【技术文档】电影《热气球飞行家》三大特效公司制作大解密（ 影视特

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      由汤姆哈珀指导的根据真实事件改编的《热气球》最近在各大欧美院线上映。片中讲述了冒险家阿米莉亚·瑞恩(费利西蒂·琼斯饰)和先驱气象学家詹姆斯·格莱舍(埃迪·雷德梅尼饰)乘坐热气球飞入高空破纪录的故事。他们乘坐了一个名为“猛犸”的巨型热气球途中展示了自然界的各种奇观同时也伴有各种危险。他们的高空之旅很快就变成了一场生存之战。

路易斯·莫林(Louis Morin)担任整部影片的视觉特效总监。其中Framestore制作了大部分的电影特效，Christian Kaestner担任视觉效果总监，Stuart Penn负责主场景的准备工作。Rodeo FX在视觉效果总监Ara Khanikian的带领下也完成了电影中精彩的结局部分。The Third Floor的可视化主管Jason Wen负责了该部影片的previs和techvis的制作。

路易斯·莫林说：“为了这部片子专门聘请了航空工程师Per Lindstrand来建造一个完整尺寸的热气球。真实的热气球是非常好的参考，但是在电影中只有一个热气球的实景，就是演员在吊篮里的实景飞行的镜头。剩下的都是特效。大约70%的电影是在蓝背前拍摄的。一开始，我的第一个想法是拍摄底片，创造一个360度的天空环境，我们可以在片场使用。但方案太耗时了，所以Framestore开发了一个自定义增强现实iPad应用程序，叫做fARsight。我们准备好了天空背景，每次准备拍摄时，汤姆·哈珀(Tom Harper)和摄影导演乔治·斯蒂尔(George Steel)都能看到演员具体在什么位置。同时这也是确保照明与背景环境匹配的好工具，这是蓝屏拍摄影片的关键。”

路易·莫林继续说：“我在路易斯安那州用6个8K的红色氦摄像机组成了多摄像机阵列拍摄了5天。把所有这些镜头都缝合在一起，这样就成了我们片中360度的天空环境。当你把这些素材缝在一起的时候最终得到的素材是42K。想象一下这些数据，简直是疯了!我们使用这些素材作为一个完整的实景环境，或者我们只使用其中的一部分。中层的CG云就有了非常好的效果。但同时我们也要设法将项目控制在PB级以下。”

路易·莫林：“片中有两个体积云的镜头。我不得不说，尝试用CG制作云是一场噩梦。阳光穿过云层散射出来，再从光到暗的层次变化，所有的这些过程我们都需要大量的细节。还有一个扣人心弦的镜头，就是女主爬上了热气球的外面，费利西蒂·琼斯（Felicity Jones）很棒。我不敢相信哪个女演员会像她一样大胆。她最后整的全身都是瘀伤！埃迪·雷德梅恩（Eddie Redmayne）也是如此，他们甚至在真正的热气球上进行了一些特技动作。

这部片子从头到尾的拍摄都非常自然，乔治·斯蒂尔(George Steel)几乎在整部电影中都手持着摄像机。有一个镜头，阿米莉亚从气球上滑下来，摄像机跟着做了一个360度翻转。我们想让它看起来像是一个刚从降落伞上掉下来的人拍的。因为我讨厌镜头像CG那样完美的移动。我们确保每个镜头都有手持的动态。正是有时的不完美的细节使它更真实。

The Third Floor

詹森·温（Jason WEN）介绍说：“我们制作了沃克斯豪尔游乐园（Vauxhall Pleasure Gardens）的开幕式的镜头，制作了各种气球的镜头，暴风雨镜头，蝴蝶镜头，热气球到达它的最高点和坠毁的镜头。导演与我们分享了完整的剧本和大量的故事版。我们试图与故事版保持一致，专注于摄像头，照明和热气球动画。最大的挑战是保持气球和相机的运动相对真实。为实现此目的，我们在建模时对地球模型进行了等比缩放，并构建了不同版本的天空和地球。我们根据计划建造了Techvis，还搭建了64英尺的Techvis吊车平台，与客户在片场使用的相匹配。我们还为一些直升机拍摄了techvis，以告知需要从空中拍摄时的参数。

Framestore

埃迪·雷德梅尼(Eddie Redmayne)和费利西蒂·琼斯(Felicity Jones)在影片中乘坐热气球飞行了大约2438米(8000英尺)，但大部分动作都无法拍摄成真正的实景。很明显，这部电影无法让琼斯和雷德梅尼乘坐19世纪的热气球到达海拔11887米以上的高空，即使他们可以，也没有办法正确地拍摄。

Framestore的任务是为电影提供大部分的视觉特效，他们与导演合作，处理演员和云的实景素材，以及CG效果和计算机生成的体积云。Rodeo FX负责来在电影的最后部分，也就是“热气球下降”的VFX部分。

        Christian Kaestner介绍说：“我记得2018年2月我们在Ealing Studios开了第一次制片会议。这是一次与导演汤姆·哈珀、制片人和各部门负责人的圆桌会议。汤姆是一个非常善于与人合作的导演，我们在会议中讨论了方法，以及不同的部门如何协作来实现。该团队还邀请到了世界著名的热气球驾驶员科林·普雷斯科特，他为团队提供了珍贵的飞行经验。”

       Christian Kaestner补充说：“我们的任务从一开始就很明确。为了让观众完全沉浸在故事中，我们的融合必须是无缝的。在任何情况下，我们都不能让观众离开电影。”

        Christian Kaestner继续说：“导演汤姆非常希望部门主管和主要成员有机会体验热气球飞行。费利西蒂·琼斯和埃迪·雷德梅尼乘坐了几次热气球进行飞行，我也很幸运能在热气球上进行了两次飞行，这样做无疑有助于使该项目更具有真实性。我监督关键镜头的拍摄，并与特技和特效团队密切合作。特技团队将在previs下进行排练，排练镜头和拍摄特技，并反馈给previs团队进行调整。

天气和对天气的研究是故事剧情的核心，因此，对Framestore来说最大的挑战就是制作令人惊叹的云景，而云景在数量、精度和艺术方面都是前所未有的。这项工作始于Framestore的内部艺术部门，该部门为导演提供大气云团的概念艺术。视觉特效总监Christian Kaestner解释说:“它必须是写实的，但也需要微妙的梦幻色彩。它必须用美丽的图像和可信的电影技术来讲述这个精彩的故事。”

在整个影片中，云层以各种形式围绕着这对情侣——从高处到近处，在雷雨和晴朗的天气里，事实证明这是一个创造性的、技术性的、有时带有哲学色彩的壮举。Christian Kaestner说:“我们一生都在看云，已经习惯了云的无形和短暂。”“但是，当它们构成了电影中如此重要的环境时，高难度的挑战形成了，你本能地知道什么看起来是真实的，什么是不真实的，当涉及到形状、模式、运动以及光线如何穿过它们的时候。”这意味着我们必须花很多时间在真实度上。为此，研究小组求助了麦吉尔大学的一位气候学家。CG主管本·马加纳解释说:“在其中一个镜头中，我们制作了一个覆盖了30公里的巨大云层。”“由于镜头非常广阔，所以意味着云层必须都要制作出来，不能够‘偷工减料’，所以我们运行了大量的模拟来生成随机的、有机的云形状，并确保光线的散射和密度看起来是可信和自然。”

      特技组把热气球的篮子悬挂起来，使它能真实地移动。Christian Kaestner解释说:“我们大部分的绳子与真实热气球上时的角度是一致的。还有一个悬挂环，可以让篮子以正确的方式摇摆和弹跳。虽然大部分的氛围是在后期添加的，但在主要的拍摄过程中，演员们身上被涂满了类似薄雾和蒸汽效果的涂料。其余的雪、冰晶等我们添加在顶部，这样有助于有一种热气球正在旅行的感觉，”他补充说。

热气球上升到了11887米，这也需要特效技术的微处理，Framestore的特效部门用漂浮的冰晶填充了整个天空。对哈珀来说，让观众知道气球的飞行方向是很重要的。雪花和小冰粒是用来说明的好方法。CG主管Britton Plewes说:“在某一时刻，雪花以和气球完全一样的速度落下，很难让它们看起来好像还在移动。

起飞后不久，艾米莉亚和詹姆斯遇到了暴风雨，包括雷击、云雾和倾盆大雨，这些都是在一个蓝背舞台上拍摄的，天空完全是用CG制作的。但是雨过天晴，成千上万的黄色CG蝴蝶飞舞着。为了精确地重现这稍瞬即逝的美丽瞬间，Framestore团队将动画工作与粒子模拟相结合，同时捕捉到了蝴蝶成群结队的微妙运动原理。“所以我们添加了蝴蝶:700,249只蝴蝶!” Christian Kaestner说道。

阿米莉亚爬气球

当他们到达极高的高度时，阿米莉亚的任务是爬上热气球。“这是一个鼓舞人心的时刻，”导演评论道，“但这也给我们的艺术家带来了压力，因为这个镜头中除了阿米莉亚的表演之外，我们没有什么可以依靠的了。”这些镜头非常复杂，因为琼斯是在一个实用的柔软表面上拍摄的，这个表面对她的体重有反应，这需要与数字热气球的表面无缝融合。“这是一个非常棘手的过程，虽然实际的绳索已经足够长，但是我们必须制作出绳索延伸的感觉出来。我们还要挑选出哪些绳子需要保留下来的，哪些绳子可以延长，或者干脆把它们擦除，然后用数字技术替换它们，” Christian Kaestner 回忆道。

正如合成主管路易吉·桑托罗（Luigi Santoro）解释的那样，演员在寒冷的天气中的表演也需要一些后期制作技巧。他说:“冷凝呼吸是一项挑战，但通过在冷藏车里拍摄念台词的配音演员解决了这个问题。”然后，我们用面部追踪技术将呼吸效果调整到合适的比例，完美地匹配了埃迪和费莉希蒂的惊人表演。演员们的脸上和手上也都会有冻伤的CG效果。

起飞前，电影的定格镜头是以CG为背景。热气球一升空，这对夫妇就开始俯视1862年的伦敦，这个镜头拍摄了大约1000张照片，这是一个需要准确性和大量研究才能完成的长时间镜头。“这是我们面对的最具挑战性的镜头之一，”

该项目几乎完全是在Framestore的新渲染器 Freak中渲染的。“它对制作云的效果非常有用，因为它让我们可以更自由的和很多材质师一起工作。Framestore最初使用的是Arnold，但后来已经转向了一个新的渲染器，因为它提供了完整的代码访问和灵活性，可以有高端的解决方案，这对于Framestore这样的公司来说是至关重要的。这种灵活性在优化方面是技术性的，在细化的精确外观开发方面也是创造性的，比如光散射。他补充道:Freak给了我们足够的控制来处理不同的设置，我们也很好地控制了光线在云层中的散射效果。

克里斯蒂安·凯斯特纳负责了热气球从开始飞行道最后的下降的整个镜头， 他介绍说：“我们开始从那里沃克斯豪尔开幕的镜头开始。我们延伸了体育场的部分建筑。起飞后，阿米莉亚（Amelia）和詹姆斯（James）滑过了CG完整版的1862年伦敦。热气球消失在厚厚的云层中，在最后一片积云中遭遇了一场意想不到的风暴。暴风雨过后，我们破云而入，看到了迷人无边无际的云海，在傍晚的阳光下格外明亮。当我们继续飞行的时候，我们遇到了成千上万的蝴蝶在风中优雅地飞舞，然后才到达打破最高记录的高度。

克里斯蒂安·卡斯特纳继续介绍：“在后来，詹姆斯因为氧气不足晕死过去了。阿米莉亚（Amelia）试图爬上气球并打开已经冻结的顶部阀门。在这里我们精心设计了太阳位置来增强眩晕的效果，并结合了令人惊叹的云景和星星的视觉效果。阀门打开后，阿米莉亚（Amelia）也昏倒了，气球开始降落，她躺在上面，创造了一个自上而下的画面。后来，Amelia苏醒后再重新进入热气球，并努力唤醒詹姆斯，这个时候一个非常美丽的镜头出现了，下降的气球赶上了下雪的天气，雪花似乎悬浮在半空中，这也是Framestore制作的最后一个镜头。

       毫无疑问，将Framestore的艺术部门中引人注目的概念艺术转化为可信的、逼真的场景这是非常困难的。导演汤姆给了我们一个很好的指导，但同时，在技术上或视觉上都没有捷径可走。即使有了今天的渲染能力和物理上精确的材质编辑器，在大量云景中模拟光的散射也是一项困难的项目，需要整个团队的人都全力以赴。

      最后，Framestore为这部影片提供了501个镜头，其中497个都是CG制作完成的。

Rodeo FX

视觉效果总监Ara Khanikian介绍说：“当听到需要制作的效果时，我们是非常兴奋的，当然也有些犹豫，因为有人告诉我们:`我们需要设计一个场景，一个19世纪的热气球，放气后自由降落在云层中，在一个英国的乡村和一个灿烂的夕阳下坠毁在树上！`这样场景的制作难度是相当大的。”

我们主要挑战是在CG中创建和照明逼真的云景。我们很清楚，我们不能使用matte painting的方法，这是基于光线、相机和角色运动的整体复杂性的动态拍摄。使用Terragen，我们创建了许多自定义的云景，其直径范围为3到6英里，并将它们分散到两个不同高度的单独的云层中。我们使用了各向异性的体积效果来模拟远处大气的形成、自然光线的溢出、日落时发出的暖光以及地球表面的低洼效果。

在放气的气球内必须发生一些有趣的物理过程，这个镜头最大的挑战之一是开发纺织物的外观和相互作用以及它的绳网。通过在气球顶部施加压力的CG体积的制作方法来精确地模拟热气球，模拟氢气如何反应以增加真实感。创建适当的层次结构和约束，我们便可以对热气球放气，同时保持控制绳索的张力和它们与篮圈的连接。我们创造了一个主场景，从头到尾编排了热气球的路线和速度。这就创造出了完美的效果。

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