丁达尔效应

God Rays

核心功能：

构图 / 镜头特征：

叙事与情绪作用：

实操技术小贴士：

↑ 丁达尔效应+边缘光案例，
图源：《穿靴子的猫 2：最后的愿望》（Puss in Boots: The Last Wish）© 2022 梦工场动画

边缘光

Rim Light

核心功能：

构图 / 镜头特征：

叙事与情绪作用：

实操技术小贴士：

↑ 逆光+边缘光案例
图源：《最后的一只吸血鬼》（Blood: The Last Vampire，2000）

9:16（垂直 16:9）

• 核心定义：16:9 的旋转版，手机竖屏的绝对标准，适配单手握持与沉浸式浏览。
• 经典设备：全面屏智能手机（自 2017 年刘海屏时代起）、抖音 / TikTok、微信视频号等社交平台。
• 起源 / 时间：2017 年随着 iPhone X 及安卓全面屏技术的出现，为了最大化屏占比而确立的工业标准。
• 使用场景：
  • 移动社交：短视频、直播、朋友圈配图；
  • 阅读：垂直信息流，符合手机交互习惯。

↑ 9:16 样图
图源：基于短片《迷梦桃源》（2011）动画截图，使用AIGC技术修改。

19:9~20:9（现代手机全面屏比例）

• 核心定义：9:16 的延伸版，比传统 18:9 更修长，最大化手机屏占比
• 经典设备：2020 年后的主流全面屏手机（iPhone 14/15 系列、安卓旗舰）
• 起源 / 时间：2017 年 iPhone X 发布后，全面屏手机逐步从 18:9 迭代至 19.5:9、20:9
• 使用场景：
  • 移动交互：竖屏短视频、直播、信息流浏览，单手握持更舒适

↑ 19:9 样图
图源：基于短片《迷梦桃源》（2011）动画截图，使用AIGC技术修改。

32:9（≈3.56:1，极致超宽屏）

• 核心定义：相当于 2 个 16:9 屏幕无缝拼接，目前消费级最宽的显示比例
• 经典设备：49 英寸曲面带鱼屏显示器、专业工作站显示器
• 起源 / 时间：2017 年后随电竞和专业办公需求兴起
• 使用场景：
  • 专业办公：影视剪辑、多任务并行、数据可视化；
  • 电竞：赛车 / 飞行模拟、MOBA 游戏全局视野

↑ 32:9 样图
图源：基于短片《迷梦桃源》（2011）动画截图，使用AIGC技术修改。

 21:9（≈64:27≈2.37:1，超宽屏）

• 核心定义：营销术语，实际为 64:27，接近电影 2.39:1，是消费级超宽屏的主流标准
• 经典设备：34 英寸带鱼屏显示器、电竞显示器、部分高端电视
• 起源 / 时间：2013 年随超宽屏 LCD 显示器诞生，专为电影播放和多任务设计
• 使用场景：
  • 办公生产力：多窗口分屏、代码编写、金融交易；娱乐：沉浸式游戏、无黑边观看 2.39:1 电影

↑ 21:9 样图
图源：基于短片《迷梦桃源》（2011）动画截图，使用AIGC技术修改。

3:4（0.75:1）

• 核心定义：横版 4:3 的旋转版，垂直空间充足，构图稳重
• 经典设备：中画幅相机、部分手机人像模式、小红书 / 抖音竖屏内容
• 起源时间：由横版 4:3 衍生，2010 年后随竖屏内容普及成为摄影常用比例
• 使用场景：
  • 人像摄影：半身 / 全身人像，减少上下冗余空间；
  • 内容创作：竖屏图文、证件照、微距摄影

↑ 3:4 样图
图源：基于短片《迷梦桃源》（2011）动画截图，使用AIGC技术修改。

1:1（正方形比例，1.0:1）

• 核心定义：宽高完全相等的正方形画幅，视觉均衡、主体聚焦感强。
• 经典设备：Instagram、小红书等社交平台、中画幅胶片（如 6×6）、宝丽来 / 拍立得、智能手表屏幕
• 起源时间：起源于 19 世纪中画幅胶片（120 胶卷 6×6 规格），2010 年后随 Instagram 兴起成为社交平台标准
• 使用场景：
  • 社交内容：朋友圈 / Ins feed、品牌海报、头像；
  • 摄影创作：复古胶片风、静物 / 人像特写，弱化环境、强化主体

16:10（1.6:1）

• 核心定义：宽屏标准的先驱，比 16:9 稍 “方”，横向视野适中，纵向空间充裕。
• 经典设备：早期宽屏笔记本（MacBook Pro 经典比例）、部分安卓平板、设计类显示器。
• 起源 / 时间：2000 年代初随着宽屏 LCD 显示器兴起，成为生产力工具的首选比例，后被 16:9 部分取代。
• 使用场景：
  • 生产力：网页浏览、多任务分屏、文档处理；
  • 娱乐：适合观看非电影类的普屏视频，无上下黑边。

16:9（1.78:1）

• 核心定义：目前全球最通用的高清标准，几何上是 4:3 与电影比例的折衷。
• 经典设备：HDTV 高清电视、现代智能手机（iPhone 5 及以后）、电脑显示器、YouTube / 流媒体标准。
• 起源时间：1990 年代由国际电信联盟（ITU）制定为 HDTV 标准，2000 年代后随着平板电视和智能手机的普及彻底统治市场。
• 使用场景：
  • 影视：高清电视广播、电影母版转制标准；
  • 显示：适配绝大多数视频平台，是现代数字生活的 “通用语言”。

↑ 16:9 样图
图源：《迷梦桃源》（马中文，许冬，2011）动画截图

14:9（1.555:1，过渡比例）

• 核心定义：4:3 与 16:9 的算术平均值，专为跨平台播放设计的过渡比例
• 经典设备：标清转高清过渡期的电视广播、DVD 发行
• 起源时间：1990 年代标清电视向高清过渡时期诞生。
• 使用场景：
  • 电视广播：同时适配 4:3 老电视和 16:9 新电视，减少黑边；DVD 发行：兼顾不同显示设备

2:1（18:9，Univisium 比例）

• 核心定义：介于 16:9（1.78:1）和 2.39:1 之间的宽屏比例，兼顾电影感与显示适配
• 经典设备：RED 数字电影摄影机、LG G6/Google Pixel 2 XL 等早期全面屏手机
• 起源时间：1998 年由意大利摄影师提出 Univisium 标准，2010 年后随数字电影和全面屏手机普及
• 使用场景：
  • 数字电影：兼顾院线放映与流媒体播放；手机显示：早期全面屏手机的过渡比例

5:4（1.25:1）

• 核心定义：比 4:3 更接近正方形，强调垂直构图的完整性与质感。
• 经典设备：专业计算机显示器（如早期 1280×1024 分辨率）、中画幅胶片相机、部分专业修图显示器。
• 起源时间：20 世纪中后期作为专业办公和修图标准出现，在液晶显示器普及前广泛用于工作站。
• 使用场景：
  • 专业办公：双文档并排编辑、代码编写；
  • 摄影：中画幅胶片的经典比例，适合构图严谨的静物 / 人像。

 1.85:1（学院宽银幕）

• 核心定义：标准遮幅宽银幕，无变形镜头，画面裁切简洁。
• 经典设备：35mm 电影胶片（美国主流）、常规院线银幕。
• 起源时间：1953 年由美国电影学院（Academy）确立，作为应对电视竞争的 “学院宽银幕” 标准。
• 使用场景：
  • 好莱坞电影：绝大多数剧情片、文艺片，兼顾画面质量与制作成本，是目前上映电影的主流比例之一。

10. 2.2:1（70mm 胶片比例）

• 核心定义：70mm 胶片的原生比例，比 2.39:1 稍窄，画面细节更丰富
• 经典设备：70mm 电影胶片、IMAX 胶片放映系统
• 起源时间：20 世纪 50 年代随 70mm 胶片技术诞生，用于大画幅电影拍摄
• 使用场景：
  • 高端院线电影：《奥本海默》等 70mm 胶片拍摄的史诗片；IMAX 放映：大画幅沉浸式观影

1.66:1（欧洲标准宽银幕）

• 核心定义：介于 4:3（1.33:1）和 16:9（1.78:1）之间的过渡比例，欧洲影视传统标准
• 经典设备：欧洲 35mm 电影胶片、部分艺术电影拍摄设备
• 起源时间：1950 年代欧洲为应对电视竞争推出的宽银幕标准
• 使用场景：
  • 欧洲艺术电影：法国、意大利等国的文艺片；
  • 复古创作：致敬欧洲电影黄金时代

2.35:1 / 2.39:1（变形宽银幕）

• 核心定义：极宽画幅，通过变形镜头拍摄，带来强烈的史诗感与沉浸感。
• 经典设备：Cinemascope 系统、35mm 变形镜头电影、IMAX 等巨幕系统（数字版常为 2.39:1）。
• 起源时间：1952 年由 20 世纪福克斯引入，1953 年随电影《圣袍千秋》正式上映；现代数字标准微调为 2.39:1。
• 使用场景：
  • 大片 / 特效电影：科幻、史诗、动作片，追求视觉冲击力，也是导演营造 “电影感” 的常用比例。

1.375:1（学院标准，Academy Ratio）

• 核心定义：早期电影的 “标准比例”，接近 4:3（1.33:1），是有声电影的行业基准
• 经典设备：35mm 有声电影胶片、复古电影拍摄设备
• 起源时间：1932 年由美国电影艺术与科学学院确立，用于适配有声电影的音轨空间
• 使用场景：
  • 复古影视创作：韦斯・安德森《布达佩斯大饭店》等复古题材；
  • 胶片修复：老电影母版还原

3:2（1.5:1）

• 核心定义：宽度比高度为 3:2，接近黄金分割比例，视觉自然舒展。
• 经典设备：35mm 胶卷 / 全画幅相机、徕卡相机、早期 iPhone（iPhone 4/4s）、部分高端单反 / 微单。
• 起源时间：起源于 1913 年徕卡（Leica）原型机，1925 年随 Leica I 发布普及，1934 年柯达正式命名为 “135 胶卷” 并确立标准。
• 使用场景：
  • 专业摄影：风光、人像、街头摄影，是商业摄影的通用比例；
  • 显示设备：兼顾办公与视频的便携笔记本屏幕。

4:3（1.33:1）

• 核心定义：标准的 “正方形感” 比例，垂直空间充足，构图稳重。
• 经典设备：早期 CRT 电视、iPad / 平板、老式电脑显示器、120 中画幅相机、网络摄像头默认取景。
• 起源时间：最早由托马斯・爱迪生与迪克森在 1892 年确立为早期电影标准，随后成为电视和早期计算机的主流比例。
• 使用场景：
  • 内容创作：证件照、微距摄影、Vlog 口播；
  • 显示设备：阅读电子书、浏览网页（垂直排版友好）。

↑ 4:3 样图
图源：基于短片《迷梦桃源》（2011）动画截图，使用AIGC技术修改。

核心定义（What is Toon Shading?）

• 三渲二（三维渲染为二维视觉效果）是一类图形技术与制作方法的总称，用三维模型、三维动画和三维灯光，通过特殊的着色和线条处理，生成具有：
  • 明确轮廓线（Outlines / Ink Lines）
  • 大块平涂色（Flat Colors / Quantized Shading）
  • 接近赛璐璐上色的高反差明暗
  • 甚至带“笔触感”的纹理
• 的画面，模仿传统 2D 手绘动画或漫画/插画的视觉风格。
• 它既是一种算法，也是一整套美术与生产管线：用 3D 的“可控镜头与空间”，去服务 2D 的“造型和节奏”。

技术里程碑（Milestone Timeline）

1980s–1990s｜非真实感渲染（NPR）的理论起点

• 计算机图形领域开始从“照片级真实感渲染”拓展到风格化渲染。
• 研究重点包括：轮廓线提取、区域平涂、光照量化、线条风格化等。
• 为后来的 Toon Shader 提供数学和算法基础。

1990s 后期｜Toon Shader 算法成型

• 学界与工业界提出“Cartoon Shading / Cel Shading”概念，
• 通过 量化光照 + 轮廓线检测，实现卡通风的 3D 渲染。
• 主要引入到 Maya、Softimage、3ds Max 等 DCC 软件中作为专用 Shader。

2000–2005｜游戏与动画中首次大规模应用

• 家用主机与街机开始大量采用 Toon Shading 来实现“漫画／动画风游戏”。
• 日本 TV 动画和 OVA 开始在机械、车辆、复杂场景中使用三渲二做辅助。

2005 以后｜长篇动画与剧场版级别的应用

• 日本 3DCG 工作室（Polygon Pictures、Sanzigen 等）
• 开始制作全 3D 的“2D 风”长篇动画。
• 游戏与影视跨界项目大量采用 Toon Shading 做统一风格。

2010s–2020s｜实时引擎与混合管线成熟

• Unity、Unreal Engine 内置 Toon Shader 或 NPR 渲染管线。
• Blender 的 Freestyle 线条系统成熟，支持大量 NPR 动画项目。
• 三渲二不再是“小众实验”，而是主流 ACG 项目中的常规选项。

核心技术要点（How It Works）

光照量化（Quantized / Step Lighting）

• 将传统光照计算结果“分段”，比如只保留：
  • 纯亮
  • 中间调
  • 纯暗
• 让物体看起来像被简化成“动画平涂块”。

轮廓线提取（Outlines / Ink Lines）

• 常用方法：
• 根据法线方向和视线方向计算轮廓（Silhouette Edges）
• 根据深度差或法线差提取物体边缘
• 然后给边缘加粗、变形，产生“勾线”的感觉。

区域平涂与色阶控制

• 为了接近赛璐璐上色，通常只使用 2～3 级明暗色块，配合手工调色的“色键”（Color Key）。

纹理风格化（Stylized Texturing）

• 加入纸纹、笔触、水彩等，让“数字渲染”更接近手绘画面。

2D/3D 混合管线

• 模型、绑定、动画：完全 3D
• 上色与线条：Toon Shader＋后期线条渲染
• 合成：与手绘背景、2D 特效镜头混合

代表性案例（Representative Works）

《Jet Set Radio》（喷射广播，2000）

• 早期最具代表性的 Toon Shading 游戏之一，涂鸦＋街头文化＋卡通渲染，
• 奠定“游戏也可以长得像动画片”的审美范式。

《The Legend of Zelda: The Wind Waker》（塞尔达传说：风之杖，2002）

• 以 cel shading 实现明亮、干净的卡通海洋世界，初期争议、后被誉为 toon shading 经典。

《Ōkami》（大神，2006）

• 虽然更偏水墨风 NPR，但其轮廓线与平涂阴影也是 toon shading 思路的延伸。

《Guilty Gear Xrd》系列（2014–）

• Arc System Works 利用三渲二做出“看起来像 2D 手绘格斗”的 3D 游戏，
• 在动作演出与镜头调度上极具代表性。

《Dragon Quest XI》《Ni no Kuni》系列

• 使用三渲二实现 JRPG 的“动漫式”角色风格。

《希德尼娅的骑士》《亚人》《乐园追放》等 3DCG 动画作品

• 全 3D 建模，但通过 Toon Shading 和线条渲染，尽量接近传统 2D 观感。

部分长篇动画中的机械、车辆场景

• 大量机器人、舰船、车辆镜头使用 3D＋卡通渲染辅助，
• 再合成到 2D 角色画面中

部分非真实感长片

• 虽然风格各异，但不少作品在边线与色块处理上采用 toon shader 思路，
• 如部分欧洲 3D 动画片、独立 NPR 动画片。

实时引擎短片与虚拟制作

• 使用 Unreal / Unity 的 NPR 管线实现“动画片质感”的实时渲染，
• 在虚拟拍摄与 previz 中逐渐流行。

参考资料

• Gooch, B. & Gooch, A. Non-Photorealistic Rendering. A K Peters, 2001.
• SIGGRAPH & Eurographics NPR 相关课程资料、论文集（如 “Stylized Rendering Techniques” 等）。
• 游戏开发者大会（GDC）公开演讲：
  • 《Guilty Gear Xrd: The X Factor Between 2D and 3D》
  • 《The Wind Waker: Art and Technology of Cel Shading》。
• Blender Freestyle / NPR 官方文档（关于线条渲染与风格化阴影）。
• Unity / Unreal Engine 官方 Toon Shading/NPR 示例项目与技术文档。