《星際穿越》幕後製作全解析 科普知識一網打盡
克里斯托弗·諾蘭的科幻新片《星際穿越》無疑是2014年度最具話題性的一部電影，影片一上映，幾乎整個互聯網上全都是關於它的信息：有討論劇情和片中科學合理性的，有吐槽音樂聲音過大導致聽不清對白的，有科普影片背後的各種物理原理和術語的，也有純粹的感情宣洩，抒發對諾蘭的膜拜或不屑的…… 類似討論比比皆是，而本文不打算對影片或諾蘭本人做任何評論，而是完全從電影製作的角度分析這部科幻巨作的誕生始末。
頂尖天體物理學家+御用視效公司
說起《星際穿越》的誕生，就不得不提到著名的天體物理學家基普·索恩，正是他構建起了《星際穿越》的整個故事基礎。基普·索恩是加州理工學院費曼理論物理學教授，作為黑洞和廣義相對論領域最傑出的科學家之一，他跟斯蒂芬·霍金、卡爾·薩根都是長期好友，在理論物理學界享有至高地位。關於他的地位有一例可以說明，在《萬物理論》這部影片里，評判霍金的博士論文是否通過的三位導師中，一位是大名鼎鼎的彭羅斯，另一位是霍金的老師夏瑪，還有一位就是基普·索恩。索恩在從加州理工學院退休前一直努力向公眾闡釋相對論的複雜概念，當時他就與《星際穿越》的製片人琳達·奧布斯特討論過拍攝一部有關黑洞和蟲洞的電影。
幾年前，斯蒂芬·斯皮爾伯格拿下了這個項目，並找來喬納森·諾蘭編寫劇本，喬納森是克里斯托弗·諾蘭的弟弟，曾編寫過《記憶碎片》、《致命魔術》、《黑暗騎士》等。後來斯皮爾伯格退出了，克里斯托弗·諾蘭自然而然地接手了這個項目。他對弟弟的劇本做了很大的改動，並且希望讓故事儘可能建立在科學基礎上，為此他找到了索恩。
2013年初，索恩給諾蘭上了幾個月的課，向他解釋黑洞如何彎曲光線和時空。因此，整部影片是架構在索恩的理論知識基礎上的。事後諾蘭透露說，索恩最難得的一點是他從不立刻回答自己提出的問題，而是回去查論文，跟科學家們討論，然後做一系列的運算，最後才把結果告訴自己。即便這樣，索恩也沒有覺得心煩。
至於特效製作，諾蘭再一次找到了他長期以來唯一御用的特效公司Double Negative。很快，他把Double Negative的特效總監保羅·富蘭克林也帶到了索恩的辦公室。富蘭克林知道用CG可以實現任何效果，但這正是問題所在，因為這樣做很容易違背物理原理，達不到本片所追求的真實感。
因此，他讓索恩寫了許多公式，索恩甚至把自己的筆記本給了富蘭克林，上面全是他多年以來記錄的研究成果。富蘭克林如獲至寶，他知道只要在特效製作中遵循這些公式，就可以創造出符合物理定律的圖像，於是，他讓Double Negative的研發團隊按照索恩的公式編寫新的特效軟體和演算法。有了頂尖天體物理學家和御用特效公司的保駕護航，打造以下的各式場景和真實呈現各種效果也就成為了可能。
打造最符合物理原理的黑洞
超大黑洞卡岡圖雅無疑是《星際穿越》中最令人難忘的場景，跟雄偉壯麗、神秘莫測的黑洞比起來，人類的力量似乎微不足道。
所謂黑洞，其實並不是個洞，而是個球體，這個球體的密度極高，因此引力非常大。黑洞引力範圍的邊界叫做 「視界」，任何進入黑洞引力範圍的東西都無法逃出去，包括光，人們無法探知視界以內的東西，這便是「黑洞」這個名字的由來。黑洞的視界附近有一系列神奇的現象發生，包括巨大的引力所帶來的光線彎曲，愛因斯坦將這一現象形象地稱為「引力透鏡」。另外，旋轉的黑洞會吸引周圍的物質，形成一個被稱為「吸積盤」的圓環。吸積盤隨著能量增加，會釋放出明亮的光線。黑洞本身沒有光，人們觀察黑洞只能通過引力透鏡和吸積盤，這也是特效團隊需要呈現的東西。
問題在於，以往的特效渲染器都是基於「光沿直線傳播」這一原理，而這個原理在黑洞周圍並不適用，Double Negative不得不參考索恩的公式，編寫用於黑洞圖像渲染的「彎曲光線渲染器」，這是史上第一個符合廣義相對論的渲染器。
特效人員在計算機中模擬了一個高速旋轉的黑洞，並在黑洞外圍放置了一個扁平的、彩色的圓環用於測試，經過一番計算模擬之後，奇怪的事情發生了，他們發現黑洞周圍的扭曲空間使得吸積盤本身也發生了扭曲，光環因此變得縱橫交錯、形狀怪異。
特效團隊以為是渲染演算法出錯了，但索恩經過分析之後認為這就是黑洞應有的樣子。索恩說：「以往的電影中從來沒有人展現過黑洞和蟲洞確切的樣子，《星際穿越》做到了，這是人類目前為止得到的最符合物理原理的黑洞景象。」
《星際穿越》全片沒有使用綠幕拍攝，在片場拍攝黑洞戲份時，製作組搭建了巨大的投影幕牆和1:1的飛船模型，演員在飛船內表演時，窗戶外面就是幕牆投射的宇宙景象。這塊幕牆用到了兩台大型投影機，以確保幕牆上的宇宙景象擁有合適的亮度。在後期階段，Double Negative會把幕牆上投影的景象替換成進一步細化完善的版本。
創建水晶球式蟲洞
影片劇情設定在不久的將來，人口暴漲、環境惡化，人們在尋找外太空居住地。問題是，藉助飛船，即便是到達最近的星球也要幾十年。早在1983年，卡爾?薩根撰寫《超時空接觸》時就希望能解決這個問題，索恩當時建議藉助蟲洞。蟲洞是高維時空中一種假想的隧道，能夠幫助人們在短時間內到達十分遙遠的地方。《星際穿越》自然借用了蟲洞理論，當索恩向諾蘭解釋這一理論時，擺在諾蘭面前的一大問題就是：如何在銀幕上表現蟲洞？
目前物理學上認為蟲洞無處不在，但存在的時間極其短，無法滿足人類穿越蟲洞的需求，但根據劇情設計，影片中的蟲洞是「他們」（未來的人類）所創建，「他們」是高維生物，能夠理解高維時空，從而能任意地創建出滿足人類穿越需求的蟲洞。
索恩認為，影響蟲洞外觀的只有三個參數：蟲洞的長度、半徑和引力透鏡大小。他讓特效團隊改變這三個參數，製作出了各種效果的蟲洞。最終，考慮到畫面的美觀和觀眾的理解能力，諾蘭選擇了長度很短、引力透鏡效應也比較小的蟲洞效果，這樣的話，蟲洞內展現的遙遠宇宙不會有太大的變形，整個結構看上去就像一個水晶球，球內充滿了遙遠宇宙的星系和星雲。
至於在蟲洞內部穿越時的場景，特效團隊根據索恩的公式計算出來的結果跟以往的電影里沒什麼區別，都是一個隧道，隧道的壁上有一些亮點。諾蘭覺得這個效果太平淡了，還不夠新奇，於是特效團隊摒棄了完全參考索恩的公式的想法，而是人為加入許多藝術成分，使得最終的效果更加震撼。
呈現震撼超立方體
影片高潮片段，我們見識到了所謂的「五維時空」，要把這個概念呈現在大銀幕上是非常困難的。通常認為我們所處的世界是四維時空，也就是三個空間維度加一個時間維度，而五維時空則有四個空間維度。擁有四個空間維度的立方體被稱為超立方體，Double Negative的任務便是用視覺來呈現這個超立方體。從藝術角度講，他們本可以很抽象地表現這個空間，但是受導演影響，Double Negative決定嘗試按照超立方體確切的樣子來製作。
由於人類目前無法理解四個空間維度，因此諾蘭設計讓庫伯掉入超立方體的其中一個面里。我們知道立方體的面是二維的，因此超立方體面是三維的。諾蘭正是讓庫伯掉入超立方體的「三維面」，才使得庫伯沒有灰飛煙滅。同時，墨菲的卧室位於超立方體的另外一個三維面上（沒錯，在五維時空里他們隔得如此之近），這也是為什麼庫伯會在超立方體中看到墨菲的卧室。
根據愛因斯坦的相對論，回到過去是不可能的，即便是進入高維時空。但影片中設計讓引力波可以穿越時間，影響過去，而對庫伯來說，他需要看到所有的時間，從過去到未來。正如塔斯所說，五維時空里時間是實體，就像一根線，你可以看到線上從頭到尾的每個瞬間，但是，要改變過去瞬間發生的事情，只有藉助引力波。
於是，富蘭克林開始思考超立方體裡面應該是什麼樣子的，尤其是如何展現「時間是一個實體」，如何展現所有物體在整個時間線上的每個瞬間。富蘭克林得找到一個平衡點，既不能讓畫面顯得太過雜亂，又要從庫伯的角度觀察時間線上不同瞬間墨菲卧室里發生的事情。
他的辦法是把墨菲卧室的六個像縮小，並讓每個像發射兩條垂直的線，這兩條線就是「時間線」。每當時間線相交的時候，就會產生一個卧室的像，因此整個五維空間里可以有無數個卧室的像，這些像位於時間線不同的位置上，因此每個像所代表的時間不同，庫伯只要沿著時間線漂浮，就可以看到墨菲卧室的過去或未來。
諾蘭始終希望在片場給演員一些能夠參照和交互的東西，他不希望讓演員在空無一物的綠幕前面全靠想像來完成表演。即便是對於如此抽象的超立方體，他也要求特效團隊能夠在片場搭個什麼東西出來。最終，他們搭建了超立方體的其中一部分，由四個房間所包圍，在後期階段，這些房間會被擴展成無限個。超立方體的片場實拍同樣用到了投影機，特效團隊把時間變化產生的圖像投影到搭建的房間四壁上，這讓整個拍攝團隊對於超立方體內部的時間軸都有了直觀的認識。當然了，這整場戲的每一幀都添加了數字特效。
庫伯穿過超立方體的「時間隧道」，瀏覽時間軸上的所有瞬間，這個隧道背景毫無疑問是CG製作的。但是諾蘭仍拒絕使用綠幕，而是在片場把馬修?麥康納吊在幕牆前，幕牆上投影的是前期做好的「粗略版」時間隧道畫面。在後期階段，這個粗略版的背景會被替換成更精細的CG圖像，這自然需要做大量的摳像和鋼絲擦除。
當庫伯成功地把信息傳遞給墨菲後，五維空間開始崩塌，在製作這個特效時，畫面中的每個收縮面都是按照超立方體的旋轉法則來收縮的。
實現米勒星球的巨浪
庫伯、布蘭德、多伊爾和機器人凱斯首先登陸的是米勒發現的星球，這個星球完全被水覆蓋，水看上去不深，但由於靠近卡岡圖雅黑洞，巨大的引力能夠掀起千米高的巨浪。為了製作如此規模的巨浪，Double Negative得重新審視之前製作水的流程。富蘭克林解釋道：「如果你要做如此規模的水，那麼平時所使用的各種參數，比如水花、浪頂的捲曲這些都不起作用了，因為面對如此巨量的水，這些參數可謂是微不足道。因此我們利用巨浪和徘徊者號登陸船的比例關係，你可以看到巨大的浪擊打登陸船，輕易地把登陸船掀翻，然後淹沒在巨浪中。這樣你就能感受到浪是有多大。」
對於浪的大致形狀和運動，Double Negative使用了手工動畫的方式來製作，而對於浪表面的大量氣泡、波浪、水花等等，他們則開發了一個內部軟體來進行模擬。
這場戲的特效是在IMAX解析度下完成的，因此對特效團隊來說沒有太多的時間做反覆修改。富蘭克林說道：「我看完巨浪的構圖，覺得OK之後，我告訴藝術家們去做浪表面的水花，然後一個半月之後我才能看到最終結果。這就是IMAX解析度的結果，我們沒有足夠的時間來做多次修改。」
曼恩博士的冰凍星球
探險隊第二個到達的星球是曼恩博士所在的星球，這裡一片冰天雪地，就連雲也被凍起來了。
這個冰凍星球的戲份是在冰島拍攝的，冰島有成片的冰川，黑色的火山岩使得地面變得圓滑、富有線條，這種黑白對比形成了獨特的陸地景觀。但是富蘭克林還是決定對整個場景做數字特效修改，因為他不希望讓觀眾認出來這是在地球上拍攝的，他希望冰凍星球看上去跟地球上的冰川完全不同。因此，Double Negative對航拍的冰島素材做了大量修改，讓場景擁有更多的「異域風情」。
冰島的拍攝環境極其惡劣，有一次風暴大到讓人無法出門。諾蘭是個痛恨拖延工期的人，但天氣太危險，他也不得不放棄當天的拍攝，而改在室內車庫補拍了一些內景鏡頭。
飛船的設計
《星際穿越》中共有3種飛船，分別是母艦永恆號、運輸機登陸號、巡航機徘徊者號。
永恆號的設計在科幻電影中很常見，旋轉的永恆號為飛船內部提供了重力，攝製組也用不著再花心思拍演員在艙內漂浮了。另外，永恆號的尺寸設計經過精確計算，既要保證容量大、能夠長時間在軌運行，又要確保在穿越蟲洞、接近黑洞時足夠牢固而不會散架。最後，永恆號的直徑設定在蟲洞直徑的百分之一，這樣的尺寸正好能維持它不變形。在拍攝永恆號內部的戲份時，製作組在攝影棚內搭建了一排巨大的船艙，艙內設置完全遵照影片設計，甚至艙外的景象都使用幕牆來投射。
徘徊者號是影片中用來登陸兩顆行星的飛船，它的設計更接近流線型，就像一輛太空跑車。片場同樣搭建了徘徊者號的全尺寸模型，並且安放在萬向架上，用以模擬飛船飛行時的姿態。徘徊者號的椅子是能動的，製作組在模型的椅子上安裝了液壓軸，可以根據劇情需要實現椅子的傾斜。在逃離米勒星球的巨浪時，徘徊者號的船艙進了水，這也是在攝影棚實拍的，巨大的水箱直接朝著飛船模型傾瀉過來，這個鏡頭顯然得一遍通過。
智能機器人
機器人凱斯和塔斯是影片中的一大亮點，很多人可能會認為這倆機器人都是CG製作的，但是按照諾蘭的性子，他可不喜歡這麼干，他造了一個90公斤重的金屬機器人，在片場由特技演員比爾·歐文操縱。Double Negative在後期階段需要把歐文和操縱桿從畫面中擦除。
在米勒星球，塔斯變形成輪子狀，前往水中拯救布蘭德，這個鏡頭是實拍和CG特效相結合的。實拍的成分在於水花，片場使用了一輛水上自行車，攝製組拍下了它在水中行駛時的水花。另外，片場還製作了塔斯的手，用來從水中托起布蘭德的替身演員。其餘部分則是由數字特效來完成了。
Double Negative盡量不在機器人身上使用數字特效，只有在它們完成水中行駛或者爬上飛船等獨特動作時，才會使用數字特效。富蘭克林說：「我們發現要讓數字特效變得真實，你就得將它們和物理實拍的東西交織在一起，因此在塔斯爬上飛船的那場戲裡，它進入艙門後數字特效就又切換為物理特效了。」
走心的聲音處理&真實自然的音效
《星際穿越》作為一部「沉浸式」影片，諾蘭自然希望在音效上大下功夫，讓觀眾儘可能體會到身臨其境的感覺。然而影片上映後，不少觀眾吐槽音效和配樂聲音太大，演員們的對白都聽不清了，直到諾蘭和音效師理查德·金親自對這個問題做出回應，人們才知道，這是諾蘭有意為之。
《星際穿越》的混音工作持續了半年多，諾蘭親自監督每一個音效的使用，可以說影片的音效設計是大膽、新奇而又細緻的。該片的配樂和音效團隊希望把對白聲也作為音效來處理，通過掩蓋對白甚至降低對白音量來反襯出環境音效的磅礴氣勢和驚險氛圍，這不得不說是一次大膽的嘗試。
諾蘭認為不光對白可以傳達劇情，環境音效也應該起相當大的作用。他舉例說，布蘭德教授臨終前把成年墨菲交到醫院床前，布蘭德聲音非常低沉，對話幾乎被環境音淹沒。諾蘭解釋說這是為了貼近角色內心——彌留的老人終於說出了隱藏多年的秘密，成年墨菲終於明白了他在說什麼，這個過程中她心理經過了疑惑、難以置信、震驚、憤怒等多重情感，非常複雜且豐富，這個場景的聲音處理正是為了貼合她的內心。
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