大荧幕借助SIKO绝对拉线编码器打造影视特效

漫威和华纳兄弟的大片特效采用 SIKO 位置传感器

图1 《东方快车谋杀案》的电影拍摄：SIKO 拉线编码器的应用

拉线编码器是电影制作中未必会想到的组件。传感器和定位系统制造商 SIKO GmbH 的拉线编码器具有哪些优点以及在《神奇动物》和《午夜天空》中发挥了哪些作用，这将在本文中介绍。

英国公司 Absolute MoCo 为电影制作中的特效设计和建造摄影棚液压设施，该公司采用了 SIKO 拉线编码器。与其合作伙伴——Absolute Effects 的特效总监 David Watkins 一起，Andy Ryan 想要在电影工业的特效领域中实现更准确而真实的运动。他认为，英国在这方面的技术效果太陈旧了。Absolute MoCo 的要求是，电影场景中的人物要能够更精确而安全地运动。“我们专注于为电影、移动式基础平台和舞台背景中的特定运动过程的动作控制创造前提条件。我们负责视觉特效与物理世界的连接，并且为电影制作开发了一个可靠的人机界面和软件包。在某些拍摄工作中，我们一如既往地采用了开环系统，但我们更偏爱配备闭环控制电路的系统，以确保定位和可靠性，这对于今天的电影制作至关重要。SIKO 绝对值编码器的使用，使我们能够一再重复录制。这意味着：我们能够安全地工作、安全地停止并随时确定位置。这项技术使特效的物理层面跃升到了一个新水平，并随着时间而越来越好。”

集成在液压缸内的拉线编码器
特别是以液压方式完成的运动，需要动作自然并确保人身安全，这是一项挑战。在此采用了不同的 SIKO 拉线编码器，用于确定液压缸的位置。这些编码器型号均结构紧凑，适用于狭窄空间且坚固耐用。例如在华纳兄弟的神奇动物系列电影《格林德沃之罪》中采用了 SGH10 拉线编码器，它具有一项获得专利的特性：它能够直接集成在液压缸内，即刻测量位置，也就是缸体的推出。优点：内置结构可以保护拉线编码器免受外部影响。也不必像磁致伸缩传感器替代方案中一样，必须将活塞钻空来装入拉线编码器。这一额外的工作步骤也是内置拉线编码器所省去的一个成本因素。


图2 借助液压缸内的 SIKO 拉线编码器实现精确而真实的运动：《神奇动物》中的 12 米艇甲板。

位置和速度检测
在一个救援场景中，一艘满载的小船要尽可能真实地在滔天巨浪中起伏，其中有三个要用液压系统实现的运动轴（运动控制仿真技术）以及由 SIKO 内置拉线编码器完成的第四种回转运动。Andy Ryan：“由此我们能够通过 Maya 特效平台上的视觉效果接出一条线路，在任意方向上运动，以进入摄影机的视角。SGH10 的另一优点体现在动态应用中，例如当平台上的多个缸体要同步移动时：除了位置，拉线编码器也可以测量速度，也就是说缸体也能够以相同的速度伸出并同时运行。

安全的运动过程
在电影《午夜天空》的特效中也同样使用了 SGH10 内置拉线编码器。在太空船的控制舱内，主角 Sully 在座椅上既要侧向也要纵向移动到各种控制按钮前——这把座椅固定在配有 SGH10 内置测量系统的液压缸上，该系统决定了其高度和移动速度。由此确保女演员的安全，并且移动也十分灵活。由于座椅下方的地面区域空间十分狭小，集成在缸体内的拉线型号再次成为最佳解决方案。“空间狭窄的情况在我们的项目中是常态”，Andy Ryan 证实道，“所以我们经常采用 SIKO 的紧凑型拉线编码器。此外，我们的团队也非常喜欢多样化的测量，线性和回转运动均可检测。这使其应用范围十分广泛。”


图3 《神奇动物 2》中夜琪马车的旋转使用了 SIKO 拉线编码器。

外置拉线编码器
除了集成在缸体内的传感器型号，SIKO 也提供可外部安装的拉线编码器，这些也同样被应用在 Absolute MoCo 的某些场景中，例如 SG10 和 SG20（极其紧凑的外置拉线编码器，最大测量长度为 2,000 mm）。例如当主体结构已存在时，拉线编码器可以加装。采用这种方式，建造费用将大幅降低。对 Andy Ryan 来说，复杂的液压斜坡也与传感器的更换相关：“如果出现了机械问题，传感器失灵，那么比起拆开整个斜坡来更换缸体里的内置传感器，更换外置拉线编码器要容易的多。此时节约时间是关键。”在这类场景中，团队更倾向于外置编码器解决方案。

集成简便
Absolute MoCo 的团队不自行制作液压缸，而是由零部件供应商按照其规格和设计加工——包括 SIKO 拉线编码器的接入。其中最重要的前提是所有功能的安全性。内置和外置拉线编码器的接入均不复杂，这也体现在投入使用时，Andy Ryan 这样说道：“我们有一个配备各种接口的独立运动控制系统，通过我们原有的接口，拉线编码器也可以立即使用，这让我们非常满意。简单地连接，然后启动。SIKO 的使用手册和随附文件也非常有用。”

从现在直到圣诞节，Absolute MoCo 仍在为漫威工作室的一部电影制作工作。“这次我们要通过液压作用突破极限”，Andy Ryan 强调道。“当然，其中也再次采用了 SIKO 拉线编码器。”

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