从《玩具总动员》到《狮子王》，皮克斯如何用动画特效革新电影产业？
计算机领域的最高荣誉，这一次颁发给了将技术与艺术相融合的传奇动画公司皮克斯。
今年3月，国际计算机协会ACM宣布将计算机领域“诺贝尔奖”的图灵奖，颁发给著名动画公司皮克斯的两位元老——艾德·卡特姆（Edwin E. Catmull）和帕特里克· 汉拉汗（Patrick M. Hanrahan），以表彰他们在3D图形和CGI电影制作领域的突出贡献。
图灵奖组委会表示，两人在概念上的创新以及对软件和硬件的贡献，从根本上改变了计算机图形学领域，并对电影制作产生了革命性的影响，将计算机动画电影变成为了现实。
如今，计算机图形学已经成为计算机科学的一种重要分支。CGI不仅改变了电影的制作和观看体验，更对娱乐产业产生了广泛而深远的影响。
本期全媒派（ID：quanmeipai）通过解读皮克斯史上多部里程碑般的动画作品，梳理出皮克斯为动画电影发展史所作出的革新与贡献，并讨论CGI技术在当下数字电影时代引发的新思考。
CGI 动画特效，突破人类想象力
从科学计算可视化、视频游戏特效、电影动画制作，到增强现实（AR）、虚拟现实（VR），这些都是以计算机作为主要工具进行艺术创作的相关产业，而这一系列产业蓬勃发展的背后离不开计算机图形技术（Computer Graphics，简称CG）的革新。
其中利用计算机直接创造图像的CGI（Computer-Generated Imagery），又称计算机生产图像，能让人们利用计算机创建三维图像、真人电影、动画电影和电视节目中的特效，创造任何人类所能想象到的逼真效果。
1973年上映的美国科幻西部片《西部世界》，是电影史上第一部使用CGI技术的电影，由小说家迈克尔·克莱顿编剧和执导。
这部几乎是半个世纪前的电影，但其已经开始采用像素化摄影来模拟生成电影画面。比如电影中机器人展现杀机时，眼球都会出现让人不寒而栗的光芒，这个CGI动画效果，堪称电影史上不可磨灭的历史闪光。
1977年，由乔治·卢卡斯执导的科幻系列电影《星球大战》也加入CGI动画。这部影片最终获得了包括最佳视觉效果奖在内的六个奥斯卡奖项，并让工业光魔开创了电影特效的时代。
直到1993年，《侏罗纪公园》利用CGI动画技术，创造出电影史上第一只栩栩如生的恐龙，并将CGI动画塑造的生物与真人演员同时呈现在电影画面中。
从《星球大战》开始，CGI经历了漫长的发展历程，这项技术不仅在真人电影中广泛应用，还开启了动画电影的新时代。
皮克斯的历史，是CGI动画电影发展史
《星球大战》的特效制作是由工业光魔中一个负责将电脑动画特效与真人表演融合的计算机图像部门完成，而这个部门正是皮克斯的前身。
1986年，这个部门被卢卡斯以1000万美元的价格卖给了乔布斯。由此，传奇动画公司皮克斯创立了。
在这张著名的“皮克斯铁三角”合影上，从左往右分别是负责技术的艾德·卡特姆、史蒂芬·乔布斯，以及负责创意的约翰·拉塞特。
从那时起，皮克斯凭借开拓创新的CGI技术，一路引领着动画电影的发展方向，占据着CGI动画的制高点。
皮克斯在20世纪80年代陆续制作了《安德列与威利的冒险》、《顽皮跳跳灯》、《红色的梦》等CGI动画短片。其中《顽皮跳跳灯》里的经典角色，后来成为了皮克斯的片头动画。
1995年上映的《玩具总动员》，是动画史上首部全部采用CG技术制作的动画长片。这部动画由皮克斯当时的传统动画制作人与电脑图形学技术人员合作完成，而这正是改写动画电影史的一部作品。
《玩具总动员》的故事和动画制作由皮克斯负责，迪士尼则承担50%的制作费用，以及负责市场营销和影片发行。
在CGI动画的发展历程中，如何通过计算机仿真模拟出人类、动物身上精细的毛发，一直是个技术难题。
《怪兽电力公司》这部在2001年上映的动画长片，塑造了生动可爱的毛绒卡通形象“头号吓人专家萨利文”。为了塑造萨利文蓬松茂密的蓝色长发，皮克斯用出色的CGI技术模拟230万根毛发，并开发了一个名为Fitz的工具，对毛发的运动进行仿真。
2003年上映的《海底总动员》，呈现了从光线折射、潮汐流动、气泡涌动，再到将各类水底生物在不同光线中游动的复杂场景，为观众带来直观的水下世界，体现了皮克斯用CGI技术创建水的强大能力。
2004年的《超人特工队》是一部跨越恐怖谷的动画影片。所谓“恐怖谷理论”是日本机器人专家森政弘在1970年提出的观点，他认为：随着类人物体的拟人程度增加，人类对其的好感度也会增加，但当仿真度到达一定程度，好感度会被惊悚、反感替代，随着机器人的仿真度接近真人，好感度会重新大幅上升。
动画电影的“恐怖谷”现象，随着CGI技术的进步而进入人们的视线。
然而《超人特工队》不仅能够让英雄们有着逼真的肌肉、皮肤和精细的表情，还通过夸大角色身体外的特征，突出人物个性和冲突，有意识地避开了“恐怖谷”。
2006年，迪士尼宣布以74亿美元的价格收购皮克斯。2012年，皮克斯推出了第一部公主动画电影《勇敢传说》。
主角梅里达那一头蓬松红火的长卷发，共有1500多束卷发，约为110万根，它们在跳跃奔跑、风吹光照等不同的场景下，都呈现出恰到好处的自然。
为了实现逼真效果，皮克斯为此专门设计了一套模拟器，让头发能够根据动画人物的动作进行摆动。这也展现了皮克斯在当时已登峰造极的CGI技术，以及艺术表现力。
2015年的《恐龙当家》，皮克斯制作了一系列逼真的自然景色，阳光从云层穿透的场景仿佛跟真的一样，云雾、山脉、河流、草原等场景也相当优美壮阔。
为了构建这些广阔的自然景观，皮克斯还使用了美国地质调查局的数据，下载了大量卫星数据。
从1995-2015跨越二十年，也许皮克斯当年在制作《玩具总动员》时，根本不会预料到动画电影的逼真效果，能到达《恐龙当家》的程度。
皮克斯的场景渲染
出色CGI效果的背后，离不开一个名为RenderMan的渲染工具。RenderMan是目前CG领域首屈一指的3D渲染软件，在电脑动画和特效制作领域是举足轻重的工具。
从1995年的《玩具总动员》开始，皮克斯就开始创造用来做CGI动画的工具RenderMan。
2019年图灵奖罕见地颁发给两人，其中一个原因就是另一位皮克斯元老帕特里克·汉拉汗带领团队打造了RenderMan，并为CGI视觉效果设定了沿用至今的标准。
早在1990年，帕特里克·汉拉汗发表了一篇名为《一种用于计算阴影和光线的语言》的论文，为RenderMan打下开创性的理论基础。但直到1995年，计算机硬件才发展到支持RenderMan制作出《玩具总动员》。
随着硬件的不断进步，计算机拥有更加强大的算力和存储，RenderMan也随之具备越发强大的功能。除了制作出逼真的动画场景，更是在真人电影中对影片场景进行渲染。
获得第92届奥斯卡最佳影片奖在内四项大奖的《寄生虫》，其制作团队也使用了RenderMan进行场景渲染。
比如电影故事发生在一个两层高的别墅里，但实际拍摄的房屋却只有一层，为了解决这个差异。制作团队使用RenderMan渲染了别墅的二楼。
电影中，聚会草坪颜色的变换，甚至草坪周围的部分树木，都是通过RenderMan渲染出来的。也就是说，如今CGI技术已经在电影产业具有影响力的真人电影里，试图渲染出与真实场景一样的事物了。
太过追求逼真的特效，会适得其反吗？
皮克斯在2019年重制《狮子王》，然而过于逼真的CGI技术在观众看来，这分明是一场计算机技术的炫技，并且让原版动画中的故事精髓丧失殆尽。
当狮子的毛发根毫清晰、以假乱真，我们却看不到旧版经典动画《狮子王》角色中那些夸张的面部表情，大大削弱了角色的情感表现力。
以刀疤背叛哥哥木法沙那个场景为例。在旧版《狮子王》中，我们可以看到木法沙恐惧的表情、刀疤阴险的目光，在这个场景中感受到兄弟背叛的强烈情感。但是新版《狮子王》像纪录片一样追求逼真还原，让这个场景所表现的情感水平，无法与旧版媲美。
影迷们认为，《狮子王》这个故事的核心，已经被电影院追求更暗、更逼真的趋势所替代。这也引发了一个讨论：究竟是让角色仿真重要，还是角色描述更重要？
这个讨论的本质，其实是技术更重要，还是艺术更重要。
CGI动画就是计算机技术与电影艺术相互交汇、相互促进的产品，它不仅打破了电影工业的制作方式，为计算机领域开拓了新的概念和应用，而且还潜移默化地影响着我们的生活体验。
当CG技术在电影中应用，就已经开始改变电影的形式。它的出现和应用，让传统的剧情、人物、台词等元素逐渐变得次要，让特效、画面、音乐等逐渐占据主导地位，而这早已违背了学院派的圭臬。
电影诞生的历史不过一百多年，已然经历从无声到有生、从黑白到彩色的电影技术发展过程，进入电影史上第三次革命——”数字电影“。在数字技术介入电影制作的时代，CGI技术是数字电影的重要构成。
数字技术正革新传统电影的制作方式。过去，电影是在现实生活中拍出来的，需要使用大量的真实道具。而现在，电影可以是完全由计算机制作合成的，CGI技术让我们在虚拟世界中制造出和真实物体一模一样的道具。
在过去的几十年里，CGI技术让电影制作人丰富的想象力成为真实画面，并突破电影观众的想象力。如今我们对新版《狮子王》的讨论，其实是在反思：CGI技术是否已经开始限制电影艺术的想象力和表现力？
对于这个问题，其实皮克斯元老约翰·拉塞特在2008年就已回答过，他当时这样解释艺术与技术之间的关系：“艺术创作挑战技术的边界，而技术又反过来启发艺术创作。”
参考链接：
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/
