探索动画电影中非真实感绘制（NPR技术）的艺术表达及美学特征

摘要：非真实感绘制技术，简称NPR技术，也被称为风格绘制，泛指利用计算机技术重新绘制图像特征，模拟已知的艺术风格技法，使其具有卡通或是其他艺术性特征效果，它是计算机图形学重要的组成部分之一。非真实感绘制以真实感绘制为基础，有很多种艺术风格绘制类型，在动画电影中应用最多、研究最多的是卡通渲染，主要代表作根据时间线划分有《半梦半醒的人生》《纸人》《你的名字》。非真实感绘制技术早在20世纪80年代初就被提出，本文对应用于不同时间段代表性动画电影中的NPR技术所表现出来的艺术手法以及美学形态特征进行多维度的分析和研究。

关键词：非真实感绘制;动画;卡通渲染;美学

1 非真实感绘制的研究背景

1.1 什么是非真实感绘制

非真实感绘制技术的基本研究目标是能够在多种形式上自由模拟和直接展示具有不同艺术风格特点的绘画风格和其他艺术风格，可以指定任意一种现存的、能够呈现的艺术作品，然后利用计算机程序编写生成非真实感绘画[1]，利用其技术发展形成新的美学绘制风格。此项图形学绘画机制从20世纪90年代初，便受到了人们的广泛关注和重视，并快速发展成为计算机图形学研究热门话题，它主要侧重于对不同艺术风格所表达的模拟形态的关注，以及对不同艺术美学特质的展现，追求通过运用计算机算法绘制出不同于照片写实感的艺术特征和风格，探索和解析文化艺术作品在数字信息化下蕴藏的丰富情感和深刻内涵[2]。与古板守旧的真实感绘制艺术作品相比，NPR绘制更加着重于模仿具有艺术特征美学的作品，表现美学特性，突出每件艺术作品局部不同的细微特征，使其最大限度地贴合大众对于艺术品的审美标准，而计算机图形学的研究也已经成为当下的热点话题。

1.2 NPR技术在动画电影领域的应用现状以及未来发展方向

自20世纪80年代以来，随着计算机等电子软件系统性能的不断改善和提高，计算机图形技术得到了迅猛发展，从经典动画《狮子王》《人猿泰山》，到近年的《你的名字》《蜘蛛侠之平行宇宙》，其身影越来越多地出现在影视动画中。随着NPR技术的不断完善推进，最终以描线、着色、高光、阴影四大要素为核心的技术手段形成，被称之为“三渲二技术”，而通过此技术展现的动画作品，也被叫作“三渲二动画”[3]。

《非真实感图形学：造型、绘制与动画技术》一书解释说：“非真实感绘制的目标是在形式上指定一种可展现绘画作品的方式，并随之编写生成非真实感绘画作品的计算机程序”[4]。不难看出，非真实感绘制技术出现的初衷和目的是对人类手绘艺术美学形式及风格的模拟，希望能夠通过计算机技术最大限度地修复模拟已经丧失的名师巨作美术技法及风格。然而，媒介的发展与NPR技术的持续改进完善，促使NPR技术开始产生新的实质与界限，其在动画的应用过程中达成了新的发展。

分析中国动画产业的发展现状可以看出，NPR技术的广泛应用很好地促进了新兴动画产业的发展。NPR技术于动画制作中广泛运用最初的目标就是模仿拟真人类手绘，是为了使非真实感绘制技术能够无限地接近于现实中人类手绘动画的美学形态，即通过对现实生活中已有的各种美术形式进行模拟。卡通渲染是非真实感绘制技术领域应用范围最广的渲染技术，尤其是在游戏和影视领域应用非常普遍。卡通渲染在动画领域的主要代表作有《狮子王》《半梦半醒的人生》《纸人》《你的名字》《蜘蛛侠：平行宇宙》《至爱梵高》等等。因此，NPR技术不仅最大限度地提高了艺术作品的生成效率，更是在美学感官上缩短了人与艺术的距离。

2 不同阶段NPR技术在动画电影中的艺术效果实现

2.1 基于数字图像及视频渲染——以《半梦半醒的人生》为例

《半梦半醒的人生》是一部看起来不像卡通片的卡通片。由美国导演兼编剧理查德·林克莱特首次采用DV真人拍摄，再使用“interpolated（插值）翻拍”程序自动转换场景图像，从而大幅度地强化真实生活场景的图像程序化外观，将其动画化，以类似于手绘和油画的风格绘制动画，即保留原始动作的真实感并具有非手绘动画的非真实感。该片主要讲述了一个患有精神疾病的年轻美国男人维利·维金斯的故事，维利在童年时曾经从一个朋友那里偶然听说一个神奇的预言——“梦即命运”。长大后，他恍惚地来到了一个陌生的县城。维利穿行于大街小巷，经历形形色色的神奇体验，仿佛在不一样的奇幻梦境中穿梭。

电影采用了具有革命性的绘图方法创造出精妙的动画效果，通过软件采用非真实感绘制（NPR）的“卡通渲染”，将现场实拍图像及视频转换成预设的卡通艺术风格，甚至通过专业的动画制作师把画面的多处局部做了艺术化夸张处理，影片色彩被大幅简化，线条和色块像波浪一样涌动，视觉明亮，形象鲜活。这部电影是明智的、饱含启发性的、令人兴奋的、充满想象和创造力的，用大段独白或者对话，展现深刻的哲理，这使它成为第一部成功的NPR商业电影。

2.2 基于轮廓算法——以《纸人》为例

借助NPR技术的不同算法，可以实现对物体对象的外轮廓线和内轮廓线的描图方法。传统动画正是结合了外轮廓线、阴影线和内轮廓线产生如漫画般的简笔画效果。目前这一成果已被广泛用于数字动画创作。如获得2013年第85届奥斯卡最佳动画短片的《纸人》就是利用NPR“轮廓算法”制作的一部精彩动画。

这部电影主要讲述了20年代中期发生在美国纽约的一次美丽相遇的故事：一个年轻的男人在上班的路上偶然遇到了一个漂亮的女人，他对她印象深刻，一见钟情。原本以为这只是一次短暂的相遇，没想到女人竟然出现在了他办事处对面的一栋高层大厦里。男人怀揣一颗真诚的心，带着一堆纸，希望通过一个个纸飞机来吸引对面女人的目光和注意力。最终因为努力和好运，他和女人再次邂逅了。虽然人物是三维制作，但NPR技术使得该片带有手绘卡通特有的轮廓化和波普化的特点，似真似幻，令人回味无穷。

2.3 基于卡通着色——以《你的名字》为例

长久以来，一种独特形式的NPR技术引起了人们的广泛关注，它与我们的生活息息相关，有着非常紧密的联系，即卡通渲染。卡通着色的目的是使物体的过渡稍显僵硬，看起来不那么柔和真实，使明暗之间的界限更加明显。它的渲染方式和风格能够带给人们独特的感受，充满童趣。该类型风格之所以非常流行，最重要的一个原因是Scott McCloud（斯科特·麦克劳德）在他的经典著作《Understanding Comics》（《理解漫画》）中提到“通过简化来实现增强”。通过简化和消除蕴含的糅杂组成部分，可以突出主题信息，大多数观众都比较认可这些以简单的风格绘制的卡通图像。

在计算机图形学研究领域，卡通渲染艺术风格起步于20世纪90年代，主要是为了实现三维单元和二维单元动画的有机结合。2016年，新海诚《你的名字》上映，这部动画电影主要讲述了一名青春少年和一名普通少女在梦中邂逅的奇妙爱情故事。通过简化和删除影片复杂的色彩结构，突出显示了人物形象，弱化了背景形式。在《你的名字》创作前期，主要工作是对画面的3D布局，从制作草坪模型到三维设计，这些任务都是由新海诚导演规划的，其中许多环节他也有亲自参与。此外，他还参与了这部电影的CG制作。观众们都非常喜欢这种简单的、直观的、童趣的卡通形象。

3 非真实感绘制在动画中的艺术表达和美学研究

非真实感绘制技术通过图像建模和深度学习方法，利用数字形态模拟仿真各式各样的艺术风格，然而，只是表层上简单的数字化模拟很难将作品中所蕴含的丰富且复杂的情感表达出来。每件艺术作品都是独一无二的，每个艺术家的艺术风格也是独树一帜的，艺术作品中所蘊含的情感也是不尽相同的，艺术家们往往通过艺术作品来表达自己当下的心境与思想。此外，中国丰富的传统文化以及多民族各具特色的艺术文化也创造出了各式各样的独具我国民族传统特色的艺术风格表达，因此NPR技术对不同艺术特征作品的仿真化模拟也是现存的一大挑战之一，不仅需要模拟出艺术作品绘画手法本身，还需要最大限度地保留并体现作品的艺术风格、情感和内涵，传递作品所想要表达的思想与价值观念。

非真实感绘制最重要的一个特点是在一定程度上强调了客体对象的重点视觉特征，而忽略减弱了部分非重点的局部环节的显示，此特征对非真实感绘制的艺术画面的生成具有重要意义[5]。卡通以及抽象化的艺术作品的艺术表达形式向来最受观众的青睐和喜爱，通过抽象化形成的卡通化效果比真实感图像更具有诱惑力，更具备感染性，能使用户充分发挥联想力及创造力。因此在动画电影领域中，一直以来，NPR技术都有一种特殊的表现形式，它引起了国际社会的广泛关注，并与我们的生活紧密相关，那就是卡通渲染，也称之为“卡通造影”。该类型最主要的特征便是通过简化结构增强画面效果。卡通着色的三个基本要素可以概括为：锐利的阴影、少有或没有高亮的点、对物体轮廓进行描边。卡通渲染凭借夸张、变形等多种艺术表达风格，对人们产生了巨大的形式吸引力，在极大程度上丰富了它在电影中独特的艺术表现形式，以独特的感染力与童趣给人们带来了奇妙魔幻的视觉体验。

至今为止，NPR技术在动画电影中的艺术表达和美学特征还是着重体现在其画面以及技术模拟上，但与此同时，我们可以发现，NPR技术自身独特的程序化细腻感、坚硬的空间结构以及流畅的着色线条等等技术表达，反而通过技术化的呈现给人们带来了与人工不同的美学感受，让人们能够在杂乱中体验秩序的美感，在程序中寻找情感的寄托，这是一门将技术和人工完美糅合的艺术。因此，随着NPR技术的不断精进，我们不再拘泥于技术的展现，而是挖掘艺术品背后的情感价值，在技术呈现的作品中感受更深层次的情感和力量，从而完成传达精神世界的艺术表达。正是在这一次次的探索中，我们发现NPR技术脱离不了人类本身所具备的美学感官，正如每一幅艺术品必定包含了作者自身的特质，表达了作者的艺术追求，也正因为这种内在的审美感与艺术感，它不断推动NPR技术变革与创新，促使NPR技术的艺术形态在动画领域中不断成长与传承，以期达到我们一直梦寐以求的、有内涵的、独具特色的艺术情感。

4 结语

非真实感绘制技术研究在广告宣传、影视作品、动画游戏、文化保护等方面都具有非凡的艺术及应用价值。本文梳理非真实感绘制技术现有的成果，从不同的绘制技术算法出发，以三部不同阶段的动画影片为例，分析NPR技术在动画电影中独特的艺术效果以及美学特征，并提出动画电影中不同非真实感绘制技术的情感表达缺失，讨论非真实感绘制艺术表达效果的不足，以及未来应该如何应用等问题。可以看出，在动画领域中，NPR技术以计算机技术作为支撑，多层次解构艺术形态，将技术和艺术的距离再次拉近，可利用价值极高，仍需不断对其进行探索。

非真实感绘制技术将会在不同层面，不断影响未来动画电影的生产与制作，期望NPR技术能够在动画电影中展现不一样的艺术美学表达效果及形式，能够在真正意义上形成独具一格的动画表现技法，提升非真实感绘制技术在动画电影中的商业价值。

参考文献：

[1] 施特罗托特，等.非真实感计算机图形建模、绘制和动画[M].爱思唯尔科学（美国），2002：98.

[2] 钱文华，曹进德，徐丹，等.非真实感绘制技术研究现状与展望[J].中国图象图形学报，2020，25（07）：1283-1295.

[3] 徐鹏程.非真实感绘制技术在动画中的应用与创新——浅析非真实感绘制技术在数字动画媒介中的创新型应用[J].美与时代（上），2020（02）：87-89.

[4] 施德罗托特，斯蒂芬·施莱赫特韦格.非真实感图形学：造型、绘制与动画技术[M].叶修梓，万华根，张引，译.北京：电子工业出版社，2004：5.

[5] 克莱恩，李伟，姆卡什达内特.非真实感虚拟环境[C]//第27届计算机图形学与交互技术年会论文集. 2002：527-534.

作者简介：周晓晓（1997—），女，江苏扬州人，硕士在读，研究方向：戏剧影视学。