恐龍的復(fù)原

甘奕 秦宇詩 孫宇

恐龍的藝術(shù)復(fù)原與科學(xué)上的復(fù)原存在明顯的差異?？茖W(xué)上的復(fù)原更加側(cè)重?cái)?shù)據(jù)資料和證據(jù)，而藝術(shù)上的復(fù)原重點(diǎn)關(guān)注造型的美感、體塊肌肉關(guān)系和運(yùn)動(dòng)。藝術(shù)家的復(fù)原結(jié)合現(xiàn)有的參考資料，除了考慮復(fù)原造型的功能，還要注重造型的趣味性，在特征上的把握準(zhǔn)確度比較高，但是容易失去科學(xué)性的細(xì)節(jié)。只有將兩種觀察方法的側(cè)重點(diǎn)相結(jié)合，才是復(fù)原滅絕生物最有效的方法。

當(dāng)代的數(shù)字技術(shù)發(fā)展對于今天的恐龍復(fù)原十分有利。傳統(tǒng)的運(yùn)用石膏制作古動(dòng)物化石模型和修復(fù)的方式可能會(huì)被淘汰，而通過三維掃描獲取數(shù)據(jù)，直接在當(dāng)中進(jìn)行修改、比對、推演，其準(zhǔn)確性和便攜性比傳統(tǒng)的方式高得多。

牛龍檔案

牛龍 （屬名：Carnotaurus）又名食肉牛龍、肉食牛龍，屬于獸腳亞目角鼻龍下目的阿貝力龍科，是一類大型的肉食性恐龍。由于頭頂有兩只角，顧名思義為牛龍，模式種薩氏食肉牛龍。食肉牛龍是一種擅長奔跑的高速掠食者，是已知的奔跑速度較快的大型恐龍之一。根據(jù)唯一發(fā)現(xiàn)的一個(gè)很完整的骨架，該食肉牛龍?bào)w長7.5 米，體重2 噸，臀高3 米。

藝術(shù)復(fù)原檔案

古動(dòng)物的復(fù)原是以化石為核心依據(jù)的，對其基本結(jié)構(gòu)復(fù)原是可以達(dá)到高度準(zhǔn)確的水平，但對于其皮毛、花紋等外表細(xì)節(jié)，除了結(jié)合其生態(tài)、生存方式并參照現(xiàn)代動(dòng)物中它的近親予以推斷外，很難有絕對準(zhǔn)確的結(jié)論，這個(gè)科學(xué)與藝術(shù)之間的灰色空間，成了藝術(shù)創(chuàng)造的切入口，也是開發(fā)性復(fù)原必須利用的契機(jī)。

牛龍的較長耳部

藝術(shù)家

在復(fù)原時(shí)猜測其具有較長耳部，從顱頂至其背部由肌肉連接形成骨翼，在遇到危險(xiǎn)、爭奪獵物或是與同類搏斗時(shí)，骨翼可以張開，起到恐嚇的作用。

科學(xué)家

從科學(xué)的角度來講，牛龍這類爬行動(dòng)物的耳朵往往都是一個(gè)小孔，如果存在較大耳部的話對捕食會(huì)有不利影響，并且還會(huì)加重身體的負(fù)擔(dān)。耳朵的恐嚇作用在生物界基本上屬于小動(dòng)物的專利，食肉牛龍已屬于自然界的頂級捕獵者，所以通過支起耳部骨翼擴(kuò)大身體面積去恐嚇敵人的可能性比較小。

食肉牛龍的羽毛

藝術(shù)家

通過藝術(shù)化的加工處理，在牛龍的前肢上設(shè)計(jì)出較為艷麗的羽毛，推測羽毛可以幫助牛龍起到求偶的作用。

科學(xué)家

近些年來存在資料證明，很多恐龍有羽毛附著的情況，雖然羽毛的結(jié)構(gòu)基本上出現(xiàn)在小型獸腳類恐龍身上，但像霸王龍、華麗羽王龍和二連巨盜龍這些大型的食肉恐龍也有羽毛， 但基本都是起保溫作用的絨羽，顏色相對來說比較暗淡，偏灰色、灰黑色。而且食肉牛龍是所有肉食性恐龍中前肢比例最短的恐龍，華麗的飛羽基本上沒有任何作用。

牛龍的皮膚

藝術(shù)家

牛龍表皮紋理復(fù)原參考自蜥蜴類、蛇類動(dòng)物，皮膚面粗糙帶有不規(guī)則形狀隆起褶皺。推測牛龍帶有毒性，其顏色參考自蛇類動(dòng)物，呈現(xiàn)暗紫色和淡黃色。

科學(xué)家

恐龍的皮膚很難保存為化石，從目前發(fā)現(xiàn)的少數(shù)皮膚印膜化石來看， 大部分恐龍皮膚與現(xiàn)在爬行動(dòng)物相似： 粗糙、堅(jiān)硬、有鱗甲或角質(zhì)突起，除此之外，恐龍的皮膚顏色也很難直接找到參考。

牛龍的骨刺

藝術(shù)家

在恐龍背部設(shè)計(jì)出長而尖的刺，背刺想象為牛龍未進(jìn)化完成的部分。

科學(xué)家

實(shí)際上長長的尖刺需要強(qiáng)力的附著點(diǎn)支撐，而且在奔跑的過程中很容易折斷，很難推斷出長長的尖刺對于食肉牛龍來說有何具體的功能。

復(fù)原過程

在設(shè)計(jì)好效果圖示之后，即可投入三維制作。在三維模型的雕刻上一般選擇專業(yè)的雕刻軟件Zbrush，它的優(yōu)點(diǎn)在于操作比較簡單、應(yīng)用范圍比較廣，在古動(dòng)物的復(fù)原上起到了相當(dāng)大的作用。用Zbrush 不僅效率高，而且很快就能將二維概念圖投入制作，還可以隨時(shí)進(jìn)行修改和調(diào)整，或是添加各類細(xì)節(jié)。但它的缺點(diǎn)就在于模型的網(wǎng)格面數(shù)較大，隨著模型制作雕刻的深入，模型的面數(shù)也會(huì)隨之增多，甚至?xí)_(dá)到幾億的面數(shù)，不做處理的話會(huì)給電腦帶來很大的負(fù)擔(dān)。

在恐龍皮膚紋理的繪制上， 選擇SubstancePainter，這是專門用于三維模型貼圖繪制的軟件。在最終效果的渲染上，選擇了專門的渲染軟件（“八猴”4）Marmoset Toolbag。

竊蛋龍檔案

竊蛋龍是一種小型獸腳亞目恐龍， 生存于白堊紀(jì)晚期，身長1.8 到2.5 米。大小如鴕鳥，長有尖爪、長尾，推測其運(yùn)動(dòng)能力很強(qiáng)，行動(dòng)敏捷，可以像袋鼠一樣用堅(jiān)韌的尾巴保持身體的平衡，跑起來速度很快。

在對骨骼的分析中，人們發(fā)現(xiàn)竊蛋龍是最像鳥類的恐龍之一。尤其是它們的胸腔擁有數(shù)個(gè)典型的鳥類特征，每個(gè)肋骨上都有一個(gè)突起物，可使胸腔更堅(jiān)固。竊蛋龍的一個(gè)近親天青石龍，曾被發(fā)現(xiàn)具有尾綜骨，尾綜骨是種愈合脊椎，可協(xié)助固定鳥類尾巴的羽毛。更原始的竊蛋龍類身上曾發(fā)現(xiàn)羽毛壓痕，例如尾羽龍與原始祖鳥，顯示它們身體上覆蓋著大范圍的羽毛，以及有羽毛的翅膀與尾巴的羽毛叢。天青石龍的尾綜骨也顯示它們擁有尾巴羽毛叢，顯示竊蛋龍類普遍擁有羽毛叢。此外，葬火龍標(biāo)本的孵化姿勢也表明它們使用了有羽毛的翅膀來覆蓋恐龍蛋。

藝術(shù)復(fù)原檔案

竊蛋龍的頭冠

藝術(shù)家

竊蛋龍的羽毛集中分布在背部和尾部，推測頭部可能有形似鳥類的冠狀羽毛帆狀頭冠。從藝術(shù)的想象角度來看，此種造型設(shè)計(jì)輪廓更加分明。

科學(xué)家

從竊蛋龍的骨骼圖中可以看出來，竊蛋龍的頭頂有骨質(zhì)凸起，所以竊蛋龍的頭頂應(yīng)該堅(jiān)硬圓潤。實(shí)際上兩個(gè)帆狀頭冠在鳥類中基本上不存在，跟竊蛋龍頭骨的凸起也較為沖突。

嗉囊和嘴巴

藝術(shù)家

假設(shè)竊蛋龍擁有一部分當(dāng)代鳥類的特征，如擅長奔跑，足部可參考鴕鳥;考慮到大多數(shù)鳥類都有繁殖期，且竊蛋龍有涉水捕食的傾向，參考軍艦鳥的雄鳥在此期間嗉囊發(fā)生的變化，給竊蛋龍?jiān)黾恿肃寄?。從藝術(shù)想象這一角度出發(fā)，增添嗉囊設(shè)計(jì)從視覺上來說更加具有沖擊力和趣味性。嘴部設(shè)計(jì)參考了食火雞，取用它尖銳的外形以突出視覺感受。

科學(xué)家

嗉囊其實(shí)是恐龍滅絕后，現(xiàn)生鳥類演化出的一種結(jié)構(gòu)，目前沒有化石證據(jù)表明恐龍時(shí)期已經(jīng)演化出了嗉囊這個(gè)結(jié)構(gòu)。較大的嗉囊不利于竊蛋龍的奔跑。化石證據(jù)表明竊蛋龍的嘴巴更像現(xiàn)在的鸚鵡。

復(fù)原過程

結(jié)合以上假設(shè)，我們可以完成幻想復(fù)原的草圖并著手制作3D 模型。3D 模型制作同前面牛龍復(fù)原流程類似，先通過Maya 制作簡模。制作簡模的目的是方便在Zbrush 中雕刻細(xì)節(jié)并確定大致形狀。再把簡模導(dǎo)入Zbrush 雕刻細(xì)節(jié)制作高模，在這一步完成后需要對模型進(jìn)行減面拓?fù)涞玫降湍?。低模完成后需要?dǎo)回Maya 分UV，這一步的目的是為了制作貼圖需要的UV 信息。最后把低模導(dǎo)入SubstancePainter 烘焙高模細(xì)節(jié)并繪制貼圖。至此，模型制作上的步驟已經(jīng)完成。在最終的渲染中，將制作好的模型導(dǎo)入U(xiǎn)E4場景進(jìn)行場景渲染，得到竊蛋龍?jiān)趫鼍爸谢顒?dòng)的渲染圖。

棘龍檔案

棘龍生活在濕地環(huán)境，那里有大型掠食者鯊齒龍、大型素食或雜食獸腳類三角洲奔龍、小型肉食性恐龍褶皺龍、大型的泰坦巨龍類潮汐龍、較小型的泰坦巨龍類埃及龍，還有很多龜類、鱷類與翼龍類。2020 年古生物學(xué)家發(fā)表的論文中，最新的骨架復(fù)原中改動(dòng)最大的就是棘龍的尾部，它整體比較接近蠑螈的尾鰭，這種尾鰭像一個(gè)強(qiáng)勁的推進(jìn)器，能夠讓棘龍?jiān)谒掠蝿?dòng)時(shí)更加如魚得水。棘龍尾巴產(chǎn)生的推力是陸地棲息的恐龍同類的8 倍，效率是它們的2.6 倍。這次重大發(fā)現(xiàn)改變了以往棘背龍的形象，讓它成了最會(huì)游泳的恐龍。

復(fù)原檔案

藝術(shù)家

本次復(fù)原主要依據(jù)2020 年最新發(fā)掘的恐龍化石，棘龍身體比例完全按照化石比例復(fù)原，色彩和細(xì)節(jié)造型做了藝術(shù)處理。這條藍(lán)色的棘龍頭部造型和色彩搭配，參考了蒼鷺的特征。此外，還夸張了尾部的體積和設(shè)計(jì)了更寬大的鰭，讓其強(qiáng)有勁的尾巴更有存在感，同時(shí)也平衡了巨大的帆背，使它的整個(gè)身體更具流線型。隨著時(shí)間的流逝，恐龍身體的軟組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)被侵蝕殆盡，無法找到科學(xué)依據(jù)復(fù)原，在更多證據(jù)被發(fā)掘出來之前，只能憑借想象和藝術(shù)的形式美法則復(fù)原。

科學(xué)家

關(guān)于頭部的裝飾屬于藝術(shù)想象，實(shí)際上沒有科學(xué)依據(jù)。

復(fù)原過程

設(shè)計(jì)草圖完成后，第一步，到三維軟件Maya 制作簡模。第二步，Zbrush 雕刻細(xì)節(jié)，藝術(shù)化棘龍灰模渲染圖（左下）就是在Zbrush 完成后的樣子。Zbrush 的雕刻是整個(gè)流程耗時(shí)最久的階段，它的筆刷是基于現(xiàn)實(shí)傳統(tǒng)雕塑工具研發(fā)的，通過控制筆壓做出無窮的細(xì)節(jié)變化，從而能做出寫實(shí)的恐龍紋理。第三步用Zbrush 自帶的拓?fù)涔ぞ哌M(jìn)行低模創(chuàng)建，這一步需要注意模型的輪廓和布線。第四步，在Zbrush 展UV，并進(jìn)行高低模映射，將高模的細(xì)節(jié)映射在具有UV 的低模上。在確保造型準(zhǔn)確無誤后用Transpose Master 工具調(diào)整姿勢。第五步，在Substance Painter 繪制貼圖。第六步，為模型擺好角度，設(shè)置光源，用“八猴”渲染單體模型，最終實(shí)現(xiàn)恐龍個(gè)體數(shù)字復(fù)原。完成上述流程，結(jié)合游戲引擎UE4 進(jìn)行場景復(fù)刻。

恐龍的復(fù)原主要還是根據(jù)化石的證據(jù)來推測，但可以在恐龍皮膚顏色、花紋、鱗片結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行一定的藝術(shù)創(chuàng)作和科學(xué)幻想。這次的復(fù)原圖在細(xì)節(jié)方面做得非常好，主要是顏色的過渡和光澤。而怎么把藝術(shù)和科學(xué)完美結(jié)合，做到一種平衡，則是需要不斷研究和摸索的。