如何让游戏的风格渲染能接近原生动画？从日本动画的起源说起

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 【首发来自腾讯游戏学院GWB专家团月刊《EXP手册》】 
作者：Freddy（腾讯游戏学院专家）
目前，国内所谓的二次元游戏市场正在逐渐变得火热，大小公司纷纷设立动画风格游戏研发团队，并且通过逐步的研究，让画面表现有了长足的进步。不过相比日本传统赛璐璐动画的表现力，依然还有一定的差距。
本文一半的篇幅是动画作画的介绍，一半的篇幅是技术大纲的介绍，我们将从风格化的源头来讲述日本动画、漫画的发展过程及其目前的CGI（Computer Generated Imagery，电脑生成动画）实现过程，看看该如何让游戏的风格渲染能更有“内味儿”，更接近原生动画的效果。
日式动画作画介绍
日本动画一向以风格多样的二维作画闻名。随着CGI技术的发展，电脑作画技术也不断地被运用到游戏和动画中，但是仍然有很多画面表现不协调的部分，看起来比较违和。这是由于工科出身的技术人员不了解动画中的某些效果为什么要这么呈现，以及创作者想要表达的内容到底是什么，他们只是在单纯地通过技术去还原效果而已。这就导致游戏画面中该有的元素都有，但就是表现不到位。
那么要实现好的效果，技术人员就需要对漫画画风和日本动画的作画有一定的了解。一般对游戏来说对于动画的研究比对漫画的研究更具参考性一些。

上图是日本动画公司的关系表。可以从图中看到，基本上目前所有的日系动画公司都是由东映系、虫制作系和龙之子系这三个元老级的动画公司细分出来的。有的走向了小清新风格，有的走向了机甲风格，有的则专注于热血动画。 
通过了解这些公司的传承关系，以及著名导演与作画名人的师承和人脉关系，我们可以知道动画公司不同色彩风格的由来。由于师承和兴趣的关系，风格相近的监督和作画大神走到了一起， 不同的派系对于镜头表演的场面分配、线条与颜色的运用、还有人物设定等方面均各具特色。

像是高桥留美子、青山刚昌、车田正美、尾田荣一郎这些漫画家的个人风格本身就很强烈，他们的作品被动画化之后，又由于作画监督的不同，导致风格更加迥异。

了解了这些，我们就可以针对我们想要做的风格展开单方面的细化研究，然后再使用计算机图形技术进行画面实现。而不是目前大部分游戏渲染技术运用的那么单一化，只模仿到了表面没有模仿到神韵。
虽然科技在进步，但是许多经典动画的改编/翻拍作品，如果对当时的风格没有致敬和还原的话，也会有些“不对味”。比如由东映动画制作的，Netflix在2019年上映的《圣斗士星矢：黄道十二宫战士》，就显得非常违和：

为了让大家对日本漫画、动画风格有一些充分的了解，我会通过时间线的方式来向大家介绍一下日本漫画、动画发展的大致历史、重要人物，以及不同风格之间的关系。
1814年，日本江户时代的著名画家葛饰北斋创造出了“漫画（manga）”一词，用来指代他绘制的一种：笔法随意、线条简练、突出人物主要特征，以神话、历史及日常生活为内容的组画。

我认为研究葛饰北斋对于作画的理解，对于学习图形渲染会非常重要。北斋的漫画通过简约中带有粗细的流畅线条，让人物活灵活现、非常灵动。这是一种类似于中国画的抽象的艺术表现力，对物体的高度概括形成了线条笔触的强烈形式美感。

日本的近代漫画则诞生于十九世纪末、二十世纪初，一开始是以报纸插图的形式出现，后来逐渐从报纸插图演变为带有一定叙事性质的四格画。北泽乐天是日本第一位职业漫画家，被称为“日本近代漫画之祖”。

二十世纪初，下川凹天、北山青太郎和幸内纯一三人不约而同地开始创作实验性质的动画作品，他们被称为日本动画的创始者，但他们很快就不再进行动画创作。
我们一般尊称1930年才出道，但实际上是第二代日本动画人的政冈宪三为日本动画之父。从画风上可以看出，当时的漫画和动画作品都非常简单，并且很大程度上参考了美国动画。

到了二十世纪四五十年代，漫画在日本逐渐兴起。当时的漫画题材依然比较简单，但是已经从插图和四格漫画逐渐演变为了中长篇漫画。
大神手冢治虫就是在1945年发表了四格漫画《小马日记》，开始了自己的创作之路。他在1947年创作的漫画《新宝岛》，则奠定了日本“故事漫画”的叙述方式。而他于1952年创作的《铁臂阿童木》，更是在日本乃至全球都产生了极大的影响。

我们可以从上图手冢的漫画看出，他的画风对线条和形状是高度概括的。
线条在保持流畅性的同时，有时会在转角处断开，这种不是完全连接上的线条其实人眼会自动进行补完，不会有生硬的断开感，有时反而观感会更好。还有从《新宝岛》图中的汽车可以看到速度线的运用，结合拉长变形的车身会使画面形成强烈的运动感。手冢通过不断地尝试，设计出的大眼睛、小鼻子和小嘴的卡通形象可以说深入人心，非常可爱。
此时是日本动画和漫画发展的萌芽时期，造型线条依然简单，类似于早期迪士尼动画的风格。就在这个时候，“东映动画”成立，很多日后的动画大师都是从东映动画出身的，手冢随后也加入了东映动画。

1958年，由东映动画股份有限公司出品的动画电影《白蛇传》上映。该片由薮下泰司执导，是日本影史上第一部彩色长篇动画电影，也是东映动画股份有限公司出品的第一部彩色动画电影。两名原画大神：森康二和大工原章在本部作品中担当了重要的组长角色。大工原组的骨干成员大冢康生在日本动画中也是至关重要的人物。

二十世纪五六十年代这段时期，日本漫画大多都受到手冢治虫的影响，画风都是基于手冢的风格进行了一些衍生。比如横山光辉的《铁人28号》，石之森章太郎的《人造人009》，松本零士的《宇宙战舰大和号》，还有漫画组合藤子不二雄的《Q太郎》。人物造型还是比较简约概括，线条圆润。

动画制作方面，1961年和1962年，虫制作株式会社和龙之子工作室相继成立。虫制作前期的主要任务是将手冢的漫画作品动画化，龙之子工作室前期的主要工作是和东映动画合作制作动画，这家公司为日本培养了大量未来的动画大师，例如天野喜孝、押井守、大河原邦男、高田明美、森下耕一等等。

1963年，东映动画由于经营问题，出现财政赤字, 不得不大幅裁员。东映动画的动画师楠部大吉郎拉着大冢康生、高畑勲、 小田部羊一等人出来创办了A Production（1976年改名为SHIN-EI），宫崎骏为了制作《长袜子皮皮》也加入了该公司。这家公司后期的作品大家都耳熟能详，包括：《哆啦A梦》、《热带雨林的爆笑生活》和《蜡笔小新》等等。

从手冢的作品《蓝宝石王子》开始，这一时期也诞生了少女漫画这一品类。1975年池田理代子的《凡尔赛玫瑰》把少女漫画推向新的高度。
因为少女漫画需要着重表达角色的内心情感，所以角色动作设计较少，以中近景特写画面居多，很大部分的绘制精力也都用于如何把人物的表情画得自然而丰富。少女漫画的画风主要是唯美，要求画面华丽，人设极致美型，背景也要足够烘托情感氛围。九十年代的少女漫画组合CLAMP把少女漫画带到新的高峰。从下图中可以看出少女漫画画风越来越复杂华丽的迭代过程。
目前游戏中比较重要的恋爱养成品类游戏，就需要对少女漫画进行重点的研究。

从上图中可以看出，少女漫画的人体和五官比例都比较夸张，但是很美型，眼睛往往是亮闪闪水汪汪的。由于作者大多数是女性，所以比较符合女性的审美。
从二十世纪七十年代开始，被动画化的漫画作品越来越多，例如六十年代的运动漫画《明日之丈》，于1970年被虫Pro动画化，这部由出崎统导演的作品堪称日本动画的一部里程碑。作画监督荒木伸悟，也制作了《圣斗士星矢》（从作画风格上能看出来，车田正美夸他比自己画的圣斗士还要好）。我们的高达之父——富野由悠季也在本作中有着出色的发挥。
此外被动画化的名作还有加藤一彦的《鲁邦三世》。这部被誉为日本动画传奇神作的导演就更加厉害了，除了出崎统外还包括：大冢康生、伊藤雅人、宫崎骏、高畑勋、吉川惣司等。
还有很多动画化作品在此就不一一列举了。

这一时期也诞生了大量的优秀动画工作室，他们都是由志同道合的动画师们创办的，每个动画工作室也都有自己的特色。
1972年，从虫Pro分裂出来的两个有名的动画制作公司SUNRISE日升社和Madhouse相继成立。

日升社的特色就是各种机甲类和铠甲类的动画，著名作品包括：《机动战士高达》、《城市猎人》、《魔神坛斗士》、《魔神英雄传》、《魔动王》、《机动警察》、《星际牛仔》、《犬夜叉》、《银魂》、《叛逆的鲁路修》等等，并且他们也制作了真人作品《奥特曼》。人才方面，不仅有富野由悠季等人的加持，在作画这个领域，“拒绝宫崎骏的男人”中村丰，则让这个公司的作画标准更上一层楼，特别是在《星际牛仔》这一部作品里。

Madhouse也逐渐推出了大量的优秀动画作品，包括：《罗德岛战记》、《全职猎人》、《黑礁》、《死亡笔记》、《大剑》、《铳墓》、《樱花大战》、《人形电脑天使心》、《魔卡少女樱》、《一拳超人》等等，并发掘了鬼才导演今敏和“被宫崎骏抛弃的男人”细田守。

1977年，布川郁司离开了龙之子工作室并成立了Studio Pierrot（小丑社），动画化了大量的漫画作品。其代表作品包括：《幽游白书》、《麻辣教师》、《棋魂》、《十二国记》、《火影忍者》、《死神》、《东京食尸鬼》等。作画方面有松本宪生、中村丰、吉成钢、吉成曜、中泽一登、铃木博文、尾石达也等大神。

1984年，GAINAX公司由冈田斗司夫创办，其主要成员有：庵野秀明、贞本义行、赤井孝美和樋口真嗣。这也是我最喜欢的动画公司，其主要作品有：《王立宇宙军》、《飞跃巅峰》、《蓝宝石之谜》、《新世纪福音战士》、《天元突破》等等。在技术实现方面我将深入对GAINAX的著名金田系作画人今石洋之的风格之进行研究。

1985年，宫崎骏拉着高田勋和铃木敏夫创办了著名的吉卜力工作室。许多非动画爱好者也对吉卜力的作品耳熟能详，在这里我就不多介绍了。

而漫画方面， 二十世纪七八十年代的画风相比早期的漫画，明显地提升到了一个新的高度。从这个时代开始，大量风格迥异且质量更高的漫画开始出现，日本第四代漫画家逐渐崛起，最著名的有高桥留美子、车田正美、鸟山明等人。
七八十年代的写实类作画风格明显越变越多，且质量越来越高。从北条司的《猫眼三姐妹》、《城市猎人》，到原哲夫的《北斗神拳》，到荒木飞吕彦的《JOJO的奇妙冒险》，再到井上雄彦的《变色龙》。
我们看到这些漫画从形体比例上来说偏写实一些，表现手法比手冢时期也更加复杂。但相对来说他们对于造型也有一定的提炼，并不是像素描一样追求完全的写实。井上雄彦后来又创作了《浪客行》，把写实类漫画带上了下一个台阶。

这一时期，日本运动漫画也趋于流行，这就不得不提到安达充的《棒球英豪》和高桥阳一的《足球小将》。这两部作品加上井上雄彦九十年代创作的《灌篮高手》，被并列称为日本运动漫画的巅峰。从作画风格上来看，《棒球英豪》和《足球小将》略有相似之处，他们的作品受到六十年代运动漫画《巨人之星》和《明日之丈》的影响（从下图中可以看出，车田正美的作品应该也是受了这两部作品的影响），作画上进一步力求线条简练，在尽量概括的同时又可以把人物的动作和情感表现得非常自然，这也是日本漫画的灵魂之处。
我们可以从下面的插图中看出，当时的这种漫画对于人物概括的线条使用了比较粗的G笔尖或毛笔，依然受手冢的影响比较大，但已经更接近我们现在看到的风格，五官比例介于Q版和写实之间。不过《足球小将》的头身比略微夸张，这也形成了高桥阳一鲜明的风格。另外桂正和的早期作品，例如《银翼超人》，也一定程度上受到了安达充的影响。

同一时代的高桥留美子的画风和安达充相似，他们两个和青山刚昌是好朋友。青山刚昌对于人物的轮廓刻画形成了自己的尖锐风格，并且对于人眼的表现也自己总结出了一套方法。

至于鸟山明，那更是无人不知无人不晓。他最著名的作品，就是无论在日本、中国还是欧美都具有超高人气的漫画《七龙珠》。

八十年代还有一种比较极致的简笔画风格作品，就是《樱桃小丸子》系列，有一种回到四格漫画时期的感觉。但是这种简约又有特色的风格，可爱得很魔性，非常吸引人。

到了1989年，一代动画艺术家手冢治虫去世。手冢去世后，当时48岁的动画导演宫崎骏对手冢进行了批评，并对手冢的作画方法嗤之以鼻。这里要深入讲下去就是另外一个故事了，有兴趣的读者可以自己去搜索相关的资料。

经过漫长的发展，终于到了九十年代。这一时期日本漫画已经开始百花齐放，各种不同的风格如雨后春笋般冒了出来。
比如，要说简约的画风，有臼井仪人创作的堪称简笔画作品的《蜡笔小新》。虽然他对于线条的使用非常奔放，类似于手抖画出来的感觉，但是丝毫不影响有趣的人物动作和夸张的神态表现，这种画风的变化在当时属于一种非常创新的举措。
这个作品在1992年被动画化，与它有着类似风格的作品《樱桃小丸子》也在1990年进行了动画化，这两个作品都是由SHIN-EI(A PRO)公司的著名作画师汤浅政明操刀的。到这里我们就能知道SHIN-EI(A PRO)的作画风格究竟是什么样子了。

要说画风复杂，也有由贵香织里的复杂华丽派画风，她对人体结构的理解和刻画非常到位。

九十年代的漫画名作太多了，有富坚义博的《幽游白书》、《全职猎人》，他老婆武内直子的《美少女战士》，井上雄彦的《灌篮高手》、《浪客行》，桂正和的《电影少女》、《I’s》，和月伸宏的《浪客剑心》等等，并且全部都进行了动画化。这一时期，动画和漫画基本被绑定到了一起，一般大火的漫画都会被动画化搬上荧幕。

1998年，骨头社成立。骨头社出品的动画被爱好者们认为是动画质量的保证，即“骨头社出品，必属精品”。其代表作有《翼神传说》、《狼雨》、《樱兰高校男公关部》、《交响诗篇》、《黑之契约者》、《噬魂师》、《钢之炼金术师》、《灵能百分百》等。

二十一世纪至今就是新生代漫画的天下，从岸本齐史的《火影忍者》、久保带人的《死神》、小畑健的《棋魂》、荒川弘的《钢之炼金术师》、尾田荣一郎的《海贼王》、武井宏之的《通灵王》等等经典作品，到近些年谏山创的《进击的巨人》、ONE/村田雄介的《一拳超人》、市川春子的《宝石之国》、吾峠呼世晴的《鬼灭之刃》、押切莲介的《高分少女》这些风格迥异的作品全部都被进行了动画化制作。

到了2003年，本于1981年就成立的京阿尼动画公司，刚刚开始独立制作动画。这个以萌系画风著称的公司陆续出品了《凉宫春日的忧郁》、《全金属狂潮》、《AIR》、《CLANND》、《KANON》、《轻音少女》、《日常》、《中二病》等等御宅动画。现在的大部分所谓的二次元风格的游戏也大多走的都是萌系路线。

大冢雅彦、今石洋之、舛本和也三个GAINAX的核心人物于2011年8月22日从原公司离职，创办了扳机社TRIGGER。
这个动画公司在动画制作水平方面没的说，非常喜欢炫技，但是偶尔会让人觉得作品深度不够。不过我还是非常喜欢这家公司的，特别是今石洋之基于金田系但是更夸张的那种作画风格。扳机社也是非常喜欢使用CG技术来实现动态效果的一家公司。

我相信还有许多动画公司和动漫作品没有讲解到，由于篇幅的问题，无法长篇大论地全部覆盖。略有浅薄之处，还请各位读者多多海涵。
动画作品中的不同风格
要做动画风格的游戏主要参考的还是动画的作画，那么接下来这一部分，我将继续介绍动画中不同的作画风格。

作画是代表一集或一段日本动画中的高水平片段。一般这种高水平片段的原画都是由一个艺术家所绘制的。动画粉丝把这些高水平的艺术家和绘画方式进行了归类，是单纯地以艺术表现的方式而来的，而非以导演或者公司为标准。现在的视频网站上有Fans制作的大量名人作画MAD视频，感兴趣的同学可以去找找看。

以作画方式来分，常见的大致分类有时间轴系、演算系、WEB系。这三个类别是山下清悟和平川哲生在一次访谈里对日式动画作画派系的分类。日本针对作画大师的访谈非常多，感兴趣的同学可以搜索一下。
以名人的作画风格来区分的话，又分为金田系、大张系、宇都宫系、真实系、崩坏系等等。关于作画派系没有确定的学术分类，大多是作画名人和粉丝群体根据风格来定义的。
比较一目了然的是大张正己的大张一刀流（勇者透视）和中村丰的中村方块。

我个人最喜欢研究的是金田系（金田伊功风格）的夸张表现手法。非常遗憾的是金田伊功已于2009年去世，不过他影响了很多人，比如有今石洋之这新一代的金田系大神，把金田系的精神传承了下去。

这里我要表达的是，无论漫画作者还是作画大神或者某个动画公司，他们的风格一般都是很强烈的，粉丝一眼就能认出来是哪个公司的谁谁谁画的，而不是现在游戏千篇一律的卡通渲染效果。目前这个风格游戏的画面效果还有很多视觉元素没有开发出来，有很大的提升空间。

如果您是游戏或者动画相关的美术从业者，首先请思考，如何通过动画来实现上图中的情感表现？如何通过3D渲染技术来表现上图中的嘴部线条？如何通过灯光处理来烘托气氛？略有些年代感的赛璐璐风格统一配色是否依然好看？您在项目制作过程中是否有考虑表现这种效果？
CGI技术如何在游戏中实现动画效果
下面我来介绍一下如何通过CGI技术在游戏制作中对动画效果进行效果实现。
首先我把动画效果技术实现分为5个模块，分别是：线条，着色，变形，帧率，镜头和后处理。其中线条和着色都会受到渲染方式的影响，线条、变形和帧率又受到动画调节的影响。
线条方面：
日本漫画的线条，光是使用的笔就有好多种。大多使用的笔尖从粗到细分别是：毛笔、马克笔、科学毛笔、G笔尖、D笔尖、学生笔尖、圆笔尖等等。
这些笔尖给漫画带来丰富的描边效果，可以通过线条的近粗远细，近密远疏，近工整远凌乱等手法来表现远近关系。也可以通过轮廓加粗和粗细叠加来表现物体的叠加关系。有的线条是由粗变细，有的线条是两头尖中间粗，有的线条是一样粗，也可以通过这种方法来表现线条的笔势美感。
比如井上雄彦的《浪客行》就是把毛笔的粗线条运用到了极致，并且他的作品中也充满了传统素描的调子。

漫画线条的粗细变化看起来随机，实际上是和绘画功力有着直接的联系，比如漫画中：
物体的边缘会变粗（轮廓线）；
两个线条转角比较大的地方会变粗（类似于书法中折角的顿笔）；
形状与形状的交界处会变粗（体现遮挡关系）；
凹陷下去比较深的地方会变粗；
阴影部分的线条会变粗；
线条中间比两边略粗。
这种线条粗细变化的美感有点类似于书法，通过人类几千年来书写出来的经验，对于线条控制的美感有多种多样的归纳，例如：刚健、柔韧、朴厚、丰润、工稳、灵动、华滋、涩劲、稚拙、精到等等。
不同漫画家的线条风格也类似于书法中的不同字体，目前大部分动画风格游戏对于线条的表现程度也就相当于是电脑字体中的黑体。这也就是现在游戏画面中该有的元素都有，就是看起来不好看的原因，这需要对技术与艺术的沉淀和融合。
举个例子，比如三轮士郎的线条风格会比较锐利一些，类似于书法中的瘦金体，还有很多其他漫画家也是这种锐利风格的线条。

在制作动画时，由于需要大量动画人员配合工作，原画师在绘制原画的时候已经丢失了原版漫画的一些线条细节。并且在这个原画师完成具有一定自己风格的作画后，动画师会对原画进行描原处理（在带有灯光的透台上，用一张纸叠在原画上，照着原画把线稿描出来）并加入中割，这时就会又丢失一些原本的作画细节。动画师一般在描线的时候使用的都是0.2的细线，所以我们在看动画片时候的线条基本上粗细变化就不是很明显了。
我们可以从下面这个《海贼王》的例子看出，原画的线条粗细变化就已经比较小了，动画师描原后很可能仅有的细节都没了。

下图在动作表现上，虽然都是细线条，但是线条的曲直和概括也直接影响画面的表现。请仔细看图中头发区域弧线的飘逸感与身体硬朗线条的力量感的作画风格。有曲有直的线条会丰富画面的表现效果。

OK，通过分析，我们可以把线条的变化大概归纳为：粗细变化、曲直变化、疏密变化、连续性变化。通过这些变化，可以表现物体结构的体积关系、穿插关系和远近空间感。
3D渲染技术有一个优势就是品控可以保证，那么我们就可以根据不同风格的需求，调节出漫画线条中的粗细变化效果。线条的渲染实现上有模型变换、屏幕空间计算、贴图绘制、模型制作等多种方法，根据最适合的方法进行提炼即可。
《二之国2：亡魂之国》中使用了基于屏幕空间深度的运算方法，细节的粗细变化通过渲染3D模型的顶点色和特殊贴图的Render Texture来控制。

表现模型的内部轮廓线时，《罪恶装备》的“本村线”UV拆分方法会使模型内部的描边非常清晰，并且不受到贴图尺寸的影响。

《火影忍者：究极风暴4》中面部表情的线条是通过直接建模的形式制作的，模型内部的描边是在贴图中通过特殊的UV拆分方法来实现的。

睫毛的线条和眼球高光一般也是使用模型来制作，所以渲染对于模型细节精度的要求很高。

有的动画公司的做法很HACK，比如通过建模的方法实现线条叠加的效果。类似下面这个：

要还原动画的线条，实际上核心是要靠3D描边渲染技术和夸张的动画技术相配合的，由APLUS制作的游戏《小魔女学园-时空魔法与七大不可思议》对于扳机社的动画还原得非常好。他们也制作了动画《斩服少女》的游戏版本，画面表现也非常自然，如果3D模型面数堆上来的话已经非常接近二维动画的效果了。

从下面吉成曜绘制的《小魔女学园》的原画可以看出一些线条的动态、粗细与转折之间的关系。

由于3D渲染线条的局限性，我们要通过一些技术来规避当角色或物体缩小后的密集线条，如图中头发和手心的线条，实际上在动画中画师会对这个物体自动有一个概括。

动画中经常使用凌乱密集的线条来表现画面在爆炸或强烈光线中的冲击力，如下图《天元突破》中的效果，这种画面是由类似于草稿的复线描边+速度线+阴影调子组成的。我们可以通过寻找各种技术手段来实现它，但是我觉得技术一定是要由效果来驱动的才会比较好。

根据参考类型分析好我们想要表达的线条效果后，就可以开始进行技术选型了。
自己尝试研究或找相关技术论文就好，然后根据自己想要表现的风格化需求进行改进，比如下面的几个论文：

动画《高分少女》中背景扭曲的线条也可以找到对应的论文来研究实现方法。

着色方面：
风格化的卡通人物着色总体上的表现方式大概为：固有色+阴影色+边缘光+普通高光+各向异性高光
通过《犬夜叉》动画可以看出，除了瞳孔或光滑表面有高光之外，其他地方很少会有高光，并且头发的各向异性高光和边缘光合在了一起：

高度概括后的画面一方面是具有平面的美感，另一方面在制作中会省掉很多经费和时间。

对这种赛璐璐风格的光照模型计算使用最简单的Lambert就够用了，然后通过查找UV的方式来读取渐变贴图来控制明暗和高光变化。也可以直接使用step或floor函数当作Specular Mask和Shadow Mask还原赛璐璐的硬边着色效果。更加简单的可以直接通过查找UV的方式来读取卡通风格的Mat Cap贴图来模拟同样的效果。
计算出的光照由于模型法线精度太高会导致出现一些没有被概括掉的不想要的细节，所以需要通过调节法线方向的方式来进行光影概括，简单的方法是我们只需要烘焙低模法线到高模上即可。阴影色一般是由计算的动态阴影和模型上的阴影进行混合效果会比较好。

有的日本CGI动画公司使用的是另外的方式来实现想要的体积感和光影表现，就是通过反直觉的建模强行把3D模型进行扭曲。其实只要最终渲染的画面效果是对的那其实无论什么方法都可以。
虽然3D模型奇形怪状，但是动画风格对于3D建模的精细程度和布线要求整体上还是非常高的，最好根据角色阴影走向来布线，这样也比较好控制阴影方向。

有一些阴影颜色是直接通过模型布线切割或者覆盖模型的方式进行制作的。

说到颜色，传统的赛璐璐动画的上色是具有标准的指色机制的，如图：

这些色卡的颜色可能是非物理真实的，但是这种颜色在色彩构成上会非常好看。并且在各种光照条件下的颜色变化都不相同，所以通过shader直接叠加灯光颜色或阴影颜色很难还原出来。
某些游戏为了使阴影颜色变得好看，会单独制作一个阴影贴图，再用Shadow Mask进行范围选择。但是这种效果换一个环境就不对了，如图：

因为是非物理的光照，这就需要多张贴图或者Texture Array来实现。使用《火影忍者》或《罪恶装备》的那种本村氏UV分布的方法会大幅减少贴图体积。

在日本动画中的物体除了正常的暗部颜色，还有大部分的涂黑操作。例如海带影和BL影。海带影主要用于表现金属质感和浓重的明暗交界线，BL影主要是对人物的暗部进行概括涂黑，来表现一种逆光效果，视觉上看具有版画的质感。

边缘光（Rim Light）的实现非常简单，只需要计算一下法线和视口方向的点积即可，并可通过混合一张MASK贴图或模型顶点色来控制边缘光范围。也有用这种方法制作描边的，不过效果不怎么好控制所以被放弃了。
实际上边缘光最好在特定氛围的情况下使用，现在有些被滥用了，某些制作方分析了动画风格所具有的画面构成后，就什么效果都往里面怼。

所谓各向同性高光就是常见的普通高光。可以直接通过对Phong光照模型进行二值化处理来获得高光范围并进行着色。实现的方法非常简单，具体就不展开说了，有兴趣的同学可以自行搜索。有一些高光比如瞳孔的高光通常是通过模型建模的方式制作的。
动画中的高光一般只会出现在光滑的物体表面，人物皮肤上的高光被概括掉了。
各向异性高光（Anisotropic）用于某些特殊材质表面，例如头发、丝绸、皮革、CD、羽毛等等。
在游戏制作中常用的头发的各向异性高光（天使光环）大多使用的是Kajiya-Kay光照模型，然后使用Noise贴图进行扭曲变形。本身这个光照模型里包含两层高光的叠加，实际上还原赛璐璐动画效果只保留一层就好了，不需要特别复杂。
通过光照模型计算出来的高光往往形状不是很受控制，所以有的制作方法就是通过Specular Mask的方式来控制形状，但是不会出现流动的感觉。

有的日本动画公司在为了表现头发固定的高光位置，依然使用了取巧的3D建模手段来实现。效果也还可以，比如：

基本上赛璐璐动画大部分的着色元素基本上都是由上面讲的几点组成，没有什么特殊的方法，只是尽量追求简约，不要乱用即可。下面我们开始介绍动画变形。
动画变形：
使用3D还原传统动画效果，比较重要并且比较难表现的一点就是动画变形。非真实感的动画变形会对整个运动过程中的动感和冲击力有很强的表现，并且也会对线条产生影响。

为了表现物体高速运动的速度感，物体表面的轮廓会发生类似于速度线的变形。《罪恶装备》和《火影忍者》中使用的是插入模型的方式进行制作的。

这种制作方式可以使用Tech Artist开发的DCC工具来进一步实现。

另外还可以使用shading着色器来对物体的顶点进行修改来实现类似的效果，不过这种效果对模型精度的要求比较高。如果表现大范围的扭曲，并且动得非常快的话表现力还可以。

在动画中还有一种扭曲是丰富表情导致的形状扭曲，如果用3D模型来表现这种效果，这需要非常细致的骨骼绑定才会还原得比较好，比如《火影忍者》中实现的效果。人物的微表情调节对情感的表现至关重要，动画《高分少女》中的女主大野晶有一句台词都没有全靠动作和微表情来体现人物感情的桥段，并且表现的相当好。

另外就是如果要表现一个角色丰富的情感，强调面部表情的非对称性是非常重要的，不然看起来会非常的不自然，这也是许多国内游戏或动画制作者的通病。这种调节，在日本动画中一般是作画监督来把控的。

在表现动作力量感方面，一般会对模型进行一定程度的缩放。比如动画《高分少女》的制作方法是在特定情况下拉长模型骨骼。这种制作方法可以在过场动画、必杀技的固定镜头下或QTE时来使用，只要摄像机视口看着没问题就可以了，不用考虑真实的物理状态。

动画的扭曲除了形状的长短变化还有缩放变化，例如《罪恶装备》中为了表现人物手部蓄力，会增大手臂的大小。

还有一种模型的变形是为了修正3D模型在还原动画风格侧颜时的扭曲感。因为卡通漫画或动画的造型往往是不符合真实的，只要在不同的角度看起来很美型就好。但是在3D模型建模的时候往往正面看起来正常，侧面看起来就歪了，所以要进行变形。在游戏中可以使用Blend Shapes或其他方法事先把模型在各个摄像机角度的变形调节好，然后再通过运算来对齐效果。

《高分少女》中的五官除了鼻子都是贴片制作的，这就会导致侧面会穿帮。许多游戏也是使用贴片的方式来绘制五官的，这也需要对不同角度的五官面片进行换图和扭曲操作。

动画帧率：
由于3D动画在K好关键帧后是会线性插值的，这就会让画面产生流畅和平滑的过度。但实际上这种平滑的过度会给常看动画的人非常强的违和感，因为本身赛璐璐动画在制作时的帧率就是24帧，并且有很多动画都是一拍二或者一拍多的。
在西川善司的采访中可以了解到，《罪恶装备》团队想要表现的是完全还原电视动画的那种感觉。所以他们是完全按照动画帧率去进行制作的，并且取消了线性插值。大部分动画风格游戏对这部分的还原好像不是很在意。
其他的动画制作方式3D和2D基本上差不多，就是制作好关键帧或者原画就好了。动作游戏中的关键POSE、蓄力和硬直感的处理也是非常重要的，这需要专业的动画知识来支持，就不做过多介绍了。

镜头表现：
镜头的运用无论是在动画中还是在游戏中都是非常重要的，对于画面的绚丽还有情感的表达有着不可替代的作用。甚至许多动画公司都有自己特定的经典镜头角度和动作，比如GAINAX公司就喜欢使用的一种正视镜头，角色双手抱在胸前，双脚岔开，给人一种霸气的感觉：

在动画中常用的镜头控制比较有代表性的有：板野马戏、勇者透视。
板野马戏是板野一郎发明的一种镜头跟随运动方式，镜头在大量的带有拖尾的运动物体之间来回穿梭翻转，非常酷炫。

勇者透视是大张正己在勇者系列动画中使用的著名的夸张透视结构，往往在重要角色登场亮相的时候出现。

我认为对于镜头控制比较好的例子就是《斩服少女：异布》和《火影忍者》。无论是第一人称还是第三人称游戏，由于需要玩家和游戏进行交互，所以在使用特殊镜头的时候也要考虑到玩家操作的适应性。这方面可研究的方向还很广，值得深入研究。

后处理：
后处理也就是传统动画中的后期特效。
使用后处理效果可以避免的一个非常重要的问题就是3D模型的锯齿感。使用抗锯齿(各种 Anti-Aliasing技术)后处理可以大幅度减小锯齿感，更像手绘动画效果。
表面辉光效果(Glow)也经常被传统动画使用，在3D游戏中一般配合抗锯齿一起进行，但是不宜使用过多，比较多的辉光效果一般在动画中会被用于表现温馨的情感氛围。
还有一个比较常用的就是镜头光晕（Lens Flare）, 这种光晕效果可以增强画面氛围，新海诚的动画中就会经常使用这种效果。
其余的后处理特效不建议增加太多，用多了会破坏画面的色彩构成，非常花哨。

传统动画还有一些后期调色的工作是在After Effects中合成的，同样在3D引擎中也可以通过shading的形式使用这种调色方法。

3D渲染图象后处理的方法实际上就是和视频后期软件差不多的功效，但是要求是要实时渲染，只要性能优化的足够好就可以了。
好了，让我们再回到之前这张《新世纪福音战士》的截图：

通过以上的介绍，大家是否对如何表现这个画面有了一个大致的解决方案呢？实际上技术就是那么几种，但是如何运用得好，如何还原原作的风格，并且表达出适当的情感，这才是最重要的。
随着真实感渲染技术的发展，技术逐渐定型。非真实感渲染（NPR）会越来越受到重视，其中一个最重要的品类就是卡通渲染（Cel-Shading）。这要求你对传统的赛璐璐动画专业知识以及3D技术有一个整合性的认识，只有纯技术经验是无法还原赛璐璐效果的。
要把渲染技术做到极致，不仅要掌握传统的美术技法、画过2D原画中间画（起码要知道其中的原理）、了解layout的镜头运用，还要会使用渲染技术手段，把效果尽可能地还原，并且使工作进程实现流程化。在保持视觉审美的同时使用计算机图形技术，这样做确实很难。
日本的一些游戏公司正在专注如何把自己的游戏画风尽量向动画的画风靠拢，例如Arc System Works、A+GAMES等。并且近年来的一些动画公司也都为了控制成本，纷纷开始使用CGI技术来制作动画，比如《高分少女》、《鬼灭之刃》或《宝石之国》等等，这些作品都看不太出来CGI动画的违和感，游戏制作要是能还原到这种效果那就相当不错了。

在国内外的论坛中，一些核心粉丝是比较反感照片级的写实画风的，他们也不想要一个日本版的皮克斯。这种想法产生的前提，主要是3D技术实现赛璐璐效果时的违和感仍然不好解决。
比如没有还原好的3D动画，就会像《剑风传奇》中的3D表现一样，出现一定作画崩坏的效果：

而在动画《宝石之国》的制作中，通过3D渲染技术，他们得到了还原赛璐璐动画表现的最正确的结果，达到了一种非常自然的手绘动画的感觉。

我认为Cel-Shading在游戏方面的运用，其实还有很大的提升空间。比如如果让我来制作一款《圣斗士星矢》的游戏，我就会还原这个作品最经典时期的动画风格。
有意思的是，现在这种复古的风格也逐渐成为了一种流行的亚文化趋势，比如蒸汽波（Vaporwave）视频中经常就会播放《美少女战士》或《新世纪福音战士》的片段，结合Lofi-Hiphop音乐，非常有赛博朋克的感觉。经典的艺术作品是几百年都不会过时的，何况动画的历史本身就几十年。

一位网友是这样说的：CGI技术不一定是好的或坏的，制作公司对于CGI技术的使用方式决定了它是好还是坏。您又是怎样认为的呢？
通过以上内容，我对于传统动画、漫画的历史演变进行了一个大致的介绍，也向大家简单概括了游戏还原动画风格的几种实现方法。因为篇幅所限，还有很多地方没有涉及到。写作本文的过程中，也参考了很多的资料和论文，并对这些材料进行了一定程度上的概括。如果大家发现有一些疏漏，也欢迎交流和指正，谢谢。