?皮克斯「Pixar」背后的科學(xué)

Art challenges technology and

 technology inspires art！

——John Lasseter

40年前，盧卡斯為拍《Star Wars》建了幾家公司，一家叫工業(yè)光魔，一家叫天行者音效，還有個專門研究當年最前沿“電腦動畫”的部門，1986年被喬布斯收購，起名叫皮克斯（Pixar），2006年，被迪士尼收購。

不熟悉公司沒關(guān)系，電影肯定沒人陌生，創(chuàng)作了里程碑意義的第一部全電腦制作動畫電影—《Toy Story》，33年22部動畫長片15座奧斯卡，它是動畫電影史上的傳奇。

從《Toy Story》到《Coco》真的是賺足了我的眼淚，Pixar不僅超級有創(chuàng)意、會講故事，技術(shù)上也不斷突破，精益求精。

周末帶娃看了Denver科技館的特展“The Science Behind PIXAR”，

正如科技館CEO所講“Pixar films are one of the most inspiring examples of how science, technology, engineering, art, and math can intersect with creativity and imagination to bring joy and awe to people of all ages.” 

展覽讓人大開眼界，感受到了Pixar身上的達芬奇精神，看到了藝術(shù)和科技如何相互促進。

給大家簡單做個匯報吧！

展覽重點介紹了PIxar技術(shù)8個工序，配合50個互動活動及工作室的第一手視頻資料，讓人身臨其境體驗動畫制作流程，當然還有喜愛角色的模型展示。

大部分互動涉及計算機及光影技術(shù)，適合大一些的孩子，但虛擬3D圖形創(chuàng)建及應(yīng)用小甜妹很喜歡，很贊的數(shù)學(xué)體驗。

國內(nèi)目前還沒有展覽， 如果有興趣，可以在Pixar與Khan Academy合作推出的項目：Pixar in a box了解學(xué)習(xí)。

https://www.khanacademy.org/partner-content/pixar

動畫電影制作工序

故事創(chuàng)作STORY&ART

藝術(shù)家創(chuàng)作故事和動畫形象。

1、角色塑形MODELING

Digital sculpting creates virtual 3D models

以藝術(shù)家的草圖為基礎(chǔ)（主角會做泥塑），根據(jù)形象特點用數(shù)碼建模制作出虛擬3D模型。

2、制作角色的動作RIGGING

Digital rigs make movement possible

工程師會為模型創(chuàng)建虛擬骨骼，關(guān)節(jié)和肌肉，精確身體各部分之間的關(guān)系。

Fun fact：在《Finding Nemo》中，大白鯊Bruce有202顆牙齒，每顆牙齒都有自己的動畫。

3、設(shè)計角色的頭發(fā)、服裝等外觀 SURFACES

Appearance is controlled separately from shape

創(chuàng)建虛擬3D模型后，曲面美工使用稱為著色器的計算機程序構(gòu)造其外觀。確定光從表面散射的方式，使它看起來有光澤、透明、光滑（如玻璃）或暗淡粗糙（如生銹）。

Fun fact：在《Cars》里，McQueen的外表使用了14種涂色，從滿是污垢到全新閃亮。

4、設(shè)計故事場景SETS & CAMERAS

Virtual cameras view virtual 3D worlds

電影不僅僅需要角色，場景設(shè)置和構(gòu)圖方式是傳達了上下文和情感的重要構(gòu)成。布景設(shè)計師會構(gòu)建虛擬環(huán)境，攝影師會使用虛擬相機來塑造屏幕上顯示的內(nèi)容。

Fun fact：在《Ratatouille》中，皮克斯制作了大約270種食物，每個食物都在真實的廚房中準備和定型，然后拍照以作參考和食用。

5、讓角色動起來ANIMATION

Animation is acting

動畫師利用程序給予角色演技、賦予故事生命，讓動畫徐徐如生。

6、調(diào)整角色的頭發(fā)、服裝等SIMULATION

Computer programs create automated motion

工程師會讓附著物（頭發(fā)，毛皮和衣服）模擬角色的移動方式。還有模擬重現(xiàn)自然現(xiàn)象，例如火或水，從基礎(chǔ)物理開始，在可信度與藝術(shù)需求之尋找平衡。

Fun fact：在《Brave》中，Merida擁有1500多條單獨制作的卷發(fā)束，總共約111,700根頭發(fā)。

工程師觀察卷發(fā)的運動模式，用彈簧模擬，為了讓頭發(fā)動起來自然，在大彈簧中間加入了小彈簧用于固定。（展出中讓人印象深刻的例子）

7、調(diào)整不同場景的燈光LIGHTING:

 Virtual lights enhance mood and believability 

設(shè)計師在計算機中定義虛擬光源，并對每種光的顏色，位置和強度進行編程，以實現(xiàn)所需的藝術(shù)效果。

Fun fact：《Cars》中McQueen and Mack第一次坐汽車駛向加利福尼亞的路上，有四個鏡頭，共使用了21,566個光源。

8、渲染RENDERING:

Rendering turns a virtual 3D scene into a 2D image

渲染就是將之前的所有工序結(jié)合起來，制作成能在電影院觀看的狀態(tài)，在這之前沒人知道電影是什么樣子。

Fun fact：《Monsters University》渲染花費了1億個CPU小時，相當于單臺計算機需要10,000年的時間。

PIxar創(chuàng)作的電影幾乎每一部都是精品，這與對細節(jié)的完美追求是分不開的，希望續(xù)集大潮之后，未來帶給大家更多驚喜！

部分互動體驗

虛擬3D圖形制作及動畫中的應(yīng)用，直觀體驗2D圖形到3D的變化過程，小甜妹很喜歡。

3D虛擬積木搭建，可以360度觀看。   
 

光線調(diào)節(jié)：

體驗渲染過程：

接觸了一個新的領(lǐng)域，感慨數(shù)碼原住民們豐富的資源，未來會是一個什么樣的世界呢？充滿期待！

參考：

https://www.dmns.org/visit/exhibitions/the-science-behind-pixar/

https://en.wikipedia.org/wiki/Pixar

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