打造硬科幻！《火星救援》的高科技制作[21P]

往事随风

今天我们就来吹吹《火星救援》，额，不，是讲讲。



为什么要讲这个呢，因为《火星救援》最近上映了，这片很好看啊，导演雷利斯科特我很崇拜啊，电影拍摄技术很牛逼啊，反正很厉害就对啦！不信？我给你讲讲一会我要提到的关键词，当然你不一定懂，但是呢，这些你必须都得知道：11台RED RAW格式3D实拍、16台GoPro、AR预览、48帧拍摄、延续《地心引力》技术、还有动态预览的关键性！！！这就是好莱坞科技。



由于剧组根本不可能到达火星去拍，所以如何营造一个火星，对于电影而言非常重要。导演老爷子拍摄太空非常有经验，所以这次他还是找来了拍摄《普罗米修斯》时的老搭档——视觉特效总监Stammers，所以很多的道具设定是看起来和《普罗米修斯》很像，电影的拍摄地点分别定在布达佩斯Korda影城和约旦瓦迪拉姆沙漠，这次拍摄剧组共搭建了20多个场景，相对而言比较简单。

电影拍摄使用了至少11台RED，16台GoPro HERO4 ，并且部分采用48帧、RAW格式的3D实拍。Red共使用了两款机型，Red Epic Dragon和Red Scarlet Dragon，Red Epic Dragon每台售价约在20万人民左右，Red Scarlet Dragon售价人民在12万左右。GoPro HERO4 国外每台售价约合人民币2500左右（不含税）。



在雷德利·斯科特2012年导演《普罗米修斯》中，视效团队的后期制作时间为34周。相比之下，《火星救援》因为需要提前上映，后期制作时间只有24周。事实上，视效总监Stammers制作过导演的《普罗米修斯》，这次文章看点会着重讲解电影是如何在拍摄现场和后期采用了多种技术来有效地完成特效工作。像Ar工具技术预览和给导演提供模拟摄影机解决方案，以及主要特效制作方MPC开发的一种特殊的合成工具，可以快速处理沙漠的蓝天，使之成为合适的火星景观。而Framestore利用了制作《地心引力》的经验，制作了非常逼真的CG飞船和人物。

MPC公司处理火星表面拍摄，Framestore公司制作空间镜头组，The Senate负责NASA场景和地球上的镜头。视觉预览则由Argon完成，The Third Floor则做了技术预览和模拟摄影机解决方案。Territory Studio做了上万个现场监视器回放动画。ILM,Atomic Arts和MilkVFX也有参与视效工作。

火星应该是什么颜色？


电影中男主在火星主要居住的小屋Hab基地——这是在布达佩斯Korda影城的多个摄影棚用绿幕拍摄的，外景地的沙漠镜头是在约旦瓦迪拉姆沙漠拍摄的，沙漠极其干旱，非常适宜拍摄火星环境，这个外景地也是VFX板摄影以及参考的来源。

电影在制作的时候，最为忧愁的就是火星应该是什么样的颜色，我们就此还有些争论，NASA提供的图像色彩平衡较为中立，也就是说和地球色调一样，加上有不同的摄影机以不同镜头拍摄的火星照片，所以也没法确定真正的火星该是啥样。我把这些都纳入分析，最后当我知道我们要在沙漠拍摄，所以最后就选了所有我们喜欢的图，做了色彩平衡，让它们达成一致，然后将所有色调和白平衡调整的与沙漠的勘景图像一致。”



电影里的岩石，火山口，火山，以及远处的沙尘暴都是基于火星的真实现象。“火星不仅美丽，而且危险，”Stammers指出。“过程中每一步都是对男主角的挑战，每件事都有可能出问题，这让火星变成了电影中真正的主角。”

拍特效，如何打光？

在布达佩斯的绿幕摄棚一开拍——剧组立刻就遇到了怎么布置光源的问题。“摄影指导达留·沃尔斯基只想用一个单一的光源，这样可以让影子的方向一致，有单一的阴影。但因为摄影棚的空间巨大——光源的布置会造成曝光不一致——离光线很近，地面就会变得很明亮，远处就会暗，这是最难与外景地板块平衡的地方。”



场景经常在绿幕摄影棚和沙漠实拍场景之间来回切换，比方说，拍摄漫游者车开走的镜头时就是在沙漠外景地。“所以剧组十分强调要让绿幕工作匹配，”Stammers说。“所以我要确定一天中不同时候要怎么布光，在第一次勘景，还没有开始拍摄之前，Dariusz和我对于拍摄时间达成了一致。我们一起去外景地看了一天中不同时候是什么样子，一致决定了太阳稍微低垂的时候，光线是最为温暖而美丽的，并且这时的太阳角度和棚内灯光的角度也是一致，所以是最好的拍摄时间。我们不能挑选太阳非常高的时候拍摄外景，因为灯的高度没办法超过摄影棚的天花板。’’


最终决定上午8点半很适合拍摄，所以当时的全部环境都做了完整的360度纹理拍摄。当天的其他时候剧组也会每隔半个小时进行拍摄，但是，绿幕延展的主要环境是能与摄影棚空间匹配的一天中的一段时间。“我们尽己所能预建了环境，”Stammers补充说，“这样开始拍摄绿幕时，我们会将其作为完整的360全景来查看光的质量，同时也可作为取景参考。”

前期预览AR的使用

在这次拍摄前期的预览，用到了增强现实（AR）技术。“我们可以用设备上的加速计来看现场中的任何一点，”Stammers描述道。“我可以带一台iPad去找导演，告诉他在绿幕背后就是山，如果你朝着那里摇摄就会看到山。我们可以摇摄到准确位置，还能产生每个人都希望看到的实时预览。比方说导演想看到用50mm镜头拍摄会如何？我会在360度全景的地板上建立一个镜头网，然后做出50mm的视角，进行摇摄回来，这样都可直接看到。”AR技术混合了多种利用预先建设环境的现成工具。为此MPC的总监Anders Langlands还写了一个软件，预览的时候可以把摄影机移到现场的任何位置，这样得到想要的视角。



MPC不仅做了很多火星表面的复杂工作，还要处理效果微妙的“低重力效应”。“不管马特·达蒙何时走在火星上，导演都想让他有着轻微的漂浮感。这是摄影一开始就奠定的。为了达到这种效果，理想帧速率是32或36 fps，所以雷德利一定要让马特走得更快以作出补偿。然而，糟糕的是我们在3D实拍的环境下无法拍摄32或36p——因为无法让摄影机同步。所以一切都是以48p拍摄，我们做了很多的立体变速，坦白说，这是极其麻烦的，对我们的时间表是真正的挑战。”

最终，MPC完成了其中约160个立体镜头的变速效果，它们都是在特效加入之前完成的。“之所以下定决心要提前做变速，是因为要加入很多灰尘合成，”Stammers说。“如果有其他视差，我们担心这会带来更多问题和需要做出更多工作修补。所以我们先在48fps原始素材上进行运动匹配，再进行摄影机变速设置以适应变速后的素材。"


RED RAW格式3D实拍和GoPro拍摄挑战

摄影指导达留·沃尔斯基以RED Dragon拍摄5K格式，用的是3Ality 支架。“我们在现场有5套立体设备，”Stammers说。“现场3套是基本拍摄用的，有一套是做备机，用于手持或斯坦尼康拍摄。第二摄制组有一套立体设备和一个单机；我们在拍摄沙漠航拍镜头是用的单机拍摄，所以还有些后期3D转换的工作。”


除了RED所拍摄的画面之外，一个有趣的挑战是GoPro摄影机和它们拍摄的图像。这些摄影机既是人物所穿戴的道具，又拍摄了实际最终画面（2D拍摄）。将GoPro融入拍摄使得一些近距离拍摄和某些场景变得极其方便。“我不得不说，我其实非常反对使用GoPro。原计划是GoPro作为实用道具进入拍摄，但是不会使用期素材，正如我们在《普罗米修斯》所做的那样”视效总监说。

“在预定的摄影中，GoPro素材并没有准备使用太多多。然而，剪辑师反馈素材效果非常好，这代表我们必须极快地重新评估其价值——在两三天内，我们将原用于RED Dragon的基于CDL的现场调色工作流程改为用于GoPro。之后，我们使用来自16部GoPro摄影机，约135——140个小时的GoPro镜头。我们很早就确定GoPro素材跟RED素材的外观是不同的，形成了对比——这种理念使得决定色彩工作流程更简单——我们并没有试图让GoPro材料跟RED材料变得完全一致——只是尽可能保持图像的高质量，直到DI中确定最后外观为止。”

GoPro镜头必须非常小心地处理。“我们知道，从8位的YCbCr转换到8位的RGB会引入更多的量化误差，”Ferguy说，“使得沙漠天空的漂亮浅色梯度出现条纹。我们决定应用内部图像处理工具来处理这部分的转换——直至16位EXR，避免任何低位深度的中转阶段。使用自有工具意味着我们还能够提取GoPro标头中蕴含的元数据——不仅仅是时间码，还有所有Protune设定，视场，摄影机序列号——这意味着我们能够像使用RED DRAGON时一样跟踪摄影机——这些信息在追踪特定的现场改变或摄影机机身时非常有用。”

MPC的Ledbury指出有个使用GoPro的镜头组需要特别注意。“一个是男主启程时直视太阳的镜头。它的高光剪切很有意思，我们必须对此进行重新加工以得到更好的范围。我们必须把高光做亮度键处理，加入尽可能多的动态范围。我有个很自豪的GoPro镜头是男主设置探路器时，镜头正好落在他的肩头，他在四处查看，我们必须在头盔上加上CG面盔。GoPro的变形很厉害，不过我们做的反射效果很好，会让人认为把RED摄影机放在他的肩头拍摄的感觉。”

红色星球实在太蓝时，怎么做？

虽然已经解决了复杂的火星CG建设怎么融入沙漠的景色，还处理了GoPro和3D转制问题，但MPC仍有一个难题需要解决——沙漠色彩丰富的蓝天。这通常都涉及大量的遮罩工作，然而，这个工作室却设计了一款被称为EarthToMars或ETM的有效去除蓝色的NUKE工具。“我的2D总监把它称为‘世界上最棒的反溢出工具，’Ledbury笑道，他指的是设计ETM的合成总监Lev Kobolov。“要摆脱蓝色似乎是相当容易的事情，可是那样会杀死其他颜色。ETM则挑选出深度模糊，蓝色以及反射光，并且能够加以控制。”



在明白虽然可能控制蓝色，但会耗费极多时间之后，Kolobov做出了ETM。“所有常规工具，比如色调修正，色键或者蓝色溢出的控制都不足够，而且色彩边缘表现也不好，没有做额外的遮罩或者调整，很多镜头也没有办法修正。”

“大部分蓝色溢出工具是基于‘如果’前提进行测试的，”Kolobov说。“举个例子，如果具体像素的蓝色比红色和绿色的值更大，这意味着它必须被改变。这些工具的问题在于边缘和如何得到不错的衰减，所以我们只好写个NUKE的专用工具。我出主意，MPC高级2D主管Alex Cernogorods创建代码，并给出操作建议。”

那么，ETM如何工作？ Kolobov又道：“该工具检测任何蓝色的痕迹，使用专用算法删除蓝色。我们能够控制蓝色变为何种颜色，改变程度又是多少。 ETM还输出一条额外校正色彩变化的alpha通道。它比目前的标准常规工具更好用，为我们节省了大量遮罩工作。这款工具是如此出色，所以我们也基于相同的算法建立了自己的绿色溢出工具，并将它用在所有绿幕拍摄之上。”

ETM成了几个步骤中的一部分，包括从处理火星天空一直到DI中增加云，条纹等气氛和色彩的DMP和特效工作。“在约旦拍摄的所有板块首先做了色彩平衡，然后使用ETM工具创造火星的天空，”Kolobov介绍。“在发送给客户做DI测试之前，我们使用ETM处理了来自约旦的几乎所有板块。一旦客户指示下达，天空的样子被批准，每个单独镜头的样子都会被释放并且被合成师处理。这个工作流确保了天空的颜色始终一致，能够被快速创造，而且可以尽早被客户批准。”

透明的玻璃头盔像镜子，其实很难做

电影中若有带面罩或头盔的人物时，经常必须面对问题：多余的剧组人员或环境反射，或者没法清楚地看到主要角色。《火星》也不例外，因此MPC必须执行以火星为基础的面盔VFX。



“由于我们在摄影棚拍摄了大量的火星表面场面，”Stammers说，“面盔必然会反射绿幕，灯，反光帘和黑丝绸。这相当于一面映照全体剧组成员和摄影棚的镜子。我们很少有保留实际面盔的镜头。甚至在沙漠的拍摄地我们都会把面盔去除，因为会看到剧组成员的反射。”道具面盔在重现玻璃外观时起了很多作用，但是也增加了复杂性，因为宇航员自己的动作——例如他们的胳膊和脚的动作——需要被反映到头盔上。“片中团队在做实验，用锤子敲敲打打，弯曲钻头等等，而每个面盔替换都必须反射他们在做的事情，因为他们在朝下看。所以我们要做他们的全程数字替身遮罩，以得到他们的手臂，腿，动作的CG反射。”

环境和建筑物也需要被反射。“我们已经建立了Hab的所有环境，立马就可以用，还挺不错，”Ledbury说。“因此我们会将那些环境与遮罩动画处理过的表演相结合，有时候素材来自目击摄影机。当你第一次把倒影放在它们应该在的地方时，的确会覆盖住很多面部，所以我们要撤回很多倒影，或者决定倒影应该在哪里——主要是避免被看见。”

由于演员的头必须正好位于透明的头盔之中，MPC渲染了面盔的深度色彩AOV，以供NUKE的深度合成使用。Stammers说：“侧面镜头会拍到他们脸之后的面盔后部，脸之前的面盔前部，所以我们要做很多深度渲染——大概每个面盔要做14个通道。”

男主和他的机组人员试图在强沙尘暴期间离开火星，结果男主被困火星。这场沙尘暴在Korda的绿幕摄影棚拍摄，Neil Corbould的团队编排了相当多实际效果，包括用大风扇吹向演员的尘埃——演员要经常绑着绳子以有所依靠。MPC随后进行了几个层次的数字增强。

在可视化预览中，Argon直接为沙尘暴提供构思。Argon的可视化预览主管Jason McDonald说，“原本在沙尘暴期间，一旦给出疏散命令，所有六名宇航员都会奔向MAV（飞船），而一旦男主离开，事情就会变得复杂，因为飞行员马丁内斯必须到一个方向去准备MAV，其他人则去另外一个方向搜索。在疏散命令发布之前让沃特尼待在MAV之内也会提供剪辑素材——因为我们开始意识到沃特尼不在了，可以观察他的反应。这样会为场景增加更多纹理，可以把沙尘暴的噪音和黑暗剪掉，变成更加安静，明亮的内景。”

即将到来的沙尘暴是MPC使用Flowline和Houdini创建的，但观众看到的大部分东西都是真实的。“我们用雾气模糊了摄影棚，并使其变为夜间，关闭了绿幕，把尽可能多的烟雾和颗粒物导向演员，我们用48fps拍摄了这些，又转回到24fps，没有做任何差值。雷德利喜欢把颗粒拍的非常清晰，所以他们减少了动态模糊。这是我们的出发点，我们也在此之上拍摄了更多的灰尘和颗粒元素。”

CG灰尘和颗粒通过MPC进一步渲染，然后和实际元素一起放到镜头之中。Stammers说，“我们把越来越多的层靠近镜头，帮助创造立体景深，一直把景深概念维持到背景。”



男主坚守在火星上，而他的团队则进入了Hermes，一架为了往返火星而设计的飞船，它自带旋转的部分以施加人造重力。根据Arthur Max的美工概念，Framestore处理了使用部分实拍现场构建的飞船板块，还有完全CG的外部和内部。Argon的前期预览，The Third Floor的技术预览和模拟摄影机服务在雕琢镜头和编排零重力布线工作时大有帮助。

在主要摄影期间，Framestore全情投入Hermes的全面构建。“我们试图让它和美国宇航局可能建立的东西一致，”Framestore视觉特效总监Chris Lawrence总结道。“Arthur Max花了很多时间去了解美国宇航局会实际做什么。在我们真正开始着手之前就大有故事了。”

这个团队活用了《地心引力》中建造航天器的丰富经验，直接从国际空间站（ISS）中引用细节。“例如，《地心引力》中虽有庞大的太阳能阵列翼，然而它们在片中一直是损坏的，所以我们必须完全重新构建它们！但我们很熟悉它们，也有很丰富的细节和参考材料。我们会配合灯光和照片与并肩设备。我们要补充greeble插件和灯光以获得额外的细节，所以结果会比较真实，而不是过于典型。”

先为Hermes，再为宇宙中的人物照明需要关于火星的微妙参照。“靠近火星的镜头很不好布光，如果飞船在火星的轨道上，棕橙色的反射光不一定会好看，”Lawrence道。“因此，我们研究了不同的色调和反射光量。我们必须在现场匹配摄影指导的布光，他会使用相当中立的反射光。最后，我们添加了一些火星反弹通道到NUKE的板块摄影里——基本上是去除溢出的绿色和红色——创造非常微妙的，把所有东西绑起来的线索。”



实地拍摄利用了The Third Floor利用空间场景所做的技术预览——这是首次在雷德利·斯科特电影中出现。“来自The Third Floor的虚拟制作总监Casey Schatz把Argon做的可视化预览制成了很好的技术预览镜头组”，Stammers总结道。“这意味着我们可以利用Technodolly和可视化预览，让雷德利看到背景实际输出。因此，虽然我们有非常小的Hermes气闸现场，但他可以架起镜头，看到背景中Hermes的全面延伸，火星等等。导演对绿幕总是有点不在行，但是我们所展示的让他惊讶。若把摄影机向右移动6英寸，就能看到整艘飞船！”

Argon也与TheThird Floor密切合作，提供规范。Argon的McDonald说，“有一个路易斯在零重力时漂浮着通过Hermes的走廊的镜头。我们在美工的走廊模型里做了一个数字布线设备和techno滑轨，做了路易斯和马丁内兹的角色穿过这个小场景的动画——这都是雷德利许可的。然后Casey用这个动画设置现场拍摄，并且驱动搭载演员的桁架系统以及搭载摄影机的technodolly滑轨。”



The Third Floor的技术预览被用于一个特定的镜头组——Hermes打开信息的场景。在这里，路易斯（杰西卡·查斯坦）沿着走廊飘过镜头，和其他宇航员一起飘下梯子。“Hermes打开信息的场景关键在于定位时间，弄清楚如何定位和移动演员，摄影机和支架的方式，以保持电影式的零重力幻觉，”Schatz解释说。“我们使用了一台很小的Technodolly，透过在走廊里开的小洞偷偷拍摄，同时又将其精确控制，接近现场。然后我们与特技部门协作，写了一个系统来控制演员在一台80英尺的2D桁架系统上的活动。此外，我们还输出摄影机曲线到Technodolly，输出旋转曲线到SFX旋转部分。”

The Third Floor的编程可以控制技术预览中的布线支架。Schatz解释道：“我用Python写了一个工具，它允许我们选择宇航员，以一种加速不会太快又可以复制零重力外观的方式将其发送到桁架支架。我们可以在Maya中做出这个动作的动画，用曲线编辑使其柔和，然后送至摄影棚里的支架。一旦演员们在太空中正确地运动，我们就输出动画到摄像机和旋转的‘重力节’，让一切都同步，都源于同一Maya文件。”

“技术预览包括摄影棚维度，摄影机信息以及我综合的各种制作信息，”Schatz解释说。“这样一来，我们就可以在拍摄之前先在Maya中‘实践’。作为技术预览的一部分，我们能够帮助确定这些空间镜头组将建成什么，有什么会做数字延展。我们帮助研发了很多镜头，它们都需要精确控制设备和桁架上的演员的动作，并能从动画无缝地过渡到实拍。”

“对于Hermes飞船，”Schatz补充说，“我们使用直接由美工部门得来，不断更新的几何形体，以反映不断变化的设计变更。对于俯视火星表面的镜头，我们采用高分辨率NASA贴图。摄影机设备是SuperTechno50和Technodolly，我们使用来自Panavision的规格对其进行详细建模。这两套支架都还原了现实设备的维度精确性和速度。角色支架则是The Third Floor的标准自动支架。”



对于一个Beck横贯Hermes外部的场景，技术预览被用来帮助确定设备，特技，摄影机和与飞船部分相关的演员的位置和路径。除了技术预览，The Third Floor还利用Technodolly连接至MotionBuilder，并制定了模拟摄影机设置，让雷德利和剧组在拍摄时看到空间站现场的CG扩展。这个模拟摄影机在零重力的场景也有派用场。“雷德利想展示Hermes里面的长度和旋转连接处的旋转部件之间的关系——转向节——再移到重力轮上的四根杆子，”Stammers说。

Hermes飞船几何体的模拟摄影机设置在MotionBuilder和现场Technodolly之间为导演和剧组提供了CG扩展的Hermes飞船拍摄时的实际现场。



重要的是，Schatz花了相当多的时间咨询并与各部门合作，协调技术预览。“我的典型做法是根据拍摄技术以及其他信息，如灯光的方向或使用的现场类型开始为镜头分组（摇臂，滑轨，手持式，内部，外部等）。我们会再与不同部门互动，如美工，视觉效果，特技，特效，展示打印输出和QuickTimes，搜集关于摄影棚内应该发生什么的消息。绿幕足够么，还是说他们要从上面飞过？计划好的摄影机的拍摄距离是否‘合理’，它加速起来有多快？是否有足够的空间用于特技的表现呢？我们将吸取这些反馈，再进行调整，而后输出技术预览。有些事情在电脑中看得更加清楚，比如一台特定设备如果旋转得过高，在15度时会把演员的位置调的太接近天花板，在10度时就ok。通过汇集现场所有这些细节并使其准确到阶段和摄影机尺寸，每个人都能够懂得工作时什么会起作用。”

该方法被用于拍摄气闸爆炸策略场景，即Beck横穿Hermes外部的场景 。“我们在Korda摄影棚的五号摄影棚拍摄，特技部门做了个4路绳索系统，”Schatz介绍，“这让演员能够脱离线性运动，飞过三个轴来拍摄走廊所需镜头。Hermes的部分一建好，Beck的动作就必须与现场部分紧密相关。我们也能够做这个系统的曲线动画，所以技术预览帮助显示了宇航员的实际运动以及布置。”

Framestore已经为这样的镜头做了一个Hermes内部现场，与没有天花板的现场组合。“我们从背景板用遮罩去掉了人员，然后稳定演员，删除他们身上的线，”Lawrence说。“有几个他们进入正在移动的重力轮转向节的镜头，所以我们不得不随着现场移动而作编排好的零重力动作。转向节则是完全CG打造，因为现场只建设了一半。”

演员穿着全套宇航服的零重力镜头往往是真人和CG替身的混合体。“我们与服装部门合作以得到头盔上的细节，这是我们跟踪标记头盔的地方，因此我们会做尽可能少的跟踪标记，”Lawrence道。“服装部门会在布料如何移动方面为我们做其他很多好东西，这意味着我们可以无缝地融合两者，当实拍宇航服和CG宇航服在片中交替出现时你甚至都无法注意到差别。”

Framestore再次利用《地心引力》中的CG服装技术检验创造数字宇航服。“将摄影作为起点可以获得最好的效果，”Lawrence说。“我们用Clear Angle扫描了美国航天局的物理太空服套装，让人员穿上套装，好看到他们的比例和关节，让他们做搞笑的姿势，弯曲胳膊和腿，单腿站立,帮助我们获得设备正确的支点。”

“然后，我们创造了跟随实拍和内置的折痕的高分辨率模式，”Lawrence补充说。“因为这是一个布模型，所以它的UV和拓扑都是一致的，在模拟时能够产生很好的折痕。其实所有这些替代细节都在模式内，这是非常好的，因为你可以通过它模拟演员走动时所有的皱纹和碎布的形状。该CFX团队的时间是最紧的，但是他们把服装模拟完成的很快。”

有时演员的精确的动态行为没法在现场拍摄，因为布线过于复杂。“但至少你得到了可以剪切的镜头，”Lawrence说。“这就意味着一个锁定的剪切，我们可以通过更换面部或者切断腰以下的部分，制作CG腿部来接管。对于理查德而言这是非常精明的举动，因为它确实为镜头组做了框架，让我们可以充实镜头组。”

像MPC一样，Framestore也有做数字面盔的工作，这次是为宇宙空间的场景而做。“我们在一些镜头有着真正的面盔，这意味着我们已经精确地按照实际面盔应该是什么样做了布光，”Lawrence讲述道。“反过来，这意味着我们实际上进一步处理了面盔，因为我们不得不引入新的图层，让面盔的玻璃边缘变形保持正确——这些若没有现实参考我们可能不会想到。”

太空救援


Hermes上搭载的宇航员们回到火星，沃特尼则坐在MAV内冲向太空。Framestore使用Argon的可视化预览和The Third Floor的技术预览交付了MAV的镜头以及沃特尼的大胆行动。





男主在宇宙中翻滚的场景是由The Third Floor做的技术预览。Casey Schatz说，“我与SFX主管Steve Warner一起设计了一个支架平台，可以使摄影机看起来是在男主之上，然后做动画轴，使拍摄结束时摄影机似乎位于他之下。认识到Technodolly可以把摄影机带到多高同时，我们发现了摄影机和拍摄对象移动的正确“混合”，使得最终呈现着男主在太空翻滚的感觉。”



达蒙是在MAV的一个部分里拍摄的，它在影片中有经过删减以降低重量，允许沃特尼在片内（几乎）凭借其到达Hermes。对于MAV的不稳定飞行，Framestore制作了旋转，有时只从板块保留达蒙的脸，以及添加浮动螺母和螺栓和火星外面的景色。“一个总在可视化预览内但出于某种原因没拍的镜头是内部MAV的个人视角——沃特尼环顾四周试图弄明白在发生什么事情的镜头，”Lawrence介绍。“他们没有拍摄这个镜头，所以我们必须建立内部MAV，为这个镜头做完整的CG内部，结果很不错。”

路易斯离开飞船，尝试接近男主，可却失败了，后者通过大幅减轻他的宇航服和利用排气压力离开MAV，以机动方式穿过宇宙，让团队成员大为吃惊。Framestore就是在这里面对挑战：他们必须保持和增强在专业支架上的实拍动作，增加浮动系绳，同时保持场景的紧张。

“马特待在一台中间有旋转万向节的桁架上，其他人则凭借绳子在上面摇摇晃晃，”Lawrence如此描述实拍。“这好在让演员的表现有着物理性——与离心力的斗争使得场景更加真实。对演员最难的部分可能是让他们想象这个巨大的绿幕现场附近都有什么。”

“不过，这是本片中最困难的技术动画，”Lawrence说到。“例如系绳，要实拍能够漂浮的系绳实在是不可能，只能做CG。我们还必须与它进行交互，因为演员得凭借系绳相互拉拽。最终，整个镜头组是真人和CG角色的混合。有两个十分相似的镜头在剪切时也很接近——两者的镜头融合到了一起。一个是实拍的，另外一个则是以类似的角度和动作完成的CG替身镜头，其中的人脸是用板块取代，这会带来最佳的剪切效果。”

任务控制中心的另一面。

电影的大部分场景在火星，Hermes号和任务控制中心，在监视器和显示器的援助之下讲述故事。Territory工作室与美工设计师Arthur Max和UI艺术总监Felicity Hickson合作，负责通过动态图形实现屏幕上的内容，主要是以通道制作演员在现场直接与之交互的部分。

“最大的挑战，”Territory创意总监David Sheldon-Hicks说，“是寻找非常明确地表达复杂的科学信息的最佳途径。这对整个团队都是个大挑战，因为在呈现东西之前，我们必须先理解其中蕴含的科学，然后才能把它融入对话之中并且将它提炼。这个过程的确很痛苦，却对增加图像元素的现实深度大有帮助。”

该工作室为每个关键现场设计语言——任务控制中心，Hermes飞船，美国宇航局喷气推进实验室（JPL），火星上升飞行器（M.A.V.），火星上的Hab，火星漫游者（Rover），美国宇航局的办公室，探路者，航天服臂载计算机，团队成员的个人笔记本电脑。他们做了大概400个现场回放镜头，大部分是动画图形。

现实参考一直都是关键，Sheldon-Hicks指出。“雷德利邀请美国宇航局和欧洲航天局就这个项目的各个方面提供意见，NASA的戴维·拉维是我们主要的联系人。他为我们提供了各种可能的参考材料，从旧的任务计划和数据，探测器的图像，任务控制中心的照片，工程设计图，火星表面的卫星图像，他们使用的工作站和软件的类型，一直到每天的时间表和报告。在美国宇航局的控制中心和JPL，他们与其他人一样使用键盘和鼠标，所以我们坚守这一点。如果创建不必要的复杂交互式控制，就会过于偏离现实。比如，很多在宇宙空间中系统的相互作用是通过物理控制，所以我们的图形充当显示器，而不是用户界面。”


任务控制被证明是最具挑战性的UI工作，因为它涉及到大约100块屏幕，其中包括一排18米*6米的LED显示器。屏幕的外观和感觉来自美国宇航局的研究和参考。“每块屏幕都有真正的目的，我们需要确保反映这一点，”Territory的艺术总监兼首席动画师Marti Romances道。“给予现场独特的身份是很重要的，这包括了大量的信息，包括真实的视频反馈和与演员交互的遥测数据。我着力打造一种能包含这些现实因素的视觉语言。按照我们建议，Arthur Max选择了渐变蓝色和精细白色和红色线条的组合。一旦最终的屏幕由我们的现场播放合作伙伴Compuhire完成编程，现场便注入了活力。”

Hermes上稍带未来风格的屏幕使用了不同的处理方法。Territory参考了美国宇航局的屏幕以及SpaceX公司的工作。“最后现场的背景使用了不同的暗色调，比如深蓝色，紫色和绿色，”Romances说，“还有非常生动和明亮的色彩——（主要是白色和明亮的屏幕——用以表现这些屏幕上的数据和按钮。”



Territory首先在AdobeIllustrator设计了用户界面，然后在After Effects做了窗口和窗口小部件的动画。“以非破坏的方式构建图形（能够向上和向下扩展，而不会损坏像素质量）是关键，”Romances指出，“因为我们要重新利用许多图像的不同纵横比。美国宇航局非常透明，他们提供了庞大的图片库帮我们作参考，有些也成为了某些屏幕的内容元素。不过我们没有利用美国宇航局的火星表面图像，而是由3D主管PeterEszenyi创造火星卫星，Hab，探测器和其他对于故事点很关键的元素。”

“大多数交互式屏幕上的指令，如任务控制中心的，是由Compuhire编程的图像镜头组，”Romances补充说。“屏幕被编程以显示实时刷新的图像，我们的动画和模拟通常都会减少到每3秒一张图。其他屏幕被编程以模拟演员笔记本电脑的输入界面或者任务控制中心的电脑，因此不管演员们输入什么，正确的信息都会出现在屏幕上。”

一个关键的监控场景中，沃特尼从火星通过探路者飞船传递手写消息。“大多数人将其归类为一个简单的镜头，只需将背板照片合成到另一张照片就行”，Territory的3D主管PeterEszenyi说，“但我们要把它做成如照片般逼真，完全灵活的3D场景，这样如果拍摄角度，当天时段，照明设置或镜头广角发生任何变化，我们都能非常快作出回应。”

“要实现这种层次的细节，我需要创造镜头，”Eszenyi继续，“我搜集了关于探路者的光学系统的所有信息，计算出沃特尼放在摄影机之前和镜头之间的通道的精确距离。我设计了几个环境的版本，最后我们用一张来自实际外景地及拍摄的照片投射到3D几何体上作为基础。我们收到了关于面板格式和材料的参考，还有马特·达蒙的手写句子。我创建了不同版本的探路者的太阳能电池阵列，仪器以及放气缓冲，以确保如果制作需要我们可以提供更广泛的渲染。”



现场回放是火星上具有挑战性的场景。比如沃特尼在MAV里处理机械改变时的场景——Romances解释道：“只需对屏幕上的按钮做出调整，他就能找出问题。这个屏幕在现场是完全可用的，但为了视觉上呈现飞船内发生的事情需要几个步骤。我们必须从循环动画中隔离交互区域和按钮，然后当按钮被按下时触发新的动画。”

这也适用于Romances专为Hermes模拟器设计的屏幕，当Martinez在遥控Iris探测器或者MAV时。“举个例子，”他说，“航天员马丁内斯在Hermes控制的MAV模拟器是在Illustrator内设计的，有一些交互式按钮——在现场这必须按照一定顺序按下。为了现场表现，我们隔绝所有的交互式按钮，将其进行编程。在屏幕的中间我们以可视化呈现该远程控制探测器的每个阶段。因此，MAV起飞的动画和渲染是用现场按钮激发的。MAV的3D渲染是在Cinema 4D中使用线框通道来变得更加现实。我们喜欢做能在现场实际使用的东西，不仅为了帮助演员将表演与动作结合，还要让他们和屏幕交互。沃特尼在漫游者中输入的，跟任务控制中心交流的所有代码都是可用的。所有传信镜头组也是一样。”