《流浪地球2》门框机器人设计历程再分享

在机核发布门框机器人Pro专题节目之后，我依然觉得不够完美。为了聊天的流畅性和有趣度，还是使得整个创作过程的叙述来回穿插的部分较多，难免会让听众有混淆的地方。所以在此写下这篇文章，完全按创作的时间顺序梳理一遍创作过程。

在2021年3月份进剧组之后，读到剧本里一直有一个人形战斗机器人的角色，我把它视为电影里最难的一个单体科幻设计，于是便一边进行出舱背包&动力拳套和笨笨的早期概念探索工作，一边思考着机器人的事情。我当时搜集了大量的类似波士顿动力机器人的资料以及我的偶像之一Arron Beck的画稿（《第九区》，《极乐空间》，《超能查派》的设计师）。

(两款VR软件的区别，这是雕刻软件medium)(两款VR软件的区别，这是多边形建模软件重力速写)

到了4月导演突然带来第一张门框的草图的时候，我还记得那张纸交到我手上的细微感觉。我第一眼就明白这是一个从没有见过的方案，我的手抓住导演草图的纸的一刹那因为兴奋险些用力捏出一个坑，然后在第二秒就立刻控制自己的手放松，怕捏坏了导演的手稿。

接到导演的手稿之后，我先在VR雕刻工具Medium里，浅试了一下，发觉门框的功能性过于复杂，而雕刻软件更适合抠静态造型且无法应对反复修改。于是便转向了重力速写这个更便于修改调整的VR速写软件来做前期的探索。

为了尊重导演的草图，我的第一版VR草稿基本上完全按照导演画的正视图草稿，来推导到出整个立体造型。也就是说正面的造型基本上是定死的，主要的发挥空间在于侧面厚度的不同带来的体量感的区别以及随之带来的可动性的差异。

(上下腿长度一致是为了完美折叠)(折叠收纳早期概念)

大家其实可以发现，初版门框主体模型草图有一个设计上的缺点，大腿比小腿厚很多，然后上下长度上又是一样的，这会导致视觉上既头重脚轻，又过于平均。我不是不知道有这么个视觉上的问题。由于门框一开始的草图还有手臂，我就一直考虑要把手臂折叠到背后，这就导致了带有内藏式手臂的大腿看起来过大的问题。而为了实现门框可以完美折叠收纳的功能，我便预先规定好门框上下腿的长度是一样的方针。着实是有点给自己画地为牢了。

不过当时我就知道需要盾牌装备这件事，并且前期剧本盾牌型门框的戏份甚至比门框通用本体的戏份还多，所以在设计门框无装备主体的时候，主要也同时考虑安装盾牌的造型和功能问题。当时我觉得只要装备盾牌的版本在造型上是ok的（很多其他武装装备型号也在这个时候设计出了模型初稿，不过不便于公开），无装备本体的造型缺点也会被接纳为合理性的一部分。

(导演给到的新版门框草稿，和最后呈现的样子区别不大)

抱着这种侥幸的心态，就继续对门框本体模型草图进行细化绘制，难免后患无穷。不过也许是意识到我这边的困境，大概也是在这个时候导演给到我了门框的第二代草稿，也就是和最终造型一样的极简风格草稿了。

(根据导演新版草稿做的细化)(打断成三节之后的某版奔跑形态，其实最后的关节设计满足不了中间部分抬那么高)

根据新草稿，我在Photoshop里对着VR模型的截图几经修改，最后主体结构其实已经放弃了很多VR草稿的原造型。比如说美指郜老师在中途要求将门框横梁主体打断成三节，这样使得门框在奔跑形态的时候中间一节可以抬高，成为视觉印象里的头部。最后这个想法并没有用上，不过这个结构却阴差阳错对于门框折叠撑开门的桥段很契合，不过嘛，其实对折撑门的设计也没用上。

(导演对于头部的修改，以及我后续细化的效果图)

(导演修改之后的最终版平面效果稿)

虽然设计需求一直在变，但是平面设计图对于确定如何融合参考元素，对于确定接下来建模细化，还是有非常好的指导作用。以打印机为主要风格参考的方向也是我这个时候定下来的。

到5月中旬的时候，导演对门框的概念画稿进行了最后一次审核修改，也就是我在pro节目里说的第一次画龙点睛。导演让执行美指王志坚老师用方形笔刷只此一笔，将门框的头部由圆柱形改为改成长方块的造型。要求门框拥有可以晾衣服的防撞杆的剧本需求，也是这时定下的。最后我根据导演修改过的平面设计稿，修缮出了最终的概念画稿版本。

另外在四五月份的时候，我同时也参与设计了很多炸月球的方案，不过随着剧本的修改这些设计都被不幸废弃了。

之后从5月末开始便进入了概念模型的再细化制作阶段，6月份整个美术组从北京搬到了青岛拍摄基地，也就此进入了在pro节目里提到的永无止境的两个星期工期死线的轮回之中。

(电动平板车)

在青岛拍摄基地的日子里，我印象最深的就是伙食。可能是我从小比较挑食，于是就天天点外卖。但是在拍摄基地点外卖是一件很麻烦的事情，由于保密的需要，外卖是不能进入园区里面的，而美术组的办公室离园区大门有将近一公里。

后来很多人都会租电动平板车，不过这玩意并不安全，一旦路滑速度没控制住，或者很多人疲劳驾驶，很容易出事故，我身边的同事起码就有两个人骑着骑着摔出去过。

有一次青岛台风天下大雨，我不敢冒险骑平板车，但是我依然决绝地要步行去拿我的外卖小笼汤包，路上很多地方的积水已经淹没过脚踝，纠结一番之后还是淌水走到了门口。再走回办公室的时候已经花了四十多分钟，浑身全湿透了，鞋子像是吸满水的海绵。不管怎么说，小笼汤包和鸭血粉丝汤真香。

设计建模阶段主要用的是Blender这个多边形建模设计软件。它的优势在于非常方便修改细节，有着非常多好用的插件扩展，以及最重要的：Blender对于设计师不专业的建模违规操作的容忍度很高，因为其实很多时候设计师很难一边快速按照自己的心流迭代设计的同时，一板一眼地考虑建模规范问题(布线，法向，倒角等等）。如果换成MAYA等老牌建模软件，分分钟建模文件已经被我搞爆炸了。

(各种奇怪的弧度其实建模起来蛮麻烦的)

做模型的过程中最大的难点其实是制作特殊弧度的曲面，和各种大圆角转折面（倒角），很多新手会为了规避布线等建模的时间成本问题而放弃很多大幅度圆角设计，我其实在建模上也比不上资深建模师，但是我也是只能选择死磕布线或者用上雕刻工具。这之中也浪费了不少时间，雕刻软件制作的高面数模型也会让Blender变得略微卡顿。

(直升机桨叶传动参考)

大概是在6月中旬，我收到了郜老师提出的门框肩部关节的具体需求，能撑开，有特写，要参考直升机传动，不能是球关节。我花了一个星期时间想破头皮做了现在这个方案，其实因为我自己的绑定动画水平有限，展现出来的运动并不是完全数学上的准确。因为搞得过于复杂，最后道具实际制作和特效镜头里都没有完全做出来，有点遗憾。

6月末，剧本要求加上了门框能自主游泳的需求。很多时候我并不想因为一个临时添加的新功能而大改设计，所以会预先想好在门框的各个区域留一点点冗余空间以应对可能的功能修改。每次上面问到我某个新功能要如何实现的时候，我第一句话就是：“外观不用动！你看这里其实是有空间实现这个功能的，真的！”

游泳这件事一开始我还想过要给门框加上蛙泳脚蹼或者可拆卸的独立螺旋桨推进模块，但是还是觉得那样的设计很啰嗦。最后还是决定把浆片塞在脚底板上。其实我也知道门框的很多设计如果放到现实中，会因为过多的可动机构和结构强度问题，非常容易故障。不过概念设计就是这样，只能是尽可能在视觉层面和电影剧情层面合理，毕竟能造出如此巨大的地球发动机和太空电梯，想必材料强度的科技上也不可与现实同日而语。

中间我跟郜老师还有过对于门框顶部造型的一段争论，我认为顶部应该采用左图的对称鼓包设计以准备充足空间安置传感器结构，郜老师认为顶部拉成为中间图的完全平面会视觉上更纯粹。最后导演拍板选择了右图的不对称结构以强调门框的这张可以扫描的脸

到了7月初，导演亲自加上了门框腿部两侧的护板之后，我概念设计版的模型工作也告一段落。感谢导演在门框完成审核的会议里提出让我来演操作门框的下水操作员的这个想法，虽然最终没能出演，但依然非常开心。其实剧组里的人员参演电影角色也很常见，流浪地球一的时候，执行美术总监王志坚老师就参演过路人角色。

7月初的时候，我以为门框的任务已经完成，但实际上新的挑战才刚刚开始。进入实体道具生产环节之后，MDI工作室已经着手开始门框的对接工作，可惜后面考虑到还有很多外骨骼和宇航服的固有任务，所以便把这项工作量巨大的任务交给了经验丰富的画时空道具团队。之后又由于工期过于紧张，道具总监杨旭老师也帮了很多忙。

(概念模型和简化后的工业模型)(zbrush雕刻出的模型面数过高，导致工业建模软件死机)

我也在Pro节目中谈到多边形建模和矢量建模的衔接问题，道具团队需要把我做的多边形模型重新复刻为矢量工业模型。多边形建模的优势在于只要对于数学层面上没有苛刻的对齐要求，它可以很方便修改模型每一处地方的长宽比的。

不过实际模型生产却正好需要数学层面上的规整性，必须需要矢量模型。工业建模软件的可修改性确实不如多边形建模自由。

重新复刻门框的多边形模型是个工程量巨大的任务，在这个过程中不免会出错或者放弃一些结构造型，更别提有些高面数的雕刻模型会使工程师的工业建模软件死机。Pro节目评论区的大神很多，很多同行也有格式转换的相似困境，评论区里Feiyuuu讲的低多边形转细分曲面转矢量的思路是正确的，我在剧组的工作中也稍微试验过，不过这么做需要从头开始就规划好。

(临时学工业建模，做了一堆零件)

到了7月份到9月份，我一边设计别的道具，一边负责对接门框实体生产的种种问题。制作的过程中，执行美指志坚老师也再次添加了细节量，同时也让我去零件坟场尝试找了一些可能适配门框细节的零件，但是很少能匹配成功。于是也自学了一些工业建模软件，设计一些能够装配打螺丝的细节零件，来丰富门框的细节。这之中我出了很多错，感谢道具老师们的不杀之恩。

(修改前上图门框中间用来对折的关节体量过于纤细，下图是我修改后的加壮版本)

有关于实际生产的道具的体量感的问题，在pro节目第45分钟有简单提过，这里举一个最明显的例子——门框横躯干被分成三节，这很容易让观众的视觉焦点集中在这里。所以如果想要门框的视觉更具有整体性，让观众在第一眼并不会过于关注到横躯干的三段功能性，需要用很多设计小技巧。刚开始实体打印出来的的门框的对折关节，就显得有点纤细了。然后这会导致躯干三段的空隙非常大。于是在尽量不改变关节各个象限可动性的前提下（当然也放弃了一些不必要的可动性），我重新修改了关节设计，在视觉上进行了加厚处理。

颜色上也为了降低3段式横躯干的视觉关注度做了一些努力，对折关节采用了深灰色，这是因为深色物体在有光照射的情况下明暗对比度比浅色物体更低，对比度低自然视觉注意力就不在这里。另外为了使门框横躯干远看感觉是一个主体，横躯干部分也大量采用了深灰色作为颜色衔接。为了打破主体被切两刀的诡异感，在一些主体的边缘加入了可折叠的机构，这样这些机构平时可以弱化主体三段式的诡异感，在必要时又可以收缩以避免影响可动性。

(喷漆色号说明书的其中一页)

在工业模型和实体3D打印完成之后，实体制作环节也进入了尾声。用潘通卡标识上千个零件的色号是个非常痛苦的工作，但是又必须我来完成这个上色说明书才能让工人准确上色。我经常也是看了现场喷涂的效果才知道很多喷漆的金属反光度过高，导致颜色过于闪亮。这之中修改试错也不少。而做旧部分似乎是道具组老师们的拿手好戏，我也没为此消耗过任何精力，一转眼门框们就已经自带质感爆棚的轻度做旧效果了。

(平面老师设计的门框细节贴纸，非常牛逼)

到了9月末离组最后两天，紧急接到了监修门框的各种平面设计贴纸的任务。为大几十个贴纸向平面老师提出修改意见，没少让平面组忙活，只能给大伙点一顿外卖来谢罪了，同时也算是一种道别吧。

其实回到家之后，我还是带了一些没完成的任务，那就是门框的盾牌装备“六扇门”。

在家里的赶工过程没啥好说的，这里讲两点没讲过的设计点。“六扇门”的三片三片的构造在收纳状态下可以让上腿和下腿的盾牌交错开来，以此不影响可动性，而盾牌交错空隙的空间正好可以放下较大一点的用于展开盾牌的驱动电机。

(交错式三重盾牌不影响膝盖可动性)

(六扇门系统的自稳定电机)

另外六扇门系统在盾牌展开的情况下，依然可以让腿部进行小幅度地前进，因为在盾牌装备连接腿的部分是内置有自稳定电机的，可以使腿部运动的同时使盾牌与地面保持稳定的相对关系。在遭遇攻击的时候，系统会自动锁死自稳定电机来保护结构不被冲击力破坏。

在完成门框的六扇门盾牌装备之后，我的任务才算真正完成。感谢能读到这里的朋友，文笔拙劣，只能一股脑地写下想要表达与补充的内容，有时并不想为了阅读的流畅性而裁掉我想絮叨的内容。

最后感谢导演，感谢所有参与《流浪地球》项目的人，也感谢观众们。

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