在科幻作品中穿越时空,进入另一个虚幻的维度,早已不是什么新鲜事物,但是如何在视觉上表现其他维度,就非常考验艺术家的想象力了。这些场景长期陷入沉疴老套,直到最近几年,才突然出现了一种全新的表现手法。
开创性的作品是2014年的迪士尼电影《超能陆战队》,结尾处,小宏和大白通过传送门进入另一侧的维度,画面背景上就出现了一个紫红色的世界,棉花糖或者珊瑚般的物质在不可名状地翻滚循环,以复杂的纤维状结构充满整个空间。
2016年的漫威电影《奇异博士》,主角斯特兰奇被大师古一一掌推入神棍次元,体验了超越感官的奥秘,这个世界中弥漫着黄绿混杂的迷雾,石珊瑚般的物体成簇翻滚。他后来坠入了一个巨大的滚动的开口,掉入一个灰褐色,充满花椰菜的世界,然后惊恐地发现自己手指头上不断长出更多的手——这与《超能陆战队》里的世界几乎一模一样,只是换了配色。
电影里的场景与几何学中的分形紧密相关,这个空间就是运动中的曼德尔球(Mandelbulb)——在三维空间展开的曼德博点集。
曼德博这个名称有些陌生,但是你很可能见过它的形貌,因为它在二维平面上的点集是谈及数学之美时最常用的符号,他最大的特点就是无论怎么放大缩小,所有结构都会再次出现,表现出了无限的对称——这也就是分形的意义。
要理解这种图案的构成方式也并不困难:
构造一个迭代数列,X0=0,Xn=Xn-12+c,其中常数C是一个复平面的一个点。对于任意具体的C,这个数列经过无限次迭代后可能趋于无穷大,也可能收敛于某个有限的范围之内,我们只要给所有让数列收敛的C点涂上色,就得到了这个曼德博集,至于要涂什么颜色,就取决于这个数列的收敛速度了。
曼德尔球则是将这个集合从复平面推广到三维空间中,它的复杂程度已经超越了三维空间的容纳能力,所以无论在电影特效里还是在演示动画中,曼德尔球总是有一些结构随着镜头出现或消失,就像随着人的动作变化,他在墙上的影子也倏忽嬗变。
当然,在电影中崭露头角的三维分形结构也不止曼德博集合,在电影《银河护卫队2》中,星爵的父亲原来是一个天体,当他进入了父亲的内核,或者说他的自我,看到了一个诡异的岩石世界:无数破碎的柱子穿梭在空间中,上面布满了某种规律的空洞——这是三维化的朱利亚集合,他与曼德尔集合使用同样的迭代公式,但常数C改为定值,X0是复平面上的点。
所以可以想见,分形学在很多时候都高度依赖计算机图形学,而计算机图形学正是当代电影工艺的利器,不难想象这两者早已密切地联系起来,今天的案例则是这种密切联系的新篇章。
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