屏幕背后,那些为动画技术发展作出贡献的人和事,都值得被认真记录。
202025-03

#2.3.01 机械幻灯片、多镜头融合幻灯动画

幻灯从一开始便具有动画的意识。

基歇尔(Athanasius Kircher,1601-1680)在他的隐写镜系统中便建议从镜子表面投影活的昆虫和皮影木偶作为表演戏剧性的场景。

惠更斯(Christiaan Huygens,1629-1695)留下的幻灯片手稿,描绘了一个类似于死神的角色的运动,虚线为预期动作,他在挥动手臂、甚至把头骨从脖子取下又放回去。虽未有证据证明惠更斯实现了幻灯动画投影,但他似乎并不满意自己的幻灯发明,并在给父亲的信中把自己的作品称为“牵线木偶”,不由让人猜测惠更斯的幻灯是否直接使用了牵线木偶或类似皮影结构的可动偶。

  • Kircher A.  伟大的光影艺术[M]. 罗马: 萨姆特布·赫尔曼·切姆斯, 1646: 901, 912.
  • Huygens L, Huygens C. 第 1005 号. 克里斯蒂安·惠更斯[路易斯·惠更斯] 1662 年 4 月 19 日 [EB/OL]. [2022-9-1]. https://www.dbnl.org/tekst/huyg003oeuv04_01/huyg003oeuv04_01_0059.php#z1005

1668年,英国科学家罗伯特·胡克(Hooke R.)在关于幻灯的描述中提及了动画:“不太精通光学的观众,应该能看到各种出现和消失,以及可能以此方式表现出来的运动、变化和动作,会很容易相信它们是超自然和神奇的。”

  • Hooke R. 一种使任何事物的图片出现在墙上的发明, 在明亮的房间里[M//]伦敦皇家学会哲学汇刊, 1665-1800 第1卷. 伦敦: C和 R鲍德温, 1809: 269-270.

1675年,德国博学者戈特弗雷德·莱布尼茨提出在世界展览的开场和闭幕中,使用幻灯展示那些可以被分解的,人类无法做出的,非常不寻常和怪诞的动作,但没有关于这一设想是否实现的证据。

  • Rossel D. 莱布尼茨和灯笼[J]. 新魔灯杂志. 2002, 9(2): 25-26.

1689年,相传德国雕刻家和出版商约翰·韦格尔描述了一种机械幻灯片,让可移动玻璃构件在一个固定的玻璃幻灯片上滑动,通过丝线等控制,固定片通常是背景,可滑动的是人物或动物,通过绳子牵引移动,投影出一种简单的“平移”动画。

1709年,德国玻璃商泰姆制作和出售了一些包含可动构件的机械幻灯片,如旋转的轮子,可快速拉开的遮罩等,驱动机制十分简单。虽都没有留下图样,但从现存来自19世纪的机械幻灯片中可找到类似例子。

  • Uffenbach Z. 穿越下萨克森、荷兰和英格兰的奇怪旅程第1卷. 法兰克福和莱比锡: 高姆斯, 1753: 62–63.

约1730年代中,荷兰科学家彼得·穆森布罗克也创作了一种类似滑动幻灯片的双层幻灯片,他在1736年将自己的动画幻灯片向另一位著名科学家阿贝·诺莱特展示,后者在巴黎的科学沙龙中多次向其他科学家推广幻灯动画,还在著作中介绍到穆森布罗克的幻灯片,形容动画效果的表现取决于绘画和设计。穆森布罗克在其《物理原理》(1739)中介绍了滑动、遮罩、旋转和杠杆等几种不同的机械幻灯片,并提供了一些插图。

  • Musschenbroek P. 物理原理.第2卷[M]. 莱顿: 塞缪尔·卢奇曼斯, 1739: 插页21.

1760年代中,随着贺拉斯·华尔浦尔的哥特小说《奥特兰多城堡》(1764)的推广,哥特文学开始在欧洲流行,进一步促进了幻灯被用作“吓唬”观众的功能,而会动的鬼魂显然比静止图像有更好效果,幻灯动画技术因此被更多地开发。

1770年,法国发明家埃德姆-吉勒斯·盖约特介绍了用两张幻灯片描绘海上风暴的方法,一张是从大风到平静的海面,另一张有不同角度的船只,投影师通过直接晃动幻灯片来营造动画错觉;还介绍了利用烟雾来制造幽灵在空中盘旋的错觉,这对后来罗伯逊创造的“幻影秀”起到帮助。1789版的《大英百科全书》中也有相关介绍和插图,但没有提到盖约特。

  • Rossel D. 1800年前的神灯和活动图像[J]. 巴洛克报告, 2005, 40-41(8): 686-693.
  • Colin M, George G, Andrew B.大英百科全书第6卷[M]. 爱丁堡: A 贝尔和C麦克法夸尔, 1797: 38-39.
  • Colin M, George G, Andrew B.大英百科全书第19卷[M]. 爱丁堡: A 贝尔和C麦克法夸尔, 1797: 323.

1780年代,亚当·沃克发明了一种复杂的,机械运动与背投结合的幻灯投影系统“太阳系仪”(Eidouranion),用于显示行星围绕太阳旋转等天文图像运动。

溶解视图多镜头投影

19世纪初,魔术师保罗·菲利多可能是最早发明“溶解视图”幻灯动画的人,但可查记录很少,而另一位可能的发明者是据说曾为菲利多工作的亨利·查尔德,他被认为在1807年发明了溶解视图幻灯动画,并在1818年改进和完成了这项技术。查尔德在1827年举办了一系列展览,带动了溶解视图的流行。而术语“溶解视图”最早出现在1837年伦敦阿德尔菲剧院查尔德演出的海报上。溶解视图幻灯片需要两个或以上的幻灯机合作,投影在同一位置上,在幻灯片1逐渐淡出的同时幻灯片2逐渐淡入。该技术可以投影出从白天逐渐变成夜晚的动画效果。

效果幻灯片

利用两台或以上幻灯机投影的还有效果幻灯片,在前场景幻灯片上绘制遮罩,通过多台(或多头)幻灯机把局部绘制的效果替换片“合成”到主画面中,以在投影画面中实现局部变化动画效果,不仅节省制作成本,也更善于表现奇幻情景。基于遮罩的多图层(多平米)合成技术,在传统电影动画和数字动画时代一直被使用。

旋转色板(Chromatrope)机械幻灯片

约1844年 ,英国玻璃画家亨利·查尔德制作了一种被称为“旋转色板”(Chromatrope)的机械幻灯片,通过两块逆向旋转的彩色玻璃,产生类似万花筒般令人炫目的抽象图形动画。早期的旋转幻灯片多数是“8”字形的单滑轮结构,由弦带动旋转,但这种结构比较脆弱,19世纪中叶被链条和齿环取代。玻璃幻灯片被框在一个有齿环的铜环里,旋转手柄通过棘轮带动两个齿环旋转,可实现更复杂的旋转效果。

19世纪中,虽然幻灯表演在欧洲越来越流行,但基于序列帧的光学动画玩具也开始加入市场,幻灯艺人们迫不及待地开发更先进的机械幻灯片来表演更多的动画,以免被挤出时代。而使用机械镜头挡片、拥有双头甚至三头的幻灯机陆续出现,提供了更强的光源和更平滑的过渡,它们极大方便了幻灯动画的投影。

天体运动镜(Astrometroscope)机械幻灯片

1858年或更早,匈牙利工程师皮尔彻发明和制作了一种利用视觉暂留现象的大型幻灯投影设备“天体运动镜”(Astrometroscope),通过操作两块有夹缝(或穿孔)的金属板,循对角线、圆周、垂直或水平方向运动,以模拟流星或各种随意变化的线条动画效果。

摆线轮(Cycloidotrope)机械幻灯片

约1865年,伦敦幻灯制造商马歇尔生产了被称为“摆线轮”(Cycloidotrope)的机械幻灯片,结合万花尺原理,观众通过设置触针位置和旋转驱动摇柄,可直接在幻灯片上绘画各种几何图形,并由幻灯实时投影整个绘制过程。欧洲多个幻灯片制造商都出品了类似产品,其最早发明者无考。

迷幻轮(Eidotrope)

1866年,惠斯通发明了基于莫尔效应的“迷幻轮”(Eidotrope)机械幻灯片,也可以理解为旋转色板的变体,动画效果由两块逆向旋转的镂空金属网片组成,投影出让人眼花缭乱的光点运动动画。

万花筒轮(Kaleidotrope)

约1870年,出现了一种名为“万花筒轮”(Kaleidotrope)的机械幻灯片,在有镂空孔的玻璃片夹层中放入彩色胶片或其他小碎片,当转盘旋被撞击或旋转时,会投影出不断变化的色彩运动图形动画。

胶卷幻灯

1890年代,法国和德国都生产了用于投影柔性长卷胶片的幻灯机,由手摇柄驱动转轴旋转移动画面,长卷画全景画等正式成为机械幻灯动画中的一员,不断融合。德国汉堡的克里斯光学研究所制作了一款标题为“月球上的一天”的天文模拟动画旋转幻灯片。

木偶幻灯片

1891年,英国的乔治·卢蒂克威廉·切芬斯分别获得了被称为“木偶幻灯片”(剪影幻灯片)专利,包含关节角色,由杠杆、细杆、凸轮或蜗轮驱动,直接控制角色进行较复杂动作表演。角色一般由金属片制作,关节结构类似于塞拉芬的机械皮影。

法国《科学画报》刊登了一款模拟意大利那不勒斯湾维苏威火山喷发的场景的机械幻灯片插图。

此外,各大博物馆和古玩网站上还展示了很多来自19世纪,具体发明者不详的机械动画幻灯片:
基于牛顿色轮原理表现光色合成效果的旋转幻灯片;
通过旋转摇柄驱动有很多小孔的黑色弹性材料幻灯片,
模拟落雪效果的特殊机械幻灯片,通常与冬季雪景幻灯片结合使用;
利用双层滑片表现火车和船在同一画面各自运动的滑片幻灯片;
利用绘有规则放射状曲线玻璃盘,让静态画面产生动感的旋转幻灯片等。

#2.2.2 从人工摄影到自动摄影

人类对光学的探索带来了暗箱,暗箱在机械、材料、数学和能源的协助下成为了幻灯机,虽然幻灯也已经带来了幻灯动画,但它还不足以体现动画的魅力。历史告诉我们,电影技术将把动画带进一个全新的时代,但在这之前,还有一段较长的路。

17-19世纪,电影动画在等待电影技术的诞生,而电影技术则需等待摄影技术的发明,而摄影,它正在寻找可以保存投影画面的技术。

事实上,暗箱应用于绘画辅助早于幻灯投影,自从小孔成像被发现后,便可能有人产生利用它来“摄影”的想法。但在可以保存投影的材料还未被发明之前,相机的“摄影”功能,暂时由人手代劳。

2001年,英国画家大卫·霍克尼和美国物理学家查尔斯·法尔科提出了所谓的“霍克尼-法尔科论题”,举证15世纪欧洲部分现实主义画家使用了一些早期的投影技术辅助构图和绘画。而文艺复兴早期兴起的一种基于视觉错的“立体画”,更被认为是使用暗箱绘画的典型例子。当然,除暗箱投影,还有一些早期的投影方式也被艺术家用于辅助绘画,德国画家阿尔布雷特·丢勒在其关于测量的著作中介绍了多种方法,包括已知最早的“光线追踪”,其后续发展成为计算机图形学的重要技术,创造出照片真实感的三维影像。

  • 参考文献:
  • 大卫·霍克尼. 隐秘的知识——重新发现西方绘画大师的失传技艺[M]. 万木春, 张俊, 兰游利等译. 杭州: 浙江人民美术出版社, 2012.
  • Dürer A. 用圆规和直尺观察直线、平面和全身的测量[M]. 纽伦堡: 赫罗尼姆斯·安德烈, 1525: 无页码.

镜头的加入让暗箱可以获取更鲜明的影像。约1533-1580年间,德国数学家弗里德里希·里斯纳提出了最早的便携式相机暗箱构想,据说用于辅助绘画,可惜他的研究被法国宗教战争打断。

1610年代,德国天文学家开普勒发明(或使用)了一种只能容纳一个人的帐篷式便携暗箱辅助绘画。天文学家克里斯托夫·沙伊纳创造了一台可用于观察和描绘太阳黑子图像的投影仪,并继续改进相关设备。

  • Wotton H. 沃顿遗物[M]. 伦敦: T·罗伊克罗夫特, 1672: 300-301.
  • Scheiner C. 奥尔西尼的玫瑰或太阳[M]. 布拉恰诺, 意大利: 安德烈亚斯·菲乌斯, 1626-1630: 150.

1614年,意大利医生、化学家安杰洛·萨拉对硝酸银和银盐的实验,证明了粉状硝酸银被太阳熏黑。光敏材料是摄影技术得以发明的重要基石,但这个重要的发现被当时“受人尊敬的”科学家认为“没有实际作用”,否则摄影的发明可能会提早两个世纪。

1621年,德雷尔已制作出可以反转图像的小型盒式暗箱,还评论了艺术和相机图像之间的关系。

1636年,德国数学家、发明家丹尼尔·施文特设计了被称为“万向球”的镜头,利用球关节原理,允许镜头向任意方向旋转,方便艺术家绘画全景。

  • 参考文献:施文特(Schwenter D.) 物理数学乐趣[M]. 纽伦堡: 赫雷米亚斯·杜姆勒, 1636: 255.

1657年,德国科学家加斯帕·肖特发表了已知最早关于盒式暗箱的清晰描述。

  • Schott G. 自然与艺术的普遍魔力[M]. 赫比波利(维尔茨堡): 亨利库斯·皮格林, 1657: 199-201.

1673年,撒克逊炼金术师克里斯蒂安·鲍德温通过混合粉笔和硝酸制造了一种发光物质“发斯佛”,成为制造各类硝酸盐的原料。

  • Keller V. 密封原子论: 克里斯蒂安·阿道夫·鲍德温 (1632–1682), 风之金和 1674 发光物质[J]. 安比克斯, 2014, 61(4): 366–384.

1676年,德国哲学家约翰·斯图姆描述了使用45度平面镜的绘画暗箱,并建议装置要足够大,可容纳艺术家的头和手。

  • Sturm J. 实验学院:是否好奇[M]. 纽伦堡: 恩德特, 1676:163.

1685年,扎恩提出现代相机的构想,足够小的、便携的、可在某种介质上实际捕捉图像。

  • Zahn J. 人工眼望远镜[M]. 赫比波利斯(维尔茨堡): 奎里纳斯海尔, 1685: 219-224.

1694年间,英国科学家罗伯特·胡克提交了一种被称为“露西达”的便携绘画暗箱,该设备长为圆锥体,长约5英尺,可变焦[5]

  • Hooke R. 罗伯特·胡克的遗作[M]. 伦敦:理查德沃勒, 1705: 127-128.

18世纪初,一种商用的全景暗箱在伦敦出售,以其“万向球”镜头命名。

1711年,荷兰数学家威廉·斯格拉维桑德展示了一种独立工作间式暗箱,包含桌椅、全景镜头和通风管。

  • Gravesande W. 透视实验[M]. 海牙 : 亚伯拉罕特洛伊的遗孀, 1711: 30.

约1717年,德国教授和博学家约翰·舒尔茨通过实验再次发现和证实了很多硝酸银混合物在受到光照射后会变黑。虽然他未能找到保存这些影像的方法,但为以后感光材料的发明奠下了重要基础。

1727年,法国工程师尼古拉斯·比昂设计了一款复印暗箱,用来摹画已有图像。

1733年,英国医生威廉·切塞尔登在其医学图书中展示了一种大型箱式暗箱,并使用其绘画了一些列医学图画。

  • Cheselden W. 骨摄影术,或骨骼解剖学[M]. 伦敦: 未署出版社, 1733: 标题页.

1740年,英国科学设备制造商本杰明·马丁其著作《新型简明光学系统》中详细介绍了当时暗箱的总体情况,并形容这是一种“自然绘画”。

  • Martin B. 新型简明光学系统[M]. 伦敦: 詹姆斯·郝吉斯, 1740: 158-173, 291.

18世纪中,便携绘画暗箱不断被发明和改进,不仅受到画家和绘图师的欢迎,也成为旅行者和户外活动人士的新奇用品。威尼斯科雷尔博物馆里展示了一个据说属于18世纪著名风景画家乔凡尼·康纳尔的盒式暗箱。相传暗箱在当时的“旅行画”中经常被使用,很多旅行者都喜欢购买那些看起来像照片一样的油画带回家纪念。

1750-1756年间,意大利画家乔瓦尼·科斯塔发表的一幅版画清晰描绘了人们在使用帐篷式便携暗箱绘画的场景。

约1760年代,德国博学家马丁·勒德米勒制作了一种特殊的显微镜暗箱,用于观察和绘画昆虫。

1764年,意大利艺术家弗朗西斯科·阿尔加罗蒂明确表示支持使用光学技术辅助绘画,认为画家应该像博物学家、天文学家一样,使用这些有助于认识和表现自然的仪器。

  • Algarotti F.  绘画随笔[M]. 利沃诺, 意大利: 马尔科·科尔特里尼, 1764: 59-64.

1769年,德国科学仪器制造商盖尔·布兰德展示了一款外形类似大炮的变焦暗箱,配有舒适桌椅。

1770年,法国发明家埃德姆-吉勒斯·盖约特也推出了一款隐蔽性较强的桌下式绘画辅助暗箱。

1777年,德国和瑞典化学家卡尔·舍勒研究了氯化银和阳光的关系,他再次证实了影响硝基的是光,而不是热,但未能说服所有人。

1778年,英国发明家威廉·斯托勒推出了一款名为“皇家精确描绘仪”的抽屉式便携暗箱,其外形已很接近后来的相机。

 1794年,苏格兰化学家伊丽莎白·富尔哈姆提出了“催化剂”的概念,并发现了光还原反应,她虽然没有尝试制作“照片”,但她在银化学方面的工作是摄影诞生和早期发展史上一个重要的里程碑。

约1796年,英国发明家托马斯·韦奇伍德开始用银盐做实验,在不同基底上制作出树叶和昆虫的图像。他是首位想到把光敏物质涂在其它材料上去捕捉暗箱投影来创作永久性照片的人。

化学研究的推进终于为自动摄影带来希望。

1800年,韦奇伍德成功捕捉到一幅图像,虽然未能找到防止感光纸完全变黑的方法,但这一突破对后续研究有重要影响。与此同时,发明了弧光灯的戴维也开始研究硝酸银,用太阳显微镜将图像投影到感光纸上进行摄影放大,在铜版纸和皮革上制作细节更丰富的图像,但同样未能找到固定方法。

1802年,韦奇伍德发表了一项名为“阳光打印”的技术,依然无法固定图像。

1806年,英国化学家和物理学家威廉·沃拉斯顿获得了名为“露西达相机”专利,可在明亮的房间里直接使用,允许画家同时看到真实场景和画布。开普勒在《折光》(Dioptrice,1611)中曾描述过类似的光学原理,但并没有证据他确实制作了该设备。

1816年,法国发明家约瑟夫·涅普斯制作了一个结构和现代相机十分接近的暗箱,并成功在涂有氯化银的纸上拍摄到图像,但照片是负片的,且无法长时间保存。他开始把目光转向可以被光漂白,而非变黑的化合物,尝试了很多材料依然未能找到固定照片图像的方法。

1819年,英国发明家约翰·赫歇尔发现硫代硫酸钠可以溶解卤化银盐,开发出摄影固定剂,最终在1839年成功“修复”照片并使其长久保存。

  • Herschel J. 关于次亚硫酸及其化合物[J]. 爱丁堡化学杂志. 1819, 1: 8-29.

约1822年,涅普斯把沥青涂在各种板材上实验,发明了“光刻摄影法”以复制版画,没使用暗箱,而是直接在阳光下曝光。他声称自己在1824年使用涂有沥青的石板在相机暗箱里获得了一张固定图像,后来也开始使用铜和锡作为基材,留下了现存世界上最早的两张照片——“牵马的男孩”(1825)和“窗外景色”(1826-1827)。

1831年,苏格兰数学家大卫·布鲁斯特在其《光学理论》中写到脱脂牛奶薄膜比磨砂玻璃板接收图像的效果更好。

  • Brewster D. 光学理论[M]. 费城: 凯莉、莉亚和布兰查德, 1831: 47-48.

1832年,法国艺术家路易·达盖尔和涅普斯发明了一种新的“物理自动摄影法”,将树木树脂和薰衣草油蒸馏残渣用作光敏剂,可使曝光时间减少到7-8小时。

1835年,达盖尔成功用更短的曝光时间获得了正片图像,1837年找到固定图像的方法,但还需要改善。

1838年,英国科学家查尔斯·惠斯通发明了立体镜,由于实际可行的摄影技术还没有诞生,其立体镜图像是通过绘画实现的。惠斯通开启了立体图像技术的大门,其后续发展将与动画技术越发密切。

1839年初,达盖尔宣布他完善了“达盖尔型摄影法”(也称银版摄影法),并建议法国政府将其买下,作为“送给全世界的礼物”。几乎同时,英国科学家、发明家威廉·塔尔博特向皇家学会展示了他在1835年拍摄的几张纸质照片,随后便公布其技术细节,但他的方法需要较长的曝光时间。同年6月,法国摄影先驱希波利特·巴亚德在巴黎主办了世界上第一个摄影展,展示了30张使用自己发明的一种直接在相机中产生正片纸质照片的技术,但他对摄影发明的贡献经常被遗忘。8月,法国科学院把达盖尔的“光刻摄影”“物理自动摄影”和“银版摄影”的过程一起公诸于世。银版摄影这一新鲜产业在欧美迅速蔓延,作为更容易付诸实践的摄影法,曝光时间缩短到十几分钟,照片的效果细腻逼真、色调柔美且不易褪色,但存在观看角度有限、复制困难、易损、成本高、可能会导致水银中毒等缺点。同年9月,约翰·赫歇尔用自己的方法拍摄了一张幸存至今的玻璃照片,展示了40英尺高的望远镜。赫歇尔也很可能是术语“摄影”“正片”和“负片”的创造者。

总而言之,很多发明家参与了摄影技术的开发,摄影机和照片确实在1830年代诞生了,与此同时,一场关于“光学欺骗”的研究即将带来基于序列图“似动”的动画。

#2.2.1 从魔法灯笼到投影设备(17-19世纪)

幻灯是动画和电影技术发展的重要里程碑,虽不是最早的动画投影设备,但它带来了最早的使用镜头投影的、可“换片”的动画

幻灯机是在暗箱和小孔成像的基础上发展出来的,它诞生于17世纪中叶,通常用于教育和娱乐目的,主要构件包括主体机身、光学透镜、光源、幻灯片等。幻灯的名字源于前文提及的“魔法灯笼”,两者在欧洲的主要语言中基本使用同一术语,且都是一种投影设备,加上17世纪中叶有多位发明家同时在进行相关研究,并发明了各自的“幻灯”,导致学界至今仍在辩论幻灯的真正发明者。但人类的科技文明演进本就复杂,每一个新的发明都有赖于众多前人积累的探索成果,正如科学家艾萨克·牛顿的墓志铭所写,“如果我能看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。”

对于动画技术来说,重要的是幻灯机出现了,且在17世纪便投影了“动画”,随着幻灯机的改进,最终迎来19世纪末世界上第一台公认的动画放映机。

虽然用幻灯投影动画这一概念,在幻灯发明之初便存在,但本节将仅关注幻灯机自身的发明和早期发展,而“幻灯动画”有关的内容将放在下一章中一并讨论。

有趣的是,几乎所有和幻灯之诞生有关系的人,或多或少都与荷兰物理学、天文学和数学家克里斯蒂安·惠更(Christiaan Huygens,1629-1695)斯有所交集。

惠更斯的幻灯朋友圈
© 《屏幕背后:那些被遗忘的动画技术发展史》马中文,2023
  • 1622年,惠更斯从德雷尔那里得到过一个盒式暗箱,并对此很感兴趣,也很可能从德雷尔那里学习了玻璃研磨技。
    • 德雷尔精于镜头研磨技术,与惠更斯的父亲康斯坦丁·惠更斯(Constantijn Huygens,1596-1687)相识。
  • 约1640年,奥格斯堡的乐器制作人约翰·威塞尔(Johann Wiesel)制作了一款灯笼,与后来的“格里恩德尔型”幻灯设计有很多相似之处,虽没有确凿证据证明那就是幻灯机,但其继承者在1674年提供了来自同一作坊、被认为是在威塞尔去世后按照原设计继续创作的各种幻灯。而惠更斯也研究过威塞尔的透镜制造技术和仪器样品。
    • Rossell D. 德国神灯的起源: 媒体史上技术使用和误用的一个例子[EB/OL]. (2004). [2022-8-5]. https://www.academia.edu/20378426
  • 1640-1644年,德国博学者基歇尔(Athanasius Kircher,1601-1680)被认为在1640-1644年之间展示过一种投影技术,使用蜡烛作为光源并投射到屏幕上。他在《伟大的光影艺术》中提及一种隐写镜,以阳光为光源、使用透镜的原始投影系统,并表示这种设备在尺寸、距离和清晰度方面均有局限性,希望有人能找到改善方法;还提及一种有多个图像围绕在滚筒上,能投影出不同图像的变形镜投影系统。
    • Kircher A.  伟大的光影艺术[M]. 罗马:切姆斯, 1646: 901, 912.
  • 约1655年,基歇尔的学生,“西方汉学之父”马蒂诺·马提尼(Martino Martini,1614-1661)从中国传教返回,随后开始在欧洲的巡回讲座,与安德烈·塔克奎一起使用所谓基歇尔的幻灯和玻璃幻灯片,来讲述其中国之旅,但也有说马提尼使用的可能是从中国进口的幻灯。惠更斯和塔克奎是朋友,因此有可能从塔克奎处接触到基歇尔的投影设备并加以改进。
  • 1659年,惠更斯在给他兄弟写的信中明确描述到一种设备,以及一些幻灯片手稿,上面用法语写着“通过带灯的凸透镜来表达”。
    • Huygens C. 全集. 第二十二卷. 信件补充.变化.传.销售目录[EB/OL]. 沃尔夫冈(Volgraff J)编. [2022-8-10]. https://www.dbnl.org/tekst/huyg003oeuv22_01/huyg003oeuv22_01_0093.php
  • 1660年代,幻灯开始作为产品销售
  • 瑞典数学家托马斯·沃尔根斯滕在巴黎、里昂、罗马和哥本哈根展示并销售幻灯,自1661年开始和惠更斯通信的伦敦光学仪器制造商理查德·里夫也有售卖幻灯。
  • 1664年,法国工程师皮埃尔·佩蒂特写信给惠更斯询问关于幻灯的制作规范,因为他正在试图制造一个幻灯,在光源后面有一面凹面镜,可让更多光线通过透镜,产生比他见过的任何一盏灯都要强的亮度,这封信也包含了一个现存最早的幻灯草图
    • Petit P. 全集. 第四卷. 通讯1662-1663[EB/OL]. 汉(Haan D B)编. [2022-8-10]. https://www.dbnl.org/tekst/huyg003oeuv04_01/huyg003oeuv04_01_0132.php
  • 1667年,基歇尔《中国图说》(China Illustrata)中提及一种光影戏箱”(Ludus Opticus),可能通过其传教网络传播,但未明确记录具体执行人名。
    • 《中国图说》于1667年在阿姆斯特丹首次出版,拉丁文全名为《中国宗教、世俗和各种自然、技术奇观及其有价值的实物材料汇编》,系统呈现17世纪欧洲对中国的认知。
  • 1670年代,幻灯在罗马已成日常物品。
  • 1671年,基歇尔《伟大的光影艺术》(1671版)中声称幻灯是他发明的,但该书中关于幻灯的插图并没有正确地描绘幻灯的构造,部分评论家认为基歇尔并没有真正发明或制作出幻灯,但也有人认为这可能是插图的问题,因为关于基歇尔使用幻灯吓唬所谓“叛教”民众的故事一直流传。
    • Kircher A. 伟大的光影艺术[M]. 阿姆斯特丹:韦斯伯格和韦耶斯特里特, 1671: 768-769.
  • 1674年,法国数学家克劳德·德查尔在其著作中描述到幻灯,他改进了幻灯的焦点,提供了一幅早期的幻灯插图,还提出从侧面引入连续图像的幻灯片并连续放映,以描绘故事的想法。
    • Dechales C. 数学课程 [M]. 卢格杜尼: 安尼松, 1674: 665-667.
  • 1676年,德国哲学家约翰·斯图姆在其著作中提供了一张横柱式幻灯的插图,以及关于双凸透镜的图像校正原理图。这种横柱式幻灯机据说是由德国纽伦堡的乐器制造者约翰·格里恩德尔发明的,因此也被称为“格里恩德尔型”幻灯
    • Sturm J. 实验学院: 是否好奇[M]. 纽伦堡: 恩德特, 1676: 161-168.
  • 1685年,德国发明家约翰·扎恩(Johann Zahn,1631-1707)发表了大量关于暗箱、透镜组合和幻灯的系统描述和插图,强调了将幻灯藏在观众视线之外的重要性,把幻灯的发明归功于基歇尔,其中一些幻灯包含了镜头盖,意味着幻灯可以在不熄灭光源的情况下保持屏幕黑暗,这是重要的进步。
    • 他发明了首台便携式“抽屉式暗箱相机”(木制机身,含反射式取景器),并首次提出镜头盖设计,为后世相机发展奠定基础,被誉为“现代单反相机先驱”,但因缺乏感光材料,其发明未直接促成摄影术诞生。
    • 他还描绘了一种可以投影类似于后来费纳奇镜的圆盘幻灯机,被认为是动画投影的早期尝试
    • Zahn J. 人工眼望远镜(Oculus Artificialis Teledioptricus)[M]. 赫比波利斯(维尔茨堡): 奎里纳斯海尔, 1685: 100-398.
  • 17世纪末,荷兰光学仪器制造商菲利普斯·冯·霍恩海姆(Philippus van Hooijdonck,1630–1704)在巴黎、里昂、罗马等地巡回展示幻灯装置,宣传其“魔灯”(Magic Lantern)。改进幻灯光源(如使用蜡烛与透镜组),并制作包含宗教、神话场景的幻灯片。
    • 《荷兰黄金时代科学技术史》

18世纪之前,幻灯片多数由发明家为实验制作,未有规模化生产,一些剪纸、油漆、实物,甚至是活体昆虫曾被用于制作幻灯片,很快也开始使用透明颜料在玻璃片或油纸上绘画,透明漆和玻璃盖都曾被用作保护。

幻灯机可以使用的光源,只有阳光、蜡烛和油灯。阳光极大地限制了幻灯的时间和场地;蜡烛亮度不够稳定,且在燃烧过程中会改变光源的高;油灯可解决高度问题,但同样不够稳定和不够明亮。

18-19世纪,人类的新发明不断为幻灯机带来更好的光源、镜头、幻灯片制作工艺。

发明家和商人们一方面关注更轻便、坚固、便于运输的家用幻灯机开发,一方面关注用于剧院投影的、高亮度、远距离、甚至有特别功能的专用幻灯机。

瑞士以钟表制造和精密机械闻名,玻璃工业多集中于日内瓦和纳沙泰尔地区,主要生产光学透镜、玻璃仪器和装饰玻璃器皿。

  • 1720年,荷兰科学家威廉·斯格拉维桑德(Gravesande W)描述了一种由4个火焰组成的油灯、搭配凹面镜和透镜的幻灯,其图像投影距离可长达十米。
    • Gravesande W. 经实验证实的物理和数学元素.牛顿哲学简介[M]. 卢格杜尼(莱顿): 彼得范德亚, 1720-21: 76-77.
  • 1756年,瑞士数学家、物理学家莱昂哈德·欧拉提出使用放大镜镜头进行幻灯投影,后在19世纪初的幻影秀中被改良成如今的反射幻灯机,可投影不透明物体。
  • 1758年,英国光学家、镜片师约翰·多伦德对暗箱进行改进,特别是在镜头结构方面,他制造了一种消色差镜头,可校正颜色,从而获得更清晰的图像。
  • 1765年,爱尔兰数学家帕特里克·达西(D'Arcy P)在自家花园做了一个关于视觉余像持续时间实验,用机器旋转燃烧的煤块,和一位视力好的观察者配合,测出视觉暂留时间约为0.13秒,达西计划进一步实验不同变量,但未见后续报告。
    • D'Arcy P. 关于视力持续时间[M//]巴黎科学院回忆录(1765). 巴黎: 皇家印刷公司, 1768: 439-451.
  • 1780-1785年,日内瓦物理学家和化学家艾米·阿尔冈(Aimé Argand,约1750-1803)发明了“阿尔冈灯”,设计出中空玻璃管灯芯,通过圆柱形结构增加氧气接触面积,使火焰更稳定,同时减少烟雾,其亮度是烛光的6-10倍。随着该技术的改进和商业推广,在一定程度上提高了幻灯的亮度和安全性。
  • 1790年,瑞士玻璃制造商皮埃尔·吉纳尔改进了玻璃研磨技术,更精细的光学镜片得以制作。

18世纪末,随着幻灯相关技术的进步,幻灯产业开始启动。

  • 1800年,英国化学家和发明家汉弗莱·戴维带来了迄今最明亮的幻灯光源“弧光灯”。他最开始使用电池创造了第一盏白炽灯,但亮度和持久度都不足以实际应用。1806年,他向伦敦皇家学会展示一种通过两根炭棒之间产生电弧的弧光灯,成为19世纪早期大型幻灯机的常用光源。由于碳棒会逐渐被消耗,需要不断调整以保持它们之间的正确距离,这项困难的工作后来由自动调节器完成。

随着幻灯产业开始蓬勃发展,成为流行的大众娱乐,幻灯片的设计和制作也开始被重视。

  • 1821年,英国伦敦科学仪器制造商菲利普·卡彭特发明了一种半机械化的幻灯片生产技术,将要绘制的轮廓先转印到玻璃上,让之后手工着色的工作变得更容易,从而使幻灯片可以被批量生产。已知第一套使用该技术的幻灯片是1823年发售的《动物学要素》
  • 1820年代,英国化学家戈德沃西·格尼在研究氧氢喷管时发现了“石灰光”效应,即石灰块在氢氧火焰中可发出仅次于弧光灯的亮光。1826年,苏格兰土木工程师托马斯·德拉蒙德在格尼的基础上建造了一套工作版本。石灰光灯为幻灯机提供了明亮的光源,也广泛用于舞台照明。
  • 1830年代,色彩平板印刷技术开始应用于幻灯片制作,提供更高质量的图像、大批量的生产和更亲民的价格,进一步推动了幻灯艺术的交流和普及。
  • 1836年,乙炔被发现,乙炔喷灯能提供很好的照明亮度,既简单又便宜,产生的火焰稳定且无烟。但它的危险性较高,易生污垢和臭气,因此并未能取代石灰光灯或弧光灯。

1840年代,基于视觉暂留似动效应光学动画玩具陆续面世,它们改变了幻灯机的发展方向,幻灯机踏上了转向电影机的征途,从各种各样的动画投影机,到现代胶卷电影投影机,很多科学家、发明家为此努力了半个世纪,相关内容后文另述。

#2.1.3 从秘密的魔法到公开的新技术

15世纪前叶:

  • 丰塔纳在其《战争器械之书》中也描绘到一种“魔法灯笼”,画面中一人手持灯笼,投影出一个小恶魔的形象,配文“夜间出现吓唬观众”,由于配图潦草,灯笼看起来只是简单地利用烛火做光源,投影原理可能类似于影灯走马灯

约15世纪后期:

  • 意大利画家、发明家达·芬奇(Leonardo da Vinci,1452-1519)的手稿涉及大量光学和机械内容,他探讨了一些关于眼睛是如何工作的观点,但似乎并未能明确地解释该问题;提及到视觉暂留现象,指出快速移动的人似乎会给自己的路径涂上色彩印记,闪电在乌云中移动时像一条发光的蛇,挥舞一个亮点会看到火焰余晖等;对暗箱进行了完整的描述,有270张关于暗箱的画稿,对不同的光圈形状和孔径进行成像测试。但这些内容在1797年被物理学家乔瓦尼·文丘里(Giovanni Battista Venturi,1746-1822)破译并发表之前鲜为人知。
  • 达·芬奇特殊的“镜像字”书写习惯以及部分画作,后来也被认为也可能和光学研究有关。

平面玻璃板制作技术得以完善,实用的玻璃镜开始出现玻璃镀锡技术开始用于镜子生产,均匀、高反光率的玻璃镀锡在威尼斯盛产,价格极度昂贵。后有法国工厂盗取了该技术,实现了镜子的大规模生产,虽不光彩,但确实推动了镜子的普及。欧洲几个兴盛的玻璃制造产业圈,为高质量光学镜的研发提供了基础。

1521:

  • 相传意大利画家、建筑家塞萨尔·切萨里亚诺发表了关于暗箱投影的描述,记录了一位僧侣的实验,对暗箱的形状和尺寸都给出了清晰的描述。

约1540:

  • 德国数学、天文学家伊拉斯谟·赖因霍尔德发表了如何使用暗箱观看日食或街景。

1545:

  • 荷兰数学家杰玛·弗里修斯在其《射电天文学与几何学》中发表了使用暗箱观测日食的插图,成为第一幅公开发表的暗箱图像

1550:

  • 意大利博学家吉罗拉莫·卡尔达诺发表了已知最早的有双凸透镜的暗箱,并详细描述了透镜如何提高投影图像的清晰度和亮度。
    • 参考文献:Vaquero J M, Vázquez M. 历史中的太阳记录[M]. 柏林:斯普林格科学与商业媒体, 2009:104.

1558:

  • 意大利博学者波尔塔(Giambattista della Porta,1535-1615)《自然魔法》(Magia Naturalis),系统总结了暗箱原理,为后来摄影技术的发明奠定基础,详细描述了多种凹透镜和凸透镜的功能和原理,平面镜和透镜的组合使用(翻转图像),以数学方式解释它们的折射特性,还包含多种投影方法的具体操作说明。此书后被多次翻译出版,在欧洲地区广为流传,帮助人们更加了解透镜和镜子的作用,很大程度上推动了暗箱的进一步发展。

约1560年代:

  • 意大利金匠、雕塑家和画家本韦努托·切利尼在其自传中声称曾在罗马竞技场举办过一次召唤怪物的表演,但没有解析所用技术。

1573:

  • 意大利数学家埃格纳蒂奥·丹蒂(Danti E)在其对欧几里得光学论文的译著中提及使用凹面镜来翻转倒立的投影
    • 参考文献:Danti E .欧几里德的观点[M]. 佛罗伦萨: 君蒂斯印刷厂, 1573: 82-83.

1585年:

  • 意大利数学家詹巴蒂斯塔·贝内戴蒂再次提及使用平面镜和透镜来校正图像。
    • 参考文献:Gorman M. 艺术、光学和历史:对霍克尼命题的新解读[J].莱昂纳多, 2003, 36(4):295-301.

17世纪初:

  • 德国天文学家约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler,1571-1630)发表了多篇关于镜反射针孔相机原理等研究报告,是术语“暗箱”的创造者。他把眼睛比作相机暗箱,对晶状体和视网膜的作用提供了较为令人信服的解释,进行了利用透镜增强投影图像的实验,还提到放大投影、双凸透镜使用和反转图像的优势。而他更为人所知的成就是发明了开普勒望远镜(凹透镜物镜+凸透镜目镜),发现超新星。
    • 参考文献:
      Dupré S. 在“暗箱”里:开普勒的实验和光学成像理论[J]. 早期科学和医学, 2008, 13(3): 219-244
      Ilardi V. 从眼镜到望远镜的文艺复兴视野[M]. 费城: 美国哲学学会, 2007: 220.
  • 荷兰工程师、发明家科内利斯·德雷尔被认为在17世纪初发明了自动精密透镜研磨机

1621:

  • 荷兰天文、物理学家威理博·斯涅尔(Willebrord Snellius,1580-1626)通过实验发现了光线从一种透明介质到另一种透明介质时,入射角和折射角之间折射数学定律,即n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂,称为“斯涅尔定律”。有趣的是,斯涅尔也没有直接发表该成果,直到1703年才由克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,1629-1695)正式发表并命名。而惠更斯正是幻灯时代的揭幕者。(见后文)

1637年:

  • 法国数学家勒内·笛卡儿(René Descartes,1596-1650)在斯涅尔坐标几何学的基础上,用正弦函数对该定律进行推证,还独立地发现了“反射定律”。他把眼睛比作相机暗箱,把视网膜描述为摄像机的屏幕。笛卡儿也是“我思故我在”(Cogito, ergo sum)的提出者,开创近代哲学认识论转向,影响深远。

约1630-1640年代:

  • 意大利数学家卡瓦列里也推进了关于透镜表面曲率、半径与焦距的计算。

17世纪中叶,人类对科学技术的探究与积累终于带来“幻灯”,不仅催生了幻灯动画,也是摄影和电影的重要一步。

#2.1.2 现代光学启蒙

11世纪初,被誉为“现代光学之父”的阿拉伯科学家伊本·海什木(965-1040)指出光是由太阳等发光物体发出,物体因反射了光线,再进入眼睛从而被看到,即视觉入射理论;对球面镜和柱面镜的正投影规律展开研究,提出了经典的“海什木问题(球面镜正投影问题)”,引起众多学者在此基础上对各类弧面镜继续展开研究;对小孔成像暗箱进行深入研究,认同更小的洞可提供更清晰的图像;还研究了透镜和大气折射产生的放大倍数,这些研究巩固了暗箱理论的基础;对视觉暂留现象的研究提及很难在旋转的衣服上辨别出不同的颜色,推断视力需要一些时间才能辨别一种颜色。海什木在软禁期间完成七卷本光学著作《光学全书》(1011-1021),因处于欧洲“黑暗时期”而未能及时推广,直至13世纪,一位不知名学者把这本书翻译成拉丁文才开始在欧洲广泛流传。其光学理论和以实验验证猜想的科学精神,影响了随后几个世纪欧洲的科学研究。

一种被称为“读书石”的透镜在欧洲出现,据说最初是把玻璃球切开两半制成的。而在11-12世纪维京人坟墓中发现的一些晶石透镜,也和读书石相似。

11世纪后期,中国宋代科学家沈括(1031-1095)在其《梦溪笔谈》(1088)中再次详细解释了凹面镜成像小孔成像凹面镜焦点凸面镜平面镜照影差异等光学现象,也提及造镜技艺的失传

“若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影,中间为窗隙所束,亦皆倒垂,与阳燧一也。”——《梦溪笔谈》

这段文字形象地描述了小孔成像现象:当飞鸟或楼塔的光线被窗缝(小孔)遮挡时,形成的影子会与物体运动方向相反(如鸢东飞则影西移),且影像呈现倒立状态。沈括通过这一现象,结合凹面镜(阳燧)成像的原理,进一步指出“光沿直线传播”是倒影形成的根本原因。虽未建立现代数学模型,但已蕴含光路直线性的科学直觉,为后世光学研究奠定了基础。

12-13世纪,英国哲学家罗伯特·格罗斯泰斯特(Robert Grosseteste,1175-1253),融合奥古斯丁神学与数学光学思想,提出光的本质理论;虽仍支持视觉出射理论,但也提出通过实验来验证推测;强调数学和几何在光学研究中的重要性,用镜子和镜头进行光学实验,寻找曲面透镜投影规律;提出当光学被很好地理解后,便能让放得很远的东西看起来很近,反之亦然,甚至可控制物体的视觉距离。

英国哲学家罗杰·培根(Roger Bacon,约1214-1293/1294)谈论到利用暗箱小孔成像来观察室外景色或日食,提出将几何学应用于光学、光直线传播、反射定律,使用透镜对物体进行放大,描述透镜成像原理,为望远镜发明奠定基础。培根曾致力于在大学课程中增加光学课程,但因批判经院哲学、主张实验科学被逐出大学讲坛。

13世纪下半叶,玻璃镜片研磨和抛光工业开始发展,最初集中在威尼斯和佛罗伦萨,后来荷兰和德国也出现了镜片制造中心。

波兰裔物理学家维帖洛(Witelo,约1230-1278)汇编了一部光学著作《透视》(10卷,约1270年完成),系统阐述几何光学生理光学(包括视觉心理学),提出光沿直线传播的早期观点,并探讨透镜成像原理。他仔细研究了折射,发现折射角与入射角不成正比,但没有意识到全内反射。

法国作家让·墨恩(Jean de Meung,约13世纪)在《玫瑰传奇》Roman de la Rose)第二部中引入大量议论与百科知识(天文、地理、伦理),成为中世纪“社会百科全书,其中提及“魔镜表演”, 还描述了一种投影的镜子,所投影像可以在水里或空中,且“十分有活力”。

约1290年,法国天文学家威廉(William)撰写了一份手稿,详细地向人们介绍如何制作暗箱来观察日食,这使暗箱的原理和小孔成像现象被更多人所认识

13世纪末,相传西班牙裔医生、炼金术师阿纳多斯·诺瓦(Arnaldus Nova)可能使用到带有图像翻转功能的暗箱,带来了一种特殊的“运动表演”,让演员在外边表演,观众在昏暗房间里观看暗箱投影在墙上的动态影像,甚至还考虑到配音。

最早的关于小孔成像的科学研究

13-14世纪,我国元代科学家赵友钦(约1271-1335)在《革象新书》中详细记载了一个严谨的、已具现代科学实验精神的小孔成像对比实验(“小罅光景”实验),实验包括改变孔的大小和形状,改变光源的强度,改变光源、小孔和“屏幕”之间的距离等,观察并记录这些变化对成像效果的不同影响。其《革象新书》被收入《永乐大典》并传世。

#2.1.1 古代文明积累

古希腊文明圈:

撇开无文字记录的透镜推测,已知最早关于透镜的确凿记载,是公元前424年古希腊喜剧作家阿里斯托芬(约前446—前385)的戏剧《云》中提到的“燃烧玻璃”。约公元前3世纪,希腊数学家阿基米德提出在战争中使用“燃烧玻璃”放大太阳热度,烧毁敌人船只。有趣的是,到18世纪末,发明家罗伯逊(Robertson,原名Etienne-Gaspard Robert)再次向法国政府提出“燃烧玻璃”计划,被拒后他专注于研究幻灯表演,成为幻灯动画剧院的开创者之一。

  • 参考文献:
  • Aristophanes. Hickie W J译. [EB/OL](2013-1-22).[2022-6-1]. https://www.gutenberg.org/files/2562/2562-h/2562-h.htm

古希腊哲学家恩培多克勒(约前495—约前435)和柏拉图(前427—前347)等都提出了基于所谓的“视觉出射理论”,认为眼睛发出光线从而视物,这种错误理论在接下来的十几个世纪中影响着欧洲光学基础。

古希腊文明一直被视为欧洲古文明代表,其哲学观点至今仍具影响力,但古希腊文明是建立在神学基础上的,当时很多学说出于思辨,而非实证,还夹带着神学传说,这在科学研究中很容易出错。

中华文明圈:

此时的中国恰逢思想和文化激烈辩论的百家争鸣时代(前770-前221),和古希腊最大的不同之处,是中国春秋战国诸子百家们的宗教和信仰体系并不统一,甚至出现无神论者。

如以墨子(前476—前390,或前480-前420)为代表的墨家,作为中国古代自然科学研究先驱,《墨经》(约前388年)明确指出了“目以火见”,即“视觉入射理论”,以及最早的“小孔成像”确凿记录,包括光的焦点直线传播,也有关于平面镜凹面镜镜反射现象的描述。

“景到(倒),在午有端与景长,说在端”
“景,光之人煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足敝下光,故成景于上,首敝上光,故成景于下。在远近有端,与于光,故景障内也”
——《墨经》

《庄子·天下篇》(约前300-前233)中也记载了在两个镜字之间反复反射现象

“鉴以鉴影,而鉴以有影,两鉴相鉴重影无穷。”
——《庄子·天下篇》

可惜的是,墨家主导的自然科学主义并不合适当时的封建集权,随着墨家退出历史舞台,科技发明在接下来很长的一段时间里被当作“奇技淫巧”“市井娱乐”……

古希腊哲学家亚里士多德(前384-前322)在《问题·十五》中记录了小孔成像的现象,指出洞越小,图像就越清晰,而不管小孔的形象为何,通过的光总是呈现圆形的;在讨论余像时,提到了“视觉暂留”的现象,但也提出了诸如人可视物是因为物体本身会发出光等错误的光学理论。

被誉为几何光学开创者的欧几里德(约前330—前275)著《光学》一书,虽然也赞同视觉出射理论,但指出我们所看到的图像,是由两只眼睛所看到的不同的图像“融合”而成的(双眼视觉),利用几何学讨论“透视”理论,指出光的直线传播并提及反射定律,对平面镜曲面镜展开研究。

古代镜子以青铜、铜、银或其他金属制作,后来,一种被称为“高锡青铜”的合金被用于制作镜子,其反光和颜色还原度比以前的镜子更好,为光学研究提供了更好的条件。这种合金的确凿起源虽难以考究,但可能与中国的青铜镜“粉以玄锡”的处理技术有关,能提供更明亮和清晰的反射,博物馆收藏的汉唐古镜多有检测到含高锡的薄膜表层,西方文献资料中关于高锡青铜的信息大多描述为1世纪左右在中国出现。高锡青铜后来成为精密光学仪器的重要反射镜原料,直到镀金玻璃等更现代的材料出现。

“明镜之始下型,朦然未见形容,及其粉以玄锡,摩以白旃,鬓眉微毫可得而察。”
——《淮南子·修务训》(西汉刘安王,前2世纪)

公元前1世纪,透镜可能已经被罗马人用作纠正近视的眼镜。

随着吹制玻璃技术的发明,玻璃镜子开始在黎巴嫩发展,但早期玻璃镜制作方法会造成明显的图像扭曲,实用性不高。

希腊数学家海伦(生卒不详,活跃于约62年前后)在其著作《反射光》中描述了凹面镜凸面镜平面镜,是已知最早关于希腊镜子的文字记录。他用几何方法研究了平面镜反射,证明入射和反射角度相等。

约160年,希腊数学家克罗狄斯·托勒密(约90-168)的《光学》一书,研究了光线在不同介质中的折射角度,但他可能调整了测量结果以符合其折射角与入射角成正比的错误假设。

托勒密也解释了双眼视觉的现象,将错觉的成因分为光学因素或判断性因素,探讨过视觉暂留现象,描述一个有不同颜色的陶工轮子,在快速旋转的时候颜色会混合成一种,轮子上的圆点看起来像圆圈等。其研究在17世纪以前欧洲和阿拉伯地区很有影响力。

  • 参考文献:
  • Lloyd  G E R. 亚里士多德之后的希腊科学[M]. 纽约: 诺顿, 1973: 131–135.
  • Ross H,  Plug C. 尺寸恒定和尺寸错觉的历史 [M]// Walsh V , Kulikowski J 编. 知觉恒常性:为什么事物看起来像它们那样. 剑桥:剑桥大学出版社, 1998: 499–528.

随着罗马帝国的没落,欧洲进入所谓的“黑暗时代”,自然科学研究备受打压。

中国进入“隋唐盛世”,经济繁荣和思想开放为自然科学提供了物质保障,但各种技术门类被排除在科举制度之外,技术研究依靠被视为劳动者的工匠们承担。隋唐时代关于光学的研究更多集中在各种装饰性灯具的发明与制造上。始兴于隋唐的“灯会”,灯轮、灯树、灯楼、灯笼、灯台、影灯、水灯、孔明灯等,成为世人对大唐盛世的经典印象,也可能是最早的光影艺术节。虽然工匠大师们作出了大量贡献,但他们的传承习惯也容易导致重要技艺“失传”,以至于我们如今只能从文人墨客的华丽诗句中猜想其科学原理和机械结构。

弃官隐居的诗人张志和(732—774)在其《玄真子》中亦提及视觉暂留现象,指带有余火快速轮转之时,看上去就像一个连续的环,也谈到光与影的关系、凹镜成像等光学内容。

阿拉伯哲学家肯迪(Al-Kindi,约796年—873)开发了一种理论,认为“世界上的一切,都会向各个方向发出射线,充满整个世界”。他认为亚里士多德的光学观点并不完善,而欧几里得基于几何模型的光学理论(即几何光学)更占优势。肯迪的论文后来被翻译成拉丁文,成为影响欧洲现代光学启蒙的重要阿拉伯文本之一。

参考文献:
Lindberg D. 从肯迪到开普勒的视觉理论[M]. 芝加哥: 芝加哥大学,1976: 19.

伊斯兰黄金时代活跃在巴格达的数学、物理学家伊本·萨尔(Ibn Sahl,约940年—1000年)研究了曲面镜透镜是如何弯曲聚焦光线的,提出了一个在数学上等同于“斯涅耳定律”的折射定律(入射角正弦与折射角正弦成固定比例),用于计算当光线聚焦在某一点上时,透镜或曲面镜需要的形状,为透镜制造奠定基础。但此成果当时并未被广泛传播,直到17世纪由威理博·斯涅尔(1580-1626)再次发现。

参考文献:
Rashed R. 人造塑料的先驱: 伊本萨尔的燃烧镜和透镜[J]. 艾西斯(Isis), 1990, 81(3): 464–91.

192025-03

#1.3.4 可动书里的直接动画

可动书的历史可追溯至13世纪,它们不仅是可动的画,也是一种早期的交互式动画。

13世纪

翻盖、多层、转盘书(Volvelle, wheel chart

约1240-1259,英国僧侣马修·帕里斯(Matthew Paris,约1200-1259)制作了他的《马略编年史》(Chronica Majora),从现存于剑桥大学科珀斯克里斯蒂学院图书馆的版本看,该书有翻盖、折页等可动结构,也有多层重同心圆结构,但不确定它是否可以转动。

马略卡王国数学家、哲学家雷蒙·卢尔(Ramon Llull,约1232-1316)也被认为在14世纪早期制作过转盘可动书的早期案例,但未发现实物证据。

1540年,欧洲天文学家、数学家彼得鲁斯·阿皮亚努斯(Petrus Apianus,1495-1552)出版了带转盘结构的《凯撒天文学》(Astronomicum Caesareum),成为转盘可动书的早期例子。

1564年,彼得·阿皮安(Apian, Peter, 1495-1552)的《皮氏宇宙图》(Cosmographia Petri Apiani)的占星书籍出版,使用了多个转盘结构。

在18世纪之前,可动书多数应用在自然、医学等学术主题,通过翻盖、分层和转盘等可动结构,以展示复杂的内部组织或事物关系,以提高认知效率。

  • 参考资料:
  • Gill Partington. The earliest movable book?[OL]. https://www.gillpartington.net/post/manage-your-blog-from-your-live-site

18-19世纪

欧洲印刷技术的进步使图书有机会成为更常见的商品,可动书才迎来了更多元的发展。与此同时,儿童书籍市场也开始形成,刺激了以“玩具”为目的的可动书开发,各种有趣的纸上动画不断面世。

翻翻书,变形书 since 1765

翻翻书(flap-book,turn-up book),变形书(metamorphosis)相传由英国伦敦书商罗伯特·塞耶(Robert Sayer ,1725–1794)在1765年左右开发,可以理解为“翻盖”可动书的一种变体,最早的版本是黑白的,因价格适宜大受欢迎,立刻引来了很多模仿版本。一些表现角色变装、变形或相同场景不同时期变化的版本成为后来手翻书动画的雏形。

  • 参考资料
  • Sands, Benjamin. 《变形》Metamorphosis, oder, eine Verwandlung von Bildern mit poetischen Erklärungen zur Unterhaltung der Jungend [M]. ca. 1793
  • Sands, Benjamin. 《变形》Metamorphosis, or, A transformation of pictures[M]. 1802
  • Sands, Benjamin; Poupard, James; Samuel Wood & Sons. 《变形》Metamorphosis, or, A transformation of pictures with poetical explanations for the amusement of young persons[M]. 纽约 : Samuel Wood and Sons. 1816.
  • 《怪诞喜剧的历史》Flügel, Karl Friedrich.  Flögels Geschichte des Grotesk-Komischen, bearbeitet, erweitert und bis auf die neueste Zeit fortgef�hrt. 莱比锡: H. Barsdorf, 1888

可动纸偶书

可动纸偶书”于1790年代开始在欧洲流行,最初是一些可换装的纸偶书,后来逐渐出现类似皮影,利用可动关节摆出各种动作,用于讲述故事的纸偶书,这类可动书在当时售价很高,售价约5-8先令,普通市民消费不起,通常用于讲述所谓的“道德”故事。

约19世纪中,可动纸偶书出现了有趣的摇摆纸偶变体,多数有可替换的摇摆素材,纸偶利用惯性“自动表演”。可动纸偶书还有很多变体,其结构和设计后来也成为定格动画和数字动画中一种常见的形式。

  • 参考资料:
  • 《小芬妮的历史》The History of Little Fanny: Exemplified in a Series of Figures. 伦敦: Printed for S. and J. Fuller, 1811.
  • 《弗兰克·费格威尔在<第十二夜>中逗朋友们开心的尝试》Frank Feignwell's Attempts to Amuse His Friends on Twelfth-Night: Exhibited in a Series of Characters. 伦敦: Printed for S. and J. Fuller, 1811.

隧道书(Tunnel Book),窥视书(paper peepshow),全景图书

隧道书显然继承自稀有秀(西洋镜)的“透视图(perspective views)”原理,增加了可折叠功能便于收藏。这类书籍通过折叠式结构把窥视盒中的多平面景片纸片化,读者通过封面的窥视孔(部分版本有透镜)呈现三维场景。复杂的隧道书包括可动的场景部件以及一些可移动的小角色,以增进动画表演功能。

史上首部隧道书及其创始者已无从考证,现存文献显示1820年代的英国伦敦已出现类似装置,当时被称为“窥视书(peepshow book)”,早期主要用于巡回表演或纪念活动。

德国恩格尔布雷希特兄弟(Martin Engelbrecht & Christian Engelbrecht)把西洋镜里的多平面景片转化成纸片,被认为是隧道书的原型。

1843年,伦敦泰晤士河隧道贯通后,为纪念这一工程而制作的偷窥书因展开后形似隧道,遂被正式命名为“隧道书”,并开始流行。这一命名不仅源于物理形态的相似,更与当时隧道作为工业革命象征的文化意义相关——泰晤士河隧道是首条成功建造的河底隧道,其建造过程历时20年,期间隧道本身即成为热门旅游景点,相关纪念品(包括隧道书)的流行反映了公众对技术奇迹的狂热。

  • 参考资料:
  • 杨清贵.立体书不可思议[M].2018
  • Victoria and Albert Museum. Paper peepshows [OL]. https://www.vam.ac.uk/articles/paper-peepshows
    • 《凡尔赛公园》(Promenade de Longchamp,1830s),大日本绘画复刻版
    • 《伦敦泰晤士河隧道》(约1851,德国)
    • 《巴黎之夜》(Paris La Nuit,约1860, 巴黎)

迷你影院玩具书

迷你影院玩具书”,也称“家庭哑剧玩具书籍”(Home Pantomime Toy Books)开始流行,一般包括一个立体舞台,配有各种用于模拟某些剧院表演的角色、场景和道具,所有东西可收纳在一个大纸盒里,因此也被称为盒式剧院。

  • 参考资料:
  • 《美女与野兽》(Beauty and the Beast,伦敦:Dean & Son,ca.1873)

拉标签可动书

拉标签可动书”("pull-out" books)涉及复杂的结构,需要根据每个画面设计内部结构,读者拉动指定的标签或拉环,可让画中角色表演一些动作。19世纪60年代,伦敦出版商迪安和儿子(Dean and Son)被认为发明了一种通过拉动拉环来移动或激活的机械装置。迪安称之为“活的图片(living pictures)”,《潘趣&朱迪》是这些带有标签的早期出版物之一,标签位于每页的底部。德国著名可动书设计大师洛萨·梅根多夫(Lothar Meggendorfer,1847-1925)是这一流派的早期代表人物。

  • 参考资料:
  • 《潘趣&朱迪》(Dean & Son's Moveable Book of the Royal Punch & Judy as Played before the Queen at Windsor Castle & the Crystal Palace). 伦敦: Dean & Son, (ca. 1861)
  • 《小红帽》(Le Chaperon rouge). Librairie enfantine illustre. 巴黎: A. Capendu, Editeur, (ca.1890)

弹起书

弹起书”(Pop-ups),也称立体书,大概出现在19世纪中期,是一种相对复杂的可动书,它需要用到立体几何学,根据具体场景设计纸模结构。

早期的弹起书需由读者手动操作,1775年,托马斯·马尔顿(Thomas Malton,1726–1801)的《透视论》(Treatise on Perspective)成为已知最早的商业制作的立体书,它包含了三维纸质机制。通过拉动线来激活弹出窗口,并形成用于帮助读者理解透视概念的几何形状。

翻页即可自动弹起的改进版据说是由德国出版商欧内斯特·尼斯特(Ernest Nister,1841–1906)在1890年代发明的。

  • 参考资料:
  • Fenn, George Manville. 《野生动物故事》(Wild Animal Stories: A Panorama Picture Book). 伦敦: E. Nister;纽约: Dutton, 1897
  • 《我们的窥视秀》(Our Peepshow)伦敦: E. Nister;纽约: E.P. Dutton,1898?
    • 虽然在伦敦和纽约出版,但印刷是在德国纽伦堡的工厂完成的。
  • C. Carey Cloud and Harold B. Lentz 插图.《穿靴子的猫》(Puss in Boots). 纽约:Blue Ribbon Press New York,1934

百叶窗可动书

19世纪末,尼斯特还出版过一种类似万花筒效果的换图可动书,从一张图像变换到另一张图像,类似于现代动画“擦除转场效果”的“可动书”。

  • 参考资料:
  • 《魔法窗口》(Magic Windowss: An Antique Revolving Picture Book,纽约:Philomel Books, 1980;原版:In Wonderland,伦敦: Nister, 1895?6?)
  • 《Bubenstreiche: Ein Verwandlungs-Bilderbuch》首次出版于1899年,图片来自埃斯林根(Esslingen): J.F. Schreiber的1997版。

可动明信片

可动明信片”是可动书的一种变体,一些早期案例来自19世纪机械幻灯片的广告。

立体模型可动书

  • 参考资料:
  • 《The City Park》(1981), 纽约: Viking, 首次出版名为《Im Stadtpark》(1886)慕尼黑。
    • 洛萨·梅根多夫将这本书建成了一个立体模型,使用了双手风琴式折叠装订和剪纸,他提供了如何以各种方式安排和展示场景的说明。

1938年,美国的朱利安·韦尔(Julian Wehr)申请了一种“动画书”专利,事实上也是拉标签可动书,但据称比早期的结构更加灵活,可以提供更多形式的运动。值得注意的是,韦尔在其动画书上明确署名为“动画:朱利安·韦尔”(Animated by Julian Wehr)

  • 参考资料:
  • Wehr, Julian.《小提琴手芬尼的激动人心的冒险》(The Exciting Adventures of Finnie the Fiddler). 纽约: Cupples & Leon, 1942.
    • 韦尔的第一本动画书,也是唯一一本由他创作、插图和设计的书。在某些页面上,激活一个控制杆会出现多达五种不同的动画。受到当时的经济环境影响,这本书在材料使用上与半个世纪前德国可动书相比有着一种“廉价”感,但也展示了高超的艺术性和机械性。
  • Baum, L. Frank. 《绿野仙踪》(The Wizard of Oz). 俄亥俄州阿克伦: The Saalfield Publishing Company, 1944. Animated by Julian Wehr.

可动书、尤其是可动纸偶的相关技术,在电影动画时代经常被使用,再后来,数字动画技术直接把可动书的技术和艺术都搬进了数字世界。

  • 参考资料:
  • Bowdoin College Library. Pop-Ups[OL]. https://library.bowdoin.edu/arch/exhibits/popup/prelude.shtml
  • University of North Texas Library. A Brief History of Early Movable Books [OL]. https://library.unt.edu/rarebooks/exhibits/popup2/introduction.htm#scope

#1.3.3 稀有秀,小盒子里的动画

稀有秀(Raree show),也称窥视秀(peep show),是一种通过一个小孔或放大镜观看图片或物体(或两者结合),通常由流动表演者提供的街头流行娱乐形式。

意大利著名建筑师和工程师菲利波·伯鲁涅列斯基在15世纪初开发了一种被称为“透视镜”的早期窥视秀,通过其观看平面图片会可产生立体错觉。

约1437年,意大利艺术家莱昂·阿尔贝提成为已知最早使用“透视盒”(peep box)的窥视秀表演者,据说人们可以在他的盒子里看到日夜变化。

获益于透镜技术的发展,多数透视盒使用了透镜增加场景的深度感。窥视秀表演者带着他们的设备在不同城镇之间巡回表演,因而也被称为“微型剧院”。复杂的透视盒可插入多张使用纸或玻璃等材料制作的场景卡片,角色包括纸偶或立体人偶,搭配灯光和简单的小烟火特效,随着表演者的讲述和操作,观众可通过“窥视孔”观看到一场奇妙的“动画”。

约1730年,德国艺术家马丁·恩格尔布雷希特开始为窥视秀制作多层的场景卡片,其《意大利剧院系列》被认为是第一个制作出正确透视的窥视秀场景

这种由“多平面”构成景深效果的伪三维技术,后来被引入到电影动画和数字动画制作中,至今仍经常被使用。

窥视秀随国际贸易流出,18世纪中开始在中国流行,多数由我国工匠自行制作,被称为“西洋镜”或“拉洋片”,但西洋镜也泛指各种从西方传入的,可用于观看各种动画的设备。

在20世纪之前,窥视秀是人们最喜欢的大众娱乐之一。20世纪之后,它有一部分走进了电影动画,有一部分变成了历史。

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#1.3.2 皮影、手影、人影戏

皮影戏
可能是人类最早在“屏幕”上看到的“会动的画”。

关于皮影戏的起源,是一个难以考证的问题,它在多个古老的文化中都有记录,但基本集中在亚洲。需要说明的是,皮影戏因符合可动关节、可被操控、可用于角色扮演表演等特征,也被归类为木偶的一种。

皮影戏还有影子戏、灯影戏、活灯影、阳窗纸影、沙窗影、驴皮影、牛皮影、皮猴戏、皮腔影、老皮影、皮囝囝、道情影、福影、蒲团影、老腔影、流口影等不同种类的称呼。

手影戏人影戏的原理相似,都是由真人直接操作,实时“投影”的动画,只是操作对象从人造可动偶变成自己的身体。前者利用双手和借助一些简单道具模拟各种事物,在任何有合适光源和较平坦投影区域的地方都可以表演,后者多指真人演员在灯幕后表演真人影戏,轮廓化后的影像为观众提供了更大的想象空间,也更便于使用一些“戏法”。

中国皮影戏:起源于汉代(前202年-220年)的传说

《汉书·外戚传》记载:“上(汉武帝,前156年—前87年)思念李夫人不已,方士齐人少翁言能致其神。乃夜张灯烛,设帷帐,陈酒肉,而令上居他帐,遥望见好女如李夫人之貌,还幄坐而步”。宋代高承的《事物纪原》直接指出“言影戏之源,出于汉武帝李夫人之亡”。

另有说法认为影戏起源于唐代(618年-907年)佛教活动,孙楷第指出佛教俗讲有配图像,初为平面,后改纸人、皮人,以线牵引,成为影戏。此外民间亦有许多关于影戏源于佛教的传说,学者康保成认为剪纸和皮影是源于巫术的一对兄弟,影戏在佛教的催化下,到中唐时期成熟为一种艺术,并举例《太平广记》《灯影》《两头纤纤》等唐宋文学作品作证。

“晓傍柳阴骑竹马,夜隈灯影弄先生。”——《太平广记》(李昉、扈蒙、李穆等,978年)

“洛阳昼夜无车马,漫挂红纱满树头。见说平时灯影里,玄宗潜伴太真游。”——《灯影》(元稹,779年-831年)

“两头纤纤八字眉,半白半黑灯影帷。膈膈膊膊晓禽飞,磊磊落落秋果垂。”——《两头纤纤》(王建,唐)

  • 参考文献:
  • 孙楷第. 傀儡戏考原[M].上海: 上杂出版社,1952:62-64.
  • 康保成. 中国皮影戏的渊源与地域文化研究[M]. 郑州:大象出版社,2011:2-3.

印度皮影戏:也相传可追溯至公元前3世纪,内容多数为宗教故事,但不同地区所使用的材料有所不同,半透明的皮质皮影是安得拉邦和泰米尔纳德邦的典型,而不透明皮影是喀拉拉邦和奥里萨邦的典型。

印度尼西亚“哇扬皮影,相传可追溯至1世纪,更可信记录来自8世纪,其皮影造型和使用材料都具有明显的当地特色。

  • 参考文献:
  • 邦纳福伊(Bonnefoy Y). 亚洲神话[M].  芝加哥:芝加哥大学出版社,1993:162.

南宋僧人释惠明(?-约954-960间)的《手影戏》:“三尺生绡作戏台,全凭十指逞诙谐。有时明月灯窗下,一笑还从掌握来。”

中国皮影戏在宋代出现明确记录,南宋《都城纪胜·瓦舍众艺伎》(耐得翁,1235)记载:“影戏,凡影戏乃京师人初以素纸雕镞,后用彩色装皮为之,其话本与讲史书者颇同。”魏力群、薛海平等学者指出,北宋都城是我国皮影戏最早的繁盛之地,也是后来各地皮影戏的发端之地。

  • 参考文献:
  • 魏力群. 中国民间皮影造型考略[J]. 河北师范大学学报(哲学社会科学版, 1998, (03):120-125.
  • 薛海萍. 浅谈皮影戏发展渊源与新途径传承[J]. 重庆科技学院学报(社会科学版), 2008, (11):169-170.

中国手影戏的明确记录也源于《都城纪胜·瓦舍众艺伎》,被归类为“杂手艺”中的一种。

宋末元初周密的《武林旧事》(约1290)提及“大影戏”被认为是真人影戏的最早记录,但也有学者认为描述的是大型皮影戏。

地处亚欧交界的土耳其,大概在14世纪也出现了皮影表演。

17世纪末,据说有几位意大利表演者在德国、法国和英国演出过皮影戏,但无实证。

1770年代,法国艺人弗朗索瓦·塞拉芬可能是最早将皮影戏带入法国的人,他在凡尔赛创建了一个皮影剧院,很快便大受欢迎并进入宫廷。虽然他把自己的表演称为“中国皮影”,但他没有使用中国皮影的长杆操控方式,而是引入机械装置来让皮影进行半自动表演,为隐藏机械结构,皮影改用不透明的材料制作,观众会从屏幕中看到类似于“剪影动画”的效果。塞拉芬的“机械皮影”技术,在后来出现的“机械剧院”“幻影秀”和“木偶幻灯片”中都有使用。

手影戏人影戏可能都是从中国传往世界的,具体时间难考,19世纪,手影戏和人影戏在欧洲成为一种流行娱乐,法国艺人费利西安·特雷维是当时手影戏表演的代表人物。

1842:日本浮世绘艺术家歌川広重(1797 – 12 October 1858)发表过一些关于人影戏和手影戏的作品,至少说明这类表演在19世纪已在日本流行。

1880年代:亨利·里维埃开始在巴黎著名的黑猫夜总会表演皮影戏,他搭建了一种三层式的皮影舞台,皮影由玻璃板支撑,使不同距离的皮影呈现从黑到灰的渐变,配合大小比例上的变化,创造了一种透视的错觉,后陆续开发出更复杂的颜色、声音和运动效果。但随着电影的发展,皮影戏逐渐被取代了。

与皮影戏命途相近,手影戏人影戏也被电影挤出了大众视野。

20世纪末,手影戏又重新兴起,配合口技、相声、脱口秀或配乐等一起表演。此外,一种结合手影、皮影、各种纸偶和立体木偶的“影偶戏”如今也活跃于艺术舞台。

皮影一直被认为与动画近缘,虽然在我看来它根本就是一种动画。
它们都是一种通过拟动而拟生的技术,只是后者可以表现更复杂的内容;皮影戏艺人和动画师在幕后的需要进行的工作几乎如出一辙,只是前者需要现场表演,后者可以通过录制、编辑,然后重复播放;都擅长表现奇幻内容,也可用于讲述时事。
而认为皮影不是动画的人,无非是认为皮影是实际上的移动,而不是基于序列图的幻动,但幻动真的是动画的核心吗?

况且,
实际的运动和幻觉的运动,
事实上都被大脑理解成“运动”。

#1.3.1 走马灯

走马灯是一种起源于中国古代,利用烛火的热气带动叶轮旋转的灯笼,而烛光同时把灯笼内部的纸偶、绘画或任何合适的小物件,投影在外部的薄纸,或室内墙壁上,便投影出了“动画”,成为

最古老的,
便携式蒸汽动力机械动画投影设备。

汉代笔记小说集《西京杂记》载:“高祖初入咸阳宫……其尤惊异者有青玉五枝灯,高七尺五寸,作蟠螭以口衔灯,灯燃,鳞甲皆动,焕炳若列星而盈室焉。”

这经常被引用为走马灯的起源,但此灯已失传,就目前传世的秦汉时期“多支灯”的案例中,并未发现旋转机关。已知秦汉多支灯是由多个小灯盏围绕主灯座组成,体积较大,多数配有珍禽异兽等精美的装饰雕件,造型错落有致,当摇曳的烛火同时在多个灯座上点然之时,确实可能在墙壁帷帐上投射出晃动的光影效果。

《西京杂记》还载:“长安巧工丁缓者,为常蒲灯,七龙五凤,杂以芙蓉莲藕之奇,又作卧褥香垆,一名被中香垆,本出房风,其法后绝,至缓始更为之为机环转运四周,而垆体常平,可置之被褥,故以为名。又作九层博山香垆,镂为奇禽怪兽,穷诸灵异皆自然运动。又作七轮扇,连七轮大皆径丈相连续,一人运之,满堂寒颤。”这一段也多次被认为可能是汉代走马灯的描述。

有趣的是,英国学者约瑟夫·尼达姆(Needham J.)在其介绍中国古代科技发明的著作《中国科学与文明》中,提到丁缓因其“活动转轮灯”而闻名,也提到利用热气驱动叶轮旋转的技术极有可能源于中国汉唐时代,后有学者(Rojas C, Chow E.)在引用中表达成丁缓发明了利用热气驱动旋转的光学装置,丁缓作为走马灯发明者说法开始流传。

至于丁缓事实上发明了什么,文中所指有三,前者是装有平衡仪的不倒香炉,后者是一种利用轮轴机关的古代风扇,而中间的“九层博山香垆”最为暧昧。由于没有留下图样,古语“博山”指仙山,汉代确有雕刻仙山灵兽的镂空香炉出土,但未见转动机关,“自然运动”可能是指类似于走马灯的转动,也可能指烟雾缭绕下产生的运动错觉。

参考文献:

  • Needham J. 中国科学与文明第4卷, 物理与物理技术第2部分, 机械工业[M]. 剑桥: 剑桥大学出版社,1965: 125, 233.
  • Rojas C, Chow E. 牛津华语电影手册[M]. 牛津: 牛津大学出版社,2013: 5.

唐代的文学作品中也有一些内容被认为是关于走马灯的描述。

  • 崔液(?~714年)《上元夜》:“神灯佛火百轮张,刻像图形七宝装。影里如闻金口说,空中似散玉毫光。”
  • 孙逖(696年~761年)《正月十五夜应制》:“舞成仓颉字,灯作法王轮。”
  • 冯贽(唐,约10世纪前后)《云仙杂记》:“正月十五夜,玄宗于常春殿张临光宴。白鹭转花,黄龙吐水,金凫,银燕,浮光洞,攒星阁,皆灯也。”“洛阳人家,上元以影灯多者为上。其相胜之辞,曰:‘千影万影’。”

可惜的是,由于缺乏图样资料和详细结构描述,难以确定这些描述就是走马灯或基于其它原理运动的灯。

宋代终于明确出现关于走马灯的记录。陶谷的《清异录·仙音烛》:“其状如高层露台,杂宝为之,花鸟皆玲珑。台上安烛,既燃点,则玲珑者皆动,丁当清妙。烛尽绝响,莫测其理。” 这应该是一种带有挂饰的走马灯,转动碰撞发声,但作者不知其理,因此走马灯在宋初可能还是新奇物。

南宋吴自牧的《梦梁录·夜市》记载:“杭城大街,买卖昼夜不绝……走马灯……等物。”因此,走马灯的诞生不会晚于12世纪,且已经成为南宋杭城大街上的普通商品。

尽管走马灯于何时开始流传至海外难以查证,但目前各方研究均认可走马灯源自中国一说,而杭城作为宋代四大对外贸易商港之一,亦为走马灯的外销提供可能。

1584年,让·普雷斯特(Prevost J)在其著作《妙趣横生的发明》中描述了走马灯[1]

1634年,约翰·巴特(Bate J)在其著作《自然与艺术的奥秘》中介绍了两种走马灯并提供插图,指出“这样你就会认为这些图像是活生生的生物”[2]

约18世纪初,走马灯作为夏季季语出现在日本的“俳谐”中。

参考文献:

  • Prevost J. 妙趣横生的发明(上篇) [M]. 里昂: 安托万巴斯蒂德,1584: 51-54.
  • Bate J. 自然与艺术的奥秘[M]. 伦敦: 拉尔夫麦布, 约翰艾克森和弗朗西斯丘奇, 1634: 27-28.

图1-25:《观灯图》中的走马灯(李嵩,1166-1243);图1-26:走马灯插图(巴特,1634)

把走马灯视为动画起源的理由有很多:它们都能让人直接在类似“屏幕”的介质上可以看到的会动的画,都利用会运动的偶作为拟生手段,都是人类对呈现动态影像的探索成果之一,都用到光源和投影技术,都和当时的精密机械技术有关。而质疑者的理由则比较统一,认为它基于实际的机械运动而非序列图的“似动”,也不像皮影戏般具有戏剧表演功能、在屏幕中表演。但为什么要把实际运动排除出动画呢?为什么要使用电影的特征判断动画呢?尽管动画比电影更早诞生,但电影史研究却比动画史研究更早启动,最初的动画史学者都是电影史学者,动画史在美国和法国的电影史学家争夺电影起源和早期贡献的过程中被拖进了电影的框架,直到数字动画已经蓬勃发展,动画技术显然不再从属于电影之后,学界才开始出现关于动画概念的反思。

总之,
走马灯不仅是一种动画,
还是第一代面向大众、可自动放映、可复制、可交易和可传播的动画产品。

152025-03

前5世纪的机械鸟?鸟的拟生or飞行梦

约公元前5世纪,中国和希腊智者都对“机械鸟”产生了兴趣。

相传墨子和鲁班都制作过会飞的鸟,但鉴于古人也称风筝为“鸢”,他们所做的也可能是某种鸟形风筝。

“墨子为木鸢,三年而成,蜚一日而败”
—— 《韩非子·外储说左上》

“公输子削竹木以为鹊,成而飞之,三日不下”
——《墨子·鲁问》

而古希腊数学家阿契塔也被指用木头制作了可在空中飞行的鸟,同样没有任何实物或图像留存,有说它可能是某种蒸汽动力的自动偶,也有说是某种力学研究模型,被钢丝之类的悬挂飞行。

#1.1.5 被当作动画子集的漫画

漫画和动画本来不存在从属关系,但现代漫画却经常被当作动画片的子集。“动漫”“二次元”“宅文化”“ACG”等概念把动画和漫画牢牢地捆绑在一起,甚至以“国漫”来统称中国漫画和动画。事实上,漫画早已在世界各地不同的文化圈中独立地发展着,在技术和风格上也具有明显的差异。直至20世纪才逐渐“同化”,而动画片,也恰逢此时进入发展期。虽说现代动画技术的发展有赖于大量科学家和工匠大师的好奇之心,但漫画家也一直参与其中。在整个传统动画时代,绝大部分著名动画师都有漫画背景,这种情况在数字动画时代有所改变,但总体上依然有不少动画师,同时也是漫画师。随着娱乐产业生态圈进入所谓的“IP”时代,电影、动画、漫画、游戏和小说等协同组成庞大的产业链,漫画和动画的关系更加亲密。

可能所有历史悠久的东西,都有一种相似的特质,漫画和动画一样,它也善于与各种当代艺术结合。

从艺术的角度看,漫画,也行是最古老的绘画艺术,它比任何其他绘画类型都更接近被称为人类艺术起源的“洞穴画”,世界各地的洞穴画看起来都很符合漫画特征。很长一段时间以来,漫画在不同的人类文明圈中独立地发展,而各国的漫画研究学者都会把那些具备漫画造型美学,夸张、简练、写意的绘画,以及具有叙事功能的壁画、长卷画、插图、连环画等案例,全部纳入漫画的起源,直到过渡成所谓的现代漫画。

约7世纪左右,中国发明了可印刷图像的雕版印刷术,插图本成为漫画最早的可复制、可传播媒介。中国的雕版印刷术通常使用密度高的木材,因此也称为木刻板画,这项技术很快便随着唐朝的丝绸之路传往世界。但雕版印刷术也在一定程度上约束了漫画的表现形式。

尽管很多唐代人物画也十分适合被称为漫画,但中文“漫画”一词在最早见于北宋,当时指的是一种形态潇洒、动作如画的水鸟。宋代画家石恪梁楷等狂放、夸张又饶有生趣的写意人物画,经常被引用为中国古代漫画的经典案例。《列女传》(约1063)是已知最早的连环画式插图书拓印版本。

日本漫画的起源通常追溯至12世纪,经常被认为是动画起源之一的《鸟兽人物戏画》也经常被介绍为日本漫画的起源。

14世纪末,日本兴起一种面向大众娱乐的插图小说本,被称为“御伽草子”或“奈良绘本”,它结合了绘卷和普通散文小说,至20世纪逐渐失去流行地位。

欧洲中世纪的插图与动画也有很多共同点,它们都需要经过设计、 描线、上色、再按顺序排列以便观众阅读,色彩风格与早期赛璐璐动画差不 多,都使用简单且生动的图像,而面向大众、用于教育或娱乐,是两种艺术的共同目的。约1470年,亨夫林作坊出品的德国中世纪诗歌《西格诺》插图手抄本是一个极端的例子,大约201幅小插图被安排在一个固定的位置,画面具有较高的连续性,同一场景中角色的大小和位置都基本一致,看起来确实有点像动画的序列帧。

而欧洲壁画大师的夸张、滑稽的速写草稿也被认为是起源之一,具体时间无考。印刷术依然是漫画发展的重要基石,中国传入的雕版印刷术,最初只被用于布料印刷,直到15世纪末,约翰内斯·古腾堡发明的印刷机在欧洲普及,造纸业也开始兴旺,印刷的书本才有机会成为大众消费品,但有图像印刷的书本依然很贵。15-16世纪著名画家达·芬奇的一些手稿也被认为描绘了动画的序列。

明代是中国插画本的黄金时代,插图行业开始形成,题材广泛,“饾版”技术使彩色印刷更加便捷,“拱花”凹凸印刷增加了画面的立体感。李时珍的《草本纲目》(1578)、文俶的《金石昆虫草木状》(约1620)、吴发祥的《萝轩变古笺谱》(1626)、胡正言的《十竹斋画谱》(1644)等都是当代精品。

明末清初书画家朱耷《孔雀竹石图》(约1626-1705)是古代讽刺漫画的经典代表。

清康熙年间,聂璜《海错图》(约1698年)描绘了各种造型别致的海洋生物,夸张的眼睛和表情,赋予了一种特别的“人性”,与现代漫画几乎没有差异。

18世纪后期,日本也开启了他们的现代漫画史。1770年代出现的“黄表纸”被认为是早期的漫画本之一,而从12世纪鸟羽僧正的画风发展出来的,被称为“鸟羽绘”或“江户漫画”的浮世绘漫画风格也逐渐兴起。18世纪末,术语“漫画”开始被经常使用。

撇开起源之争,约18世纪,欧洲在文艺复兴、启蒙运动、工业革命的接连驱动下,普罗大众逐步形成一个庞大的大众娱乐消费群体,为现代漫画行业的形成提供了基础。1734年,英国著名画家威廉·霍加斯的刻版印刷画《现代道德学科》,经常被介绍为欧洲现代漫画史的起点。

1814年,葛饰北斋开始出版《北斋漫画》,成为19世纪前期日本漫画代表人物。当时的日本漫画一般带有禅画、浮世绘等日本传统画气息,而又使用简练、夸张、写意的手法描绘,表现出一种独特的幽默感。但漫画多被认为是平民之间的消遣方式之一,漫画师收入也不高。

1825年,英国出版的《格拉斯哥窥镜》成为欧洲最早的漫画杂志。1837年瑞士画家罗道夫·托普佛出版的《欧德巴克历险记》被认为是欧洲第一本“漫画书”。

1841年创刊的英国讽刺漫画杂志《潘趣》,其名字可能与18世纪后期开始在英国流行的滑稽木偶角色“潘趣”有关。随着《潘趣》的流行,“卡通”一词重新定义为“幽默的插图”,卡通自此成为现代幽默漫画的代名词。

大约在这个时候,新兴的光学动画玩具开始邀请漫画家来绘制动画,由于也是以幽默主题为主,于是卡通又成为了动画的代名词。但事实上,动画和漫画,都只是可以用来表达幽默,而不等于幽默。

19世纪中后期,欧洲的漫画杂志在世界各地的殖民据点传播,加拿大、澳大利亚、日本、中国、印度等地也陆续创办了类似《潘趣》的漫画杂志。
加拿大:《加大拿潘趣》(1849-?);
澳大利亚:《墨尔本潘趣》(1855-1925)、《阿德雷德潘趣》(1878-1884);
日本:《日本潘趣》(1862-1887)、《團團珍聞》(1877-1907)、《TOBAE》(1887-1889);
中国:《中国潘趣》(1867-1876)、《上海潑克》(1918-1918)、《上海漫画》(1928-1930);
印度:《阿瓦德潘趣》(1877-1937)。

至1890年代,美国漫画也开始向世界输出。

20世纪是漫画和动画最亲密的时期,相似的产业生态圈让它们主动靠近,并分享着相似的受众,受欢迎的漫画经常被改编成动画。漫画家们开始在电影里画“会动的漫画”,他们在把漫画带进电影动画的同时,也把电影的一些概念带进了漫画。于是,漫画逐渐被当成动画的子集,但这一情况随着数字动画技术的发展逐步改变。总之,无论漫画是不是动画的子集,漫画确实是动画的起源之一,也和动画手牵手走过一段重要时光。漫画在过去、现在和将来,都是动画的一个重要伙伴。

事实上,动画确实和所有传统艺术都有渊源,因为它本质上就是把各种静止的艺术作品变成“生动的”“有生命力的”样子。

参考文献:

Bendazzi G. 动画: 一部世界历史, 第1卷: 基础-黄金时代[M]. 博卡拉顿:CRC出版社, 2015:7-8.

142025-03

可以“投影”的透光鉴

中国汉代(前202年-220年)出现了一种可以“投影”的“透光鉴”,藏于上海博物馆的“见日之光”便是其中之一。经过现代科学研究,这类镜子的“投影”原理是通过特殊铸造技术,使铜镜正面出现肉眼难辨的低浮雕而形成的,虽非真的透光,但这是古人对投影的成功探索。

透光镜随着对外贸易流传海外,被称为“中国魔镜”,在一些欧洲相关史料中,日本也被认为制作过这种镜子,因此有“东方魔镜”一说,“魔镜投影”这个概念也随之传播,引起很多人的好奇和研究,因此不能排除它对后来相关研究的启发性作用。

而根据沈括的描述,透光镜的制作方法在宋代已经失传。

“世有透光鉴……人有原其理,以谓铸时薄处先冷,唯背文上差厚,后冷而铜缩多。文虽在背,而鉴面隐然有迹,所以于光中现。余观之,理诚如是。然余家有三鉴,又见他家所藏,皆是一样,文画铭字无纤异者,形制甚古。唯此一样光透,其他鉴虽至薄者皆莫能透。意古人别自有术。”
——《梦溪笔谈·器用》(沈括, 11世纪)

从天然镜到人造镜

反光镜透镜,也许是动画技术发展史中最容易被忽略重要功臣,是光学研究必不可少的组件,在光学设备中默默地传送着动画影像。

反光镜起源久远难以追溯,古人很可能是从水和石头发现光的反射和折射现象的。

  • 土耳其发现了公元前6000年左右的黑曜石镜。
  • 公元前4000多年美索不达米亚地区出现了抛光铜镜。
  • 古埃及公元前30世纪已出现铜镜。
  • 中国青铜镜至少在公元前20世纪之前已出现。
    • 虢国墓出土的一块约2800多年前的青铜凹面镜,被认为就是古人所谓的“”。有学者指出我国古人使用凹面镜取火甚至早于使用平面镜照影。而《周礼·巧工记》(佚名,春秋战国)中记载:“金锡半谓之鉴燧之齐”,由此推测锡铜合金的平面镜和凹面镜在春秋战国时期已流行。
  • 玻璃的制作可追溯至公元前3600年左右的美索不达米亚或古埃及时代,但最早的透镜可能由晶石所制,在世界各地都有发现经过精细研磨的透镜状晶石片。
  • 古埃及第四或第五王朝(约公元前2620-2325)一座雕塑眼睛上镶嵌着的水晶镜片。
  • 希腊克里特岛发现相信是约公元前1600年的米诺斯人用作放大镜的晶石透镜,并同时发现了很多微型雕刻物品。
  • 考古学家奥斯汀·莱亚德在现在伊拉克尼姆鲁德亚述宫殿发现了约公元前750-710的“尼姆鲁德透镜”。
    • 莱亚德认为它可能被用作放大镜或者聚光镜,但也记录了它和一堆美丽的、可能是装饰物的碎片一起被发现。

类似案例还有不少,虽然学界对它们真实功能仍在讨论,但古人从透明晶石或玻璃中发现光折射现象是可信的。

参考文献:
  • 宋新潮. 中国早期铜镜及其相关问题[J]. 考古学报,1997, (02): 29-51.
  • Enoch J. 镜子的历史可以追溯到8000年前[J]. 验光和视觉科学. 2006, 83(10): 775-81
  • 洪震寰. 我国古代的球面镜及其他[J].杭州大学学报, 1960, (1): 11-24.
  • Layard A. 尼尼微和巴比伦废墟中的发现[M]. 纽约: 乔治·普特南公司, 1853: 165.

古代暗箱投影的猜想

小孔成像是投影和摄影技术的核心基础之一,它事实上可发生在任何有小孔的洞穴、树洞、帐篷、石室等人类可能进入的地方,室内也不需要绝对黑暗,只需要室外亮度和室内有显著差异即可,因此有很多机会被人类发现,问题只是这种现象有没有被利用,以及如何利用而已。

唐纳德·佩里和埃里克·伦纳等学者均提出过关于古代暗箱投影(Ancient camera obscura)猜想。

马特·加顿(Gatton M)通过多次实地研究和模型重建实验,证明了这一猜想的实际可行。他认为欧洲石器时代精美的洞穴艺术,部分图像所处的位置和图像变形,有可能来自被偶然发现的,甚至人为制造的小孔成像投影;还指出新石器时代的部分巫术仪式和古希腊的厄琉息斯秘仪等均可能与小孔成像有关。

参考文献:

Perry D. 丛林地面以上的生活[M]. 纽约: 西蒙与舒斯特,1988:46-47.

伦纳(Renner E). 针孔摄影:重新发现历史技术(第三版). 牛津:焦点出版社,2004:3.

Gatton M. 概率与艺术的起源:古照相机理论的模拟[M]// (Papadopoulos C, Moyes H. 牛津考古学光手册.牛津: 牛津大学出版社, 2021: 583-603.

最早的关于动画“似动”原理的文字描述

罗马诗人和哲学家卢克莱修(Lucretius,前99-前55)在其著作《物性论》的“感觉与心理画像”中有一段描写被认为是最早的关于动画“似动”原理的文字描述

“当第一个图像灭亡,然后第二个图像生成另外一个动作时,前者看起来似乎改变了它的姿势。当然,这必须发生得非常迅速。”

虽然这段文字的前文提及在梦境中,但其描述的内容却十分接近19世纪提出的频闪动画原理。卢克莱修斯继承了古代原子学说,尝试从唯物论去解释世间万象。《物性论》的主旨为反驳宗教迷信,涉及大量科学知识和物理现象,本段文字所在段落首句为“没有神像移动的奇迹”,驳斥当时宗教关于神迹现象,如果古代相机和马格德琳骨盘的猜想成立,该文段有可能就是在描述动画的幻动原理已经被用于某些宗教活动。

参考文献:
Wade N J. 视觉的自然史[M]. 伦敦:麻省理工学院出版社, 1999: 207.

2021:元宇宙(Metaverse)

元宇宙突然成为一个热门话题,实际上就是大型多人在线三维网络游戏和升级版,附加更多社交、交易、存储、VR等功能。各大娱乐巨头通过收并购现有的游戏开发、社交应用开发、三维数字技术开发和制作等相关公司,积极构建各自的元宇宙生态链,并进一步促进了数字动画技术的并道。

脸书更名为“Meta”,以更亲近元宇宙战略,其宣传视频提现的更多是对实时交互动画技术的愿景。梅塔推出虚拟工作室应用,让用户通过其虚拟现实设备和数字化身,以更接近真实现场会议的感觉工作,尽管这些化身依然没有腿。

微软也在其视频会议平台引入卡通角色化身以拥抱元宇宙,化身将替代用户的真实面孔,并根据用户的声音、行为生成实时动画。

华为与新加坡小岛制作公司宣布计划合作建设元宇宙主题公园。

英佩游戏发布“元人类创造者”(MetaHuman Creator),本质上是一个游戏角色创建工具,可导出用于虚幻引擎,也可导出至其他专业三维模型软件继续修改,用户可像玩游戏一样创造出以前由专业三维数字模型师花费数百小时才能创造的照片真实感数字角色。

英伟达发布针对远程协作的可扩展实时三维世界开发平台“全宇宙”(Omniverse),其命名显然也受元宇宙热潮的影响,多个主流计算机生成图像软件和硬件设备供应商已接入该平台。

英伟达还发布了一个基于语言捕捉的三维表情动画软件“音频到脸”(Audio2Face)作为其元宇宙平台的一部分,自动化程序后角色表情仍可后期处理优化。

迪士尼也加入了元宇宙赛道,申请了一种虚拟世界模拟器专利,不需要耳机、眼镜或智能手机,以更紧密地连接物理和虚拟世界,其迪士尼+平台也计划与元宇宙关联。

2020:《心灵奇旅》

迪士尼动画长片《心灵奇旅》尝试捕捉更细致的人类皮肤和头发的色彩质感差异,以表现生活在世界上的人类种族的多样性。

为生成该片中数百个多体积的人群角色渲染,奥萊特(Ouellet S)等开发了一种基于光栅化技术的流程,在渲染时可完全地设置密度场和其它着色信号[1]

角色服装细节和质感大幅增加,以区分现实世界和灵魂世界,团队为此开发了用于几何螺纹细节的渲染时变形流程。

戈斯(Goes F)等开发了一种让同一款服装模型可在不同体型的角色之间转换的技术[2],类似的传递也被用于转移角色动作绑定的造型处理[3],极大地降低了动画制作的工作量。


[1] Sasha Ouellet, Daniel Garcia, Stephen Gustafson, Matt Kuruc, Michael Lorenzen, George Nguyen, and Grace Gilbert. 2020. Rasterizing Volumes and Surfaces for Crowds on Soul. In ACM SIGGRAPH 2020 Talks (SIGGRAPH '20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 30, 1. https://doi.org/10.1145/3388767.3407374

[2] Fernando de Goes, Donald Fong, and Meredith O'Malley. 2020. Garment Refitting for Digital Characters. In ACM SIGGRAPH 2020 Talks (SIGGRAPH '20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 74, 1–2. https://doi.org/10.1145/3388767.3407348

[3] Fernando de Goes, Patrick Coleman, Michael Comet, and Alonso Martinez. 2020. Sculpt Processing for Character Rigging. In ACM SIGGRAPH 2020 Talks (SIGGRAPH '20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 25, 1–2. https://doi.org/10.1145/3388767.3407377

132025-03

#1.1.2 马格德琳的双面动画转盘

顺着石器时代可能存在原始动画这一想法,一些来自马格德琳文化的小物件也引起了动画考古学者的注意,这些物件的双面刻着有关联性的图像,似乎能组成一个简单的“两帧动画”。

其中一个著名案例来自法国西南部旧石器时代遗址,伊斯图里兹洞穴的一块砂岩物件,大小约15.7×9.5厘米,顶部看起来像一块小牌匾,一面刻画了一只受伤的驯鹿,其侧面有一个箭头标记,后半躯体僵硬,看起来马上要倒下了,另外一面是同一只动物的躺姿,看起来已经死亡。如果用手握住底部快速翻转,便可看到一个简单的两帧动画,当然,这需要准确控制旋转角度,并不容易。

而更有力的案例来自比利牛斯山脉的马格德琳遗址中,考古学者发现了一些直径约2-9厘米、从牛或鹿肩胛骨上切下来的圆形小骨盘,通常在中央有一个穿孔(也有没穿孔或在边缘穿孔的),一些骨盘的双面刻着有“前后”关联具象图像或几何图形。尽管有人认为它们可能是纽扣或吊坠,但考虑到它们的大小、穿孔位置,以及双面图刻,却引起了动画考古学者们的另一种猜测,这可能是石器时代的某种光学玩具,甚至就是原始的“奇迹轮”(Thaumatrope)。

艾兹马和里维尔团队对其中一块在法国洛日里-巴塞洞穴(Laugerie-Basse)发现的,直径约3.1厘米、双面绘画着一只看起来像岩羚羊不同姿势的马格德琳骨盘骨盘进行了复刻实验,用细绳或藤蔓之类的工具穿过骨盘,便可以控制其来回翻转,并成功看到了“动画”。

位于法国西南部的一个旧石器时代遗址,马斯达济勒洞(Mas d'Azil Cave)中也发现了一块一面刻着一只成年野牛,另一面刻着一只年轻的小野牛的马格德琳骨盘,可产生简单的变形动画。而那些自由几何图形的骨盘,也可以产生有趣的,后来被称为“运动图形”的动画。从有动感的画到或者真的会动的画,或许,在那遥远的时代,真的有人在探索“动画”。

当然,我们也不能绝对排除这些骨盘具有其他功能的可能性,或是单孔纽扣和装饰吊坠。此外,它们也可能是连环画的前身。上万年的历史侵蚀了太多脆弱的事物,唯一可以确定的是,从技术上来说,部分马克德林骨盘可以是一种奇迹轮,但在19世纪之前,尚未发现其它类似于奇迹轮的痕迹。

值得注意的是,马格德琳骨盘与前文提及的洞穴画,从地理位置和年代来看,他们可能是有关联的。因此,如果我们相信某些洞穴画的艺术家确实具有动画意识并尝试创造动画,那马格德琳骨盘是一种双面动画转盘这个假设便更为可信,反之则可能一起推翻。毕竟下一组被发现的动画探索历史碎片,与它们确实有很大的时空距离,但不能排除这期间的证据已被历史侵蚀或仍在等待发掘。


参考文献:

  • Langley M C. 马格德琳儿童:投射点、便携艺术和玩具[J]. 牛津考古学杂志, 2018, 37: 3-24.
  • Azéma M, Rivère F. 旧石器时代艺术中的动画: 电影的前回声[J]. 古代, 2012, 86: 316-324.
  • Marc Azéma, « Animation and Graphic Narration in the Aurignacian », Palethnologie [En ligne], 7 | 2015, mis en ligne le 12 décembre 2015, consulté le 12 mars 2025. URL : http://journals.openedition.org/palethnologie/861 ; DOI : https://doi.org/10.4000/palethnologie.861

#1.1.1 石器时代的洞穴画

从定格时间的剪影到释放想象的羽翼,
人类对动态造物的执念,早已镌刻在文明基因深处。
自视觉艺术的伊始,在坚硬岩石上探索,在跳动的火光下幻想,
用原始工艺咏叹坚强跳动的生命脉搏,这不仅是视觉魔法的起源,
更是人类用创造力对抗时间熵增的永恒仪式。

位于法国南部肖维岩洞(Chauvet-Pont d’Arc Cave)的洞穴画,是目前动画考古溯源中发现的最古老的案例。关于肖维岩洞的年代测定,学界至今仍有争议,有趣的是,基于放射性碳测试等科学测算研究的多位学者均倾向于更早的年代,而根据艺术造型和风格作比对研究的学者们则更倾向于更晚的年代。纳特·福克在其《如何制作卡通动画》一书中指出,原始人类尝试在绘画中获得运动感,是已知最早公开发表的相关观点的著作

肖维岩洞终端石室“大面板”上宽达10米的巨型洞穴画,是最常出现在动画起源介绍中的案例。画面由8组图像组成了一场狩猎故事,包含洞狮、马、野牛、猛犸象和羊毛犀牛等动物。画面中几乎所有动物都朝同一方向前进,这种构图在旧石器时代绘画中是很少见的,呈现出一种磅礴的运动感。在右边的画面中,画师似乎有意识地以两个不同的镜头来描绘故事:一个是十几只狮子在咆哮着捕猎,狮子的姿态看起来就像后来逐帧手绘动画序列图的叠加效果;而另一个镜头是被狮子捕猎的野牛奋力逃跑的画面。中间凹槽旁边有一只朝向相反的犀牛似乎是爬在岩石上观看右边的战况,也可能是在看凹槽中出现的马。最左边的几只洞狮动态自下而上似乎在延续,盯着后面凹陷岩石里落单的小犀牛。该石室的其他地方还有一些与洞狮有关的洞穴画,它们组成了一个关于洞狮生命循环的故事。

肖维岩洞中另一幅被称为“马板”的洞穴画,在惊讶于画家对马匹结构和明暗刻画之细致之时,关于画家是想表达4匹马,还是1匹马的4个姿势也引起了讨论。兰德尔·怀特认为是1匹马在不同位置或者不同时期的表现,理由是很少在大自然中看到4匹马如此紧密地并列。在我看来,这就是一组原始的“快速时间”和“变形”动画,艺术家可能自下而上描绘了一匹马的成长过程,它们逐渐上扬的头部姿态,传达出一种时光的推进,岁月匆匆,抬首间已然老去,这难道不是现代动画中常见的片段吗?

肖维岩洞穴画并非个例,在附近地区其他旧石器遗址中还发现了很多表现动物瞬间动态或连续动态的案例。

如上述案例仍难以推论艺术家是否具有对明显的动画意识,以下这些利用残影,造成一种运动模糊效果,和分解动作逐个排列的案可能更有说服力。任何一位动画师看到这些洞穴画,都会联想到动画的序列帧。

在肖维岩洞和西班牙的阿尔塔米拉洞(Cueva de Altamira)均发现了“多足”野牛的洞穴画,画家似乎尝试通过残影让野牛看起来就像在走动。而位于法国西部拉马什洞穴(La Marche)发现了一个石刻马图,全身的重影让人感觉这匹嘛在进食。

学者阿泽马(Marc Azéma)和里维尔(Rivère F)指出,在其研究的12个旧石器时代洞穴中,有53个案例使用到类似的残影手法来描绘动物的运动,其中表现31例腿部走动,22例头部晃动,8例尾部摆动,并极力证明这些洞穴画具有“明显的叙事意图”和“运动的表现”,认为它们就是石器时代的动画。或许旧石器时代的画家们已经注意到动物在快速运动之时会产生重影,并试图通过艺术创作表现出来,这种原始的拟动技术事实上一直流传于各种静态艺术中,直到今天。除了重影图像,也有发现连续排列的几乎等比例的序列式图像。

结合石器时代照明的特质,还有一种大胆的猜测是,当时的艺术家利用火把模拟动态照明效果,使洞穴画产生幻动的错觉。在法国南部和西班牙北部的一些洞穴艺术中,艺术家尝试通过静态图像表现出“电影般”的动态效果,通过笔刷、吹箭、岩石的不规则表面和火光共同创造了作品的观看条件;甚至指出其中一些覆盖着多条平衡凹槽的动物壁画,不是刻意破坏,而是一种原始的“光栅变形画”;更有趣的是,他尝试把这些电影般的图像解析为原始时代对年轻人的“狩猎教育”,利用火把的局部照明特点引导叙事(Wachtel E,1993)。

虽然如今已经难以证明当时的艺术家是想要表现一群动物还是一只动物的几个不同动态,但这些洞穴画是目前已知的人类艺术遗产中,最早的,对动态的记录和表现。

我们有理由相信,这就是——石器时代的动画剧院

其他古老岩画

随着越来越多学者的认可,洞穴画作为动画起源的观点已经被各大百科网站、动画教材等录入。动画考古学者们在世界各地的洞穴画、岩画遗迹中陆续翻找到更多不同地区人类对再现生物运动的努力,如中国内蒙古的阴山岩画(新石器-近代)、云南的沧源岩画(距今约3千年),埃及的游泳者洞(Cave of Swimmer,距今约1万年)、野兽洞窟(Cave of Beasts,距今约7千年)等。

有趣的是,尽管相距遥远,我们伟大的祖先们似乎都选择了类似的方式再现运动——
即比例相近的,运动分解图堆叠,或排列。

当然,原始时代人类依赖狩猎生存,自然会关心和学习其他猎食动物的生活行为,我们不能排除这些洞穴画是旧石器时代人类因对猛兽的崇拜或认同,在大量描绘中偶然巧合的可能性。

在这些洞穴画中重复出现的,
对生物运动瞬间的关注,对动感和变化的表达,组图中的原始分镜和叙事等特征
它们至少体现了原始人类动画意识的萌芽,
理应被划入动画的起源。


参考文献:

  • Quiles A, Valladas H, Bocherens H, 等. 法国阿尔代什省肖维岩洞旧石器时代晚期装饰洞穴的高精度年代模型[J]. 美国国家科学院院刊,  2016, 113 (17): 4670-4675
  • Clottes J. 肖维特洞穴:最早时代的艺术[M]. 盐湖城: 犹他大学出版社, 2003: 214. 
  • Pettitt P, Bahn P.  确定旧石器时代洞穴艺术年代的当前问题: 坎达莫和肖维[J]. 古代, 2003,  77(295): 134-141.
  • Petzinger G,Nowell A. 时间中的一个地方: 将肖维特置于象征性行为发展的漫长年代中[J]. 人类进化杂志, 2014, 74: 37–54. 
  • Falk N. 如何制作卡通动画[M]. 纽约: 基础书籍, 1941: 9
  • White R. 世界上的史前艺术[M]. 巴黎: 马丁尼尔出版社, 2003: 240.
  • Azéma M, Rivère F. 旧石器时代艺术中的动画: 电影的前回声[J]. 古代, 2012, 86: 316-324.
  • Marc Azéma, « Animation and Graphic Narration in the Aurignacian », Palethnologie [En ligne], 7 | 2015, mis en ligne le 12 décembre 2015, consulté le 12 mars 2025. URL : http://journals.openedition.org/palethnologie/861 ; DOI : https://doi.org/10.4000/palethnologie.861
  • Wachtel E. 第一场图片展: 洞穴艺术的电影方向[J]. 莱昂纳多, 1993, 26(2): 135-140.

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