陳菲儀

摘要：卡通渲染風(fēng)格是一種重要的三維動(dòng)畫表現(xiàn)形式，其主要目的在于模仿二維單線平涂動(dòng)畫的畫面風(fēng)格。它所依托的卡通渲染技術(shù)提高了動(dòng)畫的制作效率，但同時(shí)也給畫面帶來了機(jī)械化的美感缺陷。本文綜合運(yùn)用格式塔心理學(xué)等理論，圍繞“秩序”和“簡(jiǎn)化”分析了三維動(dòng)畫卡通渲染與其模仿對(duì)象在視覺元素上的差異。并且詳細(xì)對(duì)比了三維卡通渲染動(dòng)畫和二維單線平涂動(dòng)畫的生產(chǎn)過程，深入分析了計(jì)算機(jī)對(duì)前者的異化。旨在通過這一研究挖掘出三維動(dòng)畫卡通渲染產(chǎn)生機(jī)械感缺陷的原因，尋找卡通渲染風(fēng)格的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：卡通渲染；單線平涂；機(jī)械感；秩序感

卡通渲染風(fēng)格是一種重要的三維動(dòng)畫表現(xiàn)形式。它被廣泛運(yùn)用于電影、廣告、游戲等領(lǐng)域。它在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式上與二維單線平涂動(dòng)畫大相徑庭，但是在視覺形式上卻力求與后者保持高度一致。在技術(shù)上，它主要依托卡通渲染（Cel-shading）技術(shù)——種非真實(shí)感三維渲染（Non-photorealisticrendering，NPR）技術(shù)。在藝術(shù)上，其目的是使三維圖像呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)單線平涂動(dòng)畫類似的畫面效果——即“勾勒線條，然后在線條圍成的區(qū)域內(nèi)填色”的畫面效果。

當(dāng)前經(jīng)過卡通渲染的三維動(dòng)畫在畫面效果上已經(jīng)與單線平涂動(dòng)畫相當(dāng)接近，但是卻依然存在著機(jī)械化的美感缺陷?？朔@種缺陷除了依靠技術(shù)研究之外，從審美角度進(jìn)行分析也有助于指明卡通渲染技術(shù)的發(fā)展方向，并且能夠讓創(chuàng)作者更好地應(yīng)用這一技術(shù)。

1三維卡通渲染動(dòng)畫和單線平涂動(dòng)畫在視覺元素上的差異

就當(dāng)前的三維動(dòng)畫作品而言，卡通渲染技術(shù)依然沒有達(dá)到完美模擬單線平涂動(dòng)畫的境界。這兩者之間的差距可以拆分為具體視覺元素上的差異，如輪廓線、形體、色塊的差異等等。

1.1輪廓線的區(qū)別

在三維卡通渲染動(dòng)畫和二維單線平涂動(dòng)畫中，輪廓線的主要作用是分割形體與定義結(jié)構(gòu)。這是單線平涂動(dòng)畫在藝術(shù)上的必然要求。單線平涂動(dòng)畫的顏色層次相對(duì)簡(jiǎn)單，從而獲得了更高程度的簡(jiǎn)化效果，但同時(shí)也犧牲了通過顏色區(qū)分形體結(jié)構(gòu)的功能。輪廓線成為彌補(bǔ)這一缺陷的重要元素。閉合或半閉合的輪廓線在“完型”機(jī)制的作用下，很好地區(qū)分了形體的邊界。在定義結(jié)構(gòu)方面，輪廓線描繪了形體的結(jié)構(gòu)變化，使形體的結(jié)構(gòu)有秩序地呈現(xiàn)出來。線條的特征非常簡(jiǎn)單，但它卻是組織復(fù)雜形體的最有力的視覺符號(hào)形式。無論是色塊、肌理還是筆觸，都無法以如此簡(jiǎn)潔的方式描繪如此復(fù)雜的對(duì)象。而線條結(jié)構(gòu)特征的單一性，也有利于凸顯所描繪的對(duì)象的結(jié)構(gòu)秩序，增加其整體性。

但是在實(shí)際效果上，三維卡通渲染動(dòng)畫和二維單線平涂動(dòng)畫的輪廓線卻因?yàn)樯煞绞降牟煌a(chǎn)生區(qū)別。這種區(qū)別表現(xiàn)在兩個(gè)方面：輪廓線在幀內(nèi)的完整性和幀間的秩序感。

在三維卡通渲染動(dòng)畫中，輪廓線的缺失、中斷和多余的現(xiàn)象比較常見，嚴(yán)重影響了線條結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的完整性。在三維動(dòng)畫電影《蘋果核戰(zhàn)記》中，可以發(fā)現(xiàn)其輪廓線偶爾會(huì)出現(xiàn)不合理的斷點(diǎn)。這些斷點(diǎn)在形式上非常多余，甚至影響了線條的優(yōu)美。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)并沒有將人物的輪廓視為一個(gè)整體，而僅僅是根據(jù)人物表面的某些參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)條件來進(jìn)行輪廓線的解算，因此很容易造成輪廓線完整性的缺失。

在幀間的秩序感方面，在二維動(dòng)畫中，動(dòng)畫師在描繪某一幀的輪廓線時(shí)，往往會(huì)結(jié)合鄰近畫張來判斷輪廓線的形態(tài)，所以能夠從時(shí)間連續(xù)性上對(duì)輪廓線進(jìn)行完整的思考。而卡通渲染的輪廓線卻是計(jì)算機(jī)根據(jù)對(duì)象的形體變化解算出來的。雖然形體變化在時(shí)間上也具備一定的秩序感，但是計(jì)算機(jī)根據(jù)形體變化生成的輪廓線卻不一定能很好地從時(shí)間上去概括形體的變化，所以卡通渲染的三維動(dòng)畫的輪廓線變化往往容易顯得僵硬，不如傳統(tǒng)動(dòng)畫的線條靈活。

1.2體積表現(xiàn)的區(qū)別

二維單線平涂動(dòng)畫通過以陰影線為分割線，在形體亮部施加明度較高的顏色，在暗部施加明度較低的顏色的方法來表現(xiàn)體積。這種做法原先是為了降低動(dòng)畫制作表現(xiàn)光影的難度，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻提高了形體表現(xiàn)的抽象程度和簡(jiǎn)化程度，使之呈現(xiàn)出獨(dú)特的韻味。卡通渲染三維動(dòng)畫繼承了這一特點(diǎn)。但是與輪廓線類似，后者所呈現(xiàn)的陰影在結(jié)構(gòu)表現(xiàn)和時(shí)間秩序感上也存在著缺陷。在大多數(shù)卡通渲染風(fēng)格的三維動(dòng)畫片中，應(yīng)該表現(xiàn)體積的地方偶爾會(huì)出現(xiàn)沒有陰影的情況。而在某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地方，畫面陰影卻時(shí)常顯得破碎凌亂，甚至影響到了輪廓線的整體感。這些缺陷使得對(duì)象的體積表現(xiàn)喪失了優(yōu)美的感覺。

1.3

色彩豐富程度的區(qū)別

進(jìn)入數(shù)字制作時(shí)代以后，二維單線平涂動(dòng)畫的明暗過渡可以通過軟件的模糊和漸變功能做得更加柔和。但是受限于制作技術(shù)，這種陰影分界線的柔和程度比較平均，難以表現(xiàn)形體轉(zhuǎn)折的變化。而三維動(dòng)畫因?yàn)榫邆鋵?shí)際形體，可以有效地判斷出色彩過渡的層次，所以三維動(dòng)畫在進(jìn)行卡通渲染的時(shí)候，有時(shí)也會(huì)用增加色彩過渡的層次來彌補(bǔ)其在輪廓和體積表現(xiàn)的秩序感上的不足?！短O果戰(zhàn)記2》中的人物色彩層次明顯比第一部更加豐富，畫面的美感也因此而上升。而這種效果已經(jīng)略微超出單線平涂的范圍，使畫面呈現(xiàn)出一種介于二維和三維之間的質(zhì)感，可謂是卡通渲染對(duì)單線平涂風(fēng)格的發(fā)展。

2三維卡通渲染動(dòng)畫和單線平涂動(dòng)畫在表現(xiàn)過程上的區(qū)別

三維卡通渲染動(dòng)畫與二維單線平涂動(dòng)畫在視覺元素的表現(xiàn)上之所以存在差異，更深層的原因在于兩者的表現(xiàn)過程的不同。

凡是動(dòng)畫創(chuàng)作，都存在原型對(duì)象。這里的原型對(duì)象并非直接指向?qū)嶋H存在的對(duì)象，而是由創(chuàng)作者對(duì)存在對(duì)象的認(rèn)知、理解、想象混合而成的。在最終創(chuàng)作的時(shí)候，稍縱即逝、時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的原型對(duì)象通過視覺符號(hào)被固定下來，成為藝術(shù)作品的元素。

在二維動(dòng)畫中，原型對(duì)象在創(chuàng)作者腦海中被壓平為二維圖式，再經(jīng)由手上的筆表現(xiàn)出來。筆是繪畫的工具，但是如果熟練掌握使用畫筆的方式，畫筆就成為手的延伸，這就是海德格爾所謂的“上手”狀態(tài)。在這一狀態(tài)下，創(chuàng)作者對(duì)動(dòng)畫形體的思考就能夠被完整地表達(dá)出來。

在三維動(dòng)畫中，這一過程要間接得多，創(chuàng)作者首先要構(gòu)建出三維模型，再通過計(jì)算機(jī)對(duì)模型進(jìn)行卡通化渲染處理。這導(dǎo)致創(chuàng)作者的思考方式更多地轉(zhuǎn)向?qū)αⅢw空間的思考。雖然二維動(dòng)畫同樣需要考慮對(duì)象的立體結(jié)構(gòu)，但是相對(duì)來說還是更偏向平面化。同時(shí)，三維動(dòng)畫還需經(jīng)歷渲染的過程，在這一過程中，計(jì)算機(jī)依靠著已經(jīng)構(gòu)建好的三維形體和創(chuàng)作者預(yù)置的參數(shù)生成輪廓線和色塊。計(jì)算機(jī)與畫筆不同，它與使用者的關(guān)系是“它異性”的，它用邏輯計(jì)算的方式介入了二維圖像秩序感的構(gòu)建過程。因此，三維卡通動(dòng)畫的表現(xiàn)過程并非單純藉由人來表現(xiàn)，而是摻雜了計(jì)算機(jī)所賦予的機(jī)械感。這種表現(xiàn)是一種異化的表現(xiàn)，三維卡通渲染動(dòng)畫的機(jī)械感由此產(chǎn)生。

3消除機(jī)械感缺陷的方法

3.1克服技術(shù)對(duì)藝術(shù)表現(xiàn)過程的異化

正如海德格爾認(rèn)為的，技術(shù)的本質(zhì)是“集置”。三維卡通渲染技術(shù)在提高生產(chǎn)力的同時(shí)，因?yàn)榧夹g(shù)的復(fù)雜性，也擺置著人，使人的想象不能直觀地表現(xiàn)。要擺脫技術(shù)對(duì)藝術(shù)表現(xiàn)的異化并不意味著要放棄技術(shù)，而是要在卡通渲染過程中添加更多人為的因素。具體有兩種做法：一是根據(jù)人的審美習(xí)慣不斷迭代卡通渲染的算法。二是讓創(chuàng)作者直觀地用手繪方式去表現(xiàn)二維畫面，再利用三維技術(shù)對(duì)動(dòng)作進(jìn)行補(bǔ)全。

第一種做法是目前卡通渲染技術(shù)發(fā)展的常規(guī)路徑。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究者的努力下，卡通渲染的算法日新月異。就輪廓線檢測(cè)算法而言，便有Appel的基于QI的算法、Northrup和Markosian的基于ID參考映像的方法等等?！@些算法的革新在提高渲染速度的同時(shí)，也使輪廓線表現(xiàn)得更加自然。

第二種做法是當(dāng)前三維動(dòng)畫卡通渲染領(lǐng)域中的新思路。迪士尼獨(dú)立開發(fā)的Meander系統(tǒng)，讓藝術(shù)家先根據(jù)模型結(jié)構(gòu)在關(guān)鍵畫面上繪制二維線條，隨后軟件獲取三維模型的運(yùn)動(dòng)信息，將之前的手繪線條“粘”在三維模型上，使其跟隨模型一起變化。奧斯卡獲獎(jiǎng)動(dòng)畫《Paperman》便是最佳例子。此前的渲染方法不僅不夠直觀，還要求創(chuàng)作者在精通藝術(shù)表現(xiàn)的同時(shí)掌握一定程度的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)。即便如此，軟件內(nèi)部渲染算法的運(yùn)行對(duì)藝術(shù)家來說依然是不可見的，創(chuàng)作者需要根據(jù)輸入?yún)?shù)之后得到畫面反復(fù)調(diào)整的數(shù)值?，F(xiàn)在，藝術(shù)家可以用類似傳統(tǒng)動(dòng)畫的直觀方式繪制若干關(guān)鍵幀的線條，再經(jīng)由計(jì)算機(jī)將動(dòng)作補(bǔ)全。這一技術(shù)使創(chuàng)作者克服了三維技術(shù)對(duì)人的擺置。

3.2克服完全模仿的思路

在技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，我們也必須意識(shí)到，雖然卡通渲染的本意在于模仿二維單線平涂動(dòng)畫，但并非要成為后者的等價(jià)物。三維卡通渲染動(dòng)畫完全可以揚(yáng)長(zhǎng)避短，在保留單線平涂動(dòng)畫優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，發(fā)揚(yáng)自己在形體技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

例如，《蘋果核戰(zhàn)記2》畫面的陰影顏色過渡就比第一部更加豐富，充分發(fā)揮了三維渲染的優(yōu)勢(shì)。而它的線條則變得更加纖細(xì)，淡化了那一時(shí)期輪廓線著墨技術(shù)的不足。經(jīng)過這些改進(jìn)，該片畫面效果比第一部更加精致，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)單線平涂動(dòng)畫難以達(dá)到的效果。三維動(dòng)畫的卡通渲染風(fēng)格完全可以在吸收二維單線平涂動(dòng)畫的藝術(shù)優(yōu)勢(shì)之余，走上一條體現(xiàn)自身優(yōu)勢(shì)的發(fā)展之路。

4結(jié)語

三維動(dòng)畫卡通渲染技術(shù)從誕生之初就伴隨著機(jī)械感的畫面缺陷。在過去20年里，創(chuàng)作者和計(jì)算機(jī)圖形研究者就一直在為消除這一缺陷而努力。除了技術(shù)上的改良，審美上的分析也是克服機(jī)械感的必備途徑。雖然三維動(dòng)畫的卡通渲染風(fēng)格師從事單線平涂動(dòng)畫，但是在動(dòng)畫生產(chǎn)上，前者卻擁有后者不可比擬的優(yōu)勢(shì)。它既可以融入傳統(tǒng)二維單線平涂動(dòng)畫中，減輕動(dòng)畫繪制人員的工作量，也可以單獨(dú)支撐起一部動(dòng)畫，使觀眾獲得與普通三維動(dòng)畫不同的觀影體驗(yàn)，還可以應(yīng)用于電子游戲之中，令游戲用戶能夠?qū)崟r(shí)與卡通化的游戲畫面進(jìn)行互動(dòng)。與傳統(tǒng)二維單線平涂動(dòng)畫相比，卡通渲染的三維動(dòng)畫成本較為低廉，制作更加方便，在互動(dòng)動(dòng)畫領(lǐng)域更是具備普通二維動(dòng)畫所不具備的自由度。通過克服技術(shù)的異化和擺脫純粹模仿的思路，三維卡通渲染動(dòng)畫畫面的機(jī)械感缺陷最終將逐漸消除，三維卡通渲染動(dòng)畫將會(huì)迎來比單線平涂動(dòng)畫更加寬廣的應(yīng)用前景。