#7.2 动画技术的跨界与并道（2015）

2010年代中，

• 多数高端智能手机的分辨率都已经达到2560×1440象数，为手机游戏提供了更好的图像显示基础，尽管硬件性能还不能和主机电脑或家用游戏机相比，但手游时代的未来已十分明朗。
• 虚拟现实、增强现实、混合现实和扩展现实等术语开始成为流行词，在电子游戏、视觉效果、艺术展、科普、教育、医疗等领域均有发展。它是否会成为一种主流的娱乐形式，还需要时间去考证。目前VR的设备依然过于笨重，基于智能手机的增强现实、混合现实游戏也显然需要在人身安全和游戏性之间取舍，市场需要等待新型的、轻量的、不影响日常生活的新一代数码设备登场。

🎞 影视制作的数字化

🎞 电影长片《速度与激情7》（Furious 7，2015）

导演：温子仁（James Wan）

• 再次遇到主要演员意外离世事件。
  • 为了让该系列在失去保罗·沃克（Paul Walker）的情况下继续，需要借用“数字替身”过渡剧情。
  • 维塔数码负责这一工作，依然使用真人替身+3D数字换头技术。
  • 电影中沃克出现的镜头约350个，约260个使用了沃克的数字替身，使用程度比以往任何一部电影都要高，另外的镜头从以前沃克所拍摄的素材中借用。

🎞 电影长片

《终结者：创世纪》（Terminator Genisys，2015）

导演：艾伦·泰勒（Alan Taylor）

• 运动图像（MPC）制作了演员施瓦辛格的数字替身，以展示他30年前的外貌。
  • 其数字皮肤质感和动画表现均比《终结者2018》施瓦辛格的数字替身先进很多。

  • 皮肤渲染使用了皮克斯渲染器“RenderMan”新开发的光线追踪工具“RIS”

  • 制作团队没有使用实拍模特，而是利用了施瓦辛格在《铁血战士》纪录片中的旧片段，然后把这些画面叠加在片场使用的替身演员身上。
  • 施瓦辛格亲自提供了运动捕捉数据，使用“面部动作编码系统（FACS）”。
  • 头发使用了13种不同的毛发系统模拟。
  • 据报道，为打造这个角色的35个镜头，团队花了12个月的时间。
• 公交车翻转场景：
  • 制作团队确实翻转了一台真实的公交车，但CG公交车替身也被使用，
  • 由双重否定视觉特效工作室（DNeg）制作。

↑《终结者创世纪》CG施瓦辛格片段截图 © 2015 Paramount Pictures

↑ 年轻的阿诺德制作分解

🎞 电影长片《侏罗纪世界》（Jurassic World，2015）

导演：科林·特雷沃罗（Colin Trevorrow）

• 尽管数字动画技术已可近乎完美地制作数字恐龙动画，但该片依然同时使用数字恐龙和机械恐龙动画偶。

🎞 电影长片《木星上行》（Jupiter Ascending，2015）

导演：沃卓斯基姐妹（Wachowskis）；片长：127 分钟；上映：2015-02-06（美国，院线/IMAX 3D 等）

《木星上行》的技术亮点不在某一项“新特效”，而在于把现场拍摄、实时预览与重度后期拧成一个可运转的整体，去支撑其庞大而复杂的科幻世界。

• 实时动捕 + “虚拟镜子”：
  • 在塑造生物角色（如 Sargorn）时，团队让动捕演员穿戴带弹簧的“高跷式下肢附件”以逼近非人腿部结构，并通过实时引擎把角色“反射”到现场屏幕上（virtual mirrors），让表演者直接看到自己作为怪物的动作反馈，从而更快校准步态与表演强度。
  • 这种把“后期角色”提前搬进片场的做法，实质上是在推进“制作与后期的边界融化”，提高复杂生物表演的一致性与可控性。
• Panocam 六机位航拍阵列：
  • 芝加哥高速追逐段落为获取可“二次取景”的真实城市背景，开发并使用了由六台 RED EPIC 组成的 Panocam（与 Pictorvision 合作），用于拼接出超宽视场高分辨率航拍板材，使后期可以在不受直升机航线限制的情况下“重构镜头摆动”，并显著提升城市写实感与镜头调度自由度。
  • 这是把“采集方式本身”当作VFX管线的一部分来设计的典型案例。
• 交互式布景与屏幕图形：
  • 飞船控制台大量采用现场投影/屏幕图形（含透明介质上的投影），先在片场提供可见的光照互动与视线参照，再在后期基于扫描与匹配替换为更完整的全CG控制台与“漂浮屏”。
  • 与此同时，界面设计引入类似天气图“等值线”的语汇来表现重力等不可见力场，让“幻想科技”拥有更可信的视觉规则。

🎞 混合电影长片《像素大战》（Pixels，2015）

导演：克里斯·哥伦布（Chris Columbus）

• 把8位游戏机时代的低像素风格改造成低体素风格。

  •  虽不是第一部这样做的作品，但它更广为人知。
  • 该片根据 Patrick Jean 执导的同名短片（ Pixels，2010）改编，原片便已使用低体素风格。
• 除了用3D动画技术表现二次元世界，该片“真实世界”的部分场景也是由3D数字技术伪装的。

↑ Pixels 剧照 © 2015 Sony Pictures

💬 电影制作人大卫·奥雷利（David OReilly）在网络上发布了几张所谓的“超逼真CGI作品”。

发表时间：2015年3月3日

• 这些图像还附带了创作过程中所使用的 3D 软件及渲染引擎的相关信息。极高的照片真实感引起了大量讨论甚至一些所谓主流媒体（Huffington Post、Gizmodo 等）的报到。
• 但这些图片其实都是真实拍摄的照片， 既有从网上搜集到的图片，也有奥赖利自己拍摄的个人照片。其中一张图片源自摄影师萨奇・苏伊尔（Sage Sohier）的作品，其作品不仅被纽约现代艺术博物馆（Museum of Modern Art）收藏，还被其他多家博物馆纳入馆藏。
• 奥雷利藉此嘲讽计算机生成图像技术研发中不断追求模拟真实的努力，以及对风格化3D技术的忽视。
  • 奥雷利在其 推特上所解释到：“# 超写实计算机图形（#Hyperrealcg）只是对 CG 领域固有套路的一种趣味调侃，并非想愚弄任何人。希望大家能乐在其中，不要生气。✌️”“整个 CG 领域（Autodesk、SIGGRAPH）对所有非写实风格的 3D 作品都不予关注，而且这个领域还把自己看得异常严肃。”
• 然而，某些传统媒体人可能不了解，

  • 对于CGI技术来说，照片真实感模拟和风格化模拟，本是同根生，花开各不同，仅此而已。

David OReilly发布的其中一张图片（摄影师 Sage Sohier 的作品）

David OReilly发布的其中一张图片

🔬 迪士尼动画工作室的费利克斯·克洛塞（Felix Klose）等发表论文《基于采样的场景空间视频处理》。

• 提出一种基于采样的场景空间视频处理框架。
• 通过利用视频中场景点的多帧可见性冗余信息，在无需精确3D场景表示的前提下，实现了对深度估计误差与相机位姿偏差的鲁棒处理，支持去噪、超分辨率等应用，并在GPU上高效运行。

• 🥇第一种从视频中抹去运动物体的技术。

• Felix Klose, Oliver Wang, Jean-Charles Bazin, Marcus Magnor, and Alexander Sorkine-Hornung. 2015. Sampling based scene-space video processing. ACM Trans. Graph. 34, 4, Article 67 (August 2015), 11 pages. https://doi.org/10.1145/2766920

🪄 动画技术的艺术跨界

🎞 动画长片《西游记之大圣归来》（2015）

导演：田晓鹏；制作公司：十月文化，高路动画，横店影视；发行：横店影视、微影时代、天空之城影业等联合发行；首映时间：2015 -0 7 – 10。

• 中国电影票房黑马，极大地激励了中国3D数字动画长片乃至整体动画行业的发展。

• 制作历时8年，在有限的技术条件下找到了中式古典美学和现代3D动画技术的平衡。
• 如果你关注该片的相关采访，“技术问题”“保质不保时”“死磕”“拮据”是最常出现的关键词。

• 没有使用运动捕捉技术，而是通过真人演员表演参考，由动画师手工K帧制作。

  •  手工K帧确实更合适为非人类角色动作表演加入艺术表达，但这不仅是一个艺术的选择，也是因为预算不足🤹。

• 山间追逐戏的制作挑战：

  • 长镜头设计：采用 1 分 40 秒的连贯长镜头，结合大面积且高速的场景切换（如从悬崖坠落至山洞）和角色走位，营造出强烈的临场感。
  • 技术挑战：该镜头涉及 12 个场景模型的无缝衔接和 8 个角色的实时互动。
  • 因制作难度极高导致多位动画师离职 👻，但最终成为国产动画技术突破的标志性片段🎗️。

• 制作团队采用了“分级镜头”制作体系：

  • A 级镜头：集中在剧情高潮，精品制作，单个镜头迭代次数可达 30 次以上。
  • B 级镜头：常规特效镜头，采用标准化流程制作。
  • C 级镜头：以静态场景为主，通过复用模型和简化渲染节省成本。

• 立体效果优化：

  • 景深控制：针对 3D 观影舒适度问题，团队将立体参数从行业常规的 15% 压缩至 8%，减少眼球对焦疲劳。
  • 色彩校正：对暗场场景采用局部亮度提升算法，避免因 3D 眼镜透光率降低导致的画面过暗（如混沌巢穴的光影层次）
  • 其 3D 调校方案被《动画世界网络》（Animation World Network）列为 2015 年全球动画技术创新案例之一。
• 获 🏆 2016 年亚洲动画大奖 “最佳技术创新奖”；🎗️安妮奖 “最佳动画效果奖”提名（提名作品为白龙在云海中飞行的镜头），成为首部获此殊荣的中国动画电影。
• 🍉 有趣的是，在行业事实上紧缺技术人才，尤其是高端动画技术人才的同时，却依然有不少声音声称中国动画不缺技术，缺“创意” 🤹。
• 获益于“大圣”的激励，我们看到了更多投身于数字动画技术研发的中国团队和个人，尽管这是一条漫长的征途。

↑ 《大圣归来》PV截图 © 2015 十月文化

🎞 定格动画长片《失常》（Anomalisa，2015）

导演：查理·考夫曼（Charlie Kaufman），杜克·约翰逊（Duke Johnson）

• 使用超逼真定格动画偶拍摄，

• 依然通过3D打印技术让木偶的表情造型可藉由3D数字技术预视，
• 至于为什么不直接使用3D数字动画技术模拟定格动画，这还是一个艺术的问题 🤹。

↑ 《失常》动画剧照 © 2015 Paramount Pictures, Starburns Industries

🎞 动画长片《比拉传奇》（Bilal: A New Breed of Hero，2015）

导演：克赫勒姆·阿拉维（Khurram H· Alavi），艾曼·贾马尔（Ayman Jamal）

• 🥇首部在阿拉伯联合酋长国制作的3D数字动画长片。

• 整体视觉介乎于照片真实感与卡通感之间，该片的模型、动作、视效、渲染质量等无一不显示着高成本制作的标签。
• 虽然一些众所周知的原因影响了它的票房，但动画在不同地区有着各自不同的发展道路。

↑ 《比拉传奇》动画剧照 © 2015 Barajoun Entertainment

🎞 动画长片《头脑特工队》（Inside Out，2015）

导演：彼特·道格特（Pete Docter），联合导演：罗纳尔多·德尔·卡门（Ronnie del Carmen）；制作公司：Pixar Animation Studios；发行：Walt Disney Studios Motion Pictures；片长：约95分钟；首映：2015-05-18（戛纳电影节首映）；公映：2015-06-19（美国）

• 《头脑特工队》的技术突破核心不在“更写实”，而在于把“情绪”这种抽象概念，转译为可被工业流程稳定生产的非写实角色与特效体系：情绪角色既像实体、又像能量体，既要能被灯光可信地照亮，又要在近景里保持颗粒闪烁的奇幻质感，从而避免落入恐怖谷。
• “几何光照 / Geometric Area Light”让角色本身成为光源：
  • 为让“乐乐（Joy）”呈现由内而外的发光能量体，皮克斯在RenderMan中采用并推进了“几何面积光”在长片中的重度使用，让角色几何体直接参与照明计算，使Joy能以可信方式照亮环境与同框角色。
  • 这不仅是视觉风格的关键，也把“非写实发光角色”从个别特效镜头提升为可贯穿全片的标准化灯光方案。
• 粒子皮肤的“起泡感”（effervescence）把材质语言变成叙事语言：
  • 情绪角色表皮由大量微粒构成，团队以“香槟气泡/能量火花”的设计意图为目标，建立可在海量镜头中复用的粒子与着色组合，让角色在运动与光照变化时持续“泛起”微小能量波动。
  • 这种处理把抽象情绪转译为可见的物理表征，也推动了“角色外观=多层合成系统”（体积、边缘辉光、贴体粒子等）的管线思维。
• 点状“头发”与边缘体积共同强化非实体感：
  • 情绪角色的头发并非传统发丝，而是“远看成束、近看闪烁”的点状结构；再叠加随光向变化的边缘体积色调，使角色从任何距离都能保持“能量凝聚成形”的一致读感。
  • 这类“规则可控、但不写实”的毛发与边缘处理，成为皮克斯之后处理抽象角色的重要参考路径。
• 两套摄影机语言区分“现实世界/头脑世界”：
  • 影片在虚拟摄影机上引入更接近真实摄影的镜头属性（焦距、光圈、畸变等），并用镜头缺陷与运动方式区分两个世界：现实段落更“像人拍的”，带一定镜头缺陷与更有机的运动；头脑世界更“可控、机械、平滑”，与其规则化的内部系统相呼应。
  • 技术选择因此直接服务叙事结构，而非单纯风格包装。

↑ 《头脑特工队》动画剧照 © 2015 Disney

🎮 实时动画技术的广泛应用

🎞 引擎动画短片《男孩和他的风筝》（A Boy and His Kite，2015）

制作公司：Epic Games

• Epic Games为演示其 虚幻引擎4（UE4）用于制作专业影视动画片的可能性而制作的短片。
• 包括大型复杂的自然场景、全动态的直接和间接照、高质量景深和运动模糊等功能，并向所有对引擎动画有兴趣的学习者提供免费授权。

A Boy and His Kite 动画剧照
© 2015 Epic Games

🎮🎞 VR、AR、MR等术语开始成为流行词，在电子游戏、视觉效果、艺术展、科普、教育、医疗等领域均有发展。

• 但它是否会成为一种主流的娱乐形式，还需要时间去考证。毕竟目前的VR设备依然过于笨重，基于智能手机的AR、MR游戏也显然需要在人身安全和游戏性之间取舍。
• 市场需要等待新型的、轻量的、不影响日常生活的新一代（也被称为第4代）数码设备。

🎮🎞 VR交互动画《亨利》（Henry，2015）

导演：拉米罗·达乌（Ramiro Lopez Dau）

• 首批虚拟现实交互动画之一。

• 使用 虚幻引擎 4 制作，包括一种有趣的“可发现物”交互功能，当观众看向特定地方，会激发一些小事件。
• 获🏆艾美奖。

🎮🎞“工业光魔实验室”（ILMxLAB）作为卢卡斯影业的沉浸式娱乐工作室首次亮相🎊​。

• 标志着顶级视觉特效制作公司也开启了基于虚拟现实（VR）、混合现实（MR）等技术进行交互式叙事的新旅程。

🎮 经典IP“古墓丽影”的手机游戏《劳拉冒险之旅》（Lara Croft Go，2015）

开发：Square Enix Montreal，平台：iOS、Microsoft Windows和PlayStation 4等。

• 直观地对比了两代低多边形3D游戏的视觉差异。
• 该系列的主角“罗拉”和“马里奥”一样，见证了几十年来视频游戏动画质量的迭代。

🔬 马克·萨加尔（Mark Sagar）介绍了先进的照片真实感实时数字人脸模拟系统“Auckland”，其效果已经十分接近真人实拍。

• 该模拟器已被开发用于创建真实、自主交互、高度表达的人类面孔，适用于从感知心理学研究到新型人机界面技术的应用。
• 这些面部模型可以代表全部的面部肌肉动作，并且可以被精确控制以允许创建新颖的静态和动态刺激，用于感知实验；还可以由认知架构在交互式集成系统中驱动，以创建合成肌肉激活。
• 或者它们可以由运动捕捉或动画控制或任何组合驱动，以实现高度的逼真度和实时全范围表情。

• Mark Sagar. 2015. Auckland face simulator. In ACM SIGGRAPH 2015 Computer Animation Festival (SIGGRAPH ’15). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 183. https://doi.org/10.1145/2745234.2790331

↑ Auckland Face Simulator © 2015 Mark Sagar

🔬 长野古希（Koki Nagano）发表论文《皮肤拉伸动力学与动态微几何模拟》，提出了一种基于物理的皮肤微几何动态模拟框架。

• 通过整合高精度皮肤表面扫描数据与力学驱动的形变算法，实现了面部表情中皮肤拉伸、褶皱与微观纹理变化的实时高保真渲染，
• 显著提升了虚拟角色皮肤的动态真实感，使数字人类在超特写镜头下依然高度逼真。
• 作者来自德贝韦克（Paul Debevec）团队。

• Koki Nagano. 2015. Skin stretch: simulating dynamic skin microgeometry. In ACM SIGGRAPH 2015 Computer Animation Festival (SIGGRAPH ’15). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 133. https://doi.org/10.1145/2745234.2745256

↑ 长野古希论文中提供的CG皮肤超特写渲染效果 © 2015 USC Institute for Creative Technologies