叱咤动画界35年，细节狂魔皮克斯是如何炼成的？|动画|怪物公司|皮克斯|皮克斯动画工作室

今年暑假，皮克斯给我们带来了充满阳光和大海气息的新作《夏日友晴天》，仿佛真的让人置身意大利的海边小镇，度过了一个明媚的夏天。

《夏日友晴天》剧照

在国内上映一周，大家对这部电影的评价褒贬不一，主要的槽点在于故事线相对于皮克斯的其他电影而言，过于简单了。但即便如此，没有人会质疑这部电影的画面和技术质量，皮克斯始终维持着一直以来近乎完美的标准，并不断突破创新，力求为观众奉上最佳的视觉体验。

1986 年，乔布斯收购了乔治·卢卡斯的电脑动画部，成立皮克斯动画工作室。1995 年皮克斯推出世界上第一部电脑制作 3D 动画长片电影《玩具总动员》后，它里程碑式的重要意义便与第一部彩色动画片《白雪公主》齐平。

皮克斯动画工作室环境

自此之后，皮克斯就成了电脑动画的先锋代表，它的作品不但成为电脑动画的教科书内容，每一年人们也都期待皮克斯为我们带来又一次的惊喜。皮克斯也不负众望，几乎每一部动画电影都展示了公司在技术上的又一次飞跃与革新。

今天，就让我们来历数皮克斯在过去三十多年创作过程中研发的最有影响力的几个电脑动画技术吧！

没有它就没有 3D 电脑动画

在上世纪九十年代末，皮克斯为了创建复杂、高质量的逼真图像，并使其达到真人电影的观感，于是研发了具有历史意义的 3D 渲染器——RenderMan。真正让其出名的就是 1995 年皮克斯的电影《玩具总动员》，这部史上第一部 3D 电脑动画电影让世人看到了 RenderMan 的强大潜力。可以说 RenderMan 是 3D 电脑动画的鼻祖，一直到今天都深深影响着电影行业。

第一部使用RenderMan的动画短片Tiny Toy，1989

皮克斯每部动画电影的最后一步都用RenderMan渲染，而许多好莱坞电影也开始使用这个软件，比如《泰安坦尼克号》《星球大战》《侏罗纪公园》等等。随着时间的推移，RendeMan 已经成为影视行业的标配软件，也是史上第一个被授予奥斯卡奖的电脑软件。自 2015 年起，RenderMan 开放免费下载，而它的功能仍在不断完善更新。

《怪物公司》中Sulley的

300万根毛发是怎么做到的？

2001 年，皮克斯成立了独立的动画模拟部门，研发出全新的电脑动画模拟程序FizT，也是physics tool（物理工具）的读音缩写。FizT 结合自然物理定律来控制电脑动画中虚拟对象的行为。它不但可以加快特效的产生，还可以使效果看起来更逼真。

随风飘动的毛发十分逼真

Fizt 的出现让观众们在电影中看到了风中飘逸的毛发，衣服表面根据角色的行为而产生的褶皱等等。

例如《怪物公司》毛茸茸的 Sulley，它全身有 300 多万根毛发，为每根毛发做动画在当时是无法实现的，于是动画师们通过 FizT 的编程将整个头发阵列按照现实世界的物理定律做移动，以达到最逼真的效果。

在服装的应用上，FizT 计算出布料应该如何在真实世界中对角色的动作轨迹和周围环境做出反应，它应该如何随着角色的身体而移动，并对不同的作用力做出反应。

2018 年的《寻梦环游记》中，为骷髅们穿上层层叠叠的裙装，并让它们自由摆动就是另一个突破了。由于原先的程序设定不是为纤细的角色躯干做衣物的移动模拟，因此效果很不自然。

动画师们花了 3 年时间改进碰撞系统，以便骨骼和角色的衣物之间进行强有力的碰撞，让观众得以看到衣物下的骨骼突出感，尤其是肋骨。这种细微的设计，让整个观感更为真实和细腻。

动画中怎样才能拥有

浓密蓬松的卷发？

继 FizT 横空出世之后，皮克斯之后的所有作品都会使用它来为毛发和衣物做动画。但 2012 年的电影《勇敢传说》里一头红色卷发的 Merida 公主是个例外。

Merida 的发量让人羡慕，每一束头发看起来都是超级有弹性的自然卷。如何快速制造出卷曲的头发状态，还要非常自然地随着角色移动、相互碰撞，这让皮克斯的“发型师”们不得不开发了一款新的卷发程序——Taz。

Taz程序下的逼真效果

它以智能、多线程的方式处理头发与头发间的碰撞，这使 Merida 有了一头蓬松的卷发。另外，Taz 计算了每个卷发的两条曲线，一条代表头发的卷曲度，另一条代表沿卷发长度的整体波浪运动。因此，卷发能保持卷曲或螺旋状态，但在整体运动中却呈现出柔软和轻盈，这种设计为 Merida 公主创造出了完美的蓬松卷发。

动画世界中最自然最真实

的光源是如何创造的？

光影对于营造氛围十分重要。2013 年前，电脑动画中的光影全靠动画师手动添加阴影和高光来达到明暗效果。皮克斯的工程师们又开始蠢蠢欲动，脑洞大开。为什么不能让光线自动根据光源打出效果呢？结果是，皮克斯再一次突破了电脑动画的技术，推出了Global Illumination 系统。

商讨中的皮克斯工程师们

它的首秀就是 2013 年的电影《怪物大学》。Global Illumination基于场景中的物理光源，动画师可以使用交互式灯光预览工具在电影中创建适当的灯光，光源就像一个灯泡。这些光源使用光线追踪，准确计算光或阴影落在何处，或从场景中的某一点发出光线并捕获这些光线从物体反射所产生的反射光。

这一系统不仅让电影更带有感情色彩，也解放了曾经为光影效果熬夜加班的设计师们。

《夏日友晴天》里海怪Luca

是怎么变身人类的？

《夏日友晴天》中海怪这种角色被设定为“一旦离开水面就会变成人形，而只要身体沾上一点点水，碰到水的部分就会被立刻打回海怪原形”。

对皮克斯动画师们来说，如何自然又不失乐趣地呈现人形到海怪的变身则成了一个新的技术挑战。技术团队为人物模型做了复杂的骨骼绑定（rig），身体的每个细节部分都能够独立做出海怪与人类的互换，这也让艺术家们在贴合故事线和情感发展的基础上能够自由调节人物的变身速度和覆盖面。

主角从海怪变身为人类

仅仅依靠动画软件就实现这样的效果是前所未有的，通常这类效果只有在加入特效和渲染后才能达到。可以说皮克斯不愧是皮克斯，在动画软件上永远在革新。

《玩具总动员》动画效果一直在进步

从最初的想法到故事、人物、情绪、音乐和脚本的发展，在皮克斯动画工作室制作一部完整的电影需要五年的时间。

如今，这些技术也在进化升级，无论是有着 14 岁“高龄”的系列电影《玩具总动员》，还是才诞生的《心灵奇旅》《夏日有晴天》，在每一部新的电影中我们都能看到人物细节刻画的提升，感受动画电影以假乱真的视觉效果。

《汽车总动员》

皮克斯对技术革新和对完美质量的标准，让电影的故事线变得更有生命力，让每一部电影都能触动观众的心。