参与《疯狂动物城2》制作的个人思考

迪士尼动画2025年推出的电影是《疯狂动物城2》，这是该工作室第64部动画长片。续作承接前作剧情，将观众更深入地带入这座奇妙而狂野的动物之城。疯狂动物城系列最有趣之处在于每部作品都在不断拓展这个世界观。首部电影奠定了世界观基础，Disney+平台的《动物城+》系列通过趣味角色短剧拓展了故事维度，而《疯狂动物城2》则将带领观众深入探索这座城市的悠久历史，领略既熟悉又全新的奇幻场景。过去两年参与《疯狂动物城2》的创作过程，我收获了无比愉快的体验！

从技术角度看，续集创作总是充满趣味——它让我们得以对照既有的标杆评估当前的电影制作能力。我们已大致掌握制作《疯狂动物城》所需的技术，因此能清晰看到这些年在该领域的进步幅度。《疯狂动物城2》尤为值得关注，因为首部《疯狂动物城》(2016)在迪士尼动画技术发展史上具有里程碑意义。简要背景：在《疯狂动物城》(2016)问世前的十年间，迪士尼动画工作室正经历CG电影制作的陡峭学习曲线。每部作品都面临前所未有的技术挑战，而《疯狂动物城》(2016)同样堆积如山的难题，却在完成后让我感受到团队协作能力的显著提升。关于《疯狂动物城》有个令我自豪的小故事：在2017年SIGGRAPH大会上，某家顶级动画工作室的朋友告诉我，他们被影片震撼到目瞪口呆，完全无法想象我们是如何完成这部作品的。

自那以后，工作室始终秉持着“这部电影制作难度极高，但我们知道如何完成”的信念。这并非意味着每部作品都不存在有趣而艰巨的挑战——我们始终面临着！但自《疯狂动物城》(2016)完成后，我认为我们面对每部作品的挑战时，都怀抱着更强的信心去寻找解决方案。

《疯狂动物城2》面临的核心技术挑战，本质上与前作如出一辙：细节与规模的平衡始终是核心命题[Burkhard et al. 2016]。《疯狂动物城》的世界极其精细且视觉丰富，这种细节必须在从微小鼩鼱到高耸长颈鹿的各种尺度上都保持完美。大多数角色覆盖着精细的毛发，由于故事背景设定在现代都市，镜头中可能同时出现数百甚至数千个角色，周围环绕着车辆、灯光以及城市中应有的无数道具和细节。影片几乎每个镜头都涉及复杂的模拟或特效处理，故事本身更带领观众穿梭于各种环境与光照场景，所有这些都需要我们以高效且协调的方式呈现。重温2016年版《疯狂动物城》时，我依然惊叹于每个画面中蕴含的惊人几何结构与阴影细节，而九年后的今天，我们的艺术家们已将这种表现力推向了新的高度。

以《疯狂动物城2》的细节量为例：制作期间渲染团队注意到某些镜头中的雪景闪烁着无数细微光点，出于好奇我们打开镜头查看艺术家如何着色，结果发现他们竟用数以亿计的独立冰晶构建了整个雪景。我们完全被震撼了——这种构建雪景的方式，早在2013年首部《冰雪奇缘》电影制作后不久，迪士尼研究部门就曾进行过探索，但当时仅停留在理论研究阶段。十年后的今天，我们的艺术家们竟已将其付诸实践。最终呈现的影像效果令人叹为观止。更值得一提的是，过去十年间渲染技术与计算机性能飞速提升，艺术家们的工作流程也大幅优化——如今无需特殊技术方案，仅凭蛮力计算就能轻松实现这种效果，无需费力就能达到惊艳效果。

我们在《疯狂动物城》(2016)中取得的最大渲染技术突破之一，是开发了江氏毛发着色模型。该模型现已成为毛发着色的行业事实标准，并被大多数主流渲染器所采用。在《疯狂动物城2》制作中，我们保留了原版[Chiang et al. 2016]的毛发着色模型，但将大量精力投入到改进毛发光线与几何体相交算法的精度和性能上。改进光线-曲线相交算法的过程，实际上需要与视觉开发艺术家进行大量紧密迭代。这听起来或许令人意外——毕竟我们并未修改毛发着色器，但毛发最终效果源于毛发纤维间的多次散射交互。光线-曲线相交精度产生的微小能量差异，在多次散射过程中会累积放大，最终导致整体视觉效果产生显著差异。在原创电影中，若角色毛发外观因渲染器底层变更而在前期制作阶段出现细微偏移，通常可容忍这些视觉差异并随影片风格演变进行调整。但在续作中，既定角色的目标外观已明确，我们必须严格遵循既定标准，因此需要格外谨慎。

过去十年在迪士尼动画工作室，我有幸参与过类型和规模各异的项目。而《疯狂动物城2》让我得以从事两种最钟爱的项目类型。第一类是为影片特定视觉需求定制解决方案的项目——这些作品中，我能指着最终画面里的某个细节说：“这个效果正是我编写的代码实现的”。第二类心头好是将纯研究领域的尖端技术，全程推进至实际大规模制作应用的项目。能在同一部影片中同时参与这两类项目，实属难得！在《疯狂动物城2》中，水管场景制作属于第一类项目，而与迪士尼研究工作室紧密合作、大规模部署新一代路径引导系统则属于第二类项目。期待在2026年SIGGRAPH/DigiPro大会上能深入分享这两方面的成果，在此先作简要概述。

我在《海洋奇缘2》参与的核心项目之一，是对水体渲染方案的彻底重构。虽然《海洋奇缘2》的渲染系统在《疯狂动物城2》中基本沿用并取得成功，但在尼克、朱迪和加里·德蛇乘坐水管运输系统疾驰穿越城市的场景中，我们不得不进一步扩展该系统的应用。该场景中，角色置身于时速约160公里的注水玻璃管内，管壁外环境清晰可见且飞速掠过。为实现艺术设计要求，必须在管道内部建模真实水体几何结构——气泡、水花、浑浊感等细节均需呈现。因此渲染时需处理双重几何结构：角色置身于水体中，水体又被双面玻璃管道包裹，而管道本身则嵌入庞大复杂的森林与城市场景中。为使美术师能高效建模并渲染此场景，我们最终基于标准嵌套介质解决方案[Schmidt and Budge 2002]开发了定制版本 通常在简单的学术渲染器中实现嵌套介电层相当直接(我曾撰文介绍过在业余渲染器中实现嵌套介电层的方法)，但在实际渲染器中实现嵌套介质时，既要确保其与海量高级功能协同运作，又要维持波前路径追踪架构下的高性能与稳定性，相较于玩具渲染器显然需要投入更多工作量。

在《海洋奇缘2》制作期间，我们与迪士尼研究|工作室合作，在Hyperion系统中开发了新一代路径引导系统，该系统同时支持体积和曲面(不同于我们之前仅支持曲面的路径引导系统)； 该系统基于卓越的前沿技术——开放路径引导库(OpenPGL)[Herholz and Dittebrandt 2022]构建。《疯狂动物城2》是首个大规模部署新一代路径引导系统的电影项目，约12%的画面渲染采用了该系统。我们在SIGGRAPH 2025的课程中详细阐述了该系统的技术细节[Reichardt et al. 2025] 课程中展示了该系统的诸多技术细节，但要使路径引导真正成为可扩展的渲染功能，我们投入了远超课程内容的研发工作。这项工作需要Hyperion团队的少数开发人员与迪士尼研究|工作室的众多同仁深度协作，以至于过去几年间，迪士尼研究|工作室已将Hyperion作为其核心内部研究渲染平台之一，其研究人员更直接参与了我们的代码库开发。作为学术渲染背景出身者，我认为这正是加入迪士尼公司体系后团队能实现的最酷成就之一。新一代路径引导系统在《疯狂动物城2》中展现出巨大价值：影片多处原本预计渲染难度极高的场景，因路径引导技术实现了效率与工作流的飞跃性提升，最终得以轻松完成！

参与《疯狂动物城2》制作时有个特别有趣的巧合：我的妻子李和睦担任该片联合技术总监，这个头衔意味着她是《疯狂动物城2》技术指导部门的领军人物之一。由于Harmony担任项目主管，我有幸与她紧密合作完成若干任务！她主要负责群集管理及迪士尼动画称之为“战术策略”的工作——这实质上是贯穿全片的优化体系，涵盖从制作流程到渲染效率的全方位提升。作为《疯狂动物城2》战术策略的重要环节，渲染团队较以往项目更深度融入了资产构建流程。当数千角色同时出现在屏幕上时，每个个体都需实现最大化优化。为此，渲染团队在角色建模和外观开发初期便提供指导与最佳实践方案，力求在保持最终视觉效果的同时实现整体优化。然而渲染优化仅是实现《疯狂动物城2》大规模群像的冰山一角。多个技术团队与技术指导部门突破性地开发出全新解决方案：在USD环境中高效创建群像绑定系统，并在3D软件中实时可视化毛发覆盖的庞大动物群体。更值得一提的是，迪士尼动画首次在长片项目中将动画制作平台从Maya切换至Presto，而这部影片恰恰包含了我们所有作品中最多样化的角色类型和绑定结构(这在动画电影领域堪称空前)。关于这些技术的更多细节，期待能在2026年SIGGRAPH大会上分享。

我认为本文所述的种种案例，恰恰印证了专属内部技术研发团队对电影制作的巨大价值——迪士尼动画的使命始终是突破动画艺术边界，而确保影片达到视觉表现的巅峰正是实现这一目标的关键所在。以Hyperion渲染系统为例，虽然它拥有众多为迪士尼动画需求量身定制的独特技术特性，但在我看来其核心价值在于：渲染团队能与艺术家及技术指导深度协作，基于对渲染引擎的全面掌控，为每部影片精准打造兼具最大灵活性与定制化的工具。迪士尼动画的每个技术团队都秉持这一理念，这也是我热爱参与电影制作的核心原因。本文仅记录我直接参与的项目，而这些不过是电影制作全流程的冰山一角。《疯狂动物城2》的诞生凝聚了数十个此类项目的努力，能参与其中我深感荣幸！

另有一件小事值得一提：在《疯狂动物城2》制作期间，我和妻子迎来了我们的第一个孩子，宝宝的名字出现在片尾制作人员名单的“制作团队宝宝”栏目中。多么酷的传统啊！更酷的是，我们的宝宝将永远成为这部作品的一部分！

以下是《疯狂动物城2》的精彩画面。这部电影的每个细节都凝聚着数百位艺术家、技术总监和工程师的匠心，他们怀着对动画艺术的热爱倾注心血。我向您保证，这部作品绝对值得在最大的影院银幕上欣赏！

本文所有图片均由华特迪士尼动画工作室提供并拥有版权。

参考文献

Nicholas Burkard, Hans Keim, Brian Leach, Sean Palmer, Ernest J. Petti, and Michelle Robinson. 2016. 从犰狳到斑马：《疯狂动物城》多元角色与世界构建。载于《ACM SIGGRAPH 2016 制作专题研讨会》。第24篇论文。

Matt Jen-Yuan Chiang、Benedikt Bitterli、Chuck Tappan 与 Brent Burley。2016。《面向制作路径追踪的实用可控毛发模型》。计算机图形学论坛(欧洲图形学会议论文集) 35卷2期(2016年5月)，275-283页。

塞巴斯蒂安·赫尔霍尔茨与阿迪斯·迪特布兰特。2022。《英特尔®开放路径引导库》。

莉娅·赖哈特、布莱恩·格林、李一宁与马可·曼齐。2025。《迪士尼Hyperion渲染器中的路径引导曲面与体积——案例研究》。载于《ACM SIGGRAPH 2025课程笔记：生产环境中的路径引导与最新进展*。30-66页。

Charles M. Schmidt与Brian Budge. 2002. 光线追踪图像中的简单嵌套介质。《图形工具期刊》第7卷第2期(2002年1月)，第1–8页。

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