論卡通渲染技術(shù)在動畫創(chuàng)作中的藝術(shù)特征與表達

熊陽茹

摘要：目的：在數(shù)字化時代創(chuàng)新融合的背景下，越來越多的創(chuàng)作團隊或動畫公司開始將技術(shù)與藝術(shù)進一步結(jié)合，嘗試?yán)每ㄍㄤ秩炯夹g(shù)將二維與三維融合，進行風(fēng)格化的動畫創(chuàng)作，在動畫、游戲等領(lǐng)域產(chǎn)出了別具一格的作品，形成了獨特的藝術(shù)畫面效果，比較具有代表性的有《英雄聯(lián)盟：雙城之戰(zhàn)》《蜘蛛俠：平行宇宙》等。文章通過對比三維動畫與傳統(tǒng)二維動畫，從審美的角度分析卡通渲染技術(shù)的優(yōu)勢，從而達到理論研究的目的。方法：文章首先簡要闡述動畫相關(guān)的概念以及分類，隨后從卡通渲染技術(shù)的概念與特征出發(fā)，運用對比分析法、文獻歸納法以及案例分析法，對比運用了卡通渲染技術(shù)的三維動畫與運用傳統(tǒng)制作方式的二維動畫，通過文獻歸納總結(jié)，發(fā)現(xiàn)利用卡通渲染技術(shù)制作的動畫具有更豐富的視覺表現(xiàn)力，兼具二維畫面效果的同時擁有三維畫面的立體感，具有鏡頭語言和動畫風(fēng)格多元化等優(yōu)勢，并依托相關(guān)案例進行分析論證。同時指出卡通渲染技術(shù)受限于計算機邏輯算法的本質(zhì)，對動畫動態(tài)以及動作的表現(xiàn)力不足，以及二維與三維動畫因構(gòu)建方式不同而產(chǎn)生的差異性和畫面表達效果的差異。結(jié)果：卡通渲染技術(shù)能創(chuàng)新性融合二維與三維動畫的優(yōu)勢，壓縮制作流程，節(jié)約制作時間和成本，但是制作出來的動畫并不能與傳統(tǒng)二維動畫等同，仍有許多未解決的缺陷。結(jié)論：利用計算機技術(shù)解決動畫創(chuàng)作中的問題，是數(shù)字化時代創(chuàng)新融合背景下動畫創(chuàng)作者必須面對的議題之一。文章分析卡通渲染技術(shù)在動畫創(chuàng)作中應(yīng)用的利弊，為動畫創(chuàng)作者提供制作動畫的理論依據(jù)，具有一定的理論與實踐意義。

關(guān)鍵詞：卡通渲染；非真實渲染；動畫

中圖分類號：TP391.41；J954 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）04-0-03

1 動畫概述

1.1 動畫的定義

“Animation”作為動畫的英語表達方式，源于拉丁文中的“anima”這個字根，指賦予事物生命的力量。因此，可以將動畫理解成一種利用畫筆創(chuàng)作出的具有生命力的藝術(shù)形式。經(jīng)過技術(shù)處理，使靜態(tài)圖片產(chǎn)生動態(tài)效果，創(chuàng)作者通過一定物質(zhì)媒介，將想象轉(zhuǎn)化為有形的事物，并呈現(xiàn)在觀眾眼前，是對某種意義的傳達及作品主題的思考。隨著創(chuàng)作者對新事物的理解逐漸加深，審美能力和創(chuàng)作水平不斷提升，動畫將變得更加豐富多元。

1.2 二維動畫

1906年，布萊克頓在反復(fù)思考與修訂后，制作出了一部近乎動畫的短片《滑稽臉的幽默相》。該作品被國際動畫史學(xué)家公認為全球首部以標(biāo)準(zhǔn)膠片拍攝的動畫片。后來，艾米·科爾（?mile Cohl）制作并發(fā)布了世界上第一部融合漫畫和電影的作品——《幻影集》（Fantasmagorie），這部作品展示了一種創(chuàng)新性的卡通風(fēng)格，通過簡練的線條表現(xiàn)各種形態(tài)變化：人類變?yōu)榫破俊⒕破炕黪r花、大象轉(zhuǎn)變成房屋等。艾米·科爾利用這種充滿獨特魅力的視覺表達方式探索動畫新的可能，成功達到了賦予動畫角色生命的目的，這是發(fā)揮豐富想象力的結(jié)果。從此，動畫進入了大眾視野。發(fā)展至今，動畫已有百年歷史。在此期間，出現(xiàn)了許多經(jīng)典的二維動畫。后來隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，主要通過計算機繪圖軟件制作二維動畫。其主流制作過程是用手繪的方式繪制動畫的角色和場景，并且隔幀逐一進行繪制，然后對各個關(guān)鍵幀之間的動畫進行補幀，并進行配音、調(diào)色、剪輯、合成等，從而得到完整流暢的二維動畫。

1.3 三維動畫

1995年，誕生了一部改變國際動畫潮流的影視動畫——《玩具總動員》，這是全球第一部3D動畫。這部動畫在好萊塢上映后，獲得了多項國際大獎的提名，它使用三維技術(shù)讓動畫的創(chuàng)作水平邁上了新臺階。其改變了長久以來二維動畫占據(jù)動畫行業(yè)主導(dǎo)地位的局面，此后，3D動漫占據(jù)了更多的電影市場份額。20世紀(jì)70年代初，美國首次提出立體動畫的概念，而后其在歐美、日本等發(fā)達國家和地區(qū)興起，90年代初才傳入中國。

三維動畫是一種利用計算機圖形技術(shù)和多媒體技術(shù)創(chuàng)建的動畫作品。在計算機技術(shù)飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的背景下，三維動畫利用計算機制作立體圖像，可以呈現(xiàn)出更加逼真的空間感和立體感。另外，三維動畫通過使用軟件進行建模、材質(zhì)貼圖、燈光特效設(shè)計、渲染工具等，構(gòu)建逼真的三維場景和人物模型，具有更加立體的表現(xiàn)效果。

2 卡通渲染技術(shù)的優(yōu)勢

卡通渲染是基于NPR（非真實渲染技術(shù)）的一種渲染方法，該技術(shù)與PBR（基于物理的渲染）相反，模擬的是非寫實的畫面效果。與常規(guī)渲染不同的是，卡通渲染的光照效果是經(jīng)過去真實感處理的。常規(guī)光源（明暗間有平滑過渡）的取值被逐一像素計算并投射到一小片獨立的明暗區(qū)域上，以產(chǎn)生卡通式的單調(diào)色彩。

當(dāng)前，基于NPR的三維動畫渲染技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各類影視游戲等制作中。利用這種技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)非真實效果，還可以解決當(dāng)前三維動畫生產(chǎn)存在的成本高、效率低等問題，其在技術(shù)實現(xiàn)方式上與傳統(tǒng)的二維動畫截然不同，但在視覺表現(xiàn)形式上又與二維動畫保持高度一致。菲利普·德卡?。≒hilippe Decaudin）在其于1996年發(fā)表的研究論文《三維場景的卡通效果圖》（Cartoon-Looking Rendering of 3DScenes）中首次明確闡述并界定了“Cartoon-Looking Rendering”這一術(shù)語及其相關(guān)特性與算法。該文強調(diào)，要實現(xiàn)符合經(jīng)典卡通畫風(fēng)的三維環(huán)境（無論是靜態(tài)或動態(tài)場景），需要滿足三項基本條件：第一，物體外部具有黑色的邊緣輪廓線；第二，邊緣輪廓線內(nèi)部的表面著色是平均的；第三，根據(jù)光源渲染陰影［1］。此理念一經(jīng)提出便得到廣泛認可，為卡通渲染技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

2.1 通過材質(zhì)、貼圖和特效等輕易達到豐富華麗的視覺效果

利用卡通渲染技術(shù)能夠真實地模擬角色在三維環(huán)境下的運動，通過處理物體表面材質(zhì)、紋理、陰影、反射等要素，卡通渲染技術(shù)能夠幫助動畫制作人員更好地塑造物體立體效果，使畫面中每個物體都有一個真實的“軀體”。這種基于三維渲染技術(shù)的角色建模方式，有利于讓畫面中的人物、場景等顯得更加逼真。通過卡通渲染技術(shù)，創(chuàng)作者能夠在三維環(huán)境中塑造出逼真、有質(zhì)感的人物造型，并讓角色的各種動作和表情更加生動，從而更好地表達人物內(nèi)心世界和情感。

以日本動畫《寶石之國》為例，采用卡通渲染技術(shù)是這部動畫的最大特點。《寶石之國》中，地上的生物沉入海底，被海底的微小生物所食變成無機物，歷經(jīng)了數(shù)百萬年的沉淀后，它們蛻變成寶石生命體。這些寶石生命體以團隊的形式與“月人”展開對抗，保護自己的安全。其中的角色由各種不同的石頭構(gòu)成，他們質(zhì)地各異，有的堅固如鐵，有的脆弱似玻璃，他們表面的圖案和觸感都與真實的寶石無異。對普通的二維動畫來說，要達到上述的角色塑造要求無疑面臨巨大挑戰(zhàn)，但利用卡通渲染技術(shù)則可以很好地達到上述要求，優(yōu)化觀眾的視覺體驗和增強角色表現(xiàn)力。另外，在卡通渲染技術(shù)的支持下，創(chuàng)作者可以讓動畫角色展現(xiàn)出各種各樣的表情和動作。因此，依托卡通渲染技術(shù)精細處理角色模型表面材質(zhì)、紋理、陰影和反射等要素，能營造出豐富華麗的視覺效果，讓觀眾受到更強烈的視覺沖擊。

2.2 介于二維與三維之間——繪畫性與寫實性的結(jié)合

通過卡通渲染技術(shù)對動畫進行風(fēng)格化處理，賦予動畫獨特的畫面效果，虛實結(jié)合，使作品給人與眾不同、耳目一新的感受。西維亞·喬邁的《瘋狂約會美麗都》運用三維技術(shù)將汽車和船只等剛性物體在屏幕上呈現(xiàn)出來。他認為“三維技術(shù)幾乎要使人變成透視法的奴隸，受其牽制，而我偏更喜歡那些奇怪形狀的背景，喜歡給廚房地板安上不對稱的方格。我不愿失去對純粹圖像該有的敏感度”［2］?？ㄍㄤ秩炯夹g(shù)與二維動畫相結(jié)合，可以促進二者的優(yōu)勢互補，使畫面更加協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.3 靈活豐富的鏡頭語言

相較于傳統(tǒng)二維動畫，卡通渲染動畫擁有更多靈活的鏡頭表達方式，是繼承三維動畫豐富的鏡頭語言發(fā)展而來的。這類動畫不但視覺效果更豐富，而且鏡頭移動與場景變換也更自由。然而，在二維動畫領(lǐng)域，受限于制作方式及成本，鏡頭的角度和位置往往需要嚴(yán)格遵循預(yù)先設(shè)定的分鏡頭腳本來布局。由于手工繪畫無法準(zhǔn)確描繪動態(tài)對象的透視變化，許多涉及動作的鏡頭或透視角色的鏡頭需要額外制作，并且費用較高，所以此類鏡頭在二維動畫中應(yīng)用得相對較少，這在某種程度上限制了二維動畫鏡頭語言的影響力和表現(xiàn)力。

在卡通渲染動畫中，除了有許多手繪的固定視角鏡頭外，還有大量的自由視角鏡頭，其拍攝主要通過攝像機運動完成。自由視角鏡頭的數(shù)量越多，對動畫創(chuàng)作者藝術(shù)創(chuàng)造力的要求越高。豐富的畫面表達可以增強動畫的敘述能力，形成韻律，將受眾的感覺機能發(fā)揮到極致，營造出一種視覺奇觀，給人以身臨其境之感。三維動畫通過創(chuàng)建虛構(gòu)的三維環(huán)境并模仿攝影機的移動方式，徹底擺脫了傳統(tǒng)拍攝角度的限制，輕松實現(xiàn)了各類鏡頭效果。二維動畫中的經(jīng)典挑戰(zhàn)——透視變換鏡頭，三維動畫也能輕松完成。這種特性同樣體現(xiàn)在卡通渲染動畫上，它的視覺深度強烈且光影層次分明，同時具備繪畫般的質(zhì)感。

2.4 打破風(fēng)格同質(zhì)，趨向創(chuàng)意多元

隨著計算機技術(shù)的不斷進步，Pixar Studios創(chuàng)作出全球首部三維CG動畫作品《玩具總動員》，直至2010年《阿凡達》的出現(xiàn)，CG動畫已達到與實際拍攝影片相差無幾的水平。然而隨著時間的推移，觀眾也不可避免地對視覺特效電影產(chǎn)生了審美疲勞，無論是怪物、機器人還是外星人都難以滿足公眾的美學(xué)期望。新版《獅子王3D》采用CG渲染技術(shù)來制作獅子的毛發(fā)和物理特效，但觀眾接受度不高，觀眾認為片中的動物顯得太過真實，缺乏表情，毫無表現(xiàn)力，喪失了二維原版動畫中動物的靈動與活力［3］。觀眾對3D技術(shù)所創(chuàng)造的逼真世界不再感到新奇，為了滿足觀眾的審美需求，同時也為了避免重復(fù)制作同類型題材影片導(dǎo)致的視覺效果單一、觀眾審美疲勞等問題，需要打破傳統(tǒng)，探索新的視覺風(fēng)格。這正是《英雄聯(lián)盟：雙城之戰(zhàn)》和《蜘蛛俠：平行宇宙》這類具有獨特藝術(shù)風(fēng)格的卡通渲染作品能夠獲得廣泛歡迎的根本原因，它們成功喚醒了觀眾對多樣文化的欣賞需求。

3 卡通渲染技術(shù)的缺陷與不足

3.1 難以表現(xiàn)二維動畫非物理的個性化動態(tài)

在動畫制作過程中，物體的運動規(guī)律是影響二維動畫效果的關(guān)鍵，它的變形與運動模式完全依賴制作者設(shè)計幀與幀、人物或?qū)ο蟮囊苿臃绞?。因此，平面動畫設(shè)計者必須立足動畫本身，并充分考慮其審美特性。但是，傳統(tǒng)二維動畫的一些美學(xué)表達在三維動畫中失去了作用，因為三維動畫與二維動畫表現(xiàn)運動規(guī)律的方式不一樣，二維動畫的很多審美經(jīng)驗并不適用于三維動畫。

在三維動畫中，電腦渲染只能模仿手工繪制的表面效果，每幅圖都要由計算機生成并渲染出來。例如，若設(shè)定好物體運動的起點和終點后，動畫模擬階段物體必須沿著預(yù)先設(shè)定的路徑軌跡生成運動效果，雖然可以采用添加關(guān)鍵幀并調(diào)整路徑彎度的方式來彌補不足，但其動態(tài)效果遠不及二維手繪動畫生動和有個性。只有將這些客觀規(guī)律融入個人主觀創(chuàng)作之中，才能形成動畫的獨特魅力，從而引起觀眾共鳴。此外，二維動畫的原畫師會根據(jù)角色的動作或物體的位置融入其對物體運動規(guī)律的理解，甚至可能打破常規(guī)，以形成更復(fù)雜的變化，增強動態(tài)感，這是目前三維動畫難以表現(xiàn)出來的。二維動畫創(chuàng)作者對運動規(guī)律的個性化理解并將其以風(fēng)格化的畫面效果表現(xiàn)出來，是二維動畫的獨特特征，其能讓觀眾受到強烈的視覺沖擊和獲得審美享受，賦予二維動畫極強的吸引力。

3.2 構(gòu)建邏輯導(dǎo)致的機械感

在二維動畫領(lǐng)域，藝術(shù)家們基于對真實環(huán)境和物體的認識、解讀及幻想融合形成原始模型后轉(zhuǎn)化為二維圖案，然后以手繪的方式將這些圖像呈現(xiàn)出來。因此，二維動畫的生產(chǎn)流程就是藝術(shù)家用手、眼睛和大腦來模仿和展示現(xiàn)實世界里的實體的過程。在此過程中，包括現(xiàn)實世界中的物理形態(tài)、藝術(shù)家的個人觀點以及最后呈現(xiàn)在屏幕上的場景，都會按照從三維向二維的創(chuàng)作步驟進行深度壓縮。

制作三維動畫的過程相對復(fù)雜，在卡通渲染技術(shù)支持下的三維動畫中的二維質(zhì)感并不是創(chuàng)作者憑想象創(chuàng)造的，而是計算機輔助的結(jié)果。計算機三維藝術(shù)制作采用觀測和推理復(fù)現(xiàn)現(xiàn)實世界的方式，并在此基礎(chǔ)上加入個人化的創(chuàng)新元素?？傮w來說，二維動畫是創(chuàng)作者通過手、眼、腦等的配合將客觀物象轉(zhuǎn)化為主觀形式，而依托計算機技術(shù)的三維動畫則是借助計算機的強大運算能力將客觀物象轉(zhuǎn)化為主觀形式，以邏輯計算的方式介入創(chuàng)作過程，這也是三維動畫與二維動畫最本質(zhì)的區(qū)別。

3.3 難以達到二維動畫靈活的輪廓線效果

在三維卡通動畫和傳統(tǒng)二維動畫中，輪廓線的主要功能是劃分形狀與定義結(jié)構(gòu)［4］。這個劃分和定義過程依賴角色的身體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此輪廓線在塑造角色、結(jié)構(gòu)和形狀方面起著至關(guān)重要的作用。三維卡通渲染動畫中具有代表性的“三渲二”動畫和傳統(tǒng)二維動畫雖然都能通過簡單的輪廓線來表現(xiàn)角色，但二者存在很大的差別。手的力度會影響線條的表現(xiàn)效果，手繪作品常常展現(xiàn)出細膩且順滑的變化趨勢，藝術(shù)家會根據(jù)對象的造型特點選擇合適的線條，這既能體現(xiàn)表現(xiàn)對象的個性特征，又能展現(xiàn)流暢自然的輪廓線。然而，電腦計算出的三維動畫中的卡通渲染輪廓線的形狀是基于物體的形態(tài)轉(zhuǎn)變得來的，與之相比，傳統(tǒng)的動畫風(fēng)格以獨特且具有吸引力的線條為特征，但計算機生成的同質(zhì)化和機械化的線條是沒有這些魅力的，這不可避免地削弱了作品的吸引力。因此，卡通渲染的三維動畫常常給人較為死板的感覺，相較于傳統(tǒng)的動畫線條，它們的靈活度較低。

4 結(jié)語

科技正在努力縮小二維平面（2D）和三維立體（3D）的差距，以適應(yīng)現(xiàn)代的數(shù)字化設(shè)計趨勢，現(xiàn)有的單調(diào)、固定的設(shè)計模式已難以滿足大眾對美學(xué)的追求。展望未來，融合了卡通渲染技術(shù)的動畫制作能夠兼具二維和三維的優(yōu)點，優(yōu)化整個動畫生產(chǎn)流程，強化動畫的藝術(shù)表現(xiàn)力，這是未來動畫的發(fā)展趨勢。利用卡通渲染技術(shù)創(chuàng)作出風(fēng)格多樣的動畫，模糊了二維和三維動畫之間的界限。在數(shù)字化時代，本文深入分析卡通渲染技術(shù)，為動畫創(chuàng)作者的創(chuàng)作提供了理論依據(jù)以及新思路，具有一定的理論與實踐意義。

參考文獻：

［1］ 張瑋.卡通渲染在三維動畫藝術(shù)表現(xiàn)中的應(yīng)用與研究［J］.明日風(fēng)尚，2016（7）：398.

［2］ 王勇，陳贊蔚.實時渲染三維引擎技術(shù)應(yīng)用發(fā)展與效果創(chuàng)新思考［J］.大眾文藝，2021（23）：66-68.

［3］ 宋雷雨.數(shù)字時代動畫藝術(shù)“真實性”再思考［J］.中國電視，2021（9）：87-92.

［4］ 陳菲儀.三維動畫卡通渲染風(fēng)格的機械感缺陷分析［J］.藝術(shù)科技，2016，29（1）：120-121，123.

作者簡介：熊陽茹（1999—），女，湖北荊州人，碩士在讀，研究方向：數(shù)字媒體藝術(shù)。