皮克斯出品的動畫電影，有口皆碑。各種電腦特效和奇觀奪人眼球。皮克斯的動畫從業(yè)人員，素養(yǎng)超群，不論視覺還是情感。
皮克斯影片，不單是藝術作品，也是科學結晶。它們出自杰出的工程師之手，它們由各種英雄角色構成——不論是玩具、人類、惡魔，或者情緒——這些角色都是發(fā)明家，是喜歡用復雜技能解決簡單問題的天才，或者，就像《頭腦特工隊》里那些勤勉的“情緒小人”。
皮克斯影片中的角色，通常都樂于解決問題或者提高生產率；這使得影片常?？雌饋硐耋w能和進取心合一的典型美國工程。想想巴斯光年吧，他在《玩具總動員》里試圖證明自己可以飛，或者，《飛屋環(huán)游記》中的卡爾，為了保住他的房子而上演了氣球版“碟中諜”，再如，《頭腦特工隊》中擬人化了的喜悅、悲傷和Bing Bong的那段冒險之旅。
上周，波士頓科學博物館，搞了一個叫“皮克斯背后科學”的展出，這次展出由皮克斯工作室一手打造：交互模型，視頻，演示站和顯示器，所有這些都以皮克斯影片的場景和角色為主題。比如，《超人總動員》中超級英雄服裝設計師衣夫人的模型，或者，緊挨著一個魔方的機器人瓦力，邊上有令人眩暈震撼的科學解說。據傳，這次展出的目的，是讓孩子們能意識到激發(fā)好奇與樂趣的點子。
開放夜活動當天我參觀了展出，這個開放夜邀請了很多重量級嘉賓，包括博物館館長Ioannis Miaoulis，皮克斯和迪士尼動畫工作室聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁Ed Catmull，以及演員John Ratzenberger（他為《玩具總動員》中那只儲錢罐豬豬，《海底總動員》里的菜刀魚，《頭腦特工隊》中的腦工Fritz配過音，也曾出演美劇《干杯酒吧》Cliff Claven一角）。
那天下午，館長告訴我，這次展出是“把工程設計引入少年兒童生活”所做努力的一部分。他還提到，當今美國孩子的科學課程“幾乎都是自然科學”，說這話時他輕輕地皺了皺眉。館長是個工程師，他想改變這種現狀。
2005年，他與盧克斯影業(yè)聯(lián)手，為這座博物館帶來歷史上首次工程設計展出，那次展出的主題叫“星戰(zhàn)：科學與想象在這里交匯”。那是一枚“重磅炸彈”，三百萬人觀看了展出，展出成果如今已成為你家附近學校里科學項目的一部分?！靶菓?zhàn)”主題展后，他決定和皮克斯一起肩負起計算機思維的發(fā)展重任。為此，博物館花了好些年不斷提升展出檔次，差不多三千名來賓的現場反應為測試改進效果做出了貢獻。他曾在某個博物館提到，“你有非常多的實驗小白鼠?！?/p>
“星戰(zhàn)”展覽讓人們非常自然地體驗了一把太空旅行，穿著太空服，坐在千禧年獵鷹駕駛艙里。不過，“皮克斯背后的科學”展不得不介紹、講解更多的理論性概念。
展出以介紹皮克斯工作室的一段視頻開啟。一個聲音，這聲音來自Mr. Ray，他是《海底總動員》里的學校老師，他說道，“我希望你們全都向前看。還有你們都記住，上課時不準交頭接耳！”緊接著，我們看到一個戴眼鏡的皮克斯員工騎著她的小摩托穿過辦公室，正好遇到友善的博士在講解公司的制片流程，“首先是故事/腳本，然后是建模，綁定（建立骨架、安排骨骼的相互關系以作出所需動作），曲面，場景設置，攝像，動畫，模擬，燈光以及渲染?！保恳粋€步驟都有相應的演示）視頻結尾，皮克斯總裁Ed Catmull出現在屏幕上。“電腦不做電影——人做！”他說道，“這是藝術，也是技術。這很難而且麻煩，但這真的很有趣?！?/p>
Ed Catmull，一個留著胡子的70歲天才，他身上散發(fā)著對數學充滿好奇的鮑勃·巴拉班般的氣息。在他的幫助下，皮克斯首創(chuàng)了許多電腦動畫技術。我和他一起觀看展出，事實上，那天也是他頭一次看“皮克斯背后的科學”展出。
我們在一個巨大的巴斯光年模型前開始，“我創(chuàng)建了皮克斯，同時做了很多的原創(chuàng)技術工作，”他說。“一開始，并沒有電腦動畫這個專業(yè)領域，所以我們只好把需要的人從學院中拉過來。大量藝術、數學和科學原型出自那幫家伙的努力，他們在自己的領域已經取得了博士學位，而且正致力于解決各自領域的一系列難題。當我畢業(yè)時，我的目標是做出第一部動畫電影。我推斷那需要十年，因為我知道在我們面前有一堆工作需要處理。結果是二十年?！?/p>
Ed Catmull畢業(yè)于1974年，他和他的同事為盧卡斯影業(yè)、喬布斯打工，之后是迪士尼，在此期間他們開發(fā)了很多新技術，比如計算機圖像渲染體系，一個3-D渲染程序。《玩具總動員》，第一部真正的純電腦動畫電影，于1995年問世。在Ed Catmull身后，巨大的巴斯光年模型看起來相當開心。
Catmull在成長過程中，為迪士尼的動畫所深深著迷，比如《木偶奇遇記》和《彼得潘》。“有件非常好玩的事兒，一件絕大多數人沒有意識到的事兒，”他說。“當沃特迪士尼發(fā)明了動畫，他的動畫其實基于當時的最新科技，也就是電影攝制。他們運用新方法處理色彩和聲音，以及靜電復印處理技術，來攝制動畫片。當時，施樂公司才剛剛發(fā)明靜電復印的方法。沃特迪士尼有一間特別的房子，那是一間用最新復印技術覆蓋的房子，其實就是一個大型靜電復印機，那房子里有一個使用傳送帶進進出出的人。如今，人們不再把那當做是一種新科技。大家只考慮藝術。不過，動畫的部分活力得以保留，源于這個事實——沃特迪士尼勇于接納所有即將來臨的新鮮事物。當他一死，動畫就變成了純藝術的表現形式，并且開始走下坡路?！?/p>
洛伊迪士尼在八十年代后期掌管迪士尼時，Catmull說道，“那件事，那件他一直堅持要做的事，就是把科技帶回公司，讓迪士尼再現輝煌?！边@時我們來到《玩具總動員》展臺。他接著說，“所以后來我們引入3D動畫，結果大家都看到了，動畫新時代從那兒起飛了。”
在建模演示臺——角色設計，包括草圖和黏土模型——Catmull說道，“一件事，一件我在大學里學到的事，就是找到了一個方法，一個跟沒有條條框框的東西打交道的方法?！彼阉氖峙e起來，作為一個沒有條條框框的東西的例子?！拔野涯切┮?guī)規(guī)矩矩的東西轉變成了一種，基本上相當于高中幾何的東西；一旦我在幾何關系中找到了它的位置，基本上我就可以設計出各種規(guī)則，把它們結合在一起?？?，現在我做了一種新的曲面。”
在綁定演示臺，蘇利文，巨大的藍色怪物，來自《怪獸電力公司》的角色模型，正拖著沉重的步子尷尬的在屏幕上走著，我們可以看到有黃色骨骼似的結構在他的體內發(fā)光，由內而外，就像X光?！翱吹侥切S色的東西了嗎？”Catmull說道?！澳蔷褪枪趋澜壎?。在這些角色身上，我們有成千上萬的東西要掌控。”骨頭，關節(jié)，肌肉?！叭绻憧紤]臉，那兒有很多肌肉，被口腔和眼睛等器官的邊角左拉右扯。有那么多東西，多得幾乎沒有可能將其全部掌控?！苯壎ㄗ屵@樣一些事情得以自動化——為模擬肌肉間的關系編程，讓角色的動作更合邏輯、更有效。當你走路的時候，他告訴我，“當你的腳后跟落地撞擊接觸面時，有一股沖擊波會擴散到你的身體上。從沒有人注意到這種沖擊波。是這樣，如果你沒有沖擊波，你的大腦會說有什么事情出錯了——似乎你踩空了。”
場景設置和攝像讓一顆樹的模型變得極有特色，這棵樹的模型來自《蟲蟲危機》?！昂芏嘈滦偷臄祵W曲面，在制作這些目標物體的過程中會用到。”他說?！安贿^這都是些技法，這些技法可以讓我們理解光如何跟場景相互作用。光跟人類在一起時，我們發(fā)現，光進入皮膚然后沖出來，就像表面散射。”當你去屋外，他說，陽光透過你?！叭绻阍趹敉?，光會透過你的鼻子。一些光亮發(fā)生在鼻子內部。你永遠不會考慮那一點。除非，假如你沒有它，然后你看著它，你的大腦說有些事兒不對勁。你看起來是由一些不透明的東西組成的，比如黏土?！?/p>
在光線設計演示臺，Catmull停了下來，停在一個模型前面，那件模型是一間卡爾的起居室，那個起居室來自《飛屋環(huán)球記》?！笆聦嵣希銜活伾纫蛩厮绊?，”Catmull說道。藝術家們創(chuàng)造了一個腳本，來為每一部電影的顏色和情緒作策劃。他挪動控制板上的手柄，來調整卡爾起居室內的照明和光線?！爸笪覀兛梢宰屘杹砘剞D，”他說著，同時按下了一個按鈕。陽光和影子飄過起居室，就好像時間真的已從下午轉到了黃昏。有那么一瞬間，這個模型起居室營造出一種感覺，一種讓人重返童年的午后，身處祖父母家的恍惚感，光線從地板的一端移到另一端。感覺像真實的生活。
照我看，這類展出最能提升的，即便在科學范疇內，還是觀察技能。Catmull表示同意。“有一件事，我認為大家并不真的欣賞，即藝術家與科技人員的聯(lián)合是那么的緊密，”他說道?！皬奈幕饬x上看，他們聯(lián)合，因為他們真的基于觀察。我認為學校里應該有更多藝術。當他們削減經費，他們削減的是藝術項目經費，工作室項目經費。不過，藝術項目中的人，他們真的在忙著發(fā)展觀察技能，這種技能在科學那里大有用武之地。很多人在這里，漸漸地，越來越喜歡藝術和數學，這個地方很神奇，把它們融合了起來?！庇^察科學，我也許會加上一條，觀察科學對你真的很有用，即便你是藝術家。
接著，我們來到動畫區(qū)，特征鮮明的衣夫人正在擺pose，擺的相當high，與她一塊兒的，還有來自《超人總動員》中的其他角色。“動畫師有著訓練有素的眼睛，”Catmull說道。他提到另一個關于動畫的洞見：“你轉動自己的頭，如果眼睛沒有在這之前動起來，那樣，你看起來就是個死人。”他就像一個魔術師，告訴你背后的手法——所有的手法出自本能，因為那些事你看到了卻沒有認真的思考——當他不斷地描述如何避免把東西做得呆死時除外。
模擬演示臺有一個屏幕，屏幕上是梅莉達和艾莉諾王后，出自《勇敢傳說》，他們在馬背上。一個標題下寫著“頭發(fā)和鬃毛模擬開啟”。頭發(fā)飄動起來，在模擬的風中飛揚，馬的鬃毛向下拋落，相當逼真?！邦^發(fā)這塊的工作量真他娘的大，”Catmull說。
渲染演示臺，最后一個展臺，也是展出的最后一站，門面是《頭腦特工隊》，旁邊有屏幕，那些屏幕圍成一圈，屏幕會演示過程的每個階段——包括腳本——如何全部結合起來。我們經過的時候，正在演示的渲染，是喜悅這個“情緒小人”在她的神經工作站的場景，由一張基于網格的圖像開始，誘發(fā)“Tron”，然后將之填滿，一個像素接一個像素，耀眼的魔球和色彩，越來越多得顯現出來，上面的說明文字提醒我們這個過程事實上需要多長時間。（“實際渲染時間：33小時?！保?/p>
“你并不想讓有那種感覺，感覺好像自己的腦子里有個人。”他說道。你的大腦里有個電腦，不過，這看上去好像并沒有什么問題。
原文鏈接：http://www.newyorker.com/culture/sarah-larson/pixars-scientific-method
