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巴别塔、曲速引擎、虫洞理论,用什么去构建一个时空飞地?

原创 2020-10-28

本文来源于:Fn Media Lab                   

科幻电影中的装置


最近看到电影《信条》的风评,称其“重要道具‘时空转换门’,‘最终算法装置’等制作简单粗糙‘。诺兰的影迷大都了解这位导演并不完全依赖 CG 营造虚拟场面,从全尺寸建筑到科技装置,许多场景与道具都是实际制造搭建的。就电影情节而言,这扇可以使人进入正向时空或者反向时空的 U 型门,正是“正熵”与”逆熵” 情节铺成的关键。但相形之下,就视觉造型而言《星际穿越》中的 TARS 机器人、永恒号飞船以及五维空间和黑洞的设定似乎更受追捧。这点从网友们津津乐道于仿造 TARS 机器人就能看出,而在实际电影制作摄制中,TARS 则是由英国制作设计师内森·克劳利(Nathan Crowley)团队操刀实现,重达 90 公斤,借助液压系统触发附件控制器运动。

TARS 机器人被诺兰设计成去拟人化的 四边形和多种组合运动模式,在遭遇大浪时,TARS 的一侧变成螺旋桨;在基地爆炸时,它的一侧又成了助推装置。| 单张图片来自网路

这种有形的、可触摸的物质性非常让人着迷,而面对未知的,诺兰的科幻电影也依旧坚持科学理论,力图贴近真实感。为电影《信条》和《星际穿越》提供理论支撑的是曾获得 2017 年诺贝尔奖的物理学家基普·索恩(KipThrone)。我想科学家索恩与电影人诺兰的合作,可以很好地佐证我们如今常常提到的跨学科融合——电影票房与学术论文就是科影融合”直接成果。《星际穿越》中的黑洞是基于索恩的计算,并由特效团队以软件运算而成,以至于有些单帧需要花费上百个小时渲染。如果要为这个成果贴上一个标签,“史上第一个符合广义相对论的渲染器”大概就能反映它的独特性。要知道在此之前的特效渲染器都是基于“光沿直线传播”这一原理;而这个原理在黑洞附近并不适用,特效团队因此才参考索恩的方程式。


构建一个时空飞地


一方面,索恩认为视觉化是“利用直觉跳跃性地猜测我们要研究的方向”的重要工具。而另一方面,不论是人工绘画还是计算机作图,与数学语言互为补充的图像语言是传达给大众的重要途径。如果不是去年发布的人类史上第一张黑洞照片, 我想大众对于黑洞印象还停留在《星际穿越》。

正是抱着对 100 多年的黑洞研究史的敬畏,Fn Media Lab 工作室研究了众多的黑洞艺术图景,模拟装置, 渲染器效果。基于这些视觉图像的研究,工作室展开了对超越时空旅行的想象,而这正如卡尔·萨根小说Contact(后改编成电影《超时空接触》) 中的概念转换,当黑洞被替换成可以穿越时空的虫洞,又将刺激我们“跳跃性的猜想”。小说中,虫洞有两个洞口,一个在26光年外的织女星轨道附近,另一个在地球附近,如果是这样的话,在地球上我们面前的虫洞洞口会是什么样呢?

Fn Media Lab 公共装置作品《反视界》创作中,形态基于爱因斯坦-罗森的数学虫洞 |LED矩阵、不锈钢结构、数控系统

一座通天的巴别塔,一台直达外太空的轨道电梯,一架装载着曲速引擎的宇宙飞船,对于时空穿梭的期待与想象一直陪伴着我们,甚至从我们儿时熟稔的任意门,时光机开始就欲罢不能。《反视界》并不是 Fn Media Lab 第一件探索未知物质世界的装置。如果你是一个天文爱好者,我想你一定还没忘记, 在 2018 年 11 月 26 日,由“洞察号”探测器捕获的一张火星地表图片。这张图片由部署在“洞察号”机械臂上 的彩色导航摄像机(IDC)拍摄,经火星轨道上的 2001 火星奥德赛卫星传回地球。而“洞察号”当年冒险触地登陆的位置就是火星埃律西昂平原(Elysian Planitia)又称极乐世界。刘慈欣曾提到“大科学装置能给科幻 创作提供故事灵感”,而同名为《极乐世界》的创作正是来源于这件大科学装置。试想一下,如果我们可以扫描火星地质表面,并将画面中的数据信息以图景传达出来将会是什么样呢?

模拟采集火星地表图像 | Fn Media Lab 公共装置作品《极乐世界》

荣获未来火星生活设计大赛公共艺术金奖

装置动态视觉影像 | Fn Media Lab 公共装置作品《极乐世界》

装置外观 | Fn Media Lab 公共装置作品《极乐世界》 |光雕投影、不锈钢结构、数控系统


这两件系列作品的最初样貌是Fn Media Lab工作室以装置和动态图像转译时间、昼夜更迭的景象为开始。日照变化是我们体验时间推移最原初的方式。《地层表述》与《时光秘境》这两件公共空间中以装置形态和光影雕刻呈现的作品,将光视作为动态变化的创作元素。《地层表述》中随着日照角度的推移,光线透过顶部的彩色滤光装置映射在地表。而在夜间作品延续《时光秘境》中的形态以光影雕刻(video mapping)的方式呈现,好似由日光交棒给人工光源,将漫延连续的流动性影像投射在装置中的管状载体之上。

Fn Media Lab 公共装置作品《地层表述》 |光雕投影、不锈钢结构、彩色夹胶玻璃

Fn Media Lab 光影作品《时光秘境》|光雕投影、铝合金桁架


如果你已经阅读到这了,那么非常感谢你的耐心,我想最后借用《信条》电影中的一句台词的范式,别试着理解它,体验它。


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巴别塔 CG虚拟 科技装置 渲染器效果

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