猛犸｜文
一只中年挨踢技术宅松鼠
左：皮克斯（Pixar）的动画系列电影《玩具总动员》（Toy Story）剧照
右：《怪物公司》（Monster Inc. ）剧照，右边为苏利文（Sullivan）
剥坚果：CG，即 Computer Graphics ，意为计算机图形。主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。
按照格式塔（Gestalt）心理学派的观点，我们从来都不曾真正看到过任何物体。这群二十世纪初的德国心理学家认为，我们只是感觉到了一些点、线、面，而大脑把这些对象组合起来，再加上过去的经验，才识别出那是一朵花、一棵树，或者一个熟悉的字。
这种看法，与如今已发展成为一门显学的计算机图形学的观点很相似。在这个只有50 年历史的领域中，研究者关心如何在屏幕上显示出颜色和图形，并让它们与我们的生活经验尽可能相符。早在计算机还在使用示波器改装而成的显示器时，计算机科学家们就开始研究如何能让计算机显示出立体的物体。这也是一种欺骗——欺骗我们的大脑，让它以为看到的物体不仅仅是一幅平面。人们希望让计算机设计出的物体能在平面的显示器屏幕上展示出三维效果。
1960 年，波音公司的设计师威廉·菲特（Wi l l i am F e t t e r）把使用电脑制作图像的领域命名为C G（C omp u t e r Graphics）。他也是世界上最早使用计算机画出人形的设计师，虽然当时他只能用一些线条来描绘，但是作品的比例匀称，栩栩如生。这个人型被叫做“波音人”，不过菲特还是比较喜欢称其为“第一个人”。尽管当时他画出这个角色是为了更
好地设计飞机座舱并帮助飞行员训练，但其美学素质依然极为明显。现在，这幅作品被公认为电脑艺术的重要里程碑。
三年后，麻省理工学院的伊万·萨瑟兰（Ivan Sutherland）在他的博士论文中开发了一种能够直接在显示器上绘画的设备，而这一发明在一次电脑绘画会议上引起轰动，被称为“创世大爆炸”。1965年，这位年轻人发表了一篇关于“终极显示”（The Ultimate Display）的论文，奠定了虚拟现实技术的基础。他认为，也许可以用计算机绘制的图像当作人们在虚拟世界中的生活空间：“一张显示的椅子是可以坐的，一副显示的手铐是可以限制行动的，而一颗显示的子弹，是可以致命的。”不过在当时的技术水平下，他的设想还远远不能实现——当时的计算机，只能够显示出简单的线条，看起来一点都不真实。
左：大卫（David）像，经由对原作的精细扫描和计算机建模渲染而成，共有 20亿个多边形和 7000 种颜色。
中：使用 Poser 软件制作并渲染的 3D CG图，BtTrove.org｜图片提供。
右：多边形建模的3D模型
真实，是人们对虚拟作品的重要要求之一。真实的世界由原子构成，而计算机只能计算 0 和 1 。只有在计算机的性能更加强大以后，才能模拟出真实世界的效果。幸好，在半导体摩尔定律（Moore's Law）的指导下，这一天将很快来到——每18 个月，计算机的运算能力就会翻一番。
1 9 7 6 年的《未来世界》 （F u t u r e World ），是一部大受欢迎的科幻电影，除了巨星的出演外，它还有另一个值得注意的特征：它在历史上第一次使用了立体 CG 技术，在电影里模拟出人类的脸和手。更值得注意的是那只手：它是埃德温·卡特莫尔 （Edwin Catmull）左手的数字版本。在上世纪 60 年代，卡特莫尔也在波音工作过一段时间，在 1970 年回到犹他大学读研究生时他的老师刚好就是伊万·萨瑟兰。1973 年，他和他的同学弗雷德里克·帕克（Frederic Parke）用自己的手作为模型，制作出了手部的计算机动画，并在几年后用在那部《未来世界》里。
在做了几年 CG 相关研究之后，卡特莫尔加入了乔治·卢卡斯（George Lucas）旗下，帮助建立了卢卡斯电影公司的数字图像部门。1986 年，焦头烂额的斯蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）买下了这个部门，并且把它改组成了后来名震天下的皮克斯工作室，卡特莫尔担任首席技术官。就是在皮克斯，卡特莫尔主持开发了电影级渲染系统 RenderMan，现在，这款软件已经成了许多电影特效工作室的必备工具。
有时候，我们会拿 3D CG 和雕塑作对比，但是在计算机中制作物体和雕塑完全不一样。基本来看，立体 CG 是制造一个骨架，然后在外面蒙上一层外皮，再模拟出合适的光照效果，我们可以认为它是“空心”的雕塑。而 CG 艺术家们使用的不是雕塑刀，而是用鼠标和键盘拖放出合适的图形。在屏幕上，制作完成后的形体看起来像是用铁丝网围成的，在它外面贴上一层纹理，然后再使用虚拟的灯光照射在上面，让它看起来和真实世界中差不多。贴上纹理和模拟光照效果的过程被叫做渲染，一般需要很长时间完成。例如，在 1995 年的《玩具总动员》中，117 台电脑每天工作 24 小时，完成一个画面也需要 45 分钟到 20 个小时不等。即使如此，在这部电影中，角色身上的毛发却是画上去的——当时的技术能力依然不足以使毛发一根根独立。
直到 2 0 0 0 年左右，在《怪物公司》（Mo n s t e r I n c .）中，皮克斯使用了3500 块 CPU 的集群来处理动画，才第一次完美呈现了毛发效果——毛茸茸的苏利文（Sullivan，动画片的主角）身上有2320413 根毛发，每一根都可以独立运动。不仅如此，这也是第一次动画中的衣服是真正穿在了角色外面，而不是如过去一样，只是表面贴图而已。
现在，《怪物公司》也是很过时的作品了。更多更好的 3D CG 出现在电影和游戏中，只需要家用级别的电脑和合适的软件，人们就可以制作出非常精细和真实的画面。在计算机技术的加持下，也许只是在不远的未来，我们就将分辨不出何为CG，何为真实。
