從《玩具總動員》到《獅子王》，皮克斯如何用動畫特效革新電影產業？
本文來自微信公眾號「全媒派」（ID：quanmeipai），愛範兒經授權發佈。
今年 3 月，國際計算機協會 ACM 宣佈將計算機領域「諾貝爾獎」的圖靈獎，頒發給著名動畫公司Pixar的兩位元老——艾德·卡特姆（Edwin E. Catmull）和帕特里克· 漢拉汗（Patrick M. Hanrahan），以表彰他們在 3D 圖形和 CGI 電影製作領域的突出貢獻。
圖靈獎組委會表示，兩人在概念上的創新以及對軟件和硬件的貢獻，從根本上改變了計算機圖形學領域，並對電影製作產生了革命性的影響，將計算機動畫電影變成為了現實。
如今，計算機圖形學已經成為計算機科學的一種重要分支。CGI 不僅改變了電影的製作和觀看體驗，更對娛樂產業產生了廣泛而深遠的影響。
本期全媒派（ID：quanmeipai）通過解讀Pixar史上多部里程碑般的動畫作品，梳理出Pixar為動畫電影發展史所作出的革新與貢獻，並討論 CGI 技術在當下數字電影時代引發的新思考。
CGI 動畫特效，突破人類想象力
從科學計算可視化、視頻遊戲特效、電影動畫製作，到增強現實（AR）、虛擬現實（VR），這些都是以計算機作為主要工具進行藝術創作的相關產業，而這一系列產業蓬勃發展的背後離不開計算機圖形技術（Computer Graphics，簡稱 CG）的革新。
其中利用計算機直接創造圖像的 CGI（Computer-Generated Imagery），又稱計算機生產圖像，能讓人們利用計算機創建三維圖像、真人電影、動畫電影和電視節目中的特效，創造任何人類所能想象到的逼真效果。
1973 年上映的美國科幻西部片《西部世界》，是電影史上第一部使用 CGI 技術的電影，由小説家邁克爾·克萊頓編劇和執導。
這部幾乎是半個世紀前的電影，但其已經開始採用像素化攝影來模擬生成電影畫面。比如電影中機器人展現殺機時，眼球都會出現讓人不寒而慄的光芒，這個 CGI 動畫效果，堪稱電影史上不可磨滅的歷史閃光。
1977 年，由喬治·盧卡斯執導的科幻系列電影《星球大戰》也加入 CGI 動畫。這部影片最終獲得了包括最佳視覺效果獎在內的六個奧斯卡獎項，並讓工業光魔開創了電影特效的時代。
直到 1993 年，《侏羅紀公園》利用 CGI 動畫技術，創造出電影史上第一隻栩栩如生的恐龍，並將 CGI 動畫塑造的生物與真人演員同時呈現在電影畫面中。
從《星球大戰》開始，CGI 經歷了漫長的發展歷程，這項技術不僅在真人電影中廣泛應用，還開啟了動畫電影的新時代。
Pixar的歷史，是 CGI 動畫電影發展史
《星球大戰》的特效製作是由工業光魔中一個負責將電腦動畫特效與真人表演融合的計算機圖像部門完成，而這個部門正是Pixar的前身。
1986 年，這個部門被盧卡斯以 1000 萬美元的價格賣給了喬布斯。由此，傳奇動畫公司Pixar創立了。
在這張著名的「Pixar鐵三角」合影上，從左往右分別是負責技術的艾德·卡特姆、史蒂芬·喬布斯，以及負責創意的約翰·拉塞特。
從那時起，Pixar憑藉開拓創新的 CGI 技術，一路引領着動畫電影的發展方向，佔據着 CGI 動畫的制高點。
Pixar在 20 世紀 80 年代陸續製作了《安德列與威利的冒險》、《頑皮跳跳燈》、《紅色的夢》等 CGI 動畫短片。其中《頑皮跳跳燈》裏的經典角色，後來成為了Pixar的片頭動畫。
1995 年上映的《玩具總動員》，是動畫史上首部全部採用 CG 技術製作的動畫長片。這部動畫由Pixar當時的傳統動畫製作人與電腦圖形學技術人員合作完成，而這正是改寫動畫電影史的一部作品。
《玩具總動員》的故事和動畫製作由Pixar負責，迪士尼則承擔 50% 的製作費用，以及負責市場營銷和影片發行。
在 CGI 動畫的發展歷程中，如何通過計算機仿真模擬出人類、動物身上精細的毛髮，一直是個技術難題。
《怪獸電力公司》這部在 2001 年上映的動畫長片，塑造了生動可愛的毛絨卡通形象「頭號嚇人專家薩利文」。為了塑造薩利文蓬鬆茂密的藍色長髮，Pixar用出色的 CGI 技術模擬 230 萬根毛髮，並開發了一個名為 Fitz 的工具，對毛髮的運動進行仿真。
2003 年上映的《海底總動員》，呈現了從光線折射、潮汐流動、氣泡湧動，再到將各類水底生物在不同光線中游動的複雜場景，為觀眾帶來直觀的水下世界，體現了Pixar用 CGI 技術創建水的強大能力。
2004 年的《超人特工隊》是一部跨越恐怖谷的動畫影片。所謂「恐怖谷理論」是日本機器人專家森政弘在 1970 年提出的觀點，他認為：隨着類人物體的擬人程度增加，人類對其的好感度也會增加，但當仿真度到達一定程度，好感度會被驚悚、反感替代，隨着機器人的仿真度接近真人，好感度會重新大幅上升。
動畫電影的「恐怖谷」現象，隨着 CGI 技術的進步而進入人們的視線。
然而《超人特工隊》不僅能夠讓英雄們有着逼真的肌肉、皮膚和精細的表情，還通過誇大角色身體外的特徵，突出人物個性和衝突，有意識地避開了「恐怖谷」。
2006 年，迪士尼宣佈以 74 億美元的價格收購Pixar。2012 年，Pixar推出了第一部公主動畫電影《勇敢傳説》。
主角梅里達那一頭蓬鬆紅火的長卷發，共有 1500 多束捲髮，約為 110 萬根，它們在跳躍奔跑、風吹光照等不同的場景下，都呈現出恰到好處的自然。
為了實現逼真效果，Pixar為此專門設計了一套模擬器，讓頭髮能夠根據動畫人物的動作進行擺動。這也展現了Pixar在當時已登峰造極的 CGI 技術，以及藝術表現力。
2015 年的《恐龍當家》，Pixar製作了一系列逼真的自然景色，陽光從雲層穿透的場景彷彿跟真的一樣，雲霧、山脈、河流、草原等場景也相當優美壯闊。
為了構建這些廣闊的自然景觀，Pixar還使用了美國地質調查局的數據，下載了大量衞星數據。
從 1995-2015 跨越二十年，也許Pixar當年在製作《玩具總動員》時，根本不會預料到動畫電影的逼真效果，能到達《恐龍當家》的程度。
Pixar的場景渲染
出色 CGI 效果的背後，離不開一個名為 RenderMan 的渲染工具。RenderMan 是目前 CG 領域首屈一指的 3D 渲染軟件，在電腦動畫和特效製作領域是舉足輕重的工具。
從 1995 年的《玩具總動員》開始，Pixar就開始創造用來做 CGI 動畫的工具 RenderMan。
2019 年圖靈獎罕見地頒發給兩人，其中一個原因就是另一位Pixar元老帕特里克·漢拉汗帶領團隊打造了 RenderMan，併為 CGI 視覺效果設定了沿用至今的標準。
早在 1990 年，帕特里克·漢拉汗發表了一篇名為《一種用於計算陰影和光線的語言》的論文，為 RenderMan 打下開創性的理論基礎。但直到 1995 年，計算機硬件才發展到支持 RenderMan 製作出《玩具總動員》。
隨着硬件的不斷進步，計算機擁有更加強大的算力和存儲，RenderMan 也隨之具備越發強大的功能。除了製作出逼真的動畫場景，更是在真人電影中對影片場景進行渲染。
獲得第 92 屆奧斯卡最佳影片獎在內四項大獎的《寄生蟲》，其製作團隊也使用了 RenderMan 進行場景渲染。
比如電影故事發生在一個兩層高的別墅裏，但實際拍攝的房屋卻只有一層，為了解決這個差異。製作團隊使用 RenderMan 渲染了別墅的二樓。
電影中，聚會草坪顏色的變換，甚至草坪周圍的部分樹木，都是通過 RenderMan 渲染出來的。也就是説，如今 CGI 技術已經在電影產業具有影響力的真人電影裏，試圖渲染出與真實場景一樣的事物了。
太過追求逼真的特效，會適得其反嗎？
Pixar在 2019 年重製《獅子王》，然而過於逼真的 CGI 技術在觀眾看來，這分明是一場計算機技術的炫技，並且讓原版動畫中的故事精髓喪失殆盡。
當獅子的毛髮根毫清晰、以假亂真，我們卻看不到舊版經典動畫《獅子王》角色中那些誇張的面部表情，大大削弱了角色的情感表現力。
以刀疤背叛哥哥木法沙那個場景為例。在舊版《獅子王》中，我們可以看到木法沙恐懼的表情、刀疤陰險的目光，在這個場景中感受到兄弟背叛的強烈情感。但是新版《獅子王》像紀錄片一樣追求逼真還原，讓這個場景所表現的情感水平，無法與舊版媲美。
影迷們認為，《獅子王》這個故事的核心，已經被電影院追求更暗、更逼真的趨勢所替代。這也引發了一個討論：究竟是讓角色仿真重要，還是角色描述更重要？
這個討論的本質，其實是技術更重要，還是藝術更重要。
CGI 動畫就是計算機技術與電影藝術相互交匯、相互促進的產品，它不僅打破了電影工業的製作方式，為計算機領域開拓了新的概念和應用，而且還潛移默化地影響着我們的生活體驗。
當 CG 技術在電影中應用，就已經開始改變電影的形式。它的出現和應用，讓傳統的劇情、人物、台詞等元素逐漸變得次要，讓特效、畫面、音樂等逐漸佔據主導地位，而這早已違背了學院派的圭臬。
電影誕生的歷史不過一百多年，已然經歷從無聲到有生、從黑白到彩色的電影技術發展過程，進入電影史上第三次革命——」數字電影「。在數字技術介入電影製作的時代，CGI 技術是數字電影的重要構成。
數字技術正革新傳統電影的製作方式。過去，電影是在現實生活中拍出來的，需要使用大量的真實道具。而現在，電影可以是完全由計算機制作合成的，CGI 技術讓我們在虛擬世界中製造出和真實物體一模一樣的道具。
在過去的幾十年裏，CGI 技術讓電影製作人豐富的想象力成為真實畫面，並突破電影觀眾的想象力。如今我們對新版《獅子王》的討論，其實是在反思：CGI 技術是否已經開始限制電影藝術的想象力和表現力？
對於這個問題，其實Pixar元老約翰·拉塞特在 2008 年就已回答過，他當時這樣解釋藝術與技術之間的關係：「藝術創作挑戰技術的邊界，而技術又反過來啟發藝術創作。」
參考鏈接：
1.https://www.yahoo.com/entertainment/pixar-pioneers-win-1-million-120735028.html
2.https://www.yahoo.com/entertainment/inside-pixars-technological-evolution-from-toy-204900060.html
3.https://renderman.pixar.com/stories/renderman-at-dexter
4.https://www.cheatsheet.com/entertainment/why-fans-fear-cgi-will-be-the-downfall-of-the-lion-king-remake.html/
5.https://greenlightpix.com/blog/cgi-what-is-it-how-does-it-work/
資料來源：愛範兒（ifanr）