算機領域的最高榮譽，這一次頒發給了將技術與藝術相融合的傳奇動畫公司皮克斯。
今年3月，國際計算機協會ACM宣布將計算機領域「諾貝爾獎」的圖靈獎，頒發給著名動畫公司皮克斯的兩位元老——艾德·卡特姆（Edwin E. Catmull）和派屈克· 漢拉汗（Patrick M. Hanrahan），以表彰他們在3D圖形和CGI電影製作領域的突出貢獻。
圖靈獎組委會表示，兩人在概念上的創新以及對軟體和硬體的貢獻，從根本上改變了計算機圖形學領域，並對電影製作產生了革命性的影響，將計算機動畫電影變成為了現實。
如今，計算機圖形學已經成為計算機科學的一種重要分支。CGI不僅改變了電影的製作和觀看體驗，更對娛樂產業產生了廣泛而深遠的影響。
本期全媒派（ID：quanmeipai）通過解讀皮克斯史上多部裡程碑般的動畫作品，梳理出皮克斯為動畫電影發展史所作出的革新與貢獻，並討論CGI技術在當下數字電影時代引發的新思考。
CGI 動畫特效，突破人類想像力
從科學計算可視化、視頻遊戲特效、電影動畫製作，到增強現實（AR）、虛擬實境（VR），這些都是以計算機作為主要工具進行藝術創作的相關產業，而這一系列產業蓬勃發展的背後離不開計算機圖形技術（Computer Graphics，簡稱CG）的革新。
其中利用計算機直接創造圖像的CGI（Computer-Generated Imagery），又稱計算機生產圖像，能讓人們利用計算機創建三維圖像、真人電影、動畫電影和電視節目中的特效，創造任何人類所能想像到的逼真效果。
1973年上映的美國科幻西部片《西部世界》，是電影史上第一部使用CGI技術的電影，由小說家麥可·克萊頓編劇和執導。
這部幾乎是半個世紀前的電影，但其已經開始採用像素化攝影來模擬生成電影畫面。比如電影中機器人展現殺機時，眼球都會出現讓人不寒而慄的光芒，這個CGI動畫效果，堪稱電影史上不可磨滅的歷史閃光。
1977年，由喬治·盧卡斯執導的科幻系列電影《星球大戰》也加入CGI動畫。這部影片最終獲得了包括最佳視覺效果獎在內的六個奧斯卡獎項，並讓工業光魔開創了電影特效的時代。
直到1993年，《侏羅紀公園》利用CGI動畫技術，創造出電影史上第一隻栩栩如生的恐龍，並將CGI動畫塑造的生物與真人演員同時呈現在電影畫面中。
從《星球大戰》開始，CGI經歷了漫長的發展歷程，這項技術不僅在真人電影中廣泛應用，還開啟了動畫電影的新時代。
皮克斯的歷史，是CGI動畫電影發展史
《星球大戰》的特效製作是由工業光魔中一個負責將電腦動畫特效與真人表演融合的計算機圖像部門完成，而這個部門正是皮克斯的前身。
1986年，這個部門被盧卡斯以1000萬美元的價格賣給了賈伯斯。由此，傳奇動畫公司皮克斯創立了。
在這張著名的「皮克斯鐵三角」合影上，從左往右分別是負責技術的艾德·卡特姆、史蒂芬·賈伯斯，以及負責創意的約翰·拉塞特。
從那時起，皮克斯憑藉開拓創新的CGI技術，一路引領著動畫電影的發展方向，佔據著CGI動畫的制高點。
皮克斯在20世紀80年代陸續製作了《安德列與威利的冒險》、《頑皮跳跳燈》、《紅色的夢》等CGI動畫短片。其中《頑皮跳跳燈》裡的經典角色，後來成為了皮克斯的片頭動畫。
1995年上映的《玩具總動員》，是動畫史上首部全部採用CG技術製作的動畫長片。這部動畫由皮克斯當時的傳統動畫製作人與電腦圖形學技術人員合作完成，而這正是改寫動畫電影史的一部作品。
《玩具總動員》的故事和動畫製作由皮克斯負責，迪士尼則承擔50%的製作費用，以及負責市場營銷和影片發行。
在CGI動畫的發展歷程中，如何通過計算機仿真模擬出人類、動物身上精細的毛髮，一直是個技術難題。
《怪獸電力公司》這部在2001年上映的動畫長片，塑造了生動可愛的毛絨卡通形象「頭號嚇人專家薩利文」。為了塑造薩利文蓬鬆茂密的藍色長髮，皮克斯用出色的CGI技術模擬230萬根毛髮，並開發了一個名為Fitz的工具，對毛髮的運動進行仿真。
2003年上映的《海底總動員》，呈現了從光線折射、潮汐流動、氣泡湧動，再到將各類水底生物在不同光線中遊動的複雜場景，為觀眾帶來直觀的水下世界，體現了皮克斯用CGI技術創建水的強大能力。
2004年的《超人特工隊》是一部跨越恐怖谷的動畫影片。所謂「恐怖谷理論」是日本機器人專家森政弘在1970年提出的觀點，他認為：隨著類人物體的擬人程度增加，人類對其的好感度也會增加，但當仿真度到達一定程度，好感度會被驚悚、反感替代，隨著機器人的仿真度接近真人，好感度會重新大幅上升。
動畫電影的「恐怖谷」現象，隨著CGI技術的進步而進入人們的視線。
然而《超人特工隊》不僅能夠讓英雄們有著逼真的肌肉、皮膚和精細的表情，還通過誇大角色身體外的特徵，突出人物個性和衝突，有意識地避開了「恐怖谷」。
2006年，迪士尼宣布以74億美元的價格收購皮克斯。2012年，皮克斯推出了第一部公主動畫電影《勇敢傳說》。
主角梅裡達那一頭蓬鬆紅火的長捲髮，共有1500多束捲髮，約為110萬根，它們在跳躍奔跑、風吹光照等不同的場景下，都呈現出恰到好處的自然。
為了實現逼真效果，皮克斯為此專門設計了一套模擬器，讓頭髮能夠根據動畫人物的動作進行擺動。這也展現了皮克斯在當時已登峰造極的CGI技術，以及藝術表現力。
2015年的《恐龍當家》，皮克斯製作了一系列逼真的自然景色，陽光從雲層穿透的場景仿佛跟真的一樣，雲霧、山脈、河流、草原等場景也相當優美壯闊。
為了構建這些廣闊的自然景觀，皮克斯還使用了美國地質調查局的數據，下載了大量衛星數據。
從1995-2015跨越二十年，也許皮克斯當年在製作《玩具總動員》時，根本不會預料到動畫電影的逼真效果，能到達《恐龍當家》的程度。
皮克斯的場景渲染
出色CGI效果的背後，離不開一個名為RenderMan的渲染工具。RenderMan是目前CG領域首屈一指的3D渲染軟體，在電腦動畫和特效製作領域是舉足輕重的工具。
從1995年的《玩具總動員》開始，皮克斯就開始創造用來做CGI動畫的工具RenderMan。
2019年圖靈獎罕見地頒發給兩人，其中一個原因就是另一位皮克斯元老派屈克·漢拉汗帶領團隊打造了RenderMan，並為CGI視覺效果設定了沿用至今的標準。
早在1990年，派屈克·漢拉汗發表了一篇名為《一種用於計算陰影和光線的語言》的論文，為RenderMan打下開創性的理論基礎。但直到1995年，計算機硬體才發展到支持RenderMan製作出《玩具總動員》。
隨著硬體的不斷進步，計算機擁有更加強大的算力和存儲，RenderMan也隨之具備越發強大的功能。除了製作出逼真的動畫場景，更是在真人電影中對影片場景進行渲染。
獲得第92屆奧斯卡最佳影片獎在內四項大獎的《寄生蟲》，其製作團隊也使用了RenderMan進行場景渲染。
比如電影故事發生在一個兩層高的別墅裡，但實際拍攝的房屋卻只有一層，為了解決這個差異。製作團隊使用RenderMan渲染了別墅的二樓。
電影中，聚會草坪顏色的變換，甚至草坪周圍的部分樹木，都是通過RenderMan渲染出來的。也就是說，如今CGI技術已經在電影產業具有影響力的真人電影裡，試圖渲染出與真實場景一樣的事物了。
太過追求逼真的特效，會適得其反嗎？
皮克斯在2019年重製《獅子王》，然而過於逼真的CGI技術在觀眾看來，這分明是一場計算機技術的炫技，並且讓原版動畫中的故事精髓喪失殆盡。
當獅子的毛髮根毫清晰、以假亂真，我們卻看不到舊版經典動畫《獅子王》角色中那些誇張的面部表情，大大削弱了角色的情感表現力。
以刀疤背叛哥哥木法沙那個場景為例。在舊版《獅子王》中，我們可以看到木法沙恐懼的表情、刀疤陰險的目光，在這個場景中感受到兄弟背叛的強烈情感。但是新版《獅子王》像紀錄片一樣追求逼真還原，讓這個場景所表現的情感水平，無法與舊版媲美。
影迷們認為，《獅子王》這個故事的核心，已經被電影院追求更暗、更逼真的趨勢所替代。這也引發了一個討論：究竟是讓角色仿真重要，還是角色描述更重要？
這個討論的本質，其實是技術更重要，還是藝術更重要。
CGI動畫就是計算機技術與電影藝術相互交匯、相互促進的產品，它不僅打破了電影工業的製作方式，為計算機領域開拓了新的概念和應用，而且還潛移默化地影響著我們的生活體驗。
當CG技術在電影中應用，就已經開始改變電影的形式。它的出現和應用，讓傳統的劇情、人物、臺詞等元素逐漸變得次要，讓特效、畫面、音樂等逐漸佔據主導地位，而這早已違背了學院派的圭臬。
電影誕生的歷史不過一百多年，已然經歷從無聲到有生、從黑白到彩色的電影技術發展過程，進入電影史上第三次革命——」數字電影「。在數位技術介入電影製作的時代，CGI技術是數字電影的重要構成。
數位技術正革新傳統電影的製作方式。過去，電影是在現實生活中拍出來的，需要使用大量的真實道具。而現在，電影可以是完全由計算機製作合成的，CGI技術讓我們在虛擬世界中製造出和真實物體一模一樣的道具。
在過去的幾十年裡，CGI技術讓電影製作人豐富的想像力成為真實畫面，並突破電影觀眾的想像力。如今我們對新版《獅子王》的討論，其實是在反思：CGI技術是否已經開始限制電影藝術的想像力和表現力？
對於這個問題，其實皮克斯元老約翰·拉塞特在2008年就已回答過，他當時這樣解釋藝術與技術之間的關係：「藝術創作挑戰技術的邊界，而技術又反過來啟發藝術創作。」