非真實感繪制技術在動畫中的應用與創新

摘 ?要：自非真實感繪制技術提出以來，一度成為計算機圖形學界熱議的焦點。隨著計算機軟硬件的不斷進步，當下的NPR技術已經非常成熟了，在工業設計、醫學藝術等領域的應用也十分廣泛，在動畫藝術方面的成就也較為顯著。如今，非真實感繪制技術已經是一門不太活躍的學科了。然而，隨著虛擬現實技術的逐漸成熟，虛擬現實動畫為NPR技術的應用創造出了更加廣闊的空間，對于非真實感繪制技術在虛擬現實動畫中的新變化進行研究必將是下一個研究熱點。

關鍵詞：非真實感繪制;動畫;虛擬現實媒介;美學

一、何為非真實感繪制技術

（一）非真實感繪制技術的定義

非真實感繪制技術（Non-photorealistic rendering，以下簡稱NPR技術）是一門相對于真實感繪制技術而言的計算機圖形技術。它的應用價值在于通過計算機技術對復雜圖形進行簡化與歸納，并對人類手繪視覺風格的模擬。“非真實感繪制”從提出到發展，經歷了二十多年，并被廣泛應用于多個領域，其中包括顯示邊緣增強、線條繪制、地形圖、醫學成像和平面分析等，在藝術領域的表現尤為突出。

在動畫藝術領域，NPR技術俗稱卡通渲染技術或者三渲二技術，在當下的動畫行業中被廣泛使用，并且獲得了較大成功。本文的重點即是針對NPR技術在動畫領域的發展狀況、不同動畫媒介中的發展趨勢以及美學形態變化進行多視角的分析與研究。

（二）非真實感繪制技術在動畫藝術領域的發展現狀

隨著20世紀80年代電子硬件性能的提高，計算機圖形技術得到了巨大發展，并逐漸應用于影視動畫中。從90年代的經典動畫《獅子王》《埃及王子》（如圖1）《人猿泰山》，到2000年后的《小馬王》《蘋果核戰記》，以及近幾年上映的《我是江小白》《你的名字》《蜘蛛俠之平行宇宙》，NPR技術在動畫領域得到了長足發展與廣泛應用，形成了一套以描線、風格化著色、可編輯化的高光與陰影為核心的三渲二技術，而使用該技術制作完成的動畫也被稱為三渲二動畫。

隨著近幾年數字硬件的快速發展，三渲二技術不僅在數字平面媒介中應用廣泛，在新興數字媒介中也得到了成功應用。于2016年圣丹斯電影節亮相的虛擬現實動畫（以下簡稱VR動畫）《Dear angelica》（如圖2），便是NPR技術在VR動畫中應用的成功案例。影片通過幾段夢境般的動畫表達了女主角對于自己去世母親的思念，該動畫的成功之處不僅在于其創新的敘事手法，而且也證明了二維美術形式在VR動畫中也具有十分強烈的感染力，這部作品在2017年獲得了艾美獎提名。雖然NPR技術在VR動畫中的應用才剛剛起步，然而其發展勢頭卻十分迅猛。從2016年VR頭盔開始在市場上發售以來，已經誕生大量與NPR技術相結合的VR動畫以及基于NPR技術所開發的VR創作工具。如史上首次入圍奧斯卡的VR動畫《珍珠》、Google出品的首部VR涂鴉動畫《重返月球》以及獲得動畫安妮獎最佳VR制作動畫的《烏鴉傳說》等，這些VR動畫的成功，無不說明NPR技術在VR動畫中存在著很大的發展潛力。另一方面，Oculus為了VR動畫《Dear angelica》的創作，所開發的VR創作軟件QUILL與GOOGLE，以及2016年開發的VR繪畫軟件Tilt Brush，不僅讓VR媒介成為了一種創作的工具，而且促使NPR技術通過VR媒介特征在美術形式上實現了新的突破。NPR技術與VR媒介的結合，使動畫創作者能夠在一個脫離真實世界物理法則的非真實視聽空間中創作。比如GOOGLE的TILTBRUSH讓繪畫的魅力徹底從平面中解放出來，形成了全新的審美形態，這是在現實中無法達到的表現方式。雖然TILTBRUSH在筆觸上參考了現實中的皮革、棉花等材料，然而在VR媒介中對這些材料的組織與呈現的方式卻與數字平面媒介完全不同。因為兩者對于空間的塑造是完全不同的，空間與創作者之間的關系是這種差別的主要來源，基于這樣的軟件工具所制作的動畫必然也會產生新的表達方式與呈現形態。

從NPR技術在動畫中應用的發展狀況來看，它不僅在傳統平面媒介中得到了廣泛的應用，在虛擬現實媒介中也有了新的突破。從各方面的影響力來看，其在動畫中的應用依然具有廣闊的前景。

二、動畫媒介特征對于NPR技術發展方向的影響

（一）動畫媒介發展的兩個主要歷史階段

第一個階段是實體媒介階段，這個階段的動畫主要是以真實物理世界的介質與材料作為動畫創作的基本材料與載體，比如傳統的純手繪動畫、定格動畫、剪紙動畫等。廣義上來看，這個階段也可包括早期的皮影戲、走馬燈、幻盤等。

第二個階段是數字媒介階段，這個階段的動畫則是將動畫片通過數字技術轉化成計算機顯示器的柵格形式進行再現，比如當下流行的三維動畫、三渲二動畫以及虛擬現實動畫等。從嚴格意義上講，膠轉磁的動畫片也屬于這個范疇。這個階段在技術手段與審美方式上亦可劃分為兩大類型，分別是數字平面媒介與數字全景媒介。顧名思義，數字平面媒介指觀眾主要是通過平面化的視角進行審美;而數字全景媒介則是透過全景化的視角去完成審美，兩者最為核心的區別在于觀眾對審美空間的感知方式不同。數字全景媒介的動畫主要包括虛擬現實、增強現實、混合現實等動畫類型。本文主要以虛擬現實動畫為例，來論證NPR技術在動畫中的應用創新。這兩種不同的類型特征也直接促成了三渲二動畫在兩類數字媒介中完全不同的審美方式、創作思路、表達方式與技術實現手段。

（二）非真實感繪制技術在傳統平面數字媒介中優勢與局限

從中國當下的動畫發展狀況來看，NPR技術的應用極大地促進了動畫行業的發展。首先，因為傳統的純手繪動畫對于人力成本與時間成本的消耗比較高，基于NPR技術開發出來的各種卡通渲染軟件能夠大大節省這方面的消耗，將盡可能降低一部手繪形式的動畫制作成本;其次，正因為卡通渲染軟件的介入為動畫創作者節省了大量的時間，使得動畫創作者可以將更多的時間放在動畫的創作環節，也間接地提升了動畫在創意方面的質量;最后，創作者通過計算機進行前期創作的時候，也會借助圖形軟件的一些隨機效果來尋找進一步創作的靈感。比如《蜘蛛俠之平行宇宙》的原畫創作人員在繪制前期氣氛圖的時候，就通過運用PHOTOSHOP中的筆刷抖動與色彩抖動來尋找畫面的色彩基調和構圖形式，然后再進行細致的畫面繪制與調整，最后完成自己所需要的畫面。這種以繪圖軟件隨機生成的圖像中去尋找新的創作靈感的方式，已經是業內創作中較為普遍的方法，而這樣的方法離不開NPR技術的支撐。

然而，由于在實體媒介這一歷史階段，動畫藝術就已經產生了大量的美術風格，并且數字平面媒介特征與傳統的實體媒介特征十分相似，導致了在平面美術形式的動畫中，NPR技術所能實現的美術形式和種類都基本被覆蓋，因此，NPR技術在美術創新上能夠施展的空間十分有限。其次，NPR技術在動畫中的運用初衷是模擬人類手繪，目的是讓NPR技術在動畫領域中發展的主要方向無限接近于人類手繪動畫的美術形式，即是對已有的美術形式的模擬，故而使得NPR技術在傳統平面數字媒介中的應用無法產生更多創造性的突破。

因此，在數字平面媒介的動畫中，NPR技術的應用雖然得到了巨大的開發，在動畫設計的方方面面都有涉足，但是，從動畫創作的視角來看，NPR技術在動畫中的應用基本上還是居于一種輔助性的地位。

（三）非真實感繪制技術在虛擬現實媒介中的發展的前景與困局

作為剛剛問世不久的數字全景媒介，雖然還沒有得到全面普及，內容較之數字平面媒介也較為匱乏，但是在短短的幾年間已經展現出了驚人的發展前景。就現階段的VR動畫發展形勢而言，與VR媒介設備的結合已經較為成熟了。一方面，從《Dear angelica》《珍珠》《烏鴉傳說》等VR動畫中能夠發現，二維形式動畫在虛擬現實媒介中產生新穎的敘事模式與強烈的情感表達，這是數字平面媒介無法達到的表現程度。另一方面，在實體媒介中，由于真實世界物理法則的限制使得人類很多天馬行空的想法并沒有具象化，這就給VR動畫在藝術表現上留下了很大的發揮空間。隨著VR軟件與硬件的不斷發展與普及，不久的將來，VR動畫也必然進入快速的創新增長期，而NPR技術在VR動畫中的應用也必然會產生新的突破。

數字全景媒介與數字平面媒介的發展規律比較相似，它是年輕的媒介，在多方面都未發展穩定，各方面都處于起步階段。甚至有人認為VR是一種偽需求，大眾對于其價值也是褒貶不一，存在較大爭論。在VR硬件方面，受解析度、刷新率、精準度等技術瓶頸的限制，NPR技術與VR動畫的結合還未能達到一種理想的狀態。

麥克盧漢曾經說道：“我們已經延伸了中樞神經系統，使之轉換成了電磁技術。把意識遷移到電腦世界，就只有一步之遙。”[1]很明顯，VR媒介的出現遵循了媒介發展的規律，NPR技術在VR動畫中的應用也必將成為未來動畫片的重要創新點之一。如果說VR媒介架起了人類與數字世界的新橋梁，那么NPR技術與VR動畫的結合則連接了人類通往手繪與動畫審美方式的創新道路。

三、NPR技術被應用于

動畫的美學根源以及未來的發展趨勢

（一）NPR技術被應用于動畫的美學根源

宗白華曾說道：“美不但是不以我們意志為轉移的客觀存在，反過來，它影響著我們，教育著我們，提高生活的境界與意趣。”[2]36在長期的歷史發展中，人類對美的需求從來沒有間斷過，并且驅動著藝術的不斷創新。

在漫長的歷史實踐中，人類形成了對各種形式動畫的審美情趣，這樣的審美需求成為NPR技術應用于動畫的主要原因。手寫與手繪的表達方式在人類的生活中已經持續了幾千年，人類通過手寫文字去記錄事件、傳授知識，通過繪畫來直觀地描述視覺形象、表現內心情感。手繪特征的畫面形式早已滲透到了大眾生活的方方面面，與大眾生產勞動、社會生活建立起了緊密的聯系，大眾也在漫長的歷史過程中產生了相應的視覺習慣。這樣長期的視覺積累也讓大眾逐漸沉淀出了對于手繪畫面的審美情趣與標準。一些手繪圖案具備了審美功能并逐漸從生產生活中獨立出來，成為具備象征意義的文化符號和美術風格，滿足了大眾的審美需求。此外，計算機圖形圖像特有的形式特征讓NPR技術制作的動畫具備了一定審美趣味。雖然NPR技術在動畫領域的應用與影響主要在于動畫的制作生產上，然而基于NPR技術制作完成的動畫也存在其特有的技術特征，即精準的空間感、工整的線條以及程式化的色彩與質感，這些特征使得動畫畫面具有高度的秩序美感。

宗白華在《美學散步》中談道：“藝術是一種技術，古代藝術家本就是技術家（手工藝的大匠）。現代及將來的藝術也應該特重技術。然而他們的技術不只是服役于人生（像工藝）而是表現著人生，流露著情感個性和人格的。”[2]41-42因此，我們也需要明確，NPR技術無論如何發展變化，最后都需要回歸到人類內在的美學精神上，正是人類對美的追求促成了動畫藝術形式的不斷變化以及NPR技術的持續發展。

（二）NPR技術在動畫中應用的發展軌跡

權威教材《非真實感圖形學：造型、繪制與動畫技術》對NPR技術如此闡述：“非真實感繪制的目標是能在形式上指定一種可展現繪畫作品的方式，并隨之編寫生成非真實感繪畫作品的計算機程序。”[3]不難看出，非真實感繪制技術誕生的初衷在于對人類手繪美術形式的模擬。然而，媒介的發展與NPR技術的不斷完善，促使NPR技術開始產生新的內容與邊界，在動畫的應用中實現了新的突破。

從在數字平面媒介中的輔助作用到VR媒介中的藝術突破，NPR技術已不再是對已有的美術繪畫風格進行模擬。動畫創作者反而開始應用NPR技術來創造新的表現形式，NPR技術的應用價值也已經上升到了動畫創作的層面。

四、結語

人類內在的審美追求促成了非真實感繪制技術在動畫領域的廣泛應用，該技術旨在對手繪動畫美學形式進行模擬。媒介技術的進一步發展也促成了非真實感繪制技術從輔助性技術向更具藝術價值的方向發展。

參考文獻：

[1]麥克盧漢.秦格龍，編.麥克盧漢精粹[M].何道寬，譯.南京：南京大學出版社，2000.

[2]宗白華.美學散步[M].上海：上海人民出版社，2005.

[3]施德羅托特，等.非真實感圖形學：造型、繪制與動畫技術[M].葉修梓，萬華根，張引，譯.北京：電子工業出版社，2004：5.

作者簡介：徐鵬程，北京電影學院動畫學專業碩士研究生。研究方向：動畫創作與理論研究。