为什么电影会移动

匠白光（Alvy Ray Smith）

计算机科学家，皮克斯动画工作室共同创始人，数字影像先驱。

电影并非像我们所看到的那么平稳流畅。帧与帧之间的时间其实是空的。摄影机每秒只能记录这个时间内的24幅快照，而帧与帧之间的原来存在的画面都没有捕捉到，但我们还是感知到了。我们看到的是静止不动的，但我们感知到的是动态的、移动的。我们该如何解释这一现象？在包括数码电影、录像带和视频游戏方面，我们可以提出相同的问题，事实上，对所有现代数字媒体，我们都可以提出这个问题。于是，对这个问题的阐释就变得至关重要了，同时这也是让我最为心仪的阐释。

古老的“视觉暂留”不能回答这个问题。尽管这个解释并没有错，但它仅仅回答了为什么看不到画面之间的空白。如果演员或动画人物在画面之间移动，那么按照视觉暂留的解释，你应该看到他在两个位置上：两个亨弗莱·鲍嘉（Humphrey Bogart），两个巴斯光年。⁽¹⁶⁾事实上，你的视网膜的确会看到两个，当一个淡出时，另一个进入，每个画面需要放映得足够长才可以确保这点。正是你的大脑对视网膜信息做出的处理，决定了你是否能感觉到两个鲍嘉在两个不同位置，或是一个鲍嘉在移动。

就其本身而言，大脑感知的是边缘的移动，但仅限于第一个画面到第二个画面、且边缘移动不太远也不太快的情况下。就如同视觉暂留一样，这是真实的效果，即表观运动。尽管这个阐释挺有意思的，但这并不是我所心仪的。经典手绘动画片，即老式油墨画印在电影胶片上，就是依赖表观运动现象完成的。有经验的动画师可以凭借直觉让一个动作的连续画面保持在“不太远且不太快”的界限内。如果需要突破这些限制，他们会使用一些技巧来帮我们感知移动，比如用画出来的速度线和“噗”的一下扬起沙尘，来表现当歪心狼猛追真正狡猾的BB鸟时，意外地从平顶山上掉下来的场景⁽¹⁷⁾。

要是不使用这些动画师的招数，结果就是惨不忍睹。你可能看过古老的单格拍制的动画片，譬如定格动画大师雷·哈利豪森（Ray Harryhausen）在《阿尔戈英雄传》（Jason and the Argonauts）中的经典骷髅斗剑，影片中那些抽搐的动作，着实不能让人感到赏心悦目。在同一时间里，你会看到一具骷髅有双重、甚至多重的边缘，要是这些画面解释为动态的移动，真是有些过于勉强了。这些边缘在屏幕上，如口吃般的卡顿，或“抖动”或“闪烁”，光用这些形容词，就足以反映画面的不连续性会让观众多么苦不堪言。

为什么实景电影不会抖动？为什么皮克斯用电脑制作的动画不会抖动？为什么视频游戏会闪动得如此恐怖？所有的都是一帧画面接一帧画面地播放的。对于这三种情况，有一个统一的解释：动态模糊，这个解释真的是既简洁又美妙。

现实中的一部电影摄影机是这样做的。一帧画面记录的不是某个瞬间的样本，像歪心狼或哈利豪森的画面一样。摄影机快门打开的片刻时间，我们称之为曝光时间。运动物体在那段间隔中处于移动的状态，所以在曝光时间中它会出现轻微的模糊。这就像你用很长的曝光时间来拍你孩子扔球的静照一样，结果就是他的手臂糊成了一团。但是静照的缺点却成了电影的优点。如果没有这些模糊的镜头，所有的电影看起来就会像哈利豪森的骷髅那样神经兮兮的。

通常情况下，科学的阐释可以转为一个技术的解决方案。比如《玩具总动员》这部数字电影，避免频闪的解决方案就源自对实景的解释：刻意地沿着移动物体，将一帧画面的运动路径弄模糊。所以一个角色的挥臂必须绕着肩关节的支点，将他挥臂的弧线痕迹模糊掉。而另一只手臂，必须沿着它的圆弧使之模糊，与前一只手臂的方向相反。所有要做的就是让电脑做出如摄影机一样的效果，但尤为重要的是，如何有效地做到这一点。实景电影的移动模糊是不花钱的，但数字电影要做到这点则要增加很多成本。如今被称为皮克斯动画工作室所提供的解决方案，为第一部数字电影开辟了道路。移动模糊是至关重要的突破。

事实上，移动模糊让你的大脑明白移动的路径和幅度，因为模糊距离越长，移动速度也越快。我们并未丢失画面与画面之间运动的时态信息，而是转换为空间的方式，利用模糊将信息存储在画面之中。这些一帧一帧连续的影像会出现部分重叠，因为视觉暂留的缘故，从而以足够与众不同的方式呈现出移动的效果，让大脑可以对并未捕捉到的画面进行完全的推论。

皮克斯动画工作室在制作一部动画片时，会使用上千台电脑，有时制作一幅画面的时间会超过30个小时。而电子游戏，基本可以算是一部对画面要求更高的数字电影，每1/30秒就要有一幅画面。只是在17年前，电脑每单位美元的计算速度的持续增加（由摩尔定律所描述），才能够制作出移动模糊的数字电影。而电子游戏完全无法达到这样的速度。它的计算速度无法快到能生成移动模糊。有些游戏勉强做了尝试，但游戏的感觉严重衰减，玩家宁愿忍受抖动也不使用这个效果。但摩尔定律依然适用，在不久的未来，5年内？10年内？电子游戏也能做到全面的移动模糊，并最终步入现代世界。

移动模糊不过是一个颇具说服力的通用阐释，是一个被称为抽样定理的例子。抽样定理是这样开始生效的：当采样是画面时，该定理就按照时间采样，形成电影；当采样是像素时，该定理就规律地按照空间采样，形成图像。这也同样适用于数字音频。总而言之，并不平稳流畅的电影为何会有平稳流畅的动作，这样的阐释可能同样适用于当今的媒体世界。但这将需要更为详细、深入的阐释。