デジタルアニメ

最初期 (60年代後半)

1968年のロシアで初歩的なコンピュータ(BESM-4)と印刷機により"Kitten"が制作された。
印刷機で小さな四角形をアスキーアートのように並べて印刷用紙に出力し、その紙をカメラで1枚ずつ撮影して動画にした実験的なアニメーションである。
内容としては滑らかに猫が歩く姿のシルエットが描かれている。
また同年、日本でも山田学・月尾嘉男により、コンピュータ制御のプロッターを用いて、ワイヤーフレームの立方体を3次元的に回転させるようなアニメーションである「風雅の技法」の制作が行われている。この作品は第1回草月実験映画祭で入賞した。

スキャニメイトの導入 (70年代後半)

動作原理として全く連続性（関連性）は無いが、1970年代後半から1980年代前半の間にビデオ映像信号を電子的に発生・加工するという手法によるアニメーションシステムが登場している。アナログ回路であるため瞬時の処理が可能であり、フルフレームのCG映像を実現できていた。主に、入力した画像を元に、各種映像信号を電子回路で歪めたり変色させたりして加工するエフェクト的な利用方法であった。当システムは（電子的な一種の計算機ないしシンセサイザのような回路を利用しているが）ディジタルな処理によるものではないので、最初に述べたようにデジタルアニメではない。一般にCRTディスプレイの電磁的な制御は一定の安定したランプ波といったような信号で行われるが、例えばそれを意図的に揺らすことにより波のように揺れる画像を作ることができる。そういったようなアナログな仕組であって、電子的ではあるがディジタルな仕組ではない。
スキャニメイトは、日本にあったとして公知のものは東洋現像所（現：IMAGICA）が導入した1台のみであるが、2台のVTRによる効果の重ね掛けなどを駆使し、またその原理上コマ撮りアニメでは難しい、テレビ放送の毎秒60フィールドのフルアニメが可能といったこともあり、多くの映像作品中にその印象的な描画を残している。著名なアニメーション作品での利用としては、タイムボカンシリーズの他、「算数チャチャチャ」の三角関数で変形する文字やドラえもんのタイムマシンが移動する時空の背景などといった「ちょっとした使われ方」も多い。

デジタル化の始まり (80年代前半〜)

1970年代前半、東映動画（現：東映アニメーション）で経営的に落ち込んでいたため、再建策の一つとしてアニメ制作工程へのコンピュータ導入が検討された。1974年、社内研究会の立ち上げ、1977年、技術委員会プロジェクトの発足。IBMと提携しデジタル化の検討を重ねたが、1985年、シミュレーションの結果テレビシリーズ1話あたり、3,800万円（ハードウェア・ソフトウェアの費用のみ）という莫大なものとなることが判明し断念した。

CG・アニメーションの普及

1970年代に誕生したマイクロプロセッサが、大量生産により極めて安価に入手できるようになってくると、それを多数利用した並列計算のほうが大型コンピュータなどより費用対価格比が良い、といったようになり、その応用として、複雑な相互関係がある科学技術計算などよりも、とにかく多数の画像を生成したいというCGアニメーションのほうが手頃といったようなこともあり、阪大の大村らによって1982年に試作が完成したLINKS-1、その発展拡大であるLINKS-2などが日本では作られた（「トーヨーリンクス」の名の（後半の）由来でもある）。
1983年、金子満が設立した、日本初の商業CGスタジオJCGL（ジャパン・コンピューター・グラフィックス・ラボ）ではテレビアニメ作品として、動画や彩色の行程にコンピュータを取り入れた世界初のデジタルアニメ『子鹿物語』の制作を1983年に開始したが、当時のコンピュータの性能では描画品質が劣り、生産性も低く、オープニング・エンディングと第2話を除き、セルアニメによる制作に移行している。
また同年、藤幡正樹はコンピュータグラフィックス・アニメーション作品として『Mandala1983』を発表、カナダで開催された「ビデオ・カルチャー展」のCG部門でグランプリを獲得している。
その後、1983年から1984年にかけて1985年、高橋克雄（東京中央プロダクション・映像作家）が伊勢丹の協力のもと、マルチシンクロシステム型映像展示を行い、コンピュータグラフィックスによる映像作品を電子ポスターとして発表。
1986年、ソニーの協力のもと東京中央プロダクションは複数台のコンピュータを同期させて巨大マルチ画面の中をデジタルアニメが通過していく迫力ある大型マルチシンクロシステム型映像展示に成功。銀座ソニービルにて公開され、話題となった。
1987年、金子満がメトロライトスタジオの設立に参加。CGによる視覚効果技術に貢献するなどアメリカで活躍し、日本でも本格的なSFX技術の研究が広がる。『ゴルゴ13』や『SF新世紀レンズマン』では、特定のシーンのみ2DCGや3DCGで作成した描画をセルアニメと合成する形態で異次元の視覚効果を狙った演出が行われている。
1988年の『機動戦士ガンダム 逆襲のシャア』では、回転するスペースコロニーに3DCGが導入されたが、セル画との質感の差を軽減するためCGモデルの表面に手描きの背景美術を貼り付けるテクスチャマッピングが利用された。
この時期にはアニメ関係で本格的なCG技術を有する会社はなかったため、テレシネや光学合成など映像編集技術を有する会社に委託するため費用がかかることから、長編映画での限定的な導入にとどまっていた。『機動戦士ガンダム 逆襲のシャア』のCGは、ポストプロダクションであるトーヨーリンクスが担当しており、映像は1989年の『機動戦士ガンダム0080 ポケットの中の戦争』に流用されている。

セル画からデジタルへ

本格的にデジタル化が進められるのは1990年代に入ってからである。これらの動きに合わせて各社においてアニメ制作のデジタル化は推し進められ、日本では1997年から2002年の5年間に、セル画からデジタル彩色へと移行していった。
彩色については、1993年から東映動画がセルシスの開発したアニメ制作ツールを導入しており、1996年には、東映動画はセルシスが開発したアニメ制作ツール『RETAS! Pro』を導入し20%の経費節減に成功した。同年、GONZOが『LUNAR シルバースターストーリー』（角川書店発売のゲーム）で日本初のフルデジタル彩色アニメに挑戦。1997年から2002年にかけて、東映動画など複数の制作会社でセル画を使用しない全編デジタル彩色が導入されるようになる（セル画を参照）。
テレビアニメでは、1997年の東映動画によるアニメ版『ドクタースランプ』が早い段階で、ほぼ全編のデジタル彩色を導入した。
1999年のアニメ版『エクセルサーガ』（アニメ制作： J.C.STAFF）のころには、アニメ版のストーリー中（第17話「アニメーションUSA」）で、アニメ版エクセルサーガ自身も含んでセル画ではなくデジタル彩色であり、当時すでに日本のアニメ産業では多くの作品セル画ではなくデジタル彩色の作品が多いというエピソードがあった。
デジタル「彩色」とは言うものの、実際にはセル画の実物を省く工程であるので、90年後半のこのころ、彩色だけでなく撮影や特殊効果（透加光など）の工程もデジタル化していった。
1997年の『劇場版 新世紀エヴァンゲリオン』では、撮影のデジタル化によって、メカなどの動きで従来（テレビ放送版）のセル画では不可能だった動きが実現できるようになったとパンフレットなどで喧伝されていた。

3DCGアニメーションの登場

1993年に全編3DCGによるアニメ番組『ネオ・ハイパー・キッズ』（日本テレビ）内の4週連続アニメ番組が先駆けとして登場した。アニメ業界からは、1995年に全編コンピューターによる色塗りが行われたテレビシリーズ『ビット・ザ・キューピッド』が制作された。なお、アーケードゲームでは既にリアリティを体感できる水準のフル3DCGの作品が制作されており、『バーチャファイター』や『リッジレーサー』等がヒット作となっていた。また家庭用ゲーム機も光ディスクを採用し大容量を示現した第5世代機が登場し、アーケードの3DCGゲームを遜色ないレベルで遊ぶことが可能となっていた。3DCGゲームのヒットによりCG技術を有するゲーム会社も多く登場し、CG業界はゲームを中心に活性化していった。
1998年、GONZO制作のOVAシリーズ『青の6号』は当時珍しかった3DCGを多用したことでも注目され、OVA初のフルデジタルアニメとして宣伝された。
2000年代以降は市販のPCでも高性能モデルであれば制作が可能となり、1台数百万円の専用機を使用していた時代に比べコストは低下したものの、フルCGアニメを単独で制作できるのはポリゴン・ピクチュアズなどノウハウと人材が揃った会社に限られる。このため3DCG部分のみサンジゲン、グラフィニカ、オレンジなどの専門業者に委託したり、自動車や銃器など正確な描写が求められる機械類に市販のCGモデルを利用するなど部分的な導入が普及している。
2014年の『シドニアの騎士』では、人物のCGモデルを原作のデザインに近いモデルとキャラクターデザイン担当の絵をモーフィングして作成、多数登場する同型ロボットは形状は全く同じだかテクスチャを変更することでキズや汚れが異なる、CGモデルを配置したシーンを作成した後にカメラアングルの位置を決める、作品完成後もカメラの移動や追加ができるためパッケージ版では同じシーンでも放送時とは異なるアングルで収録される、など3DCGの利点を生かした工程で制作が行われた。
日本では手描きアニメに需要があるため、あえて背景など一部を手描きにする（シドニアの騎士）、フル3DCGであってもキャラクターは手描きに近い仕上がりを目指す（蒼き鋼のアルペジオ）、パーツの一部を変形させることで手描きの誇張表現を再現する、激しいダンスなど手描きでは負担が多いシーンにのみ使用するなど、様々な手法が模索されている。特にダンスに関してはダンサーの動きをモーションキャプチャしCGモデルに適用することで振り付けの忠実な再現が可能となる他、カメラワークの詳細なコントロールが可能となるなど演出面でのメリットが大きい。また『Wake Up, Girls!新章』では実際に行われたライブでのパフォーマンスを再現するため、声優のダンスを担当するキャラクターに適用している。
プリティーシリーズやアイカツ!など、3DCGを使用したゲームのアニメ化作品においては、ゲームに使用されるCGモデルの流用にとどまらず、ゲーム開発側がアニメ向けの調整を行うなど連携も行われている。
3DCGはディテールを追求したモデルを劣化無しで使い回せるため、描きでは避けられない絵のばらつきや作画崩壊が無く、カメラアングルの変更も容易であるなどメリットは大きいが、2017年時点では手描きに比べ製作開始時に時間がかる、プロ仕様のソフトウェアのライセンスと処理性能の高いCG向けワークステーションが人数分必要などの理由で製作費用が手描きの倍というコスト面の問題、スーツや白衣などの布の質感表現や日本のアニメ的な感情演出が難しいという技術的な課題、CGに関する知識を持つアニメーターが少なく、ソフトウェアを使いこなせる人員は専門業者に集まっているため後発の会社では人材確保が難しいという人的な問題があるという。
3DCG制作のソフト以外にもUnityなどのゲームエンジンはリアルタイムのアニメーションでも負荷が少ないため、常に動くモデルの描写に使用された例がある（正解するカド）。
手描きアニメにおいてもデジタル化によりソフトウェアによる処理が可能となったことから、自動彩色や中割りの自動生成など省力化技術の開発が行われている。また『Re:ステージ！ ドリームデイズ♪』ではモーションキャプチャで3DCGを動かした映像を元に手描きで作画するなど、3DCGを作画の参考として利用する例もある。

影響

デジタル制作、3DCG活用の流れの発端となったのは、2000年に公開されたProduction I.Gの作品『BLOOD THE LAST VAMPIRE』。従来の2Dセルアニメとは異質なものに仕上がっており、クエンティン・タランティーノが大いに気に入り、『キル・ビル』のアニメパートをProduction I.Gに依頼したという話も有名。
撮影や特殊効果の分野は、セルを何枚も重ねることによる明るさの減少がないこと、より自由になったカメラワーク、コンピュータによるデジタル画像処理で特殊効果を簡単にかけられるという利点がある。エアブラシや透過光など従来技術から移行したため、アニメ業界ではデジタル技術の習得が必須となった。
アナログ時代にはフィルム撮影されていたが、デジタルアニメではコンピュータから直接ビデオへ出力の為、フィルム撮影が不要となりコストダウンがされている。フィルムとビデオでは映像の質感が異なり、アナログのフィルムは柔らかい質感、ビデオはクリアな映像が特徴である。そのため、今よりもビデオ映像のデジタルアニメは初期において、従来のフィルムアニメより、クリアで明るすぎる発色に違和感があったりするといわれていたが、2007年以降はデジタルテレビの普及により色の明るさが見直され、セルアニメを凌ぐ美しさを持つ作品もみられる。
仕上げの分野では、ワンクリックのデジタルペイントは、塗料の乾燥までの時間が節約でき、訂正も容易である。傷やホコリといったセル画の管理の手間も省けるなど、省力化で大量生産が可能になった。
塗料による制約された色数は、ほぼ無限のバリエーションが使えるようになり、グラデーションなどが、これまで以上の表現が可能になった。
物流面では、デジタル化によりネットワークにアニメ素材をデータとして載せることができ、日本国外などの遠隔地との物流コストと時間が節約できるようになった。
一方で、デジタル化による新たな問題、レンダリングの時間コストの増大化が発生している。アニメプロデューサーの上田耕行によると、今のテレビのクオリティを維持するのは大変だという。ヤマサキオサムは、デジタル化により作業の難易度が上がっていると述べている。 
CGアニメ制作では老舗的存在で知られるポリゴン・ピクチュアズは徹底した工程管理を行ない、品質や納期の両立、社員の過重労働防止などに力を入れている。