C4D在《火星救援》电影中界面设计的应用

Territory工作室如何使用Cinema 4D为雷德利·斯科特的科幻惊悚片创建真实的屏幕图形。

位于伦敦的工作室Territory Studio尤其擅长设计供演员交互的屏幕图形。不过当这些图形要求科学准确或者与NASA现有的技术和实践相符时，这就与以往大不相同了。这正是David Sheldon-Hicks（Territory Studio的创始人和创意总监）所面临的挑战。幸运的是，由于已经做过很多科幻电影项目，比如《木星上行》以及雷德利·斯科特的《普罗米修斯》，David很清楚项目需求以及如何使用Cinema 4D来实现。

在制作《火星救援》的7个月时间里，来自Territory的5位艺术家创建了用于8种不同设备的近400个屏幕图形，其中光NASA任务控制中心就有近100个。这些图形及动画全部是实时播放以供演员使用，而且绝大多数图形都是可交互的。

电影根据安迪·威尔的畅销书改编而来，小说的主人公是落难的宇航员马克·沃特尼。电影设定在20年后的未来，讲述了NASA第三次火星载人航天的故事。故事情节是影片的关键，这也就要求屏幕图形设计需要符合科学设定而不是天马行空的科学幻想。这就意味着Territory在设计之前需要先了解相关的科学技术。

David解释了相关内容：“我们需要做非常非常多的研究工作，包括钻研Dave Lavery提供的NASA任务控制中心和喷气推进实验室的参考照片，NASA的太阳系勘探计划，以及车辆原理图，探路者号的传输规格。再加上NASA的信息接收和解码方式。还有一点，要知道NASA总是领先现行技术一步，所以我们需要做一些想象，去考虑他们目前正在测试甚至尚未开发的技术。我们还需要理解屏幕上的数据馈送是什么，有何意义以及何时起作用。有时感觉就像是在上关于火箭科学和空间探索的速成班－这当然很有趣，不过也让工作变的更有挑战，让我们的头脑更充实。”

艺术总监Marti Romances描述大家的学习曲线称：“我必须说我学到了很多之前不知道的事情及其工作原理。举个例子，要知道对象的构成材料，只需要发射一束激光，然后分析光的反应就行了。尽可能了解所有这些事情的真实工作原理的确是一个不小的挑战。”

Peter Eszenyi，3D负责人，解释了他的工作：“我的任务是设计和提供3D面板，渲染和动画以供屏幕图形使用。起初的任务是开发一种视觉风格并且制作动画，去显示不同光照条件和状态下居住舱在火星上的位置。电影中的一个关键时刻是，当NASA分析该区域的卫星图像，发现太阳能电池板被清理掉了，进而推测出沃特尼还活着。zui*初的任务也扩展了很多，包括去展示居住舱附近的巨型风暴，漫游者穿越火星多个区域，以及探路者号从火星表面传回的图片，还需要创建各种3D元素，比如模拟发射，土豆，土样等等。”

制作团队使用了卡通&素描以及标准的线框渲染器去实现线框效果，还用到了X-Particles配合标准渲染器去制作一些粒子化的素材，比如土豆，土样以及沙尘暴。

另外一个更具挑战的地方是NASA的任务控制中心，因为它的设定是既要符合现实又要有一些未来感。David Sheldon-Hicks解释了Territory是如何实现的：“为了保证与现有真实数据一致，我们研究了Dave Lavery给我们的所有图片。我们研究了哪些数据何时优先级较高，以及如何进行组织整理，然后在屏幕和任务控制中心呈现，还有工作人员如何与数据进行交互。这包括了输入的命令是什么，以及命令如何改变数据显示。我们还和NASA聊过未来20年这些东西可能会发生的变化。调研结束后，我们创建出了非常符合数据需求和当下NASA任务控制中心气质的可视化语言。背景我们选择的是黑色和深蓝色，搭配白色的字体和浅蓝色的指示符。红色用来高亮任务中的关键数据，表示警告状态。整体界面是非常严肃的，不过信息可读性很高，可以与故事节点相配合。”

对于需要显示地形的屏幕，与其使用学术化的表现方式，他们选择使用真实的地形。为此Territory拿到了约旦某块区域的一个低模，然后放大两倍去模拟火星地表。制作团队使用了插件DemEarth来实现这点。不过现有的数据不够详细，所以他们根据卫星图和当地照片重新建模。次级多边形置换用于模拟山体。居住舱用的是代理模型，太阳能电池板，漫游者以及其他高模都是电影公司提供的。由于实际位置的jīng确坐标和拍摄日期都已经确定，所以可以根据时间创建jīng确的灯光设置。X-Particles用于创建基础的沙尘暴效果，上面的烟雾效果是使用TurbulenceFD实现的。

因为屏幕图形是在现场播放以方便演员进行交互，所以马上开拍前还要修改的情况时有出现。一个例子是修改火山口的尺寸，原来是1公里左右，要改为100公里宽。Cinema 4D修改模型非常容易，当大小确认后，可以很快的往基础模型上添加细节。标准渲染器用于渲染zui*终图像，速度非常快。

对于需要进行交互的屏幕图形，大部分是输出图像序列然后交予Territory的工程技术合作伙伴Compuhire去编程实现。图像需要遵循真实的时间框架进行刷新，动画和模拟通常被降低为每三秒钟播放一帧图像。用于模拟工作人员在笔记本或者任务控制电脑打字的屏幕图形也是靠编程实现。所以无论演员打什么字，屏幕上显示的永远是正确的信息。

在主舰（赫尔墨斯号）上宇航员马丁内斯操作的MAV（微型飞行器）模拟器上也有相应的界面图形，David解释了制作流程：“这些都是在Adobe Illustrator设计完成的，添加了一些交互按钮，当其被按下时播放一个图像序列。我们将所有的交互按钮分离出来以方便编程。在屏幕的中间，我们需要给遥控探测器的每个阶段渲染一个可视化图像。于是我们给MAV发射的每个阶段都制作动画并且渲染出来，可以与交互按钮进行关联并触发。MAV的3D渲染在Cinema 4D完成，并且输出线框通道以得到更真实的结果。”

当所有的设计工作完成后，大多数渲染工作都是使用个人的Mac（3.4GHz Intel6核）通宵完成的。接近7个月的紧张工作结束后，3D负责人Peter Eszenyi总结说，“Cinema 4D一如既往的可靠，其提供的不错功能帮助我们为雷德利·斯科特的《火星救援》创建了大量的屏幕图形。”

在2016年的金球奖颁奖典礼（加州－洛杉矶－贝弗利·希尔顿酒店）上，《火星救援》荣获“喜剧/音乐类zui*佳影片”，Territory听到这个消息自然很高兴。马特·达蒙荣获“喜剧/音乐类zui*佳男主角”。雷德利·斯科特也获得了“zui*佳电影导演”的提名。

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Duncan Evans是Digital Mayhem: 3D Machines书籍的作者，由Focal Press出版。

你可以在这里查看《火星救援》的更多屏幕图形：

www.territorystudio.com