来源： 科技日报
　　万物冷知识

　　随着影院陆续恢复营业，不少大片蓄势待发，其中就包括几部备受期待的3D动画电影。如影迷所熟知的哆啦A梦系列电影日前已发布最新预告片，动画大师宫崎骏首次触电3D动画的《安雅与魔女》业已官宣。

　　从古代人民为了捕捉动作发明的走马灯、手翻书，到后来画技和制作手法近乎纯熟的2D动画，再到现在大家称为中国动漫复兴之光的《大圣归来》和《哪吒之魔童降世》这些3D动画，动画作品究竟是如何在漫长的历史中实现了维度跨越的呢？

　　阿尔塔米拉洞穴中壁画上野牛图案　图片来源：联合国教育科学及文化组织官网

　　视觉暂留原理让画“动”起来

　　早在人类文明刚刚萌芽的原始社会，先民们就有了对动态画面的追求，西班牙北部山区阿尔塔米拉洞穴中，壁画上奔跑的野牛图案，是迄今为止人类捕捉物体动作的最早证据，距今已有2万年的历史。

　　公元前1600年，古埃及时期建造的一座女神庙中，庙内110根柱子上画着女神连续动作的图案，当人们乘坐马车经过这里时，看到的女神就像动起来了一样。而早在3000多年前，古埃及人民在尝试“制造”动画时所用的这种原理，直到17世纪中叶，才由牛顿将其作为一种光学现象首次提出，即“人视网膜上的影像不会立刻消失”。

　　1824年，伦敦大学教授皮特·马克·罗葛特发表论文《移动物体的视觉暂留现象》，标志着视觉暂留理论的正式建立。

　　那么，视觉暂留理论究竟是什么呢？

　　视觉暂留理论，又名视觉暂停现象、余晖效应，指的是人在通过眼睛产生视觉时，光信号通过视神经传入大脑，需要经过一段短暂的时间，所以光信号消失之后，大脑皮层上形成的视觉形象并不会立刻消失，而是作为“后像”继续残留一段时间的生理现象。

　　因此，许多动作瞬间的静态画幅连续播放时，就在视觉上产生了连续的动态画面。

　　与此同时，视觉暂留理论的建立也为电影的发展提供了理论基础，电影开始打破纪实性局限，与戏剧联系起来，正式成为一门艺术，也为动画作品的展示提供了新的载体。

　　用叠层摄影法做出的2D动画

　　“动画帝国”迪士尼的建立，开创了动画历史上的一个繁荣时代。1937年上映的《白雪公主与七个小矮人》，作为世界首部动画长片，成功开启了2D动画的黄金年代。

　　当时，由于电脑技术还没有出现，所以动画作品几乎都是传统手绘制作的2D格式，并且出现了沿用至今的叠层摄影法。

　　艺术家们将卡通形象画在透明的赛璐璐胶片上，将这些胶片覆盖在已经画好的背景上逐一拍摄，达到画面与背景相容的效果。

　　在艺术家们致力于用笔为观众们打造绚丽世界的同时，计算机技术正在悄然兴起，为动画产业的发展开辟了一条全新的道路。

　　工作人员在将画面进行数字化之后，把所得到的数据输入计算机动画片制作系统中，计算机就能以每秒钟24幅的速度生成画面，与每分钟影像就要手绘1440幅画面的传统2D动画相比，节约了大量的人力物力。

　　其后，计算机动画凭借其低成本和高质量迅速占领了大量的市场份额。

　　默片时期的“3D动画”其实是定格动画

　　首先要明确的一点是，3D动画并不是一个近几年才出现的全新概念，其历史甚至可以追溯到默片时期，只是当时3D动画的概念并不像今天这样，专指利用计算机图形技术打造的模拟真实物品的动画制作方法，而是利用木偶或其他模型打造的立体动画。

　　因此，传统的3D动画这一概念，其实更像我们现在常说的“定格动画”，通过对略微改变姿势的模型进行连续拍摄，获取制作动画所需的画面。

　　而我们所熟知的3D动画技术，则是20世纪90年代以后，微软推出了Windows操作系统，并将Softimage这一软件移植到PC端之后才获得长足的发展。近些年来，随着相关软件的开发和涌现，各种高效便捷的动画制造工具和快速高质量的图像生成技术，使艺术家有了更加自由的想象空间，能创造出完美逼真的艺术作品，3D动画也得到了迅速的发展。

　　（据微信公众号“数字北京科学中心”）