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现代动漫技术与“大动漫”:三维动画是主流

来源:中国文化报


    在科学技术的推动下,动漫产业正经历从以“形象”为先导的传统动漫产业,向以“科技”为先导的大动漫产业生态系统过渡,三维动画成为发展的主流。


    1月《阿凡达》的硝烟还未散去,3月的《爱丽丝梦游仙境》尚存余热,4月的国内影院再现3D热潮——3D希腊神话巨制《诸神之战》和3D动画电影《驯龙记》相继亮相,而《钢铁侠2》亦有IMAX 版。不得不承认,这就是一个以科技为先导的时代。三维,不仅在电影领域内火热,同样也在成为动漫技术的主流,为动漫产业的未来提供了多种可能性。


    动漫技术的发展


    动画制作技术的发展,经历了从传统逐帧制作到计算机二维动画,再到现在的三维动画的发展过程。 

    

    传统动画的造型语言一般以绘画、木偶、剪纸、泥塑等美术方式来实现,因而动画片也被称为美术片,在制作时需要将画面逐帧画出并进行拍摄,工作量非常巨大。


    后来,计算机技术开始运用于动画制作,早期主要是辅助完成造型设计和着色,即先利用计算机设计角色造型,绘制关键帧,然后按一定的补插规则完成序列画面。比起手工绘制,这是一个巨大的进步。计算机动画进一步发展,出现了基于CG技术的三维动画技术,即采用图形与图像的处理技术,构建三维物体,设定物体运动,借助编程生成一系列画面。


    三维动画给人的最直观感受就是物体及运动的逼真和自然,要做到这样的观感效果,从纯粹的制作角度看,主要涉及几何造型技术和图像处理技术,重点是运动控制技术和渲染技术。


    所谓运动控制技术,即根据物体的碰撞、流体的运动等建立起相应的物理模型,再基于这些模型的运动控制,由电脑通过计算来完成三维动画的运动表现。所谓渲染技术,主要包括灯光和材质,利用计算机模拟自然光对物体的照射来体现动画对象的立体效果,通过给动画对象的表面添加细节来增加真实感。


    在逼真和自然之外,三维动画的表现语言也更加新颖多样,提供了一个充分展示想象力和艺术才能的全新天地,其审美所能承载的内容远比传统动画艺术要多。


    现代动漫制胜关键: 技术、团队、流程管理


    要想在现代动漫产业发展中制胜,关键在于技术。动漫技术的发展主要围绕两方面展开。


    一是追求更好的效果。通过在运动方面(如骨骼、蒙皮、肌肉、变形、表情、口型、布料、流体、动力学、毛发、碰撞等)、渲染方面(分层技术、集群渲染、网络渲染等)、特效方面(粒子系统、群体技术等)的技术研究,以达到更为完美的视觉艺术效果,并建立相应插件和可以调用的数据库(动作库、表情库、素材库等),方便这些技术的运用。


    二是追求更高的效率。早期动画分层技术的运用,就是追求效率的表现,后来的补插关键帧绘制分工也是如此。三维动画制作在效率上有着特有的优势,免除了传统二维动画中间画、着色等方面繁重的劳动,动作、渲染等步骤可以连续完成,并能反复修改,但现在三维动画制作在运动控制技术、渲染技术等方面仍然存在许多瓶颈,需进一步发展和完善。


    具有协作创新精神的人才团队,是现代动漫制胜的另一个关键因素。


    回顾三维动画影片发展的10多年历程,我们发现那其实就是皮克斯、梦工场、蓝天工作室等一批拥有创新型人才团队的集体奋斗史。在以创新为标志色彩的三维动画影片领域里,离不开团队协作精神。现代动画不是一个人的作业,缜密的规划、先进的技术、科学的管理、严格的流程是现代动画成功的基础,没有它们之间的协作,一切都无从谈起。


    传统二维动画在几十年的发展中积累起了一套完善的流程管理和质量控制系统,而作为新兴的基于计算机技术的动画制作方式,三维动画同样需要一套科学、实用、可行的流程管理体系,以保障它的健康发展。


    除了前期的剧本创作、故事板以及后期的音效合成、剪辑等工序之外,三维动画使用了一套不同于传统动画的制作流程,主要包括前期(目标设定、过程设计、资源管理、配置管理、质量标准设定、测试用例、规范制定等)、实施阶段(模型/运动/渲染/效果的测试、检查与审核等)、总结阶段(过程量化、统计分析、过程优化等),简单说,包括建模、动作、渲染等步骤,讲求的是科学规划、流程合理、管理取胜。


    以科技为先导, 建立大动漫产业观


    在以动画“形象”为先导的传统动漫产业中,动画、漫画、游戏(ACG)是发端和核心,媒体、娱乐业是主体发展领域,电影、电视、图书、音像、网络、新媒体等是主要发展平台。通过传媒、娱乐业的广泛传播,通过形象和知识产权方面的使用和授权,动漫衍生产品服务覆盖了玩具、服装、食品、广告、主题公园等诸多领域。以上这些,形成了一个完整的产业生态系统,系统中各领域相互促进、协同发展。


    作为现代动漫技术基石的计算机技术和信息技术,当初诞生和发展并非源于动漫行业:计算机图形技术早期主要服务于机械、建筑等设计领域;信息技术早期主要服务于军事、教育领域,特效技术早期主要服务于电影领域。后来,这些新技术被动画领域吸收,成为现代动漫技术的关键和基础(如CG技术),极大地促进了动漫发展(如三维动画),并拓展了动漫的外延领域(如网络互动游戏)。


    新科技催生了现代动画的诞生,极大地推动了动漫产业的发展,给动漫产业创造了巨大的价值,也使得动漫行业可以利用自身雄厚的实力,对这些技术的进一步发展进行资金、人才、资源的反哺,反过来推动相关技术的不断进步。在动漫业的直接参与或积极配合下,大量三维影像、人工智能、虚拟现实、实时渲染等方面的新技术正不断出现(如动作表情捕捉仪、自动三维成像技术、三维立体显示技术、全息投影、沉浸式头盔、数据手套等),同时,这些动漫新科技又能够用另一种方式服务于当初诞生这些技术的领域,使动漫走入了前所未有的广阔发展空间,传统动漫产业向崭新的“大动漫”产业迈进。


    事实上,我们已能找到这些动漫新科技在其他领域应用的例证,如:军事、航天领域(虚拟驾驶、虚拟装备训练、虚拟指挥、虚拟战场等),教育领域(网络教育、虚拟实验室、虚拟校园、虚拟训练基地等),建筑、房地产领域(建筑与景观设计、虚拟室内外环境浏览等),机械制造领域(机械设计、运动分析等),医疗卫生领域(远程诊断与手术、虚拟人体教学、模拟手术训练等)。


    最近10多年美国动漫业的发展也揭示了这一点:美国动漫产业原本就极为成熟,以“形象”为先导的动漫产业极为发达,但是他们没有满足于此,而是依托科技发展,最早涉足计算机动画研究,最早开发CG 技术,最早生产三维动画电影,最早将动漫新技术运用于军事、教育等其他领域,最早形成了大动漫产业形态。


    无疑,“大动漫”的观念有助于扩大动漫人的视野,将与动漫技术相关的领域纳入眼底,寻求更加广阔的发展空间。作为动漫的创作者,可以“形象”为先导,提供具有艺术价值和社会价值的动漫产品;作为动漫业的从业者,应以“创意”为先导,提供有足够新意和吸引力的文化产品;而作为“大动漫”的构建者,则应以“科技”为先导,提供有优势、有前途、能推动其他领域共同发展的产品与服务。


  (作者张之益系中国科学院自动化研究所科学艺术研究中心副主任)


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