug 剧照
© 2013 Warner Bros. Pictures

🎞 国际电讯联盟通过关于8K超高清数字视频标准的建议，分辨率达7680×4320 像素。

• 富兰克林学院发布了🥇首部8K分辨率3D视频《去太空然后回来》（To Space and Back，2013）。

• 日本放送协会在东京电影节上放映了🥇首部8K分辨率实验短片《合唱团》（The Chorus，2013），和三菱电机联合推出🥇首台支持8K格式的硬件编码器。

• 日本 Astrodesign 公司推出了🥇首款8K分辨率数码录像机。

• 8K视频开始成为话题，但距离真正普及还需要一段时间。

  • 高昂的设备和制作费用暂时让娱乐市场望而却步。

  • 直至2021年，全球🥇首个正式的8K电影放映厅才于上海落户。

🪄 动画技术的艺术跨界

🎞 动画短片《小马快跑！》（Get a Horse!，2013）

导演：劳伦·麦克穆兰（Lauren MacMullan）；

• 通过数字动画技术展示了一场传统手绘2D动画与现代3DCG动画的对话，

  • 把1930年代流行的“橡胶软管动画”带回现代动画舞台。
• 这显然是一个出于纪念目的制作的动画短片。
  • 由迪士尼经典明星米奇老鼠担任主角。
  • 通过逐渐拉开的帷幕表现传统电影标准胶片到宽屏格式的屏幕比例变化，
  • 通过“屏中屏”设计，让黑白2D角色与彩色3D角色在两个次元中来回穿梭，流畅的转换表现了两代动画技术的交融。
• 所有3D模型都是专门为该短片重新制作的，以尽可能接近1920年代该角色的原始造型和动画效果。
• 有趣的是，尽管迪士尼似乎暂时放弃了制作传统手绘动画风格的动画长片，却热衷于在3D动画中引入各种手绘美学🤹。

Get a Horse! 剧照
© 2013 Disney

🎞 3D动画长片《疯狂原始人》（The Croods，2013）

导演：克里斯·桑德斯（Chris Sanders），柯克·德米克（Kirk DeMicco）；

• 使用💡梦工厂新开发的基于高动态范围图像（HDR）的全局照明技术，

  • 为该片带来了一种全新的、介乎于基于物理渲染和风格化渲染之间的艺术效果。

• 💡罗纳德·亨德森（Ronald D. Henderson）开发的气体模拟系统“FLUX”被用于制作该片的流体特效。

  • 基于快速博立叶变换算法，使中央处理器（CPU）可以更快地创建高分辨率的流体效果，亨德森因此获 🏆 86届奥斯卡技术成就奖。

The Croods 剧照 © 2013 20th Century Fox，DreamWorks Animation

🎞 动画长片《怪兽大学》（Monsters University，2013）& 动画短片《蓝雨伞》（The Blue Umbrella，2013）

导演：丹·斯坎隆（Dan Scanlon）
导演：萨施卡·昂塞尔德（Saschka Unseld）；2013年6月21日作为《怪兽大学》北美加映短片上映。

• 使用了皮克斯新开发的、基于物理的全局照明系统，渲染效果大幅提升。
• 虽然皮克斯的渲染农场是当时世界上最大的25台超级计算机之一，但《怪兽大学》的渲染仍然花了两年时间（Peter Collingridge）。

  • Museum of Science, The Science Behind PIXAR-Rendering. [EB/OL]. [2025-05-10]. https://sciencebehindpixar.org/pipeline/rendering.

🎞 3D动画长片《冰雪奇缘》（Frozen，2013）

导演：克里斯·巴克（Chris Buck），珍妮弗·李（Jennifer Lee）

• 进一步为卡通感3D动画和照片真实感3D动画之间搭建更好的连接。

• 💡迪士尼动画工作室开发了新的毛发系统“滋补”（Tonic），

  • 允许艺术家以大分卷的方式梳理发型，然后再在这些卷上填充单独的发束，从而创建更具风格化的3D头发。
• 大量的雪景动画成为该片的最大挑战：
  • 💡特效小组创建了一个“雪花生成器”，能够随机创建2000个独特的雪花。
  • 💡软件工程师在加州大学洛杉矶分校数学研究人员的协助下创建了雪地模拟器“马特洪峰”（Matterhorn）。
    • 以创建逼真的、可响应碰撞和运动的积雪动画。
    • 后来该技术升级为能够模拟泥浆、泡沫、沙子等更多涉及相变的复杂材料。

    • Matterhorn. (2019). https://www.disneyanimation.com/technology/matterhorn/

    • Alexey Stomakhin, Craig Schroeder, Chenfanfu Jiang, Lawrence Chai, Joseph Teran, and Andrew Selle. 2014. Augmented MPM for phase-change and varied materials. ACM Trans. Graph. 33, 4, Article 138 (July 2014), 11 pages. https://doi.org/10.1145/2601097.2601176

💻 动画长片《定制剧》（The Customized Play，2013）

导演：Jin Sung Choi

• 展示了一种令人信服的，介乎于3DCG和2D手绘之间的2.5D效果，主要使用3渲2技术制作。

💻 动画短片《上升》（ Risehigh，2013）和《环线》（The Circle Line，2013）

导演：亚当·威尔斯（Adam Wells）

• 巧妙地利用了数字动画技术在“拟真”和“拟绘”两方面的特色，创造了一种特别的，游走于2D与3D之间，介乎于具象和抽象之间的2.5D动画艺术形式。

• 场景3→2：
  • 威尔斯对场景造型进行了减法，但仍采用有立体透视的3D模型制作并3D渲染。
• 角色2→3：
  • 角色造型被设计成扁平图形风格的2D抽象轮廓。它们多数时间是在2D平面上直接绘制的，置身于全3D的空间，偶尔展示出2.5D和3D造型。

↑ 《环线》© 2013 Adam Wells

💻🎨 动画长片《辉夜姬物语》（かぐや姫の物語，2013）

导演：高畑勋

• 吉卜力乃至日本动画有史以来成本最高的动画长片。

• 该片以日本传统绘卷《鸟兽人物戏画》为风格参考，项目从2008年便启动，但过高的实验性导致该动画整体进度缓慢。
• 虽然上映后获得了很多业内人士的好评，包括奥斯卡最佳动画片提名🎗️，甚至被一些人认为是有史以来最伟大的动画片之一，票房收入却不及成本。

↑ 《辉夜姬物语》© 2013 Studio Ghibli

💻🎨 动画短片《男孩和世界》（Boy and the World，2013）

导演：阿莱·阿布鲁（Alê Abreu）

• 展示了多种传统手绘风格和数字绘画技术的融合。

• 传统2D动画中极力避免的复杂手绘纹理，在新一代数字2D动画系统中成为宠儿。

↑ 《男孩和世界》动画截图

🎞 最后一部使用赛璐璐动画技术制作的长寿动画《海螺小姐》（サザエさん，1969至今）也转向使用数字制作，

• 这标志着赛璐璐动画作为一种技术在商业电视动画领域正式退役，但赛璐璐动画作为一种动画风格不会退场。

🎞 追光动画在创立🎊，它将成为中国3D数字动画制作行业的重要代表之一。

🔬 皮克斯的皮埃尔·贝纳德（Pierre Benard）等开发了一种通过实例实现风格化渲染的方法。

• 把3D数字模型渲染成几可乱真的手绘画风格。

• Pierre Benard, Forrester Cole, Michael Kass, et al. Stylizing Animation By Example[EB/OL]. (2013)[2022-12-20]. https://graphics.pixar.com/library/ByExampleStylization/paper.pdf.

🔬 节奏特效工作室拥有很多自研的专有动画软件，但较少公开信息，由于申请破产，他们所拥有的专利软件清单在法庭文件中被公之于众（以下仅节选）：

• Voodoo：
  • 动画、绑定、运动匹配、人群、毛发梳理、计算机视觉，获 🏆 86届奥斯卡技术成就奖（2014）；
• AHAB：
  • 流体模拟技术，获 🏆 80届奥斯卡技术成就奖（2008）；
• Ocean Tools（海洋工具）：
  • 生成水和流体效果的专有工具；
• Icy：
  • 转描、绘画和合成；
• HRIS：
  • 人类资源信息系统。
• Rampage：
  • 环境投影系统；
• Crom：
  • 光合成、照明流程和下一代视觉效果软件平台；
• Wren（鹪鹩）：
  • 渲染器；
• Queue（队列）：
  • 渲染列队管理系统，

  • 🥇最早允许统计分析和进程自省的系统之一，获 🏆 83届奥斯卡技术成就奖（2011）。

🔬 皮克斯决定开放其细分曲面专利技术“OpenSubdiv”的工作代码库。

• 包括高性能的GPU加速代码，从而为动画行业创建一个高效的通用几何图形标准。

• 副作用、欧特克、英伟达等多家主要公司均积极响应，并将其接入自己的商业产品。
• 皮克斯确实为数字动画行业做了一件大好事🥂 ，但事实上，在如今数字市场全球化的大环境中，如果皮克斯不选择公开自己的秘密武器，一个更低效版本可能会成为标准，结果将对谁都不好。

🎮 实时动画技术的广泛应用

📱🎞 交互动画《大风天》（Windy Day，2013）

导演：简·皮克瓦（Jan Pinkava）；制作公司：Google Advanced Technology And Products (ATAP)，Bara Boom Studios；平台：Moto X；首发时间：2013 年 10 月 29 日随 Moto X 手机同步预装。

• 摩托罗拉为其智能手机Moto X“聚光灯故事”（spotlight stories）系列制作的🥇首部动画。
• 采用Pixar新开源的OpenSubdiv技术进行实时渲染，在手机硬件限制下实现高分辨率的“3渲2”手机交互动画。
• 用户通过手机陀螺仪、加速度计控制虚拟摄像头视角观察场景，虽然角色动作与剧情流程是固定的，但每个人都可能从不同角度观看这部动画，形成 “被动探索式叙事”。
• 类似的交互动画很快也进入到基于VR眼镜的操作系统中，由于没有固定镜头，如果用户不知道往哪里看，可能会错过一些内容，也可能会激发一些特殊的内容，这是一种全新的动画观影体验。

↑《刮风日》© 2013 Google Inc.

🎮 《勿忘我》（Remember Me，2013）

开发：法国Dontnod Entertainment，平台：Microsoft Windows、PlayStation 3等。

• 🥇首款使用基于物理渲染（PBR）的3D视频游戏，

• 尤以下雨和潮湿环境模拟著称，使用 虚幻引擎3 的修改版开发，引擎工程团队与游戏开发公司紧密合作以评估引擎功能。
• 🔍 Dontnod Entertainment：法国游戏开发商，成立于2008年，总部位于巴黎，由五名前育碧、EA等公司开发者创立，🎯 目标是打造叙事驱动的独立游戏。
  • 《勿忘我》是其首款游戏，因开发成本过高（约4000万欧元）且销量未达预期（仅售出50万份），导致公司陷入财务危机，2013年进入司法重组程序，后获法国政府资助，
  • 2021年腾讯注资3000万欧元获得少数股权，助力其自主发行，但公司长期挣扎于维持独立创作与商业可持续性，截至2024年未有明显起色。

↑ Remember Me 游戏截图 © 2013 Capcom

🎮 《孤岛危机3》（Crysis 3，2013）

开发：Crytek，平台：Microsoft Windows、PlayStation 3等。

• 🥇首款使用“漫射阴影”和“动态焦散”的3D视频游戏，

• 并展示了先进的实时植被动画，使用该公司开发的尖叫引擎3制作。

🔬 动视、英伟达和南加利福尼亚大学创意技术研究所带来了几可乱真，且可用于实时渲染的数字演员“数字艾勒”（Digital Ira）。

• 或许，数字角色真的开始准备和真人演员竞业了。

• Alexander O., Fyffe G., Busch J., et al. (2013). Digital Ira: creating a real-time photoreal digital actor. In ACM SIGGRAPH 2013 Posters (SIGGRAPH ’13). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 1, 1.

↑ Digital Ira © 2013 Alexander O., Fyffe G., Busch J., et al.

🔬无限现实工作室（Infinite Realities studio）带来了VR中的首批照片真实感CG人类（HydraDeck）。

📱 随着4G网络和智能手机的普及，一种基于移动互联网社交和分享平台的新动画类型正待爆发，后被称为“短视频”。

• 其发展推动了影视动画技术的“大众化”。

• 从最初仅提供简单的拍摄、编辑、特效功能，到基于脸部识别的动态美颜、AI变脸、美型、预设特效、动态贴纸等功能层出不穷。
• 数字动画技术从一种专业生产工具变成了一种娱乐道具，尽管也催生了新的短视频产业链。
• 到2010年代末，大量简单易学、傻瓜式甚至半专业式的短视频创作应用已经遍布几乎所有的智能手机，任何人都可以随时随地创作并发布自己的视频作品。