3D模拟送《阿凡达》续集去深海
环球
事发地:马里亚纳海沟
詹姆斯·卡梅隆花大手笔制作的《阿凡达》票房成绩优异,甚至踩翻了自己拍的《泰坦尼克号》。当然,他不会就此打住。日前,他宣布要拍《阿凡达》的续集,这次的拍摄场景就转到了潘多拉星球那广袤无垠的海洋里。
日前,卡梅隆委托了一个澳大利亚工程师组,给他设计和制造一个可以带他潜到“挑战者深渊”底部,并能在这么深的水下拍摄3D脚本的潜艇。这艘潜艇不仅能自由下潜到海沟深达10000米的底部,更需要潜艇拥有高技术装备,能让卡梅隆在潜艇上自由进行水下3D脚本的拍摄,作为《阿凡达》续集的素材。
这艘潜艇的前辈是一艘名为“雅斯特”号的潜艇,它是由领航员雅克·皮卡尔德的父亲、瑞士科学家奥古斯特·皮卡尔德设计的。15.24米长的“雅斯特”号是一个独立潜艇,有点像一艘水下飞艇。它可以自由潜水,拥有自己的生命维持系统,经过长达5小时的漫长下潜,该船下潜到距离世界最低点(10916米深)仅有几英寸的地方,并在那里停留了大约20分钟。
上天容易下海难
半个多世纪以来,有很多人飞上了天,有很多人去了外太空、登上了月球,但是依旧只有皮卡尔德和沃尔什去过马里亚纳海沟,迄今为止还没人能造出潜艇超越“雅斯特”号。要去马里亚纳海沟底太难了。
马里亚纳海沟很深,如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶也不能露出水面。水深带来的问题就是压力巨大。在马里亚纳海沟最深处很少能看到动物了。假如人们不是亲眼所见,恐怕难以相信有一些看起来十分柔弱的生命,要经受巨大大气压力的考验,马里亚纳海沟里,人们见到了几厘米的小鱼和虾。这些小鱼虾,承受的压力接近一吨重。这么大的压力,不用说是坦克了,就是比坦克更坚硬的东西,也会被压成“钢制杂酱”。
要造出这样的潜艇,不仅需要设计师的精湛设计,更需要对设计不断的测试。而最重要的第一枪,就是3D环境模拟。我们知道测试飞机用的风洞是通过计算机以人工的方式产生和控制气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动,观察可量度气流对物体的作用以及物理现象的一种管道状实验设备。与之相应的,路上的汽车、海里的潜艇,都有类似风洞的测试装置。但是,这些都是相应设备建造完成以后使用的。早在设计阶段,设计人员就会采用3D模拟程序进行环境模拟,并依照相应数据对其外形等方面进行修改,最终通过测试以后,才投入生产并进行后面的项目。
卡梅隆造潜艇,3D模拟更是必不可少。潜艇的设计完成以后,设计人员会制造一个模拟的马里亚纳海沟,输入潜艇的各项数据,建立潜艇的简化模型,然后把它放进模拟的海沟里,让它“下潜”,对其进行模拟仿真验证。在这个过程中,计算机程序将监视船体结构的硬度、结构的完整度、船体的破损情况、船体的受压情况以及船体内部的各种仪器运行情况。设计人员会看这艘设计好的模拟潜艇会在什么地方被海水压坏是怎么压坏的,然后根据测试的详细情况对潜艇设计进行修改,完成以后再把新的潜艇放进3D的马里亚纳海沟进行测试。

3D模拟离我们并不遥远
其实,3D模拟在各个领域都发挥着重要作用。
例如,飞行模拟测试是飞行员训练的教程中必备的任务。但是由于条件限制,并不能让所有的飞行员天天进行实机的驾驶。高昂的成本和不低的危险系数都会让人觉得这种做法不可取。模拟训练自然就成为了最佳的手段。采用当今最先进的技术手段和方法,如计算机成像技术、虚拟现实技术、无缝拼接宽视场角环幕投影技术等,可将数字化的飞机及相关设施动态,逼真地展现在飞行员面前。模拟器除了能满足各种训练和适任评估的要求之外,还能进行工程论证和分析。此外,还有航海模拟器和路上的驾驶模拟器。
近日,科学家借助超级计算机模拟出大爆炸后不久的宇宙图景,科学家可以从中看到稠密的暗物质或普通物质处于波动状态之中。
当然,卡梅隆自己拍的《阿凡达》就是对3D模拟的出色应用。日前,一位网络虚拟歌手“初音”的第39场演唱会的DVD发布了,这场演唱会里更是破天荒地应用了3D投影技术将她的模拟影像展现在世人的眼前。此外,还有台湾地区发售的3D模拟城市电子地图。3D模拟技术其实离我们并不遥远,它就在我们身边。