计算机图形技术发展对动画产业的影响研究

赵晓春 孟鹿 唐俊

摘 要：动画产业是知识经济的核心产业之一，被称为21世纪最具发展潜力的朝阳产业。动画从1831年发展至今，已经有近百年的历史。动画制作方式也从传统的制作方式进入了计算机动画制作的时代。计算机图形技术的快速发展带来了全球计算机动画的变革，例如，《侏罗纪》、《冰河世纪》、《阿凡达》都是计算机图形技术与艺术完美结合的产物。

关键词：计算机图形技术 动画产业 概述 趋势

中图分类号：F062.5文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2012）03-122-02

一、计算机图形技术概述

计算机图形学作为计算机科学与技术学科的一个独立分支已经历了近50年的发展历程。目前，计算机图形学已是一门成熟的技术，成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。经历了近40年的发展历程，计算机图形学在图形基础算法、图形软件与图形硬件等方面都取得了长足的进步。随着计算机图形学理论、方法的不断完善，软件、硬件技术的不断发展，它的应用领域也必将越来越广。1962年，美国麻省理工学院林肯实验室的Ivan.E.Sutherland首次使用了“Computer Graphics”这一术语，证明交互式计算机图形学是一个可行且有用的研究领域，从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的地位，奠定了计算机图形学的基础。

二、计算机图形技术发展加快动画制作的无纸化趋势

动画这种艺术形式自从产生以来，其发展便一直与人们不断提高的欣赏需求和科学技术的发展紧密相连。从单纯的形象动作演变到有完整的故事情节，从早期的无声字幕提示到有对白有配乐；从只有黑白两色到彩色图像，从二维平面到三维立体空间，从传统的视听方式到全息的4D感官享受。传统的动画制作形式由于其自身存在的相对局限性，已经越来越难以适应行业的发展速度与市场的渐渐扩张的需求。“无纸化”制作已经成为动画发展的必然趋势。

动画“无纸化”是指整个动画制作流程全部采用计算机图形技术实现的制作方式，包括前期的美术设定、分镜头绘制，中期的原画、动画制作；后期的特效添加等等全部在计算机上进行操作。“无纸化”动画得以实施的工作形式为：“数位板(压感笔)+计算机+CG相应软件，具有低成本、小风险、易修改、画面品质精良、输出便捷、易上手等优点，目前已经广泛应用于动画产业链条的相关行业，如影视、娱乐、游戏、展示，建筑、网络等。

1.计算机图形技术发展对于二维动画发展的影响。由于动画制作有别于真实的表演拍摄，荧幕前相对于观众的一秒，对于动画制作人员却意味着一个多人团队细分到24帧画面的辛勤劳动，动画片的预算是需要精确到每一秒的，剧本中的每一句台词，人物附加的一个道具，甚至人物设定中衣服多出来的一条纹样，都会成为增加预算增加工作量的因素。由于这样的局限性，早期的动画形象多趋向极简的造型，艺术风格也稍显单调。随着动画产业的快速发展，观众的观赏趣味也被渐渐提高，之前传统的艺术形式与制作方法也越发难以适应市场要求。传统二维动画的人物动作与场景都是绘制在透明的“赛璐璐”片上的，绘制的时候需要动画师下笔准确，其修改起来是较不方便的，随后进行叠加拍摄，再将拍摄的底片进行冲印，最后将冲印好的拷贝剪辑成片。整个过程需要多人长期的磨合协作，一旦其中某一个环节出现问题将会对整个制作过程产生连带性的影响。

随着计算机图形技术的快速发展，计算机造型技术与真实感图形绘制技术渐渐被应用到二维动画的制作流程当中，目前业内最专业的数位板和压感笔供应商当属总部设在日本的wacom公司，其产品自研发以来，一直致力于追求更真实更精准的真实绘画感，按照不同专业程度的人群提供不同档次价位的产品。其中最为专业的绘图板“影拓”系列面向资深的CG业内人员，其压感已经做到2048级，精密灵敏，手感几乎可以与传统纸上绘画相媲美。具备相应美术功底的人员经过软件学习配合以数位板可以创作出几乎任何美术风格的作品。

由于借助了计算机进行图像处理，原来需要人工重复绘制的工作可以由计算机运算自动生成，在矢量二维动画软件中，人物、景物、道具都可以以“元件”的方式存在，动画师只需要将不同图形做成元件，并分类保存在虚拟的“元件库”中，今后所有涉及到该图形的内容就可以直接从库中调用，大大节省了时间和预算。

2.计算机图形技术发展对于三维动画发展的影响。计算机动画CG技术（Computer Graphics）的应用早已不仅仅局限在“动画片”这个相对狭义的范围内，而是渗透到更加广泛的影视特效、交互展示、教学培训等诸多方向，涉及到的行业也包括：電影电视、网络、音像制品、印刷、玩具、服装、电子产品、教育、医疗、军事等等。

1995年11月，皮克斯公司与迪斯尼公司联合制作的《玩具总动员》在北美上映，这部完全由计算机制作的动画影片成为了动画史上又一座里程碑式的作品。这是一部耗时4年花费过亿的大投资商业动画长片，其中每一帧画面制作时间都耗时4至13人工小时不等，整个团队工作系统由87台双CPU和30台4CPU的Sparc工作站组成，还有一台Sparc1000服务器。在《玩具总动员》上映（1995）之前，迪斯尼一直是美国动画电影的唯一制作商。而《玩具总动员》的成功推出，无疑改写了娱乐产业的历史，好莱坞从此诞生了完整的动画产业。观众们在81分钟的时间内体验到前所未有的真实感与视觉冲击特效，而这一切，竟然全部是由计算机制作的虚拟图像。这种身临其境的真实感是传统二维动画所无法给予的，从该部影片获得成功之后，以皮克斯公司为领军的动画产业开始进入到一个前所未有的繁荣时期。

动作捕捉技术（Motion capture）是由动作捕捉系统识别表演者行动位置，随即经过计算机处理后输出可以在虚拟动画中应用的数据。当数据被计算机识别后，动画师就在计算机生成的场景中调试动作控制镜头，动作捕捉技术的应用，提高了制作效率，降低了制作成本，增强动作的真实感。随着技术的进一步成熟，动作捕捉技术得到越来越广泛的应用。2010年上映的《阿凡达》和2011年上映的《丁丁历险记》这两部大获成功的商业动画长篇，代表着动作捕捉技术与最顶尖的CG数码艺术的完美融合。《阿凡达》给观众制造出一个近乎完美的虚拟世界，但却又是如此的真实。按照拍摄比例，时长160分钟的《阿凡达》每帧画面平均耗费4万个人工小时，60%内容靠CG(Computer Graphic)合成，40%靠演员演绎。

云计算（cloud computing），是近年来新兴的一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。这项技术的开发，实现了资源的合理配置，减少了不必要的重复投资。一些制作团队的硬件配置无法承担某些超大运算，通过云计算的方式可以节约成本，对于项目的预算也能有效控制。

3.计算机图形技术发展对于独立动画发展的影响

由于传统商业动画制作所需的成本较高，需要相当可观的人力、财力。任何投入到制作中的成本总是希望最终会得到收益的，这就像是一道无形的高门槛，让许多实力并不雄厚但却非常有创新意识的相对较小的制作团队、独立动画人或在校学生对动画产业望尘莫及，很难形成百花齐放，百家争鸣的健康发展的形势。随着计算机图形技术的不断发展，不断完善的动画制作软件和更为便捷，更为多样化的新型传播媒体无疑为这些独立的动画制作人提供了强大的支持。

三、计算机图形技术在动画传播媒介方面带来的革新

随着计算机图形技术的不断发展，人们接触信息资讯的方式由传统的电视、报纸、出版物、广播、手机通讯等有局限性的传媒方式向更加自由的网络传媒方式发展。传统意义上的传播媒介具有相对的时间与空间的限制性，随着家庭计算机和网络的普及，利用网络作为传媒方式的灵活性和机动性是其它媒介所无法达到的，它打破时间空间限制，受众可在任何有网络覆盖的地域在第一时间得到其所需资讯。网络传媒是未来传媒的主发展平台。网络的飞速发展正在逐渐改变传统动画品牌的推广方式。有趣的作品通过网站媒介很快传播扩散，给经济实力一般但具有创新开发能力的企业提供了很多机会。虽然依靠网络传播也会产生诸多如版权纠纷的问题，但总体看来，终究是利大于弊的。以腾讯动漫网站为例，其中包括热门动画在线观看、动画表情下载、原创漫画展示、动画名家博客等详尽的分区，借助网站宣传的不仅有国内外的大型动画企业，也有动画工作室，甚至是独立动画创作人，他们将作品或最新资讯从网站公开发布，接受网友的欣赏与评论，通过博客转载与微博转发的形式迅速以网状的形式传播出去。

网络传媒是一种更为精确的传播模式，在强大的搜索引擎和信息分类筛选的协助下，定位相应的受众人群并非一件难事。借助网络推广动画产品是高效的，有的放矢的，而对于潜在客户方面来说，在网络上筛选信息也较传统的获取信息方式来的更为快捷更灵活更丰富。随着计算机图形技术的不断开发，手机也从曾经功能单一的通讯工具演变成集语音通信和多媒体通信相结合的新一代移动通信系统，利用3G手机网络传播动画也逐渐成为动画传播媒介中重要一部分。手机动漫指借助动画技术、为漫画添加动态效果和声音配乐，以手机Meticulous为播放、运营载体，同时采用FLASH技术制作，通过移动互联网提供下载、播放、转发等功能的一种服务，其最大的特点就是便携性，可以随时随地观看。

四、计算图形形技术对于动画营销的推动

动画产业的赢利模式需要依靠动画产品的附加价值，即需要依靠开发动画衍生产品如玩具、服装、文具、食品等产品的销售来获得赢利。开发衍生产品的思路要从策划方案就开始同步进行，事先不考虑如何形成产业链，不考虑如何扩大动画片的影响，最终必定不会在商业上获得成功。构建一条完整的动漫产业链条，应该在以品牌为依托，以原创为动力，以市场为导向的基础上，重点加强衍生产品开发和动漫产品销售的渠道建设，逐渐形成一条从电视节目制作—衍生产品开发—营销渠道建设的完整动漫产业运作模式。

随着家庭计算机与网络的普及，电子产品软硬件的不断升级，网络和新一代移动通信系统已经与人们的生活工作息息相关，市场对于不同形式的动画产品的需求量也日益增大，早已不仅仅局限于动画片本身。比如动漫游戏、地产类多媒体、建筑动画漫游、教学模拟、博物馆虚拟展厅、娱乐互动、4D电影、大型场馆激光动画表演等，针对不同受众的不同需求，为其量身定制动画产品。在开发实体衍生产品方面，计算机图形技术的广泛应用也大大提高了产品质量与工作效率。三维动画技术的不断发展，打破了二维动画的局限，让衍生产品从平面到立体变得越来越多样化。设计人员与模型师会共同完成人物、道具的立体模型，包括详尽的转面细节，然而这样的立体模型不但是动画片中的角色，更是开发衍生产品的模板。以2010年皮克斯公司的《玩具总动员3》为例，其衍生相关产品包括玩具、家具、滑板、计算器等。据Panjiva贸易公司的统计，在2010年内的40部重磅大片中，《玩具3》的衍生产品销量高居第一。

我国上世纪60年代，被誉为中国动画黄金时代涌现出的许多动画片，在画面效果与艺术造诣上获得了世界的肯定，成为世界公认的中国动画学派。那些深入人心的动漫形象身上都蕴含着巨大的商业价值，但是在作品成功公映之后，相关衍生产品的开发似乎戛然而止。与美国、日本等动画产业高度发达的国家相比，我们在衍生产品开发上做的远远不够。

五、计算机图形技术的发展对民族动画的推动和发展

2012年1月11日，上影集团用3D技术全新包装《大闹天宫》3D版本即将横空出世，旨在“激活经典”，成为新时代华语动画电影的一根“定海神针”。在不改变原作的基础上呈现三维立体效果，画面高宽比也由4:3转为16:9，这意味着大量的场景需要进行添加绘制，其工作难度可想而知。这绝不仅仅是对于经典的重复翻拍，而是最先进的计算机图形技术与传统经典完美结合后带来的全新演绎，这是大胆的创新，有魄力的改革。

将我国传统艺术形式与CG技术相结合，是近年来动画行业内的热点研究课题。随着数码绘画产品性能的提升，各种二维、三维CG软件的的更新和动画创作人员的不断探索，传统水墨画、民间剪纸、民间皮影、民间雕刻等古老的艺术又被赋予了新的生命力。以CG水墨动画为例，利用三维动画软件创作出来的水墨动画较传统水墨动画来说，更富有灵动的空间感，并且有效节约了制作成本，为水墨动画这一特殊的艺术品牌拓宽市场扩大生产提供强大的推动力。

综上所述，动画产业从产生到发展再到基本成形，每个阶段都与当时科学技术的发展紧密相连，自从计算机图形技术发展壮大且被广泛应用于各行各业以来，动画产业也进入到一个高速多元的发展阶段。计算机图形技术的每一次革新取得的成就必定会对动画产业造成突破性的影响。动画产业的从业者，一方面要时时关注计算机图形技术发展的趋势，一方面也要不断学习所处行业的专业技能，将二者完美的融合在一起，从而更好的推进动画产业向前发展。

参考文献：

1.何援军.计算机图形学，机械工业出版社,2009

2.孙立军，俞剑红.中国动画产业年报（2008-2009）京华出版社, 2011

3.卢斌.动漫蓝皮书:中国动漫产业发展报告(2011)社会科学文献出版社,2011

（作者简介：赵晓春，青岛农业大学艺术与传媒学院，教授；孟鹿，青島农业大学艺术与传媒学院，讲师；唐俊，青岛农业大学艺术与传媒学院，讲师）

（责编：李雪）