恐龙的复原

甘奕 秦宇诗 孙宇

恐龙的艺术复原与科学上的复原存在明显的差异。科学上的复原更加侧重数据资料和证据，而艺术上的复原重点关注造型的美感、体块肌肉关系和运动。艺术家的复原结合现有的参考资料，除了考虑复原造型的功能，还要注重造型的趣味性，在特征上的把握准确度比较高，但是容易失去科学性的细节。只有将两种观察方法的侧重点相结合，才是复原灭绝生物最有效的方法。

当代的数字技术发展对于今天的恐龙复原十分有利。传统的运用石膏制作古动物化石模型和修复的方式可能会被淘汰，而通过三维扫描获取数据，直接在当中进行修改、比对、推演，其准确性和便携性比传统的方式高得多。

牛龙档案

牛龙 （属名：Carnotaurus）又名食肉牛龙、肉食牛龙，属于兽脚亚目角鼻龙下目的阿贝力龙科，是一类大型的肉食性恐龙。由于头顶有两只角，顾名思义为牛龙，模式种萨氏食肉牛龙。食肉牛龙是一种擅长奔跑的高速掠食者，是已知的奔跑速度较快的大型恐龙之一。根据唯一发现的一个很完整的骨架，该食肉牛龙体长7.5 米，体重2 吨，臀高3 米。

艺术复原档案

古动物的复原是以化石为核心依据的，对其基本结构复原是可以达到高度准确的水平，但对于其皮毛、花纹等外表细节，除了结合其生态、生存方式并参照现代动物中它的近亲予以推断外，很难有绝对准确的结论，这个科学与艺术之间的灰色空间，成了艺术创造的切入口，也是开发性复原必须利用的契机。

牛龙的较长耳部

艺术家

在复原时猜测其具有较长耳部，从颅顶至其背部由肌肉连接形成骨翼，在遇到危险、争夺猎物或是与同类搏斗时，骨翼可以张开，起到恐吓的作用。

科学家

从科学的角度来讲，牛龙这类爬行动物的耳朵往往都是一个小孔，如果存在较大耳部的话对捕食会有不利影响，并且还会加重身体的负担。耳朵的恐吓作用在生物界基本上属于小动物的专利，食肉牛龙已属于自然界的顶级捕猎者，所以通过支起耳部骨翼扩大身体面积去恐吓敌人的可能性比较小。

食肉牛龙的羽毛

艺术家

通过艺术化的加工处理，在牛龙的前肢上设计出较为艳丽的羽毛，推测羽毛可以帮助牛龙起到求偶的作用。

科学家

近些年来存在资料证明，很多恐龙有羽毛附着的情况，虽然羽毛的结构基本上出现在小型兽脚类恐龙身上，但像霸王龙、华丽羽王龙和二连巨盗龙这些大型的食肉恐龙也有羽毛， 但基本都是起保温作用的绒羽，颜色相对来说比较暗淡，偏灰色、灰黑色。而且食肉牛龙是所有肉食性恐龙中前肢比例最短的恐龙，华丽的飞羽基本上没有任何作用。

牛龙的皮肤

艺术家

牛龙表皮纹理复原参考自蜥蜴类、蛇类动物，皮肤面粗糙带有不规则形状隆起褶皱。推测牛龙带有毒性，其颜色参考自蛇类动物，呈现暗紫色和淡黄色。

科学家

恐龙的皮肤很难保存为化石，从目前发现的少数皮肤印膜化石来看， 大部分恐龙皮肤与现在爬行动物相似： 粗糙、坚硬、有鳞甲或角质突起，除此之外，恐龙的皮肤颜色也很难直接找到参考。

牛龙的骨刺

艺术家

在恐龍背部设计出长而尖的刺，背刺想象为牛龙未进化完成的部分。

科学家

实际上长长的尖刺需要强力的附着点支撑，而且在奔跑的过程中很容易折断，很难推断出长长的尖刺对于食肉牛龙来说有何具体的功能。

复原过程

在设计好效果图示之后，即可投入三维制作。在三维模型的雕刻上一般选择专业的雕刻软件Zbrush，它的优点在于操作比较简单、应用范围比较广，在古动物的复原上起到了相当大的作用。用Zbrush 不仅效率高，而且很快就能将二维概念图投入制作，还可以随时进行修改和调整，或是添加各类细节。但它的缺点就在于模型的网格面数较大，随着模型制作雕刻的深入，模型的面数也会随之增多，甚至会达到几亿的面数，不做处理的话会给电脑带来很大的负担。

在恐龙皮肤纹理的绘制上， 选择SubstancePainter，这是专门用于三维模型贴图绘制的软件。在最终效果的渲染上，选择了专门的渲染软件（“八猴”4）Marmoset Toolbag。

窃蛋龙档案

窃蛋龙是一种小型兽脚亚目恐龙， 生存于白垩纪晚期，身长1.8 到2.5 米。大小如鸵鸟，长有尖爪、长尾，推测其运动能力很强，行动敏捷，可以像袋鼠一样用坚韧的尾巴保持身体的平衡，跑起来速度很快。

在对骨骼的分析中，人们发现窃蛋龙是最像鸟类的恐龙之一。尤其是它们的胸腔拥有数个典型的鸟类特征，每个肋骨上都有一个突起物，可使胸腔更坚固。窃蛋龙的一个近亲天青石龙，曾被发现具有尾综骨，尾综骨是种愈合脊椎，可协助固定鸟类尾巴的羽毛。更原始的窃蛋龙类身上曾发现羽毛压痕，例如尾羽龙与原始祖鸟，显示它们身体上覆盖着大范围的羽毛，以及有羽毛的翅膀与尾巴的羽毛丛。天青石龙的尾综骨也显示它们拥有尾巴羽毛丛，显示窃蛋龙类普遍拥有羽毛丛。此外，葬火龙标本的孵化姿势也表明它们使用了有羽毛的翅膀来覆盖恐龙蛋。

艺术复原档案

窃蛋龙的头冠

艺术家

窃蛋龙的羽毛集中分布在背部和尾部，推测头部可能有形似鸟类的冠状羽毛帆状头冠。从艺术的想象角度来看，此种造型设计轮廓更加分明。

科学家

从窃蛋龙的骨骼图中可以看出来，窃蛋龙的头顶有骨质凸起，所以窃蛋龙的头顶应该坚硬圆润。实际上两个帆状头冠在鸟类中基本上不存在，跟窃蛋龙头骨的凸起也较为冲突。

嗉囊和嘴巴

艺术家

假设窃蛋龙拥有一部分当代鸟类的特征，如擅长奔跑，足部可参考鸵鸟;考虑到大多数鸟类都有繁殖期，且窃蛋龙有涉水捕食的倾向，参考军舰鸟的雄鸟在此期间嗉囊发生的变化，给窃蛋龙增加了嗉囊。从艺术想象这一角度出发，增添嗉囊设计从视觉上来说更加具有冲击力和趣味性。嘴部设计参考了食火鸡，取用它尖锐的外形以突出视觉感受。

科学家

嗉囊其实是恐龙灭绝后，现生鸟类演化出的一种结构，目前没有化石证据表明恐龙时期已经演化出了嗉囊这个结构。较大的嗉囊不利于窃蛋龙的奔跑。化石证据表明窃蛋龙的嘴巴更像现在的鹦鹉。

复原过程

结合以上假设，我们可以完成幻想复原的草图并着手制作3D 模型。3D 模型制作同前面牛龙复原流程类似，先通过Maya 制作简模。制作简模的目的是方便在Zbrush 中雕刻细节并确定大致形状。再把简模导入Zbrush 雕刻细节制作高模，在这一步完成后需要对模型进行减面拓扑得到低模。低模完成后需要导回Maya 分UV，这一步的目的是为了制作贴图需要的UV 信息。最后把低模导入SubstancePainter 烘焙高模细节并绘制贴图。至此，模型制作上的步骤已经完成。在最终的渲染中，将制作好的模型导入UE4场景进行场景渲染，得到窃蛋龙在场景中活动的渲染图。

棘龙档案

棘龙生活在湿地环境，那里有大型掠食者鲨齿龙、大型素食或杂食兽脚类三角洲奔龙、小型肉食性恐龙褶皱龙、大型的泰坦巨龙类潮汐龙、较小型的泰坦巨龙类埃及龙，还有很多龟类、鳄类与翼龙类。2020 年古生物學家发表的论文中，最新的骨架复原中改动最大的就是棘龙的尾部，它整体比较接近蝾螈的尾鳍，这种尾鳍像一个强劲的推进器，能够让棘龙在水下游动时更加如鱼得水。棘龙尾巴产生的推力是陆地栖息的恐龙同类的8 倍，效率是它们的2.6 倍。这次重大发现改变了以往棘背龙的形象，让它成了最会游泳的恐龙。

复原档案

艺术家

本次复原主要依据2020 年最新发掘的恐龙化石，棘龙身体比例完全按照化石比例复原，色彩和细节造型做了艺术处理。这条蓝色的棘龙头部造型和色彩搭配，参考了苍鹭的特征。此外，还夸张了尾部的体积和设计了更宽大的鳍，让其强有劲的尾巴更有存在感，同时也平衡了巨大的帆背，使它的整个身体更具流线型。随着时间的流逝，恐龙身体的软组织结构已经被侵蚀殆尽，无法找到科学依据复原，在更多证据被发掘出来之前，只能凭借想象和艺术的形式美法则复原。

科学家

关于头部的装饰属于艺术想象，实际上没有科学依据。

复原过程

设计草图完成后，第一步，到三维软件Maya 制作简模。第二步，Zbrush 雕刻细节，艺术化棘龙灰模渲染图（左下）就是在Zbrush 完成后的样子。Zbrush 的雕刻是整个流程耗时最久的阶段，它的笔刷是基于现实传统雕塑工具研发的，通过控制笔压做出无穷的细节变化，从而能做出写实的恐龙纹理。第三步用Zbrush 自带的拓扑工具进行低模创建，这一步需要注意模型的轮廓和布线。第四步，在Zbrush 展UV，并进行高低模映射，将高模的细节映射在具有UV 的低模上。在确保造型准确无误后用Transpose Master 工具调整姿势。第五步，在Substance Painter 绘制贴图。第六步，为模型摆好角度，设置光源，用“八猴”渲染单体模型，最终实现恐龙个体数字复原。完成上述流程，结合游戏引擎UE4 进行场景复刻。

恐龙的复原主要还是根据化石的证据来推测，但可以在恐龙皮肤颜色、花纹、鳞片结构等方面进行一定的艺术创作和科学幻想。这次的复原图在细节方面做得非常好，主要是颜色的过渡和光泽。而怎么把艺术和科学完美结合，做到一种平衡，则是需要不断研究和摸索的。