《玩具總動員》這24年CG技術都經歷了怎樣的變化？
週末過得很充實，到電影院回顧了宮崎駿爺爺的《千與千尋》，又被皮克斯巴巴的《玩具總動員4》驚喜了一把。
1995年，安迪把巴斯光年帶回家，與胡迪成了好朋友；1999年，巴斯光年和玩具們組成拯救小隊，尋找被舊貨收購商偷走的胡迪；2010年，安迪即將開始大學生活，玩具們誤會了他，卻遇到了更為危險的恐怖大魔王。你以為故事要結局了？2019年，這群小夥伴們又回來了。
皮克斯團隊在很早之前就有一個關於動畫長篇電影的夢想。雖然他們此前也發佈過動畫短片（時長只有5分鐘），但並沒有做好涉足長篇的準備。1991年，他們推出了《玩具總動員》的初期大綱，裡面有我們喜歡的Woody和巴斯光年。
《玩具總動員》1995年首發，成為世界上第一部完全使用電腦三維動畫技術製作的動畫長片，當時給人們的感覺更多是新鮮，畢竟之前沒有過類似的作品。而現在看來，從5分鐘的動畫短片到82分鐘的動畫長篇電影，他們當時面臨的製作任務可想而知。
從1995年到2019年，皮克斯已經制作了21部長篇動畫電影，其中有4部是玩具總動員系列。一開始的皮克斯團隊沒有藝術部門，沒有故事部門，也沒有剪輯部門。後來動畫團隊從最初的3人擴大到50人；技術指導從10人增長到70人；藝術部門也有了4位藝術家。
皮克斯《玩具總動員》系列的動畫技術在這24年裡經歷了怎樣的升級變化？接下來我們就來分享一下吧。
01
1995年《玩具總動員1》
要從哪裡說起呢？得先來看看1995年《玩具總動員1》裡的這隻狗。
就當時有限的電腦三維動畫製作技術來說，能把這支狗做出來已經是可喜可賀了，不過是放到現在來看嘛，和《玩總4》裡的貓和它相比，真是一個天上一個地下。
當時使用的製作軟件是相當初始的版本，Layout和燈光都是在文本編輯器（text editor）裡創建的。沒有視覺效果反饋系統，動畫師們只能用手敲輸入命令的方式來查看；綁定系統也是一樣的，製作動畫的控件就是基礎款，只能用“粗糙”二字來形容。
既然是製作動畫，自然少不了的就是“動畫十二法則”。像迪士尼使用的“擠壓與拉伸”“預備動作”“時間控制”這些基本法則，皮克斯他們也都用到了。但是因為早期工具版本的限制，想要實現像“動作慣性跟隨和動作重疊”這樣精細的法則，那就有些困難了。
長按識別二維碼瞭解《運用動畫十二法則一定要注意這些！》
另外，燈光環節的光源也是很有限的。比如在Dinaco場景，就只有6-7個光源；如果放到現在可能會加載200-300種不同的光源，這麼一比較，就知道當時的製作條件確實很有限了。
而且在當時，皮克斯團隊在製作人物動畫角色時還沒有現在這麼如魚得水，其中涉及到衣服的動畫製作，需要大量的時間。那麼團隊採用了什麼樣的解決辦法呢？我大膽地概括為“以小代全”，在影片中以玩具視角看到人物的手和腳，用小部分代替人物的整個角色，巧妙地避免了製作缺陷帶來的不完美。
對於一些必須要全部露出鏡頭的人物角色，他們採用了是不完全燈光的方式，大多都是在暗光場景出現，這樣觀眾就不會注意到角色存在瑕疵的部分了。而對於處在亮處的角色，只能多增加一些衣服的細節。
大家知道，用CG來模擬人類角色皮膚和布料的材質紋理著色式相當費勁的，就現在來說人類皮膚的模擬也一直是業界難以處理好的問題之一。所以，在當時來說更是難以想象。不過好在他們比較善於處理塑料材質，這也是為什麼皮克斯會迴避人物角色，把第一部的目光放在玩具角色上，因為當時的渲染器渲染塑料質感還是夠用的。
那這裡面有一個相當重要的環節就是畫面的渲染工作，直白的講就是把帶有燈光和動態效果的素材通過渲染操作保存成為畫面精美的圖像或是視頻單幀。
在渲染《玩具總動員1》的時候，共有117臺電腦全天24小時不停歇地工作；根據複雜程度來看，每幀需要大概45分鐘到30小時不等的時間，平均下來是一幀1800分鐘；總共有114240幀需要渲染；動畫總時長為77分鐘，共有1561個鏡頭。
面對如此龐大的體量，當時已經完成過很多項目的Renderman站出來，又一次為藝術家們解決了問題。要是把製作更為複雜的《玩總4》放在那會兒，估計渲1幀怎麼也得60-160個小時不等了吧。
02
1999年：《玩具總動員2》
經過4年的時間和1998年的《蟲蟲危機》之後，皮克斯花了一段時間來解決工具和渲染等問題，終於在1999年推出了《玩具總動員2》。
雖然從畫面來看和原版沒有太大的區別，可是隨著製作技術的發展，他們在大約8個月的時間內就完成第二部的製作了，加入了具有更多特徵和細節的人物角色，比如玩具收藏家和清潔工等等。動畫師也找到了製作人物角色動畫的關鍵性因素，那就是要流暢。
03
2010年：《玩具總動員3》
2010年6月，皮克斯發佈了《玩具總動員3》，相比之前，畫面已經相當有質感了。到這個時候，製作會用到的軟件程序已經得到了很大的改進和升級，團隊規模也有了很大程度的擴大。必須要提一句，這個時候Renderman在業內已經牢牢坐穩了電影級渲染器的頭把交椅。
在第三部中，我們最先注意到的就是毛髮製作技術的提升，Andy、Bonnie和芭比等角色的頭髮更細緻更濃密了（很羨慕）。說起之前幾部動畫毛髮製作，第一部中有一隻狗，我們在文章前面已經介紹過了，基本沒有毛髮，直接用貼圖紋理表現的；玩總2中也有一隻狗，毛髮已經順滑很多了；然後就是《怪獸公司》薩利身上那100萬根具有重力、加速度和力量的毛髮。再往後的咱們就不列舉了~
玩總2
其次就是著色方面，人物角色效果看起來更為真實可信；新的燈光技術創建了更額外飽滿和真實的光照場景，這樣更有利於故事的發展；最後就是景深和煙霧的處理，對吸引觀眾注意力起到了很大的作用。
04
2019年：《玩具總動員4》
當很多玩總迷以為3已經畫上故事結局時，9年後，《玩具總動員4》來了。同時帶來的還有軟件和技術更大程度地飛躍。
一切都是嶄新的。藝術家們利用最新的綁定系統來表達角色更為細緻的情感變化；利用新的著色和燈光系統構建更為複雜和精細的場景；利用新的渲染系統來模仿光的物理特性，以及場景中的物體會在光照下產生的多種不同效果；
利用新的特效工具增強水的真實感；在地板、角落、縫隙和建築物中添加灰塵和蜘蛛網，灰塵甚至還能呈現出特別好看的散景（bokeh ）效果。這些是我們在之前任何一部玩總電影中都沒有看到的。
雖然有了如此之多的先進工具，允許藝術家們為任何場景填充真實效果，但皮克斯團隊的製作效果始終忠實於玩具本身的設計。“這不是實拍電影，而是現實世界的玩具電影”。
05
幾個對比的例子
Blocking&Polishing
要說《玩總》1-3與4之間的最大差別，那就是玩具Polish的程度。從這個角度來講，一個鏡頭裡的動畫分為兩個方面，一個是blocking，一個是polishing。Blocking得到的是角色呈現故事情節的表演和動作，而Polishing添加的是讓鏡頭表演活起來的那些細微動作。比如我們最熟悉的的polishing就是類似於角色眨眼或者是呼吸這種細節。
據製作團隊估計，動畫師在製作4的時候，光是polishing這個環節，所花費的時間是1和2的10倍還要多，就是微調各種細節，讓觀眾感受到角色的自然和真實，而不是去一眼看穿。
雨滴序列的製作
《玩總1》的時候導演想加一個下雨的序列，在當時的技術來看，幾乎是不可能實現的。但他們還是用當時的工具做出了室外的雨和室內玻璃上的雨點，為故事情節的發展奠定了基調。雖然有限制，但如何減少限制，利用現有的東西來為講故事服務，這才是關鍵所在。製作團隊回憶說，當時有一位藝術家連續研究了1個月，才搞定了這部分序列。
時光嗖嗖嗖飛到現在，為了完成《玩總4》中下雨序列的特效製作，藝術家們花了6-7個月，他們管這部分叫“燒錢鏡頭”（Money shot），不光是白花花的銀子，還有製作人員的心血。關於這部分到底是什麼樣的場景，就不給大家詳細描述了，免得落下劇透的嫌疑~
寬高比的改變
不知道大家有沒有注意到，《玩總1》使用的是1.85：1的寬高比，而到4變成了2.39：1。
陶瓷肌牧羊女
為了展現牧羊女更為真實的瓷娃娃肌膚，製作團隊參考了20世紀30年代-60年代電影中的女性角色。
製作時儘量避免對牧羊女使用方形燈，因為只有沒有鋒利邊緣圓形燈才能更好地反射到瓷器上面。
經歷複雜，迴歸基礎
《玩總4》還做出了一個令人驚訝的舉動就是：迴歸基礎，叉叉Forky就是一個很好的體現。這個角色沒有四肢、沒有皮毛、沒有光澤的表面，只是一個塑料叉子而已，但效果卻相當真實。
團隊不斷壯大
還有數字可以用來比較24年前後的不同。
《玩總1》的時候製作團隊有294位核心藝術家，129位crew employee和129位employee（因為我沒有在國外製作公司工作的經驗，沒辦法說清楚後面二者的區別，是不是可以理解為項目合同和勞動合同，希望有大佬可以為我們解釋一下）；而現在到了《玩總4》這會兒，皮克斯有1247位僱員，475位crew employee，和由55000個核心超級計算機組成的渲染農場，這些都是實力槓槓的技術保障。
雖然，皮克斯團隊一直主打“故事情節才是王道”，其他任何都要為故事情節服務。但《玩具總動員》系列在24年來確實也收穫了更為厲害的製作經驗，更優秀的製作人才，更強大的製作工具。
所以已經為《玩總4》貢獻票房的小夥伴們，你們有什麼觀影體驗呢？或者哪一點觸發了你對之前幾部的回憶？可以在下面留言給我們哈！期待~
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