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带着公众探索未知的地外生命和地外文明——北京天文馆球幕影片《UFO与外星人》
发布时间:2018-03-16 15:00

情景再现:让科学看得见

场景一:星空。满天繁星带给大家内心的充实与宁静,也让大家对这些遥远的世界产生无尽的遐想。 

场景二: 出现一些不明飞行物“UFO”。外星人真的存在吗?

场景三:大家的银河系里大约有2000亿颗恒星,其中和太阳类型相同的将近10%。而整个宇宙中,至少存在着一千亿个星系。

场景四:46亿年前,地球在太阳周围的星云中诞生。大约38亿年前,生命在这颗行星上出现。

场景五:文明演化的过程也和行星环境息息相关。环境不但会影响外星人的形态,还会影响他们的行为模式和道德伦理。

场景六:人类的好奇心是永无止境的。好奇心推动着科学的发展,成就了如今地球上的大家。好奇心还会继续推动大家不断刷新对宇宙的认识。希翼有一天,好奇心会使大家在宇宙中不再孤独。

UFO与外星人》,这是一部在北京天文馆天象厅上映的以不明飞行物、地外生命和地外文明为主题的球幕数字科普节目,眩幻的色彩、悠扬的音效、科学的推理,将人们带入那个神秘的世界。

社会反响与制作团队

UFO与外星人》属澳门财政项目,经费900万元。20133月立项,20147月制作完成,20151月试映。该片在2014IPS大会、2016IPS国际球幕节和2016年北京国际科技影片展参加展映,并获得2015年中国科教影视科蕾奖提名,平面转制版本还获得了2015年北京科技微视频大赛优秀奖。截至目前,该片在天文馆放映1000多场,观众达18万人次,已推广到山西、湖南、广西、西藏等地区科技场馆播放。

UFO与外星人》的制作团队,由北京天文馆数字工作室领衔。拥有高级职称6人,分别负责影片的制片、策划与编剧、导演、科学与教育顾问、技术开发等,通过招标向市场寻求动画制作外包。北京天文馆数字工作室自2007年推出第一部作品《迷离的星际》之后,又陆续制作出了全球首部8K分辨率级别的超高清球幕影片《宇宙少年侦探团》,第一部国画工笔重彩风格的球幕影片《天上的宫殿》等十余部作品,成为了国内唯一、世界少有的制作球幕科普影片的专业团队。

鲜明主题与逻辑主线

随着社会进步和科学发展,航天、观察、通信等现代科学技术把遥远的太空与地球人类拉近,探索地外生命和地外文明成为可能,也成为当前公众的热门话题。曾在世界风靡一时的“UFO”现象,当时被人们猜测为是外星人访问地球,但在现在,经过科学手段证实,绝大多数为地球大气层的自然现象。但仍然有许多人将“UFO”与外星人联系起来,打电话到天文馆,希翼从天文家那里得到相关常识和答案。

带有浓厚科幻色彩的《UFO与外星人》是数字工作室在球幕影片制作上求新、求变的一步。我国的大型科普作品传统上着重于严肃的、更符合公众心目中“科学”刻板印象的主题,对地外文明这类缺乏实证的主题偏于遐想,很少有严肃的讨论。本片区别于传统意义上的“科教片”,在天文科普中从行星地质学和天体生物学的角度,分析生命在不同的天文、地质环境下可能演化出的形态,以及其可能形成的社会形态,同时提醒观众将地球人类社会的有限经验无限外推是不符合实际的。片中展现的画面不一定真的存在于宇宙中的某一个角落,但有充分的理由让人们相信它们可能存在于宇宙中的某一个角落。

目前,地外生命还非常缺乏观测实证,本片的大部分内容是基于理性分析和相关基础常识的引导,需要建立比较坚固的逻辑链,才能具备一定的说服力和普及价值。

本片的逻辑线索或思路是:首先,从地球(大家自身)出发,说明了种种易于被误认为是“UFO”的物理现象。然后,从观测数据和行星生物学角度,推测了真正的地外生命的存在几率和存在可能。再而,对至今为何尚未从地球发现地外文明的信号做出了一些可能的说明,地球历史悠长与智慧生命的短暂,技术、时间、空间的限制。随后,先容了地球上的人们“向外看”的努力和“向外宣示自己存在”的行动。影片将我国的大型现代天文仪器(500米口径球面射电望远镜FAST30米望远镜TMT)“搬上了”球幕。结尾,引入天文学家与科幻作家的真人对谈,以哲学讨论作为开发式结局。

从相对较少的观测数据出发,在时间和空间上大量应用外推手段,来研究整体,在获得观测证据之前,对不同观点予以包容,也正是天文学这门学科的一大特点。本片在一定程度上展现了天文学家的工作和思考方式,让公众领略到天文学独特的思考之美。

技术开发与科学支撑

球幕数字影片出现于本世纪初,是一种新生事物,目前其制作技术尚未成熟,许多细节还在摸索和开拓中,制作流程也缺乏一个行业通行的标准。

本片制作中使用的动画渲染技术、后期合成技术、渲染集群管理技术都是项目组自行开发的,针对巨型球幕的画幅和画质,处理海量数据的计算、存储和分发。

影片需要的是一个按角变形的圆形鱼眼画面(专业术语,类似半球画面)。实际的制作时,把若干虚拟摄像机安顿在搭建好的虚拟场景中,向各个方向“拍摄”,获得若干个矩形平面画面,再用专门的App计算出每一个画面应有的变形情况,将其拼接、融合到一起,成为一张完整的鱼眼画面。由于是多个画面拼接而成,所获得的鱼眼画面的精度要求非常高,远高于普通数字影片。这些鱼眼画面在经过后期处理,可以根据影院具体的播放条件,切割成不同的小块画面,并反向变形,由多个放映机投影到球幕上,形成覆盖整个半球的画面效果。

画面拼接再拆分的制作过程并非重复做功。一方面,影片的后期处理需要在完整的鱼眼画面上进行;另一方面,目前世界上的球幕影院规格很不统一,投影拼接方式也很不一样。因此,对球幕影片来说,以鱼眼画面序列帧的形式流通,当影院引进时再根据具体放映条件进行切割,是最有效率的方式。

球幕影片的高清画面所形成的图片文件非常大,加上制作流程中各个步骤需要存储的工程文件,导致了数以T计的海量文件的渲染和存储需求,而这些文件还需要被准确地分配到不同的计算节点上,以便最大限度地利用渲染集群管理技术.在本片制作过程中,研发团队利用“北京天文馆数字天象节目制作平台”的既有条件,开发了具有自有常识产权的渲染集群管理技术,以处理海量文件的计算、存储和分发,效果显著。观众最后观看的美轮美奂的画面,实际上是在多处渲染集群的“云端”演算下,才最终呈现在球幕上的。

为了确保影片中科学理论和科学事实的准确性,本片邀请北京天文馆学术委员会进行全程天文学顾问,还邀请了北京UFO研究会的专家和专业科幻小说家作为相关内容的顾问。

    片中在恒星间穿梭的场景是应用伊巴谷星表和第谷星表数据来搭建的真实“数字宇宙”,而众多人造卫星围绕地球运行的场景,也是利用专业数据库进行的“科学可视化”成果。

    片中关于不同外星环境下生物演化方向的模拟,则是来自科研院创新工程项目“虚拟现实技术在新媒体环境中的应用研究与实现”的成果转化,模拟了M型恒星的岩质行星、与地球类似的岩质行星和被水覆盖的岩质行星三种不同外星环境下的外星生物形态,对外星文明形式的设想,则是在这些生物形态的基础上展开的。

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