打造天象大片！北京天文馆较劲团队打破球幕影片国外垄断

　　世界浩瀚，宇宙无垠。
　　面对头顶上的这片苍穹，人类毫不吝啬地倾注深情与想象，从未停止过梦想和渴求；然而，真正有机会遨游其中的人却是少之又少。 球幕影片的横空出世，让宇宙星系不再遥不可及； 置身于高清晰度的超大穹形画面中，万里之外的璀璨光芒照亮人们好奇的双眼。
　　让人遗憾的是， 这曾经是个被国外垄断的领域。
　　北京天文馆数字工作室的出现打破了这一局面。这支制作 特种科普影片的专业团队一路＂较劲＂，只为打造中国人自己的天象大片，用中国元素讲述天文故事。
　　打造中国人自己的天象大片，吴薇制图
　　是精打细磨的艺术呈现，也是孜孜不倦的技术创新。由其打造的十几部原创影片中， 《迷离的星际》荣获2016年度北京科学技术奖三等奖，《天上的宫殿》荣获2020年度北京市科学技术进步奖二等奖。
　　数字工作室主任宋宇莹将这一过程形容为＂做翻译＂，通过球幕、影像、解说、音乐等种种手段，把天文学高深的理论与发现带给寻常人，播撒下好奇的种子。他坚信，终有一天，小小的种子会生根发芽，成长为郁郁葱葱的大树。
　　2004年，北京天文馆新馆落成，天象厅、宇宙剧场、4D剧场、3D剧场为天文科普提供了一方崭新天地 。
　　＂有剧场就得有节目，就像一个电影院，没有片子是不行的，所以那时，我们策划成立了北京天文馆数字工作室。＂天文馆党委副书记、科普影片主创景海荣见证了数字工作室的从无到有，＂说实在的，刚成立的时候，我们是两眼一抹黑，对球幕，甚至3D、4D都不是特别了解。＂当时，即便在国际上，这类影片也还是个新鲜事物。
　　不过，再难也要自己做，这一点是初创成员的共识。
　　＂不同文化环境中成长起来的受众，其思维模式、精神内核是不一样的。我们不能只靠引进，而是要讲自己的天文故事。＂在景海荣看来，制作原创影片还有更深一层的意义，那就是打破国外片源的垄断，＂没有创作权，就没有议价权，最初引入的片子都是按年收取租金，价格十分昂贵。＂
　　讨论之后， 首部片子的主题瞄向了人们熟悉的＂天空中最亮的星＂。 主干有了，如何让它枝繁叶茂，靠的是数字工作室成员扎实的案头工作和严谨的科学精神。
　　＂无论什么主题，最开始都要先搜集素材。＂北京天文馆研究员、科普影片撰稿人刘茜介绍，支撑起一部节目的素材是多元化的。比如，科学类的素材，也就是从天文学专业的角度，挑选出易于呈现给观众的内容；图像图形类的素材，团队要对与该主题相关的画面、影像进行储备。此外，主创还要在科学可视化上进行技术储备。
　　而技术上的储备是最难的。一切都要摸着石头过河。
　　新馆落成时，宇宙剧场引进的是世界一流的天象演示设备，然而，由于版权问题，天文馆无权使用此设备生成的画面来创作属于自己独立版权的节目。为此，数字工作室攻克大量技术难关，从零开始，自主研发了一套星空天象系统，＂这是我们所有影片制作的基础。＂宋宇莹说。不仅如此，团队还要依据影片的主题，对相关的天文观测和数值模拟结果进行三维重建和科学数据可视化等。
　　＂对于观看球幕影片的观众来说，没有看普通平面影视的距离感，观众跟屏幕场景结合的紧密度更强，因此，在场景变换和处理上都要更加精巧。镜头的任何异动都有可能给观影带来直接的影响。＂有天文学和英国文学专业背景的刘茜，如今已经是个＂球幕专家＂。球幕制作零起点的她，如今已经练就了 敏感的＂球幕思维＂：眼睛扫到平面构图，脑海中会自动反映出构图在球幕上的效果。
　　＂这个本事是一个个大夜熬出来的。＂刘茜笑言，在最初制作影片的时候，白天剧场有演出，工作室的同事们只能靠晚上的时间来熟悉球幕场景。
　　2007年初，22分钟的《迷离的星际》首次亮相。 在前所未有的视觉冲击中，观众们目睹着恒星的＂生老病死＂，在星辰间穿梭旅行，直呼＂过瘾＂。景海荣紧绷的神经松了下来。这第一炮算是打响了。
　　＂我们最担心的就是观众是否认可的问题，因为影片出来，要直接跟国外的片子PK；而在当时，只有国外最好的场馆才在做片子，质量都是很过硬的。＂
　　作为一部纯粹的入门级影片，《迷离的星际》无疑是合格的，甚至是出色的。 十几年过去，这部片子依然是天文馆最受欢迎的影片之一， 但是景海荣内心却有一丝遗憾，＂为了给观众带来视觉上的冲击，我们当时把很多震撼的画面都融了进去，现在想来其实有点儿用力过猛了，也有点儿过于讨好观众的意思，还是因为心里面没底，有点儿心虚。＂
　　在刘茜看来，这部片子少了些＂内在的深层的东西＂，知识点有了，但是知识网络和知识体系没有架构起来。好在，天文馆同时举办了各种配套的活动和展览，使得影片成为教育体系的一部分，主创团队心中的＂意难平＂在一定程度上得到了纾解。
　　在2016年度北京科学技术奖评选中，该影片荣获三等奖。＂这一成果填补了我国大型数字天象节目的空白，打破了国外数字球幕片商的垄断，突破了传统天象节目在表现手段上的局限。＂评委们如是说。
　　用中国元素讲述天文故事
　　仰视穹幕，星空映射成一幅巨大的地图：城市村庄、山川原野、亭台楼阁……璀璨星辰呼应着世间的万事万物；天帝居住的＂紫微垣＂、天庭官员办公的＂太微垣＂、天界贸易市场＂天市垣＂……人间的烟火气在星星点点中生动再现。
　　中国几千年的历史中，曾经有一套自己的星座系统； 和西方的星座不同，在中国的星座体系中，从宫殿到粮仓、从兵营到集市，都事无巨细地被古代的中国人搬到了天上。
　　＂在世界天文学历史中，中国古代天文的发展曾经处于绝对领先的地位。然而，让我们引以为豪的这些历史在现代的科普特效影片中鲜有涉及。＂景海荣说，当时，世界上所有球幕影片的选题和呈现方式都是全西式的，从未有具备中国元素的影片问世。
　　＂我们就想较这个劲。＂团队觉得有这个责任。
　　古代天文知识浩如烟海，故事该从何讲起？经过反复论证，工作室将主题定在了古代＂三垣二十八宿＂星座系统上：一方面，这是一个大家会感兴趣的话题，观众可以在观影中对比，既可以进行古今的对比，也可以进行中西的对比；另一方面，古代星座系统是古代科学技术、传统文化、哲学思想等的集中体现，是我国＂天人合一＂理念的代表。此外，团队还为影片赋予了＂辟谣＂的使命，＂古代天文学常被迷信误读和利用，我们觉得有必要为观众提供详细介绍其科学性的科普影片。＂宋宇莹说。
　　于是，便有了《天上的宫殿》。
　　作为再次开先河的尝试，团队面临着很多暂无他人开拓的新领域 。比如，国内外现有的各种数字天象仪、数字宇宙系统都只包含了西洋星座的连线和亮星；只有少数系统中有少量亮星带有中文名字标识，但显然也不能应用于中国古代天文学主题。为此，工作室在自行研发的数字天球系统中，依据伊世同《中国古典星图》等资料考证，整理加入了中国古代星官连线及星名，完成了1000余个星官在三维系统中的构建和定位，使中国古代星座系统成为数字宇宙系统的一部分。正是由于该数字宇宙系统的应用，才使影片实现了观众在古代星空中穿梭的视觉效果。
　　大的基础有了，每一帧都需要细细打磨。这背后，有无数的争吵、妥协退让，也有＂顽固＂的坚守。比如，在最初的版本里，刘茜坚持整部影片＂零台词＂，她认为，对中国传统文化而言，说得多了，反而会局限观众的思维和想象。景海荣却表示反对，＂零台词的方式对故事片或许可行，但对科普片是很难的。＂反复的沟通、讨论甚至争吵后，刘茜慢慢放弃了这个想法，她后来意识到，大部分观众对古代天文的了解是有限的， 零台词无疑为观众观影设置了一个很高的门槛，＂我们不能一味地给观众灌输什么，只要观众看完觉得这个东西有意思，就够了。＂
　　有时候，有些好的创意和想法也不得不因难以实现而放弃。影片一开始设计了日月五行乘坐马车在＂赛道＂前进的画面，以表现不同天体的运行速度。然而，要如何科学地体现出天体运行的快慢？快慢背后又有着怎样的科学原理？看似一个简单的画面，要完全让观众看明白却并不容易。＂全部靠解说就没意思了，但是不说清楚，这样的一个画面设置又是没有意义的。＂最终，这个想法被＂折衷＂了，影片只展现了月亮沿着二十八宿运行的情况。再比如，为了充分体现＂天人合一＂的理念，影片最初想为代表地面上宫城、皇城、市场的三垣设计更多的人物互动，最后受影片时长所限，这个想法也只能作罢。
　　而科学性是团队坚守的毫不退让的底线。一次，半夜审片的刘茜发现，其合作的动画制作方搞错了某个场景下星空转动的方向，非专业背景的人可能根本看不出其中的差别，但在团队看来，这种科学上的偏离丝毫不能容忍。
　　值得一提的是，工作室经过大量的资料搜集与考证、美工绘图、图片处理等，对于影片中涉及的100余个星座，采用工笔花鸟、工笔人物、小写意楼阁、小写意山水等手法进行了形象设计与绘制；首次把国画工笔重彩、淡彩晕染、水墨烘托等特色技法全面呈现在球幕上，通过对镜头运动、场景设置和模型摆放等诸多相关因素的计算和变形，将平面的国画手绘素材体现到球面、鱼眼、三维的镜头中， 在技术上解决了国画手绘效果在鱼眼镜头的实现。＂我们想做一个从里到外、从上到下都是中国味道的产品。 ＂宋宇莹说。
　　让团队特别振奋的是， 该影片还成功地推广至国外天文馆，在墨西哥境内观看已超15万人次，实现了文化输出，为＂一带一路＂文化交流做出了贡献。
　　将全景实拍融入特效影片
　　在宋宇莹看来，独辟蹊径的十几年里，团队更像是在无人之境中探路，＂有时候探完路就走通了，有时也会碰到各种‘坑坑洼洼’，这时，我们就得原路折返。＂
　　比如，团队曾试图在球幕影片中打造角色IP，以形成品牌效应。但是后来发现，在球幕观影体验中，最大的主角是观众自己；如果强行再在屏幕上加入更多主角，短短的20多分钟时间里，观众根本来不及深入地了解角色。
　　在业内，宋宇莹还曾被冠以＂8K先生＂的称号， 这背后也有一段曲折的探索。当时，为了追求更加极致的视觉清晰度，团队在一部影片中创造性地采用了8K 8K的世界最高分辨率。＂画面分辨率提高了，对创作中各个环节的要求都变高了，而现有的工具并不能满足这种创作要求，使得整个创作的效率反而变低。所以虽然在技术上取得了突破，但是最终呈现出的效果却并不是最理想的。＂因此，在接下来的影片中，团队继续回归了4K制作。
　　尽管道路并不平坦，但是团队却从不气馁，从未止步。
　　最新上映的《宇宙大爆炸》则是团队一次成功的尝试。影片在将抽象的＂宇宙大爆炸＂可视化的同时，还采用实地拍摄的方式，把科学家了解宇宙的有力工具—— 郭守敬望远镜、＂中国天眼＂（500米口径球面射电望远镜）等＂国之重器＂搬上了屏幕。
　　把这一切呈现出来并非易事。
　　1分钟左右的实景镜头，团队准备了一年多，实地拍摄花了将近一个月。宋宇莹解释，为了匹配球幕剧场的高分辨率，团队成员第一次尝试用超高分辨率进行全景航拍，需要解决很多软件和硬件上的技术问题。＂一方面，我们要等射电望远镜的非工作时间去拍；另一方面，还要等个好天儿，而在‘天眼’所在的喀斯特地貌地区，碰上个晴朗的艳阳天还真不是件容易事。＂
　　所有的探索都是为了让观众获得更加直接的可视化体验。随着公众科普素养的提高，观众有了更高的期待。经常去观影的天文爱好者们，面对排片表上的节目，总觉得更新太慢，数字工作室时常要面对被＂催更＂的压力。
　　＂一部片子要成为精品，需要反复的打磨，这势必拉长制作周期。＂景海荣说，为了提高影片的上映效率，工作室一般从未立项之前就开始策划和准备。对于团队成员们来说，每一次创作都是一次深度的学习。比如，《宇宙大爆炸》从有想法到真正实现，花了将近10年的时间；在漫长的酝酿期，团队成员时刻关注着国内外宇宙学研究的进展，关注着最新的理论，不停充电。
　　＂ 天文学是个相对来说比较抽象的学科，我们的目标是找到一些接地气的点，让公众了解到天文学跟我们的生活是息息相关的；尽量将遥远的科学翻译成日常的图像和文字，为大家推开一扇望向太空的大门。 ＂景海荣说。
　　天文小课堂
　　天文馆起初是个＂电影院＂
　　天文馆的英文单词Planetarium，还有另外一层意思——＂天象仪＂，所以最早的天文馆通常是利用光学天象仪，给观众在室内演示天体运行、天象变换，让大家在白天也能欣赏到灿烂的星空。随着计算机技术和数字显示技术的飞速发展，利用计算机阵列对星空进行模拟，同时结合数字投影机的投射，进行模拟星空的演示，越来越受到欢迎。除此之外，由于与天文相关的一些场景展示，通常具有超大场景、宽幅面的特点，为了达到更高的观看和体验要求，天文馆里的剧场通常具有多种特效，来模拟宇宙间的多种特殊场景，以达到更好的科普效果。
　　三垣二十八宿
　　中国古人为了认识星辰和观测天象，将天上的恒星几个分成一组，每个组合定一个名称，这样的恒星组合称为星官。星官分属于31个天区，这些天区中的每一个又可看作是一个巨大的复合星座，这就是三垣二十八宿。其中，三垣指的是＂紫微垣＂＂太微垣＂＂天市垣＂；二十八宿包括东方青龙七星宿、北方玄武七星宿、西方白虎七星宿、南方朱雀七星宿。
　　鱼眼镜头
　　球幕影片制作过程中，通常使用等距角鱼眼投影方式来实现均匀变形的画面覆盖整个球幕，这种画面称为鱼眼镜头。
　　来源 北京日报 | 记者 牛伟坤
　　编辑 王琼
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