本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：antares，编辑：翻翻，头图来自：unsplash
最近上映的《灌篮高手》电影大家都看了吗？
时隔20多年，又能看到湘北队活跃的身影，很多人说爷青回，但也有人感觉“没那味儿”，感觉电影版“画风变了”，和小时候看的TV动画版有很大差别。电影中人物的动态表现更丝滑了，但3D感也更强了。
在关于电影画风的讨论中，一个词被反复提及，那就是“三渲二”。
据《灌篮高手》电影官方设定集中提到，这次电影中呈现的独特效果，是先进行动作捕捉，三渲二后，作者井上雄彦再手绘调整关键帧，再交给原画师二次作画达成的。
对于最终呈现的效果，观众们褒贬不一：有人觉得是制作组为了省经费偷懒才做出这样的选择，有人觉得三渲二让动态表现更真实了。
到底什么是三渲二？它是3D建模和手绘结合出来的孩子吗？大家对于三渲二的那些审判，又有哪些是真哪些是假呢？
什么是三渲二？
三渲二（Cel shading），简而言之，就是用3D模型渲染出2D作画的风格。
所谓渲染，就是通过显卡GPU计算解析3D模型的各项几何信息，并将其转换生成2D图像的过程。
3D电影大家都不陌生，大多数3D电影都想让3D模型尽可能地模拟出真实世界的视觉效果。但是三渲二则不同，它的目的是让最终的画面呈现出一种手绘的效果。这样做出来的动画既能保持3D的复杂透视和丝滑转场，也能呈现出2D手绘的质感。
三渲二是非真实感渲染（NPR: non-photorealistic rendering）的一种，更为专业的说法是“卡通渲染”（Toon shading），也叫“赛璐珞渲染”（Cel Shading）。
《灌篮高手》电影里的很多动态场景，就是用这样的方式呈现的。
根据官方设定集里的说明，这次电影中的动态场景，是先用360度的场地摄像机抓取动捕演员的动作，再进行3D建模以还原真实的动态。
3D模型建好了，工作还远远没结束。
为了角色的动作更有张力，画面更有感染力，井上雄彦还对一些关键帧进行了手动修改，力求在动作的真实和动画的演绎之中找到平衡点。
手绘动画片还不够精彩吗？直接画不好吗？为什么要多此一举，费老大劲，把2D的东西变成3D，再改回来呢？
在这本设定集中，电影制作组给出了答案：想靠手绘再现运动员的动作密度、速度感、美感，要一笔一笔凭空画出篮球场上10名运动员的不同行动，简直难如登天。但只用3D的模型，又没有手绘的质感，显得面部僵硬。而三渲二技术保证了角色的生动表情和手绘质感，又把动画师们从一格一格绘制的繁琐工作中解放了出来，是一种很好的选择。
从动画的起点说起
这场3D到2D的革命是怎么发生的？这还要从动画的起点说起。
前面我们说过，三渲二其实叫“赛璐珞渲染”（Cel Shading），赛璐珞是一种由硝酸纤维素制成的塑料。在数字绘画还没有出现之前，画师用颜料在赛璐珞制成的透明塑料片进行绘画，然后将赛璐珞片上画好的角色叠加在背景上，再逐帧进行拍摄来制作动画。
这种动画也就是我们最为熟悉的老式动画绘制风格：角色通常有细致的外轮廓框线，色彩不太具有过渡性和渐变感，以鲜明的色块为主要填色方式。
传统的动画绘制是个费时费力费钱的工作，一秒钟的动画需要拍摄24帧画面才能保证画面的流畅度，每张绘制好的赛璐珞角色动作通常会拍摄两三帧图片，相当于十张赛璐珞片才能制成一秒的动画，而这些赛璐珞画片一般来说只会使用一次，可想而见会有多麻烦。
数字绘画的出现稍微解放了一点传统动画制作的压力，人们不再需要在赛璐珞片上一张张绘画了，而是可以使用数位板等工具在电脑上绘制图片，叠加图层、修改方案也变得简单起来。但是这仍然没有能彻底解决“需要手工绘制关键帧”的问题，画师们仍然需要手绘大量的图片来完成动画片的制作。
但3D动画带来了一种全新的制作方式。
在3D动画的制作中，是先在电脑里把三维的场景和人物模型摆好，再让它像拍照片一样直接“拍”出一张图出来。如果人物需要做动作，也不需要每帧完全重画，只需要设置好人物模型的动作，再让电脑每帧“拍”一张再组成视频就可以了。
像《冰河时代》《冰雪奇缘》等动画都是通过这种方式制作出来的。
就想看2D
那有些人会问了，如果我就是喜欢看卡通风格的动画，不想看艾莎女王那种画风怎么办呢？
这就是三渲二技术的意义了。就好像拍照片之后可以用滤镜把人变得更可爱一样，卡通渲染可以把3D模型渲染出赛璐珞绘画的风格。
赛璐珞风格最主要的特征有两项。第一是光影效果不会像现实中一样平滑过渡，而是较为单调的色块，第二是赛璐珞技法中极有特征的黑线边框。这两种风格都可以由计算机算法模拟出来。
卡通渲染中对光照的处理方法一般是离散化处理。现实中物体表面的光照一般是从暗到亮的连续分布，而赛璐珞技法下，颜色的变化会表现为不连续的色块。
因此，卡通渲染需要将3D模型上连续的颜色离散化。常见的做法就是选择若干离散的颜色库，计算完光照下的颜色之后再调整成颜色库中最接近的一种颜色。
描边线的算法则有很多，我们只用一种算法来举个例子，让大家感受一下。
给定一个模型，想要给这个模型描一条粗的轮廓线的话，一种直接的想法就是先检测轮廓边。在三维建模里，一个模型是由一堆小三角形片拼成的。如果相邻的两个三角形片一个在正面一个在背面，那这两个三角形片之间的边界就是我们目力所及的轮廓边。在数学上，描述一个三角形片的方向可以通过其“法向”向量描述，也就是垂直于该三角形片指向外的向量。一个小片是向正面还是背面则可以通过这个向量和视线方向的“点乘”是正是负判断。
这样，只要对每帧检测轮廓线在哪里并加粗，就可以得到描出黑色边线的效果。
当然，这只是一个最简单基础的例子，要想实现真正精美如手绘的画面，需要大量数学、物理学、计算机图形学的知识，技术一直在进步，国内外不少公司也致力于研发新的渲染算法，这篇文章里就不细提了。
谈三渲二色变？大可不必
既然三渲二这么好，为什么很多人一提到三渲二就觉得是烂片预定呢？
三渲二能保证高速运动场景中的动作稳定性，也很方便拍摄各种角度，但在很多时候，绝对的写实并不意味着有足够的表现力。那些经典的作品，往往为了表现力会故意采用一些夸张的透视和各种不规则的线条，这些对于三维建模来说可能都是“错误”。
而如果要利用三维模型渲染出具有表现力的夸张画面，那么很可能需要对三维模型进行一些非常规的调整，例如图中的拉伸手臂扩大手掌等，这种调整亦是费时费工。
很多为了节省成本而采用卡通渲染的动画就显得粗制滥造，久而久之，口碑自然有所折损。
《灌篮高手》的原作在漫画里也是属于相当写实的画风 ，可以看出人物的脸上有相当多的棱角，整体细节也很丰富，包括肌肉的光影，身上的汗珠，多变的线条与各种比赛画面的动态表现力。相比而言，新电影里的人物就光滑了很多，整体细节远不如原作那么丰富，熟悉了漫画的粉丝难免会有点失望。
但这并不意味着这次《灌篮高手》的三渲二只是敷衍了事，想要去一睹为快的粉丝大可不必因为三渲二而纠结，毕竟，多年前的《灌篮高手》动画片版，如今看起来只是配音PPT而已（诶），而沉浸在电影院中，回忆那段青春故事，才是最重要的，不是吗？
本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：antares，编辑：翻翻