#3.1.7 光栅屏动画，那些在折光游戏背后的动态视觉技术探索

光栅屏动画，是一种利用光栅屏障，让隔行扫描的静态图像产生动画错觉的技术。

其起源可追溯至16世纪末，一种画在三角棱柱凹凸画板上的变形画（梯形画），当人们从不同角度观看时，会看到两幅图像来回变换。

不晚于19世纪，还出现了一种利用直立的薄片作为光栅挡片，把3幅画结合在一起的变体。

但由于难以控制速度和角度，这些早期的变形画不能实现流畅的动画效果。

19世纪后期，一些半色调印刷和彩色摄影工艺，以及1895年的“乔利彩色屏”，刺激了发明家们对条纹屏幕在展示立体图像和变形动画方面的探索。

需要说明的是，光栅屏技术并不是专门为光栅动画发明的，它对色彩摄影、印刷、立体/彩色/动态图像呈现等多方面视觉技术发展均有重要作用。

• Pénichon, S. (2013): Twentieth Century Colour Photographs. The Complete Guide to Processes, Identification & Preservation. London, Los Angeles: Thames & Hudson, 23.

1890年代

1896：

• 奥古斯特·贝蒂埃(Berthier A)发表了一篇文章，提及其利用栅栏屏障创造立体图像的方法，但当时没有引起关注。
  • Berthier A. 大幅面立体图像[J]. 宇宙, 1896, 34(590,591):205-210, 227-233.
• 西蒙斯（W. Symons）获得了一项利用条纹光栅屏创造图像运动错觉的英国专利。
  • Symons W. 按照”摩托图像”运动图像书所描述的方式产生运动错觉: 英国专利5759 [P]. 1896-3-14.

1898：

• 已知第一本使用条纹光栅屏技术的图书《摩托图形运动图像书》（The Motograph Moving Picture Book，1898）出版。
  • 随书附赠一块印有黑色条纹屏障的透明薄片，放在以影线方式绘制的图像上移动时，会因摩尔效果而产生一种图像在“运动”的错觉。
  • 艺术家通过控制影线方向，有选择地让画面中云雾、水、裙子等呈现出运动感，而墙壁、山体等则保留静止感。
  • 最初的黑白版为13张图，后来彩色版有23张图，插图署名为“F.J. Vernay, Yorick, &c.”。
  • Toulouse -Lautrec H设计, Vernay F J, Yorick等绘.The Motograph Moving Picture Book[M]. 伦敦: 布利斯, 桑兹公司, 1898.

• 约翰·雅各布森（John Jacobson）申请了一项用于观察隔行扫描立体图像的，具有波纹或凹槽表面的透镜状光栅屏的专利。
  • Jacobson J. 图片复制: US624042A[P]. 1898-4-11申, 1899-5-2获.

1900年代

1901：

• 弗雷德里克·艾夫斯（Frederic E. Ives）在富兰克林研究所展示了他的“视差立体图”，利用条纹光栅屏拍摄立体照片。

1904：

• 弗雷德里克·艾夫斯获得了和其“视差立体图”基于相同原理的“可变标志、图片等”美国专利。
  • 法国电影先驱莱昂·高蒙（Léon Gaumont）发现了艾夫斯的作品并带回法国展出，后又鼓励数学家尤金·埃斯塔纳夫（Eugène Estanave）研究视差立体图。
  • Ives F. 可变标志、图片等: US771824A [P]. 1903-10-27申，1904-10-11获.

1906：

• 尤金·埃斯塔纳夫为其发明的用于观察立体图像的线条薄片申请专利，其中包括“变化的”照片，可看到一位女士睁、闭眼的动画。
  • Estanave E. 使用光栅的立体摄影和立体观察装置: FR371487A[P]. 1906-1-24申, 1907-03-08获.
  • 后来，埃斯塔纳夫还发明了利用具有垂直和水平线条的光栅屏，组合4个图像的“光栅立体动画系统”。
  • 他似乎没有把自己的发明商业化，反而是其他人销售了一些类似的产品。

• 亚历山大·斯皮格尔（Alexander S. Spiegel）获得了一项利用条纹屏障的动画显示设备专利，并授权两家芝加哥公司以“魔法运动图像”为名生产销售。类似的产品后来在日本和法国也有发行。
  • Spiegel A. 显示设备: US829492A[P]. 1905-11-29申，1906-8-28获。

1906-1907年间：

• 海勒姆·迪克斯（Hiram C. J. Deeks）获得了两项基于透镜状光栅屏开发的特殊印刷技术美国专利。
  • Deeks H. 用于打印多张照片的材料: US834048A [P]. 1904-11-25申, 1906-10-23获.
  • Deeks H. 彩色图片及其制作方法: US856519A [P]. 1906-9-24申, 1907-6-11获.
  • 他用这些技术来制作变形和变色的动画明信片，很快便成为一种流行商品。

1908：

• 法国物理学家加布里埃尔·李普曼（Gabriel M. Lippmann）提出一种使用小凸透镜阵列制作光栅屏的方法，被称为“蝇眼屏”。

1920年代

1921：

• 法国的索辛·埃德（Saussine Ed）发行了一种结合长卷画和条纹屏障的动画玩具“欧宝影院”（Ombro-Cinéma）。
  • 图像带承载多个循环小动画，配有手摇转轴支架，有的版本还结合了发条装置，在播放音乐盒的同时传送转轴。

1930年代

1937：

• 莫里斯·博内（Maurice Bonnet）把条纹光栅屏摄影系统扩展到可记录33张图像，从而获得很好的深度感。
  • Bonnet M. 获得浮雕感照片的方法和装置: FR833891A [P]. 1937-7-2.
  • 成为第一位成功销售这类立体照片的发明家。
  • 博内在1934年发明了可以使用11个镜头的立体照摄影系统。
  • 但博内在几年后便转向了透镜状光栅屏。

1950年代

1952：

• 维克多·安德森（Victor G. Anderson）申请了一项基于透镜光栅屏的可变图像显示技术专利，其产品“Vari-Vue”于次年开始销售。
  • Anderson V. 可变图像显示装置领域中的组装方法: US2815310A[P]. 1957-12-03.

1960年代

• 其他公司也开始生产类似“Vari-Vue”的产品，各种各样的光栅动画小玩意很快便传遍世界各地，时至今日依然活跃于文创产品市场。

1990年代

• 美国发明家、电影制作人鲁弗斯·赛德（Rufus B. Seder）在透镜光栅屏的基础上，开发出名为“生命瓷砖”（LIFETILE）的光栅动画。
  • 它就像普通瓷砖一样，可以安装在室内或室外的墙体上，当人们走过的时候，瓷砖里的图像便会活动起来，展示一个无限循环的奇妙动画。

• 视觉艺术家萨科内（Gianni A. Sarcone）创作了一些有趣的光栅动画变体，包括使用蜂窝网和径向旋转栅栏屏障。

2000年代

2007：

• 鲁弗斯·赛德开始制作可以自动播放的动画书“扫描动画”（Scanimation），开合书页时自动牵引光栅屏移动，读者将直接看到6帧或以上的循环动画。

2010年代

• 随着数字动画技术的加入，光栅材料和印刷技术的日益精进，光栅动画已能支持数十帧序列图，流畅程度几乎媲美全动画效果。
• 在这个LED广告屏几乎无处不在的时代，光栅屏动画依然有其优势。