Layout部门在项目中主要负责三维相机的还原与制作，场景与道具的匹配、组装，并设计资产在场景内的布局，构成完整的最终场景，交由其他部门继续进行制作。制作准确的镜头postviz，添加指导性的灯光、动画、特效效果，为视效总监以及导演提供先导性的镜头判断，为其他部门提供准确的制作方向。

【北京坝体场景资产搭建与布局】

在项目制作中，引擎发动机是一个体量相当巨大的资产，Layout部门艺术家根据电影剧情发生的不同环境，以分区域逐步搭建的模式去完成整个场景的细化工作。发动机最外围是一圈高大的坝体，防止一切外部因素对内部的影响，作为地下城与外界连接的区域，承载了许多重要的设施。北京坝体是整部影片第一次对外部环境的展示，艺术家们从这一部分开始对坝体上的环境进行设计搭建。

而场景制作的思路，主要是在遵从概念设计的基础上，根据剧情发展的空间位置关系，推演资产的布局，保证了物理空间的正确性与艺术美感的需求。在模型部门制作资产的过程中，Layout部门会先使用简模搭建场景的基础框架，根据实拍镜头添加细节，做进一步的细化。导演团队会在最终完成的场景上进行涂装设计，后期艺术家对涂装进行三维还原，为导演、视效总监以及上下游环节提供高效快捷的可视化参考。

根据概念设计搭建简模框架

影片中通过控制中心可进入内桥，位于内外桥的中轴线上的坝体宽度在330米左右，其内设施包括运载车停车棚、货物、电梯井出口、路牌与路灯，虽然户外是极昼，但大量风雪的存在使能见度变低，依此也设计了大量的照明设施，如灯塔、莲花型大灯与随处可见的路灯。

根据镜头设计行车路线

在最初的二维分镜设计中，主角驾驶车辆经过两次左转，撞击墙壁驶出坝体，通过与总监的沟通与讨论，设计出了完整的行车路线，为每个镜头划定了所处区域，确保三维场景可以准确的进行衔接。

细化场景资产

车辆行驶道路与人行区域由路灯与路墩的组合隔离开。

人行区域有大量行驶的叉车，Layout艺术家在坝体边缘设置了延伸出去的平台结构，添加了叉车的停车棚，同时在各处摆放了大量物资，为运行的叉车提供了相对有目的性的行驶路径。

运载车斗车车棚内部的陈设和车辆摆放，会严格按照现场制景搭建三维场景，精确匹对车辆之间的距离、车间的隔离墩和护栏。

△原始素材

△Layout摆放

△最终画面对比图

配合设计，按照还原好的车辆布局，对涂装进行了重新调整。

涂装的三维还原

在与视效总监的不断沟通，对导演反馈的不断修改过程中，整个场景的设置也已基本完成。此刻，Layout同时在进行制作的内桥与外桥也已经完成，组合成为一个完整的资产场景。

导演团队在完成的场景上绘制出了建筑涂装效果。

严格按照设计规则，创建涂装模型，标示出行车路线、禁行区域、人行横道位置、道路标识，用以提供给材质贴图以及动画部门直观的制作参考，也可以为视效总监与导演提供可视化的设计判断。

此次项目的制作，整个场景资产的体量与数量过于庞大，将资产整合在一起之后，对于平台的运行有着相当大的压力。面对这些问题，技术部门给予了较大的支持，在流程工具的帮助下，使用减面与烘培贴图的方式针对高模进行优化，在满足中心点位置与命名统一的条件下，制作用于显示的代理资产，减缓文件压力。资产移交于下游部门时，同样可以通过工具将替代资产进行转化，选择所需要的部分进行制作，降低整个工作流程的制作压力。

坝体场景范围相当大，为了营造热闹繁荣的场景氛围，需要加入大量行走的工作人员，由于实际拍摄是在绿棚内进行的，无法容纳太多的群众演员，需要后期来实现。使用三维群集去制作无疑会进一步增加流程的压力，对于近景角色的需求，资产的处理也会花费大量的资源。Layout艺术家最终采取了放置实拍素材的方案，在绿棚内拍摄单位角色素材，在三维场景内放置面片，贴图并调整透视，使用Layout摆放与合成的方式制作群集角色。

这样做便于对角色的站位以及疏密进行精确的调整。难点在于对现场的拍摄要求较高，演员表演要到位，以及后期在素材上的选择，对于角色正确透视与比例上的调整。

△三维空间

△原始素材

△Layout摆放

△最终效果对比图

【地球引擎分布-发动机的布局】

发动机布局视效制作部分，Layout部门的艺术家首先要与总监沟通，获取制作需求，查阅相关资料并对地球进行区域功能规划，优先制作整体发动机的基础架构，以可视化的状态与总监沟通细化方向，最终确定后，会根据每个镜头的艺术需求做进一步调整。

【基础构架与分区】

行星发动机主要存在于北半球，首先要划分出了三个区域：赤道地区（转向发动机）、北纬30°-65°地区（推进式发动机）、北极圈地区（推进式发动机）

△区域划分

其次，使用工具制作整个地球行星发动机的基础构架，并通过设置工具的参数，调整各个区域发动机的密度、随机、噪波等参数。使整个基架便于高效快速的修改。

△基础构架

赤道地区：四个发动机组成不均匀的四边形，作为一个组合，有序的分布在赤道上，从而发挥最强的转向力。

△赤道地区

北纬30°-65°地区：这个地区根据经纬线进行线性的发动机摆放，并添加的Noise和随机效果。

△北纬30°-65°地区

北极圈地区：以北极点为中心做发射状分布，使各个区域发的推进力汇聚在一起，产生更大的推进加速力。

△北极圈地区

【海陆区域划分】

在基础构架之上，为了增强合理性并加强艺术效果，需要区分陆地与海洋区域的引擎密度划分；陆地部分密度增大，海上部分保持原有的稀疏状态。

△地球贴图

应用地球黑白贴图，划分出明确的海陆区域。

△海陆区分细节效果

借由程序运算与手动处理，使两个区域有着较明显的区分，海面部分也在保持大框架的基础上，打破规矩结构，增加随机性，显得更为自然。

△海陆区分整体效果

根据具体镜头修饰构图

最终Layout艺术家会根据实际镜头，结合导演与总监的反馈，做出更加细致、符合艺术需求的修改。

△镜头细化

根据地势的高低进行着发动机的稀疏分布，避免陆地发动机分布的过于均匀。

△镜头展示

在这个过程中，一步一步完善创意，规划技术解决的方案，节约成本，实现高效生产与艺术达成相结合的目的。

片头出片名的镜头，地球在发动机的推动下缓缓启动。制作中的难点在于，如何设置星球之间的位置关系以满足构图与节奏的需求，与发动机火焰的示意效果。

△出片名镜头

首先查阅相关的资料数据，Layout艺术家在三维软件中还原了地球、月球、太阳在星系中真实位置与比例关系。在参考前期previz的过程中发现，当时为了满足导演的需求，previz的制作在二维层面上添加了额外的动画，为了保证效果，Layout艺术家在三维空间中适当调整月球和太阳的位置，以及调整相机和地球运动的动画，匹配整体的构图与节奏。

现阶段的制作完成后，通过在三维软件中模拟太阳光，来实现太阳对地球边缘的受光影响。然后渲染出所需要元素分层，为了节省时间成本，星空和太阳光效是在合成软件中实现的，通过三维相机的投射，制作了远中近三层星星。使其在相机的运动情况下，产生细微的透视变化。增加了部分不定时的星星闪烁。太阳的光效也是在合成软件中完成，通过调节各元素的相应参数，完成Lay阶段的效果展示。为导演和下游部门提供参考。

【引擎桥梁-资产搭建与布局】

影片最后的高潮部分，均是发生在苏拉威西三号转向发动机内，有大量在内部桥梁行驶的镜头。首先，Layout艺术家需要完成发动机内部引擎桥梁的拼装与布局，根据剧情变换的场景破坏程度以及相对应场景的镜头制作等。

其次分析已有的资源：在数据上面，发动机的总半径大概在16公里，内部桥梁的长度约为12公里，桥面离底部地面高度在700米左右；前期previz所使用的简模场景；导演团队提供的涂装设计图。

方案制定：严格按照已有数据与设计，在简模的基础上，使用高模进行拼装；在桥梁的涂装方面，因为12公里长的桥如果都需要绘制材质贴图的话，工作量是相当大的，通过前期的讨论与方案商讨，Layout艺术家需要对原始的涂装设计进行修改，使用一节贴图重复、首尾无缝衔接的桥段去拼凑，增加桥梁拼装的灵活性，运用在了包括引擎外桥的所有桥梁上；在故事发展的过程中，桥梁会经受地震以及火焰喷射气浪的影响，造成不同程度的破坏，据此需要多准备两套破坏状态的桥面资产，以应对剧情的需求；最终会根据具体镜头进行细节上的调整。

涂装的三维还原

在模型部门在制作模型的同时，Layout艺术家开始对涂装还原，给予材质贴图及动画部门可视化的参考，提供严格而直观的制作方向。

循环桥段制作

使用已经做好的涂装模型，对原涂装进行修改，需求每段桥仅有一座门架子，首尾连接处保持完整的路标，由此调整出了新的循环涂装。

整体内部桥梁由10段1.2公里长的模型单元以及三叉戟桥梁部分拼凑而成。

破坏桥梁制作，细化场景元素

最后根据剧情，内部桥梁会受到不同程度的破坏效果。破坏程度区分：初级破坏，受木星引力引发的地震；高级破坏，受发动机喷射后所形成的冲击波影响。

这一步，Layout艺术家细化了场景内的元素，添加了翻倒的车辆、掉落的碎石、行车指示牌。为整齐码放的资产添加了随机的偏移值，路灯的倾斜程度也会受到相应的影响。

离发动机中心越近，受破坏的程度也就越大，Layout艺术家为整个桥面的破损效果做了逐渐递减的效果。

最后会根据具体镜头，对可视范围内的环境做进一步的处理，满足剧情情绪所需。

在整桥的拼装过程中，遇到一些特殊的区域：正常桥面与三叉戟桥面连接的位置，会由双向四车道变为双向六车道；进入核心区域由双向两车道变为双向四车道；控制中心门口与桥面连接处的叉车掉头区。这些区域在原设计图中并没有涉及到。

Layout艺术家在制作这部分过程中查阅了大量现实中的道路交通标识，参考变道规则，与总监进行沟通，依据原设计方向的整体风格，对这些特殊区域进行了延伸设计。

三叉戟桥段造型比较特殊，可以通往不同的核心区域，变道的处理也较为复杂。根据核心区域门口的平台造型，添补了许多禁行标识，闸门落下的区域也设置了较为明显的警示线。

在控制中心门口，为道路两侧行驶的叉车，增加了通往坝体平台叉车停车棚的路线。

“一往无前的唯一力量”就是热爱你所做的一切，那么很兴奋的说《流浪地球》就是我们所热爱的，科幻就是我们所热爱的。因此我们一直都是怀着激动的心情参与其中。也可以说它是自己人生中的一座灯塔，为我们指引着方向。

《流浪地球》也是被誉为一部具有里程碑意义的作品，意味着中国科幻电影的正式启航。让这颗科幻种子发芽，为下一部科幻巨作奠定基础，为中国电影的工业化出一份力。

《流浪地球》项目GEN部门主要负责全CG的场景镜头，如北京，矿区，泰山等镜头的视效制作。

 △矿区场景文件展示

【资产的制作与优化环境资产】

《流浪地球》项目需要呈现出地球逃离太阳系, 全球气温骤降，到处都是冰天雪地的景象，我们负责的镜头需要雪山，冰原，城市废墟，引擎，矿区等资产。前期会根据场次地点制作一些通用的自然环境资产，之后为了优化场景文件和更好的呈现真实环境，其中雪山，冰原等环境的资产会根据各镜头的需求进行优化制作。

△北京矿区

△北京矿区

△北京矿区

△泰山

△泰山

△三年后的北京

【场景的组装与优化】

GEN部门制作的镜头一种是Layout组装文件，场景摆放、渲染等制作都由负责该镜头的艺术家来完成。另一种是LAY或PVD部门在Layout完成后，提供最终的镜头动画和场景的简模，GEN部门艺术家再根据镜头组装完善场景文件。

资产文件采取Reference的方式导入，把物体combine成不同的组合再分别复制摆放到场景里。之后如果需要修改物体的属性，只需要修改Reference的原始物体文件。在场景里增加Reference的子物体，软件只读取原始物体的信息，这样增加更多的子物体比直接添加实体占的内存小很多。

矿区场景还需要加载各种动画的资产，如挖掘机，运输车，推土机，人等。ANI部门提供的动画文件和原点循环动画资产，我们根据需要来替换之前的Reference文件，也可以重新Reference新的资产。但是个别需要加载很多动画资产的场景文件，如泰山的镜头在桥上和冰原上行驶着1200多辆各种的运输车和工程车。要把上千辆高模的车辆加载到场景里。我们采取了把简模的车辆动画转成带着位移旋转属性的Piont, 再把Piont导入场景里替代对应的高模资产，这样就很好的优化了场景文件，也方便后续的修改。

△简模的车辆动画转成带着位移旋转属性的Piont

△Piont替代高模车辆渲染图

【矿区长镜头的制作】

矿区的长镜头是个一镜到底，从矿区穿过引擎再拉出地球直到领航空间站的镜头。需要在一个镜头里呈现出矿区，引擎，地球，太阳，还有空间站等各个元素的比例大小和空间位置关系。我们根据动态预演来分析制作的方案，分了两个文件进行制作, 在镜头环视引擎喷射火焰的时候过度另一个场景文件。

为了呈现出矿区，雪景环境，城市，引擎等更真实的效果，在一个场景文件里制作和搭建了几千亿面数的资产，2000多盏灯，2330帧的全CG镜头加上特效的元素做了45个层渲染，可见这个镜头的制作和渲染的任务量相当的重。在PVD部门做动态预演的时候我们一起配合着确定场景的环境，他们会先做一版大致的镜头动画和简单的环境模型。我们会根据他们给的简模位置和镜头来设计场景环境，一边搭建环境的模型，一边提供给PVD部门简模做动态预演。在与PVD部门协作完成基础的场景环境搭建后，再开始对矿区的功能区进行规划设计，根据设计完善每个区域的分布，组建机械设施，最后再细化到镜头经过的区域加入更多的细节，基本的制作思路是由大而小的来完成，这样能更好的优化场景，镜头看不到的地方就可以不用加细。场景里的一些元素模型会提供给EFX和ANI部门进行制作，完成后再提供abc或vdb文件给我们做最后的整合。镜头的效果通过后，我们会先渲染小尺寸低质量的版本与CMP部门沟通需要做的渲染层，在提交渲染文件的过程中配合着解决一些出现的问题，这样复杂的长镜头需要与各环节部门紧密的配合才能更有好，更有效的完成制作。

不知道大家是否还记得影片中从地面的车辆一镜延伸到太空的长镜头，这个镜头是非常有代表性的，它基本上涵盖了我们在影片中看到的从微观到宏观的内容，是为了向观众说明电影中所有事物的比例关系，所出现的事物都是有层次的、以递增的方式展现的，从运载车到矿坑，再到挖掘机、引擎发动机等等，所以这个镜头无论在艺术方面还是在技术制作方面的难度都非常的大。

MOREVFX PVD部门的艺术家们负责了这一镜头的场景设置和镜头动画制作，以及影片中北京发动机车库场次、北京矿区场次、地木相撞太空场景、木星点燃场次里面部分镜头的设计和Layout以及纯CG镜头设计制作。

镜头的场景跨度较大，在最初的资产准备阶段就要考虑之后动画制作时所能承受的资产量，最大限度提高动画的制作效率。在构建场景时PVD部门需要考虑从一辆运输车到地球全景的比例问题，以及场景的光线方向，用最快速的方法制作场景的结构简模。镜头动画用曲线绑定摄像机的方式制作，便于相机动画的控制。将完整的动画分拆成几段，便于后面动画方案局部修改时进行单独的调整。

在做场景规划之前，PVD艺术家先设置了太阳、地球和空间站之间的相对位置关系，因为在《流浪地球》的设定里，北半球布满了地球发动机，处于极昼，南半球则处于极夜。在这样的设定下，设计镜头动线时光线的合理性就会显得很重要。例如刘启和韩朵朵驾驶工程车离开北京之后的镜头，工程车大都是逆光或者侧逆光行驶的感觉。

通常PVD部门在接到这样一个镜头设计时所具备的资源是很有限的。制作初期PVD部门只有一个发动机的简模，这就需要艺术家们先规划出镜头中主要场景的结构，在进行不断的细化，随着资产的完善，细节就会越来越丰富。

PVD艺术家首先用最简单的模型制作出整个镜头所需要的环境，确定整个镜头的动线，因为《流浪地球》的资产体量上都没有可以参考的实物，因此部分资产最终的设计和制作其实是在镜头Layout确认之后才开始。初期PVD部门会根据概念设计制作一些由简单色块组成的模型，最终根据镜头内确定的体量感，再进行资产的选择、设计和制作，这样可以避免设计出的大体量资产和镜头不匹配，而无法进行大比例缩放的问题。

△矿坑环境分布参考图

导演的想法是随着镜头拉开，所见物体体量不断递进攀升的效果。因此如何规划这个场景中从最小元素的一个人，到40米直径的工程车，再到高达数百米的挖掘机，二十公里直径的地球推进发动机，到地球全景，就成为了PVD部门所需要解决的一个问题，这涉及到的资产量之大、资产的比例跨度之大、场景复杂程度，都是PVD部门之前从来没有遇到过的。

场景中用大量的简单的box组成替代复杂的模型，Layout文件是可以实时播帧的，这在动画制作时提供了很好的工作体验，为艺术家高效的完成工作提供了基础条件。

云层作为环境中是不可或缺的组成部分，不但可以提醒观众镜头上升到达的高度，还可以在周围没有参考物的时候增加环境的空间感。

在车辆运动的路线上，PVD部门用Curve曲线规划出路径和方向，再由后面的animation部门和asset部门根据Curve曲线的规划来继续工作，减少不必要的沟通。在做道路类的规划时，Curve曲线是我们经常使用的办法，便于后续部门在制作中继承使用。

一般来说，在PVD部门进入的时间点上，很多后期的设计都还没有定性。因此，PVD部门在制作中不仅仅需要完成某些镜头的设计，还可能要为整个项目先确定一个大致的架构和基础的关系，然后交由下一个环节继续细化和完善。

为了保证电影世界细节的合理性和逻辑性，在整体开始正式制作之前，必须要先进行场景比例的确定和规划，才能使得电影世界真实可信。

△木星和地球

△地球和发动机

△发动机和矿坑

【矿坑场次】

PVD部门按照参考构建了一些矿坑内的常用设施，模型组先制作建筑群和设施，由PVD部门整合，制作整体的比例图。

在搭建矿坑内部构造的时候，PVD部门以现实的合理性为基础，以镜头的美学表现为目标整体做出了规划。

现实中矿坑的传送带分布很是稀疏，为了体现整体繁忙的气氛和镜头表现力，PVD艺术家将传送带设置的很密集，而矿坑里的设施规划力求合理，传送带传输到地面的位置，有累积起来的石堆，有装填石堆的机器，有等待装填的运载车，有吊车、叉车甚至还有碎石机等等，形成了一个完整的运输体系。这些运输体系以及传送带的分布则同样需要按照镜头内的表现来做出调整，力求做到合理的同时也符合审美。

【木星被点燃场次】

木星被点燃的场次中有两种在尺度上截然不同的镜头，一种是表达木星和地球两者关系的镜头，一种则是离地球很近的表现发动机的镜头。而在Maya里面数值过大可能会对后面环节的进行造成不小的困扰，因此PVD艺术家们分析之后决定采用两种比例制作，一种是真实比例，采用于表现地球发动机的近景镜头，另一种交代两者关系的则整体缩小了一万倍，尽量为后面的环节省时省力。

这个场次比较重要的一点就是木星和地球、太阳和地球的位置关系，前者决定视觉上的效果和接镜，PVD艺术家选择了剧情中的真实距离（当然个别镜头为了视觉美化做了一定的修改），后者决定光源的方向，也同样是为了剧情承上启下和接镜。

制作中所遇到的比较意外且典型的困难就是表现木星和地球的体积关系，木星的直径是地球的11倍，体积是地球的1300倍，本以为如此巨大悬殊之下，很容易就能表现两者之间的对比关系，结果想凸显出两者体积的巨大差距并不是那么容易。

上图中就可以看出，实际上两者的体积差距并没有想象中那么夸张，即使我们把相机极端的靠近木星，再加上广角以显示其和地球的巨大的体积差，效果依然也没有预想中的那么震撼。

总监想要的是木星近乎平直的轮廓线和渺小的地球所造成的剧烈反差，经过多次尝试，PVD艺术家选择了18的焦距，因为过于靠近木星，更小的焦距会使木星的拉伸比较严重，且木星的轮廓线也会变得更趋于圆，而地球的位置也为视觉效果而做出稍许的调整。

△Layout镜头演示

△最终效果

相对应的，在近地角度看木星的某些镜头，实际上以的空间距离并不能达到遮天蔽日的感觉，PVD艺术家制作的时候除了会用长焦保持木星的体量之外，也会对木星的位置和距离做一些调整来保证镜头内的震撼感。

在冲击波的太空部分，冲击波的表现力和速度感是一大难点，表现力很大部分在于特效部门的发挥，而速度感则需要PVD部门来解决。之所以速度感会成为难点，则是因为太空中并没有其他的参照物，而冲击波与镜头齐头并进，几乎相对静止。

于是PVD艺术家先确定整体的速度，让人可以观察到地球的些微变大，在太空尺度上，这种速度已经非常快了，但是并不能更快，因为剧情需要不短的时间才能到达地面。然后保持冲击波的速度始终比相机要快，再辅以适当的相机抖动和特效的表现力，来强化整体的感觉。

“这座发动机的高度是一万一千米，比珠峰还要高两千多米，人们管它叫‘上帝的喷灯’。” 这是小说《流浪地球》中对“引擎发动机”的一句充满想象力的描述。行星发动机建在连绵的山体上，顶部的发射口在云端若隐若现，引擎底部是高耸的坝体来抵挡恶劣的自然环境，面对这么一个庞然大物，MOREVFX 视效艺术家们是怎么处理的呢？

灯光部门艺术家先结合剧情需要确定大气氛，比如环境光、木星光、引擎光柱等等，然后按结构拆分成几部分，逐步去细化细节。发动机的引擎腿部分，它既是支撑整个发送机的重要骨架，同时侧面很多工作和作业区域，艺术家们要发挥想象，根据模型结构和概念图去揣测这部分是什么区域，会有什么样的灯光表现。很多想法和细节都是跟总监反复推敲才达到最终的效果的。其中单是引擎腿部分就有8485盏灯光，加上其他结构，引擎发动机机体的灯光总数超过一万个。

△LAYOUT

△COMP

运载车在路桥上行驶的一系列FullCG镜头，路桥全长大约十几公里，这是进入引擎内部的必经之路。其中涉及到的资产有引擎资产、坝体资产、桥面资产及行驶的车辆，还有上升气流、雪雾、冲击波等特效元素，灯光的设计分为车灯、路灯、坝体上面的车棚灯、莲花灯、控制中心灯光系统等等。场景中有八条路桥，每条桥上有五百多盏路灯和一千多盏警示灯，资产量之多都是前所未有的，灯光的复杂程度显而易见。传统的方法已经无法便捷的解决问题，灯光部门艺术家的通过高低模替代，Pathed封装子层级物体，通过读取位置信息摆放代理的方式，也就是说同一个资产，只读取一次，大大减少场景中的模型数量和内存占用。然后从资产Path属性中筛选出灯光模型，用Geolight和Instance结合的方法，用一盏灯实现所有同类型照明效果，还可以用表达式随机控制灯光的亮度和颜色。

如此庞大的灯光渲染量，制作过程中就会有层出不穷的问题，渲染时间过长就是一大难点。艺术家们需要进一步优化文件，如果一味的降低渲染参数，会造成高光闪烁，暗部有噪点等问题。经过反复测试，艺术家将灯光照明范围控制在合理的数值内，并且严格控制产生间接照明的灯的数量，渲染出理想的效果。

从空中俯瞰地球的一系列镜头，想必给大家留下了深刻地印象。在相机视图下基本都会有10座发射器，在灯光方面如果没有处理好就会显得非常小，需要在制作的过程中去做一些处理：

一：模拟出太阳照射到地球，通过云层给地面照射出阴影，为了能够模拟出有云层的阴影投射到地面以及发射器上，艺术家们在灯光上做了贴图阴影的投射，从而能够让整个场景凸显出很大的空间感。

二：处理上游环节给到的元素，基本都是特效的一些元素（引擎周围喷射出来的烟尘，风雪，还有云层），所有环节的元素处理完毕后就可以渲染输出，接着给到合成部门进行制作。

合成部门主要负责整合各部门提供的元素，了解总监和导演的想法后，逐步去调整元素，完成镜头最终效果。眺望木星的场次，是主人公刘启点燃引擎点火核心后，在路桥上看到巨大的火柱冲出云层冲向木星的画面，也是刘培强驾驶空间站撞击木星前，最后一次跟儿子通话的情景。眺望木星的场次总共有27个镜头，主要以场景延伸为主，涉及到运载车，引擎发动机，上升气流等等。这个场次只有人物和运载车的一小部分是实拍，剩下的车厢和油桶，加上所有路面和引擎以及特效元素部分，都是后期完成。因为上游组场景匹配和资产质感都很到位，灯光环节只做了简单的灯光匹配，以引擎火光为主，木星的光芒为辅，运载车的延伸部分就跟实拍结合的天衣无缝，再加上引擎上的工作灯和路面上零星闪烁的路灯，场景丰富且大气。

视效制作过程中，头盔反射问题比较严峻，实拍现场多数场景以绿幕为主，后期扣完绿幕之后头盔几乎不剩细节，按照常规的制作方法，Layout部门匹配头盔位置，灯光渲染部门对头盔进行渲染，然后将整个三维场景的反射层给到合成部门，这个做法弊端是每个元素修改都需要再次渲染，很浪费渲染时间。经过反复的测试，灯光部门只需要制作一张整个场景的动态Hdr，再渲染每个镜头中头盔的Stmap即可，既优化了渲染时间，又便于合成组进一步制作。

眺望木星的镜头涉及场景延伸和引擎火焰效果，整个环境受木星光的影响比较大，所以场景的主色调是红色。这个镜头既有场景延伸，又有引擎火焰气氛的效果，镜头共有490帧，帧数长而且镜头运动缓慢，抠像也比较麻烦，镜头在运动中和现场打光的灯有交互，处理起来就要花费许多时间。制作引擎火焰效果，前期做了很多效果测试，测试过程中遇到如渲染出的雾气厚度不够，纹理太大，火焰的细节太少等问题，都用合成的方式解决了。

如上图所示，合成部门把上游组拿到的文件匹配原素材实拍的颜色、亮度、光感，背景远处的蓝色引擎火焰是根据Layout部门提供的实际空间位置的模型，合成投射上去。在合成火焰气流时，考虑到火焰是发光体，会对周围的物体有交互影响，所以气流离火焰近的地方会亮，红色饱和度会高，气流经过木星的时候也会被木星光影响，木星亮的地方气流会变得通透。

上图是上游组给到合成部门的效果，合成部门想要增加更多的细节确没有合适的图层可以调整，所以合成部门就使用Layout部门给出的模型，用Noise做出的贴图投射到模型上，然后叠加到一起调整出现在的效果。

△合成部门用Noise做出的图层

△火焰合成的最终效果

合成部视效艺术家的叶婷婷说：“第一次参与制作科幻类的电影，跟之前做的项目不同，这个项目中的每个镜头中加的特效元素和调整的气氛效果也很多，因此在制作过程中需要考虑很多，既要把握好整体气氛，同时又要细节丰富，通过这个项目也学到了很多之前没有接触的知识，虽然在制作过程中很煎熬，但是看到最终的成片和上映后大家的评价，感觉之前的辛苦都是值得的，也感到很荣幸能有机会参与制作了这个电影。”

【动画制作】

动画部门接到的任务制作量最庞大的是开篇时从矿区一镜到外太空的超长镜头和最后车库部分的超长镜头，这两个镜头极具挑战性。一来两个都是一镜到底的长镜头，二来都涉及到大全景，需要制作大量的车辆、机械及三维角色的动画。

【开始之前先进行动画预设】

动画部门制作的车辆体积非常大，如此大的车辆在道路上行驶时自身也会产生一定的震动和晃动，考虑到后续会有大量车辆行驶动画出现在镜头里，动画部门艺术家决定先做一些车辆动画预设来进行后续的批量使用。动画预设包括车体的震动与晃动，车辆的走停等，在后续的制作过程中使用公司自己的工具进行动画的批量导入并进行随机化处理，这些都节省了大量的人力和时间成本，大大的提高了制作效率，缩短了制作时间。

还有一个比较关键的地方是，我们在跟视效总监进行方案制定的时候发现大型斗车或拖车在路上行驶的时候车头和尾部会向斜下方倾斜，形成“入”字样。我们将这个细节加入到动画的制作当中，让车辆本身更具有说服力。

【绑定给予的强力支持】

有几场戏在矿坑里发生，由于矿坑的地面环境凹凸不平，所以车辆在这种路面上行驶时就不是简单的晃动，而是要按照地形的起伏进行非规则性的震动。这种动画如果单纯用人力进行制作相当耗时，为此绑定部门搭建了一套车辆轮胎及车身与地面交互的自动演算方式，按照这套设置进行常规操作后，车辆的轮胎及车身就会依照地面起伏进行非常自然的运动，后续再由动画部门把车辆的行驶轨迹做好。

【大量现实生活当中车辆动态参考】

影片有一些车辆之间以及车辆与场景相互碰撞的镜头，为了使动画看起来更加真实可靠，动画部门艺术家参考了大量的写实影片、纪录片，从这些参考当中提炼出车辆碰撞的运动规律及量感的体现进行制作，让如此庞大的家伙看起来更加逼真写实。

【CG角色的动画制作】

制作时所使用的数字角色并不是很多，基本上拿到需要制作的镜头之后按照需求寻找相应的参考，或者动画部门艺术家亲自进行演绎之后开始制作，也是一段很有趣的过程。

除了上述机械和角色类的动画之外，辅助类的动画制作的也比较多，占比最大的是坠落点的掉落物部分，由于这些物体会涉及到表演及构图等，所以借由动画部门制作，这样可以更加实时的去观看效果，反复修改的时候可控性更高，避免产生不必要的时间及人力的浪费。

由于前期的准备工作做的相对较为完善，所以制作的过程当中没有遇到太多的问题。与上下游组的频繁的沟通也是项目得以顺利完成的关键。

【绑定制作】

绑定部门在项目中不仅要负责绑定任务，还要考虑如何优化资产并开发工具，协助其他部门在体量与数量都如此庞大的环境下，进行批量生产。也因为这样，在单一个镜头中，除了场景，可能还会同时出现几十、甚至几百个绑定，这对镜头环节来说，是相当大的压力。

和过去的项目一样，绑定部门是模型与动画之间的桥梁，负责为静态模型添加设置，让动画师能在设置上尽情表演。而与与过去不同的点在于，项目中有许多问题都不能只依靠单一软件、单一部门自行处理，需要每个部门跳脱现有流程、部门框架，来回测试解决，因此跨部门合作成了这个项目的重点。对绑定部门来说，承担的不仅仅是被分配到的绑定任务，还有许多协助上下游环节的工作，比如少量资产的造型设计过程（如苏拉维西点火区的连动装置、撞针等），协助模型师在造型设计时间将机械的运动结构、连动系统做的更加完善。

绑定部门的任务有几类，第一类是交通工具绑定，像是运送火石的箱车、填装砂石的斗车、搭载弹药系统的军车，以及矿区中的挖掘机、工程车等，由于这类的绑定可能同时大量的出现在同一个镜头中，因此需要注意如何优化文件，与装置的使用如何能更自动化；第二类是机械绑定，行星发动机、点火区的连动装置，以及地下城的电梯等属于此类，这类的绑定需要在模型阶段便和模型师配合，针对机械结构进行研究、设计运动结构；第三类是角色绑定，比如剧中刘启、朵朵、Tim的数字替身，这类的绑定使用演员的扫描模型，并与动画部门合作，以动捕系统为角色赋予动画；第四类是工具开发，这类的任务主要是协助其他环节进行批量化生产，或解决一些单靠软件内部功能无法解决的问题，比方说，北京联外道路的批量Layout工具、木星UV变形工具等。

由于影片的资产数量与体量都相当大，绑定部门在项目前期便能预期镜头部门将会承担不小的压力，因此丙丁部门艺术家在制定制作方案时，优先考虑的原则有两个：一是文件的最优化，二是装置使用的自动化。在文件优化的部分，绑定部门制作时刻意减少受deform影响的对象，取而代之用transform进行控制，这样不仅能减少绑定文件的变形节点数量，也能减少镜头部门出缓存时的数据量。在装置使用的自动化部分，绑定部门艺术家希望可以减少动画部门调整一些较机械、能靠计算得出来的动态，比如，交通工具能自动受地形作用、车体转向时车轮会自动转向、车轮会随着行驶距离自行转动等。

以下将分别以《流浪地球》中在交通工具绑定遇到的挑战、道路组件批量Layout工具开发与UV变形绑定工具开发，分享我们的制作思路。

【交通工具绑定】

在地球停止转动、逐渐远离太阳的过程中，地球表面形成了一片冰封世界，《流浪地球》的交通工具，便是行驶在这样的极端的环境下，如何让数量这么多的交通工具在各种地形上奔驰，是绑定部门遇到的第一个挑战。由于地形需要带动车体的晃动，首先要确保在装置上有一个层级是能被所有车轮平均抬起的，并且在抬起的过程中，车体会随之倾斜（如图1），在装置上留下这样的接口后，便能将车轮受地形抬升的位移值，转移到车体的倾斜上。

图1 车体随车轮倾斜

那么如何让车轮被地形抬升呢？如果利用maya内建的closestPointOnMesh节点，找到地形与车轮的最近点，用它来计算抬升的位移值，可以做到类似的效果，但closestPointOnMesh是基于mesh运算，mesh上的transform不会对它产生作用，而为了动画师在使用装置时可以更自由的操作，不用另外为地形添加deform，自由调整地面与车轮接触的offset值，绑定部门最终选用了maya muscle的keepOut节点。keepOut的特性是，当碰撞物与keepOut接触时，会沿着属性上设定好的轴向移动，而碰撞物上的fat属性可以用于调整keepOut与碰撞物的接触距离，数值越大接触距离越远，这个属性可以方便动画师调节穿插，也可为灯光师调节车轮与地面之间的距离，留下阴影渲染的空间，绑定部门便是利用keepOut的这几个特性，来做为车体与地面交互效果的底层设置（如图2）。

图2 车体与车轮受地形抬升

完成车轮抬升、车体与地形的交互后，许多中远景的行驶镜头便能获得满足，但有些镜头车轮需要有与地面挤压膨胀的效果，因此绑定部门在keepOut的基础下也添加了车轮squash设置，一样是用距离作为挤压膨胀的driver，与一般身体装置的squash不同，绑定部门艺术家希望车轮的挤压结果能随地形改变，比如在倾斜的地面上，挤压的效果也会随之倾斜（如图3）。为了达到这样的效果，driver必须与车轮型态趋近一致（如图4），而且它们也要受keepOut作用，在接触地面时被一并抬起，抬起的同时，自然向四周挤压膨胀。

图3 与地形匹配的挤压效果

图4 车轮挤压driver

为了能让动画师在镜头中任意选择地形与交通工具碰撞，绑定部门为此开发了动画师使用的工具，在动画师选择好环境模型后，自动将其转换成碰撞体、与交通工具关连上，相较于在绑定资产内保留碰撞体，这样的做法可以适应各个场景，也方便动画师依据镜头需求调整地形。

解决了车轮与地形交互的效果后，下一个需要解决的是车轮转向与自转问题。影片中主要使用的交通工具需要适应极端气候与地形，才能在恶劣的环境下达成解救地球的任务。以剧中重要的「火石」运载车来说，它拥有14个车轮，且每个车轮都能进行转向，为了能让动画师更直观的表演，绑定部门为每辆交通工具搭建了行驶路径设置，每个车轮可以随着路径轨迹自动转向，动画师只需要先将行驶轨迹画好，这些交通工具便能行驶在路径上。

另一方面，《流浪地球》是由多家视效公司合作的项目，为了每家公司资产交流方便，利用maya节点搭建装置，不使用额外plugin，expression来进行车轮自转的计算。由于每个车轮都能独立转向，而且电影中也有不少急转、急煞的镜头，车轮自转不能单纯以交通工具某一轴的行驶距离运算，于是我们将每个车轮作为独立的计算个体，藉此满足不论交通工具往哪个方向行驶，每个车轮自转都能准确计算。

【道路组件批量Layout工具开发】

为了搭建城市级别的环境，asset环节将各个资产拆分成多个组件让Layout部门进行摆放，但若要单靠人力将这些组件摆放在场景中，那是相当耗时的工作。因此，在与模型部门、Layout部门的配合下，绑定部门开发了道路组件Layout工具，协助Layout部门进行批量化生产。

首先，在将实际模型摆放至场景前，Layout部门会先将作为路面参照的nurbsSurface摆上，接着绑定部门依据nurbsSurface的长度与路面模型的长度做换算，利用motionPath与Flow Path Object将桥面模型组件组装、吸附至nurbsSurface上。如此一来，便完成了场景路面的搭建。另一方面，需要批量摆放的道路组件分成两种类型，一种是Y轴需要垂直路面的组件，如摆放在路面上的路障、分隔岛等，一种是Y轴需要垂直于世界坐标轴、且Z轴需要与路面方向一致的原件，如桥墩、路灯等。不论是哪一种，都需要先获取组件在路面上的位置，由于在摆放路面时，Layout部门已经准备好作为路面参照的nurbsSurface，在批量复制时，活用这些nurbsSurface的特性，比如利用closestPointOnSurface找到起始组件的位置，再依据欲复制的数量换算，用简单的等差数列，求得批量复制组件的位置。

第一种Y轴需要垂直路面的组件较为单纯，在求得其路面位置后，使用nurbsSurface生成folicle便能得到Y轴垂直路面的结果。第二种Y轴需要垂直于世界坐标轴、且Z轴需要与路面方向一致的原件，利用aimConstraint的特性，以路面方向、世界坐标Y轴方向两个方向求得每个组件的旋转值，最终得到Y轴垂直于世界坐标轴、Z轴与路面方向一致的结果（如图5）。

图5 绿色为垂直路面的结果、蓝色为垂直世界坐标轴的结果

以数列换算的批量复制结果，相当仰仗找出每个组件的排列规律，然而，现实的道路组件排列虽然有其规律性，但每种组件的规律却不尽相同，如果只仰仗这样的方式，没办法满足镜头摆放的需求。因此，在与Layout部门的反复测试过程中决定不以每个道路组件作为批量复制的最小单位，而是以一段路面上的组件组为复制的单位（如图6）。

图6 道路组件组

以北京城联外道路为例，最小复制单位的道路组件组是由四个路面模型上的道路组件所构成，透过路面模型与上述取得垂直路面、垂直世界坐标的方式，将道路组件组进行批量复制，最终完成了批量摆放工具的开发。

【UV变形绑定工具开发】

大红斑，是木星赤道以南22度、存在了数百年的巨大反气旋风暴，也是《流浪地球》电影中贯串前后剧情的重要标志，在许多带到木星大红斑的镜头里，有时为了取得较好的构图，或是模拟物理摄影机的效果，无可避免地会微调木星的缩放，不过缩放后，虽然木星的弧面对了，但会导致大红斑与其他物体相对比例的改变。为了解决这样的问题，绑定部门需要针对大红斑进行变形，使它能在调整好木星大小后，有二次调节的空间。

让大红斑变形，最直觉的作法便是把整个木星当作眼球、大红斑当作瞳孔，用制作一般CG角色瞳孔缩放的思路进行。但因为大红斑需要维持长宽等比缩放，mesh缩放后会导致木星上水平的环状气流带也跟着变形，从原来的水平线变成弧线，且贴图容易拉扯、原先完美的弧面可能会被破坏（如图7）。另一方面，与mesh变形不同的是，不论UV怎么变形，都不会破坏原有模型的型态，且贴图纹理顶多会出现纹理的重复，并不会有拉扯（如图8）。因此会选择使用UV进行变形。

图7 mesh变形结果

图8 UV变形结果

然而，即便maya的place2dTexture节点上的repeat UV、offset UV、rotateUV等属性能对UV进行初步的调节，但仍有诸多限制。其中最麻烦的是，place2dTexture无法自定义变形的中心点。若使用repeat UV进行变形，每调整一次缩放，还要利用offset UV将大红斑位置对上，操作相当不方便，所以绑定部门决定针对UV变形开发自己的工具，解决了place2dTexture无法自定义变形的中心点的问题，也确保舍弃place2dTexture后，UV变形的数值能够存取，让下游环节可以向操作属性一般，透过精准的数字将UV变形的结果套用至不同镜头。

制作过程中，绑定部门遇到两个比较大的问题是起初没有预料到的，首先资产需要再次优化，即便在制作时已经用最少的deform、大多数对象受transform影响的方式制作，但在同一个镜头文件内，同时放进几十、几百个绑定后，下游环节还是带不动。由于这个时候已经进入项目中期，资产基本完成，动画也已经开始，决定更大刀阔斧地进行优化，但这个阶段的优化必须在各环节现有的基础下进行，比方说combine对象时，必须考虑被不同材质球assign的对象彼此不能进行combine，以及combine后的对象，是否能被现有控制器以被控制transform的方式影响。进行二次优化后，才基本满足下游环节的需求。

第二个问题是，渲染时发现有些镜头车轮的motion blur结果出现问题（如图9），一开始以为造成这个问题的原因，是车轮自转运算有误，于是和动画部门一起针对这些镜头，逐帧检查车轮的旋转值是否正常，但不论数值或是控制器的轴向上都是正常。后来发现造成这个问题的原因有二，一是控制器的轴心位置与被约束对象的轴心并不相同，二是导出缓存时采样的精度，未与motion blur渲染采样的精度一致。

图9 车轮motion blur渲染结果有误

要解释这个问题，得先从制作流程开始说起，通常模型在提交给下游组以前，会先经过freeze的过程，将所有transform上的数值清空，让轴心落在世界坐标中心，得到一个干净的对象。而绑定透过车轮控制器影响车轮模型时，利用了约束节点保持偏移的特性，让车轮模型虽然与控制器轴向不一致，但可以随着控制器移动。不过在动画导出缓存之后，缓存上不再有约束节点与控制器的正确轴向作为参考，因此若是导出缓存采样的精度只到整数帧，在两个整数帧之间，模型的数值便会出现偏差，而这个偏差也造成了motion blur的渲染结果。知道是什么原因造成这个结果之后，绑定部门把模型被约束对象的轴心调整成与控制器一致，动画导出缓存时也重新调整了设置，这个问题便迎刃而解。

绑定部门指导杨钧凯表示：“作为一个科幻电影迷，能参与《流浪地球》是一件令人激动的事，小时候总向往着好莱坞大片徜徉于宇宙与星球间的视效，没想到有一天自己也能参与其中。但这份激动，在实际制作时、与每个伙伴一起攻克各类难题的过程中，逐渐转化成感激。由于这个项目在体量、资产量都相当大，我们遇到了许多难题是前所未有的，除了本部门以外，很多都要和各个环节一起合力解决。很感激能有一群这么棒的同事——不论是面对各种难题也不会畏惧的绑定小伙伴们、一起测试找到解决方案的各个部门、保持沟通流畅的制片协调们、以及信任我们并为我们指引方向的总监——大家一同克服难题、一同成长，最终完成这么好的成果。”

合成部门作为后期部分最后一个部门在项目中承担着把整个上游部门的元素拼接和融汇到一块并且完成最终效果的工作，在这里拿一个比较有代表性的镜头来讲解一下合成部门在项目中所做的工作。

此镜头是电影《流浪地球》项目中时长最长的一镜到底镜头之一，全镜长共1330帧（55秒左右），在NUKE合成软件中制作完成，镜头所用图层多达90层之多，且单帧大小最大为300MB左右，运用了2000多个合成节点。此长镜头涉及到从地面矿坑场景到引擎发动机再到太空等多个部分，其所涉及到的类型繁多且复杂，最终这个镜头在合成这块从测试到完成共用了15天左右的时间。

在镜头未开始前，合成部门艺术家找了一些雪景的视频和图片当参考，同时在拿到上游组第一版素材之后会快速搭建一版预合成，这样会检测出哪些地方需要上游组来修改，也便于和上游部门沟通。这个镜头主要是和上游部门沟通了具体的分层并且配合上游部门来测试效果。由于该镜头帧数较长内容繁多且复杂，在最初测试完之后为了保证镜头效果，最终该镜头在合成环节分到两位艺术家手里进行制作，以下部分主要是地面部分镜头，另一位艺术家制作镜头拉出地球部分。

【地面部分镜头】

△a-1

△b-1

△a-2

△b-2

△a-3

△b-3

△ a-4

△b-4

此镜头全部长度接近1分钟，所以上图只截取了部分完成前后的单帧来对比。（此部分为地面单帧截图）

在这里主要讲解一下引擎口的制作解析，（a-4和b-4是制作前后的对比），此部分有三部分解析说明。

a.    引擎烧红效果

△图1

图1为渲染出来的引擎烧红的效果，由于缺少烧红时的细节和可调整性不高就和灯光部门沟通让其输出了一层材质贴图层。如图2：

△图2

利用该图层可以提取出来如下效果。如图3:

△图3

最后mpt这边又在引擎壁上画了一层烧红的效果。如图4:

△图4

最终用这三个图层相互结合完成了最终效果。如图5：

△图5

b.    引擎火焰效果

△图6

图6为特效渲染结果，与特效部门商定最终火焰输出的层中包含两大图层。分别为下图层：

△图层1

△图层2

然后用上边两个图层的红、绿、蓝三色通道单独调整完成最终效果。（如图7）

△图7

c.    引擎周围云的效果

图8为特效最初引擎周围云的版本，最初拿到此版本测试后发现云的细节不够，于是就和特效部门商量在此版本的基础上再加一层有细节的云，如图9版本。然后在此版本云层的基础上进行调整完成最后效果。

△图8

△图9

至此引擎部分的效果都已完成，下图为最终效果。

  △引擎效果图

【地球云层和火焰部分镜头】

由于场景里所有的工业设备及地理环境全部是虚构的，所以整个影片大部分镜头是全CG制作完成的。在开篇的CG长镜头里就基本包含了影片中所有的工业元素，并为观众展现了地球、太阳和空间站的关系。

在分析镜头时归结了几个难点部分：

1、从行星发动机的火焰过渡到太空部分：镜头一直围绕着发动机的火焰上升，为了减少运算量提高渲染精度，在拉出地表时火焰已过渡到用特效群集代替的三千多个火焰上。

2、云层从近景到远景的过渡：当相机运动到地球上空时，特效渲染的云层由于灯光照射的范围不够，所以显得没有立体感，色彩也比较单一。为了解决这个问题，在合成环节结合Layout提供的相机和地球模型位置，做了太阳光对云层的影响。在光线和色彩的调整下，云层呈现出了弧度，并增强了冷暖对比，使画面的视觉效果更加丰富，契合了剧情里人类的希望。

3、行星发动机火焰闪动频率过快：由于特效渲染的火焰动画闪动频率过快，影响整体视觉效果。为了解决这个问题，在合成环节运用Layout提供的三千多个火焰obj，投射了比较稳定的火焰素材，再与特效渲染的火焰叠加，以达到比较真实的喷射器火焰的效果。

从2018年3月份开始制作到2019年1月份结束历经将近10个月的时间，做完这部影片对自己感触挺大的。第一次接触硬科幻类型的项目对自己来说是一个全新的挑战，虽然辛苦但看到最终的效果很棒，感觉一切都是值得的。也很幸运自己能参与一部中国科幻里程碑式的电影。相信公司以后可以做出更加优秀的电影。——《流浪地球》合成项目组长 王紫阳

制作《流浪地球》这部科幻题材的影片，给我最大的感受就是在艺术层面上有了更大的发挥空间，每一个镜头从概念设计到最终的成片，都融入了很多艺术家的思想，见证了中国在CG领域的实力，也为中国科幻立下了新的标杆。——《流浪地球》合成艺术家 张钊

【木星冲击波制作】

这个镜头由于所视范围巨大，所需特效内容较多，又涉及升格变速，所以如何组织好各个元素的分布和节奏尤为重要。首先中远景加入大量密集的特效内容，如落石、上升气流、冲击波等，以表现出画面的体量感，近景加些雪雾、火星、拖尾烟，丰富画面细节，另外前面再加些小冲击波，调动画面节奏，配合相机抖动，增加画面紧张感，最后处理好升格镜头下的运动模糊和各元素动态，即可是使镜头的画面和节奏都饱满起来。

以下为此镜头制作过程的各阶段详解：

△第一阶段

第一阶段：速调出大体节奏，请总监确认制作方向。为了方便后面的深入修改，除保留原文件冲击波主体效果外，其他元素进行了重做，整体节奏在原有基础上做了些许调整。

△第二阶段

第二阶段：开始优化节奏。加入灯光影响，陆续添加其它元素，丰富画面。这阶段需要解决元素相关问题。

 △第三阶段

第三阶段：继续添加细节元素，细化节奏，修改上阶段的遗留问题。这阶段提交使用了总监的粗合效果。

△第四阶段

第四阶段：继续添加新内容，修复上阶段bug， 更新灯光文件，添加所有元素，灯光分层。

△第五阶段

第五阶段：修改最后的导演反馈，出全尺寸高质量渲染序列，提交合成进行制作。

△落石、拖尾烟资产素材

最后，单独制作一些下落碎石带拖尾烟的资产素材提供给合成使用。至此该镜头特效和灯光部分全部制作完成。

△最终合成效果

这个镜头在制作时遇到的最大技术难点在于：在大体量烟火在高速慢镜头下，如何呈现出足够多的冲击波。在经过多番测试权衡后，决定采用手动做假加动力学模拟相结合的方式完成。冲击波主体使用多边形和材质系统叠，加多层noise制作出大量的纹理细节，然后将这套数据引入动力学系统进行常规的烟火解算，模拟出外侧附着的烟火形态，最后再叠加渲染，这样既能保证火焰细节，又不会使冲击波主体过于僵硬。

△用于合成的各视效元素

△单层元素自带的灯光层

此镜头数据量巨大，全工程共15TB数据，完成后共渲染输出五十余层视效元素，每一层元素又分别带有十多层的灯光分层，全尺寸农场渲染将近一周时间，全程制作下来，对个人和机器都是一个相当大的考验。

【脐带气流】

地球在逃离太阳系时借用木星的引力从而使用引力弹弓效应，但木星的引力激增后产生了巨大危机。脐带气流就是在地球接近木星后，由于木星的引力激增，洛希极限增加，地球上所有物质在由轻到重，被木星吸引而产生的气流。

△导演通过的版本

脐带气流本身是由地球上的空气与冰块残渣组合成的，由木星强大引力和快速自转将其吸引撕扯而成脐带形状的空气气流。气流本身效果主要由海量的粒子和庞大的体积粒子组合而成。

△在通过版本的基础上制作方向示意

制作的开始需要考虑到气体在真空中如何流动，在空旷的太空中不会受到引力跟浮力的影响。这个镜头内气流同时受到木星的引力和地球的引力，还有大红斑漩涡的影响，镜头贴近与木星表面，主要受到的是木星的引力和风暴气旋影响。

△过程版

在制作过程中还需要考虑到大红斑的旋转速度。大红斑的体积大小为地球的三倍，其旋转速度为6个地球日，在这个巨大比例差别上，特意在气流运动速度上进行了测试和优化。在制作过程中为了提升效率，先使用低精度的粒子进行动态预览制作，之后又在动态预览的粒子上进行了粒子插值与二次解算。

△合成制作的过程版效果

△特效通过版本

同时为了体现场景的体积感与复杂多样性，前后多个版本中总共制作了20余层，每一层气体和粒子的形态与速度都不相同。

△单独添加的碎石

导演看过效果后再反馈到需要破碎冰块及一些细小的杂物体现其体量。

△最终合成效果

【气囊球切割特效】

初期定位是把它做成一个气球，割破后就会漏气并且迅速缩小，后期经过讨论，球皮要有一定的韧劲儿，会被拉伸拉扯，要有刀片拉扯球皮的效果，并且会拉出很多褶皱。

首先开始先切割球面：根据uv把球面展开，然后划线，再根据uv收回去，用线生成片然后切割球面。

结算布料，有几个属性可以控制动态破碎：

fracturethreshold：裂开的阈值，大于这个值就会裂开。

targetstrength：跟随目标物体的强度，值越大越跟随目标体的形态。

pintoanimation：布尔值只有0和1，0就是保持原来的形状，1就是算布料。

fracturepart(面属性)：不同值的面会裂开。

restposition：这个值能控制布料放大还是拉紧，为了起褶皱切口边缘做了放大。

结算过程添加了风场吹动刀片与球皮交互部位，没有做真正的碰撞。用sopvectorfield把风场导进来，加载到clothobject上。结算烟尘碎渣：对于这种拉近又拉远的镜头结算烟尘必须要单做好几层，就是说远景做一套近景做一套，这样才能满足推拉镜头的细节。

△拉近时的烟雾效果

 △破碎时产生的碎渣

【行星发动机周边交互元素】

《流浪地球》项目中因其动辄数十公里的大体量场景的存在，造成了效果的制作难度远远高于常规特效。而这种体量效果的参考几乎没有，因此，最终效果的基础动态多是由小场景的实拍参考分析推断出的。

✏发动机火焰

该效果的技术流程和艺术效果基本确立：由引擎喷口模型作为粒子发射器，向上发射粒子，通过粒子扰乱节点，给予其扰流的动态和内部颜色变幻的细节，将其写入到exr图像的通道中并输出序列帧，再经由视效总监的合成处理，赋予其流光溢彩的离子流质感。

基于已有的流程，更改了一些节点并打包为资产包，方便后期同类镜头制作。在后续镜头中，除了基本的铺设缓存外，针对近景别和视效总监的意见，对火焰柱体的内部细节进行迭代更改，以便下游合成人员更好地去调整火焰质感，力求达到总监要求。

✏火焰周边交互雪

由于火焰以极快的速度带走周边空气，造成此处空气压强低于引擎较远处，受压强影响，较远处空气带着雪花，向火焰中心靠拢，同时也被火焰的上升速度带动上升。

该效果使用粒子系统即可达到，技术方面主要体现在”向心、向上”速度场的构建上，使用软件自带的脚本语言，给予每个雪花一个{0,1,0}和normalize(-Position)方向的属性，并根据每个雪花距火焰心的距离，使用mix函数对该两个方向做混合，得出速度方向场——即越靠近火焰，速度方向越倾向{0,1,0},反之则倾向normalize(-Position)——同时再依据该距离fit给出一个合理的速度大小，两个参数相乘，得出一个较为圆润”向心、向上”的整体动态。

✏火焰周边动态交互云

云的效果设定与交互的雪大致相同。云和火焰的距离由近到远，缓缓有序地开始受到火焰周边速度影响，向心、向上。

制作这个效果时先以原点为中心分布好静态云，作为发射源只发射一帧。接下来通过脚本，按照雪的速度场构建思路，做一个速度场。因为云是volume，解算起来会经过动力学的处理，hui导致云的动态比较容易“散架”，所以在技术细节方面需配合其它操作对动态进行处理。

尝试了一些在动力学上的方案后，选择使用附带一个mask场，用于标记此处volume的体素是否该被影响。与此同时，在sop中创建一个缓缓扩大sphere，穿插覆盖在云中，并转为volume，定义其为mask场，在dop中再使用脚本调取过来，判断云volume的每个体素是否在mask场中，在则动，不在则强行取其第一帧的density值。

至此，交互云的技术流程基本构建完成。为了适应多引擎镜头，铺设了多种样式的静态云，使缓存多样化。并在较为近景的镜头中，根据总监的反馈，针对性地进行了速度修改和提高精度处理。

✏快速上升气流

由于基础云中的”向上”速度较慢且”向心”动态效果通过，在处理快速上升的气流时，我们继续使用了基础云的方案，加快向上的速度，并从缓存里截取出”向上”部分，与基础云合并使用。

✏发动机口环状云

也可称为”甜甜圈”状云，位于发动机口处的小范围云，由火焰边缘散出，向上向外翻滚形态的云。

制作这个效果需要先解算粒子，使粒子动态正确，粒子转换为速度场，在动力学中通过脚本调取使用。首先创建一圈点，发射粒子，由内向外翻滚的动态，通过粒子系统既有的axisforce实现。然后，将动态调整好的粒子转为速度场，命名为advect_vel，同时也转为density，作为环状云的发射源，一同导入动力学中。通过脚本，可先将环状云的当前速度乘以0.7,然后再加上advect_vel(乘以0.7是为了让速度不会越加越快)，另外可将advect_vel进行noise处理，使动态不会太死板。输出缓存，将缓存缩放位移到发动机口使用。

【点火气浪】  

点火气浪在影片中是一组比较重要的镜头，在效果方面需要展现其体量感和磅礴的气势，加上镜头元素多且复杂，需要花费大量的资源。为了能够有效快速的完成，在制作镜头之前，总监提供了相应的设计，并对镜头进行了具体的效果说明，在对效果进行讨论分析后，使用由简单到复杂的制作方案，进行分区域制作。

制作过程中根据layout提供的信息，先把冲击波的主要元素简单快速的制作出来，待总监和导演确定节奏和效果方向后，开始对特效元素进行具体的制作。

、

为了能够高效制作地面冲击的烟，这里使用了粒子转vdb的形式设置地面烟雾，在桥面以及引擎腿上面设置烟雾发射器，然后在自定义力场的辅助下进行模拟。这种方式制作效率很高，修改起来方便快捷。完善冲击波主体元素之后，利用粒子替代的方式制作了地面的碎石、雪渣和引擎腿在冲击过程中掉落的碎块。

【地震周边交互元素】

这些元素主要包括：坝体上的破碎、路灯的摇晃、风雪以及雪雾等效果。

在前期先做一个简单的layout测试来确定节奏和破碎点分布。

正式制作镜头时因为场景比例较大，所以将场景切分了几块来做。删除一些没有参与破碎和看不见的一些建筑体，节省场景资源，做好缓存、分好类，这些操作是必要的，做好前期铺垫会为后面de 正式制作节省不少时间。

在效果通过后交给灯光渲染，因为场景元素比较多，一些模型或一些问题特效艺术家未能及时发现，比如几个灯没有摇晃的情况，都会返回特效部门进行修改或者补充。

破碎的大概制作过程如图上所示：把需要破碎的部分都筛选出来，使用两种破碎方式：布尔和常规破碎方法。因为常规破碎对于景别比较小的，置换强度会比较有限。相对于这种景别大的场景会不够自然，所以用了布尔运算。路灯的摇晃使用硬约束来控制摇摆的角度，每个破碎点都分开做，以方便后期进行调整。

【冰冻国贸 】

“冰冻国贸”是剧情前期比较重要的部分，是全剧首次呈现中国地标城市建筑被毁坏de 样貌。因此需要较好的还原场景，这样才能引起观众的兴趣。而怎样才能在保持还原度的情况下，让它同时服务于镜头，符合美学特点。除了后期的风雪特效之外，构图和建筑的摆放显然是pvd环节更需注重的地方。

△Layout效果图

首先还原城市，运用模型部门艺术家做好的部分国贸资产，参考示意图大致摆放几个标志性的建筑来确定最初整体的位置。之后根据镜头的需要和国贸桥周围的参考图，制作立交桥的大致走向，调整建筑的位置，复制建筑高低，使建筑物错落穿插，让镜头画面更符合审美。最后调整建筑与桥之间的距离和位置，用box代替废弃的车辆，用以观察初步的整体的效果。

△Layout效果图

最后根据反馈，在大体感觉确定的情况下，强化镜头的美学观感。对桥的形状、走向，和整体建筑群的摆放进行了细节调整，增加了一些低矮的建筑，增强高低错落的感觉。确认效果无误后，交给layout继续制作。

△Layout效果图

【积雪、风雪、雾气】

前期需要找许多不同种类的参考来进行小规模的场景测试，为正式制作节省时间。

△国贸效果图

特效主要的制作重点是建筑物上堆积的雪，前期的参考和技术测试都是为了把积雪和建筑物更好的融合在一起，并符合当时的恶劣气候。首先，在镜头比较明显的建筑物上铺垫积雪来看整体的氛围进行调整，后期比如说雪太厚了、薄了或者适当的加一些冰锥之类的一步一步进行磨合。

△三维模型效果图

技术方面，建筑物上的积雪主要是运用的映射方式，把点映射到模型表面，再将点转成MESH做一个布尔运算，把模型面求出，外轮廓线做一个属性传递，用来做MESH边缘衰减过渡，适当的加些NOSIE让其不那么规整；材质方面运用的是常规材质球，主要调节高光与SSS参数，在材质里单独加些NOSIE置换来表现雪的质感；表面上的粒子做法与积雪类似，近处的用是粒子替代远处的是粒子。桥下还做了冰锥，COPY锥型体做一些随机大小，然后与表面的积雪做融合，楼上飘的雪雾则用粒子发射出来转体积。

【合成】

合成主要负责整合各部门提供的元素，了解总监和导演的想法后，逐步去调整元素，完成镜头最终效果。

合成部门初期主要进行效果测试，这个阶段需要明确镜头的效果走向，镜头迭代比较快，基本有个大概的效果就会提交给总监查看。同时也会分析其他部门提供的元素是否合理，及时沟通和确认。在测试阶段，主要的问题是确定环境中雾气的浓度，雾气太厚空间不够开阔，太薄距离感不够，同时还有大量积雪在光照下的颜色倾向，都需要经过反复测试提交总监与导演确认。

 △调整灯光后的效果

在明确两个大的走向后，开始微调和细化元素来丰富镜头，添加特效的风雪，环境中飘动的雪雾，采用合成的方式添加。

 △调整特效后的效果

合成部门运用二维的方式，补充了些发动机的灯光和大楼上的光照反应，通过添加这些动态的元素，使镜头更生动，之后添加光晕和一些镜头的瑕疵元素。

△添加镜头光晕

△最终合成效果

在这个镜头的制作中我们用了大量精力和时间更迭添加细节元素。也深刻体会到，作为一名合成师，在制作此类大镜头时，在搭建完基本的框架后，丰富的细节和元素是镜头质量的关键。

【三维CG修复】

在北京场次的背景制作中，首先采用三维制作。使用三维资产复原整个北京国贸地域，在此基础上进入MP环节，在镜头角度尽最大可能优化细节，让场景更加真实。

△三维渲染

△MP效果

△三维渲染

△MP效果

△三维渲染

 △MP效果

在此类硬科幻题材的影片中，MP的创作也是极具挑战的工作。为了使画面看起来更加真实，更符合导演的需求，MP艺术家们还做了许多材质的修复。

【环境资产】

在制作中，模型部门艺术家需要对概念设计做深度分析，从二维到三维这个实现过程，进行二次创作满足于镜头景别所需造型，过程中因为场景体量比较大，比例细节问题就会凸显。模型分low、mid、hig三个阶段，先是制作大的造型比例关系，在进行二次加细到最后的整体细节填充；引擎发动机直径就有30公里，单个腿部面数7百多万面，发动机总面数7037万，再加上78632万个单个模型和周边山脉冰封环境、矿坑、城市等等，大量资产组装在镜头中，体量是相当的庞大，这就需要确保该有的造型比例及合理性区域结构分布，既满足视觉需求又不失局部细节。

△引擎发动机

△引擎发动机局部

△引擎发动机底部

面对大体量的场景环境制作区域划分和组装所产生的造型比例、细节度问题、上下游文件交替传输问题、场景质检优化问题，模型部门艺术家在模型完成low阶段进行组装，判断比例关系的合理性。

如引擎发动机坝体部分，坝体高600米宽300米，坝体上对接控制中心进入点火中心入口，地下城到地面的电梯出口，运载车辆车库路面、道路环境陈设等，这些模型在开始制作初期设计上是有比例标注，而实际场景组装后发现合理性会不协调，这时候就需要艺术家模型完成low阶段进行组装判断合理性进行调整，比例确定后再同步继续推行高模的制作。

△引擎点火核心区大门

△引擎点火核心区三岔桥

△控制中心

△大型工程矿车

质检方面结合项目需求制定出优化，如场景面数、体量精简控制和moedel QC claear SC质检工具，工具化模块化进行质检把文件提交到下游组。

△工程车-斗车

 △运载车-箱车破损

【发动机的组装】

引擎发动机是整部影片标志性的资产，由于影片中后期的剧情主要发生在苏拉威西三号转向发动机的场景中，故以此处为基础，开始搭建引擎场景。按照位置以及作用，艺术家将发动机大体分为发射器主体、引擎支撑腿、内部桥梁、桥下联动装置、内部地面与外圈坝体这么六个部分。

△最终效果画面

首先对模型部门提供的资产进行优化，转换为代理简模进行拼装。

△发射器主体

△发射器主体

△引擎支撑腿

△内部桥梁

△桥下联动装置

 △内部地面

△外圈坝体

△外圈坝体

引擎发动机整体直径约为32570m，引擎整体高约8614米，发射器直径约10303米。

△组装后效果

外部桥梁的制作

外桥制作的难点在于，需要随时调节外桥的弯曲走势，对分叉口变道效果进行处理。由于基本都是中远景镜头，艺术家与技术部门沟通后，决定通过采取制作曲线的方式，使用工具生成所需桥梁，这样修改曲线的同时桥面也会跟随变化，便于对反馈的修改。

△发射器引擎外桥

关于桥梁的路径，艺术家根据运载车辆行驶的路线及车辆需要调头返回的路线，设计了不同的调头区及双向多车道，保证桥梁路径的合理及畅通。

赤道引擎分布

首先根据前期的设计图和已有的模型资产，严格按照设计图所示在三维场景中模拟发射器引擎的位置。

△赤道引擎分布

确定三维场景里引擎分布的位置后，将已定的引擎分布在苏拉威西周边及赤道上做延伸，同时做出发射器间距、疏密程度不同的多个版本，根据镜头的特殊性选择不同的Layout场景。

△赤道引擎分布

当场景制作完成后，开始根据剧情的不同添加不同时期的发射器火焰示意，为下游制作打好基础。

△Layout效果图

制作过程中因为项目体量过大，当多个发射器引擎同时出现时，可能会导致制作时出现卡顿现象，增加电脑压力；为了缓解电脑的压力，针对不同景别的镜头，把模型进行优化，留下大体外形，替换为代理资产进行制作，保证制作流畅性的同时也不会对效果产生影响。

外桥的制作，由于没有设计图纸可供参考，虽然制作的局限性相对变小，但难度同时也会增大，并且有很多重复性操作，需要多方配合才能完成。

△原始高模

△支撑腿减面烘培贴图、简化坝体模型，中近景使用

△整体简化，中远景使用

△俯瞰地球视角使用

 【挂斗式运载车】

材质部门主要负责资产的材质贴图以及部分lookdev的工作。对于运载车这个资产，首先是进行基础贴图的制作，这阶段要考虑的是原设定的一些东西，比如颜色，涂装，如何表现出运载车的结构等等，这些在设定图上已有的东西要优先表现出来。

△挂斗式运载车设定图

△挂斗式运载车漫反射颜色图

完成这部分制作后就是细致刻画贴图和质感，初期艺术家对质感进行了多次调整和尝试，搜集了大量的参考和素材，因为是科幻电影的原因，这个资产并不像之前制作过的大部分资产一样是有实拍或者现实的参考，该资产仅有一些设定和概念图，而这对具体材质质感参考来说还远远不够，所以在正式制作前对其进行了三点规划：

1、这个运载车是未来的产物，所以质感要在符合现实的前提下尽量显得富有科技感；

2、运载车的体积相较于日常生活中所常见到的车辆来说更加的庞大，如何体现出其体量感也是需要着重考虑的问题；

3、该资产贯穿整部电影，在大量的视效镜头中都有出现，如何能够满足所有镜头的需求同时又能够最大化的提升渲染效率也是一大挑战；

因此，整个运载车以优先满足特写镜头为前提分出了近130个UV象限来保证贴图的精度，之后又针对中远景镜头进行了象限和贴图的优化来提升渲染效率。

△运载车模型截图

△运载车UV象限截图

在细节绘制过程中很重要一点就是要注意遵循客观规律，例如水渍从上到下流过的痕迹，边角处的积尘，车斗内部因运输石料而造成的磨损等等，用这些小的细节能够很好的体现出整体的体量感和真实感。

△在不同场景灯光环境下测试材质效果

△在不同场景灯光环境下测试材质效果

此外，因为影片的主要环境都是在雪地中，所以除了运载车原本的材质贴图，还要制作积雪的贴图，积雪除了要表现出最基本雪的质感外，还要着重做出雪的体积感。

首先通过置换贴图来制作大的凹凸，另一方面还要需要制作出雪在阳光下会呈现的冰晶闪烁的质感，针对这个效果艺术家运用不同的程序纹理来随机生成一些细小的凹凸，并和雪的体积置换贴图进行叠加，再配合特效部门解算生成的雪，完成了整个积雪的制作。至此完成了初始第一辆运载车的制作，后期因为剧情需要，另外制作了八个大版本十二个小版本的贴图，用以满足影片中不同场合不同车辆的使用。

△在不同场景灯光环境下测试材质效果

△在不同场景灯光环境下测试材质效果

【木星制作】

在木星制作过程中，MP部门针对木星制定了资产制作的方式，解决大量镜头出现木星的背景制作，大致思路是制作整个木星效果，根据Layout部门提供的木星在三维空间的空间位置，再以镜头渲染出木星效果，根据渲染效果在Photoshop中继续深入细化，然后投射回三维模型。采用贴图手法还原真实的木星效果，再以镜头角度输出需要的木星背景。

△最终效果

△木星贴图

△木星贴图

△木星贴图

冰封地球背景制作采用背景投射的方式，实现镜头运动，手动绘制写实的电影背景。

△MP效果

△投射效果