白堊紀公園

白堊紀公園

以數量眾多的恐龍集群死亡帶為中心,中國正在內蒙古二連浩特鹽湖附近建設世界上最大的“白堊紀公園”。近日經過國土資源部評審正式成為國家地質公園的二連浩特恐龍公園,本身就是世界上最大的“白堊紀公園”之一。在茂密的森林與交錯的湖泊所組成的生態系統中,蘊育了世界上獨一無二的身披羽毛的恐龍;在翼龍霸占的白堊紀的天空,鳥類不甘示弱,以後來者的勇氣演繹出自己的精彩;最早的真獸(有胎盤的哺乳動物)和後獸(有袋類)也從這裡起源;還有幾乎最原始的花朵,以及各式各樣的昆蟲……而特殊的地質環境以近乎完美的方式把這一切塵封於地下,令我們今天有機會循著化石的軌跡去探尋這個充滿生機的古老生物群。

基本信息

主要內容

白堊紀公園白堊紀公園

其中包括了數量眾多的恐龍集群死亡化石群,它們主要分布在二

連鹽湖東側24公里處的恐龍化石群,鹽湖東側22公里處的恐龍化石群,鹽湖西側1公里處的恐龍化石群。 這三個點的恐龍化石,較完整的有20多條,零散的上百條,分屬近20個屬種,有蜥腳類、甲龍類、鴨腳龍類、暴龍類等。

目前現狀

最近80多年來,這一舉世聞名的恐龍死亡帶,先後經過中美、中蘇、中加、中比等國科學家聯合發掘、考察。 2005年6月發現的長約8米的世界最大竊蛋龍類化石,被命名為“二連巨盜龍”,是二連盆地發現的又一新恐龍屬種。美國《時代》周刊將其評選為2007年度自然科學領域“十大科學發現”之一。2008年,金氏世界紀錄將二連巨盜龍認證為“世界上已知最大的竊蛋龍類化石”。 近年來,當地政府對二連浩特恐龍遺蹟建設投入力度一年比一年大,2006年投入500萬元,2007年投入1000萬元,2008年投入2000萬元。隨著這裡正式成為國家地質公園,其投入及相關科研力度將得到進一步加強。

歷史成因

因該地層富含白堊(chalk)而得名。白堊是石灰岩的一種類型,主要由方解石組成,顆粒均勻細小,用手可以搓碎。“白堊紀”一詞由法國地質學家達洛瓦(Jean Baptiste Julien d′Omalius d′Halloy)於1822年創用。

白堊紀形成的地層叫白堊系。白堊紀這一名稱來源於英吉利海峽兩岸的白堊層,由比利時學者J.-B.-J.奧馬利達魯瓦1822年創立,英文 Cretaceous系來源於拉丁字Creta,是白堊土或石灰的意思。白堊層是一種極細而純的粉狀灰岩,是生物成因的海洋沉積,主要由一種叫做顆石藻(Coccoliths)的鈣質超微化石和浮游有孔蟲化石構成,在英、法海峽兩岸形成美麗的白色懸崖。白堊層不僅發育於歐洲,北美和澳大利亞西部也有分布。

白堊紀(Cretaceous Period,Cretaceous) 中生代最後的一個紀。白堊紀(Cretaceus period)是中生代的最後一個紀,始於距今1.37億年,結束於距今6500萬年,其間經歷了7000萬年。無論是無機界還是有機界在白堊紀都經歷了重要變革。位於侏羅紀之上、新生界之下。白堊紀是中生代地球表面受淹沒程度最大的時期,在此期間北半球廣泛沉積了白堊層,1822年比利時學者J.B.J.奧馬利達魯瓦將其命名為白堊系。白堊層是一種極細而純的粉狀灰岩,是生物成因的海洋沉積,主要由一種叫做顆石藻的鈣質超微化石和浮游有孔蟲化石構成。

在這一時期,大陸之間被海洋分開,地球變得溫暖、乾旱。開花植物出現了,與此同時,許多新的恐龍種類也開始出現,包括像食肉牛龍這樣的大型肉食性恐龍,像戟龍這樣的甲龍類成員以及像賴氏龍這樣的植食性鴨嘴龍類。恐龍仍然統治著陸地,像飛機一樣的翼龍類,例如披羽蛇翼龍在天空中滑翔,巨大的海生爬行動物,例如海王龍統治著淺海。但最早的蛇類、蛾、和蜜蜂以及許多新的小型哺乳動物也在這一時期出現了。

地殼成因

劇烈的地殼運動和海陸變遷,導致了白堊紀生物界的巨大變化,中生代許多盛行和占優勢的門類(如裸子植物、爬行動物、菊石和箭石等)後期相繼衰落和絕滅,新興的被子植物、鳥類、哺乳動物及腹足類、雙殼類等都有所發展,預示著新的生物演化階段——新生代的來臨。

爬行類從晚侏羅世至早白堊世達到極盛,繼續占領著海、陸、空。鳥類繼續進化,其特徵不斷接近現代鳥類。哺乳類略有發展,出現了有袋類和原始有胎盤的真獸類。魚類已完全的以真骨魚類為主。

白堊紀的海生無脊椎動物最重要的門類仍為菊石綱,菊石在殼體大小、殼形、殼飾和縫合線類型上遠較侏羅紀多樣。海生的雙殼類、六射珊瑚、有孔蟲等也比較繁盛。淡水無脊椎動物以軟體動物的雙殼類、腹足類和節肢動物的介形類、葉肢介類為主。

早白堊世仍以裸子植物中的蘇鐵類、本內蘇鐵類、銀杏類和松柏類為主,真蕨類仍然繁盛。從早白堊世晚期興起的被子植物到晚白堊世得到迅速發展,逐漸取代了裸子植物而居統治地位。白堊紀這一時期形成的地層叫“白堊系”。代表符號為“K”。白堊紀時南方古大陸繼續解體,北方古大陸不斷上升,氣候變冷,季節性變化明顯。本紀初期出現了被子植物,以後逐步發展。菊石和恐龍、翼龍、魚龍、蛇頸龍等則由繁盛逐步趨於絕滅,哺乳類和鳥類成為新興的動物類群。

白堊紀是地球上海陸分布和生物界急劇變化、大西洋迅速開裂和火山活動頻繁的時代,後期地勢低平發生了廣泛的海侵。晚白堊世被子植物代替裸子植物在陸上占優勢,是植物界的一大變革。動物界在白堊紀末才發生重大變化,恐龍、菊石和其他許多生物類群大量滅絕,預示著新生代即將開始。對引起這次大規模生物滅絕的原因,近年來在國際科學界展開了熱烈的爭論。頗為流行的“地外事件”學說認為,地球上一些地方,白堊-第三系界線上的粘土岩中銥元素異常高含量,是宇宙中一顆巨大的流星碰撞地球產生的類似核冬天效應的結果,據此,在世界各地確定白堊-第三系界線時,銥異常就是一條重要原則。但是,對“地外事件”持懷疑和反對意見的人也不少,他們認為,白堊紀末生物大規模滅絕是逐漸發生的,是生態改變的結果,而不是一次簡單的天外來客撞擊地球所引起的災難。

白堊系的劃分以歐洲海相地層為依據,以菊石為標準,劃分為兩個統12個階(見表)53個菊石帶。也有人主張白堊紀三分的。陸相白堊系在東亞腹地非常發育,富含石油、煤、鹽類等礦產以及各種淡水和陸生動植物化石。中國僅西藏、新疆喀什地區、黑龍江省東部和台灣島才有海相白堊層沉積,其他地區則不同程度發育了陸相地層。東部沿海環太平洋活動帶,以紅色及雜色岩層夾火山碎屑岩和熔岩為主;西北內陸盆地以雜色沉積岩層為主;西南和華中主要是紅色岩層;東北下白堊統下部是含煤岩層,上部是湖相沉積,上白堊統是著名的含油岩系

白堊紀公園白堊紀公園

中生代許多盛行和占優勢的門類,如裸子植物、爬行動物、菊石和箭石等,後期相繼衰落或絕滅,新興的被子植物、鳥類、哺乳動物及腹足類、雙殼類等有所發展,預示著新的生物演化階段新生代的來臨。脊椎動物中的爬行類從晚侏羅世至早白堊世達到極盛,代表有霸王龍、暴龍、翼龍、青島龍等,隨後走向衰落。海洋無脊椎動物中浮游有孔蟲是劃分對比白堊紀中、晚期海相地層的重要依據,底棲大型有孔蟲中也出現了許多標準化石。菊石和箭石演化迅速而明顯,分布廣泛,是傳統的劃分階和帶的標準化石。淡水無脊椎動物也很豐富,如甲殼類的介形蟲和葉肢介演化迅速,軟體動物中的螺和蚌分布廣泛,還有昆蟲和淡水輪藻化石,它們中的許多種屬都可成為劃分、對比陸相地層的標準化石。白堊紀早期陸地上的裸子植物和蕨類植物仍占統治地位,松柏、蘇鐵、銀杏、真蕨及有節類組成主要植物群。被子植物開始出現於白堊紀早期,中期大量增加,到晚期在陸生植物中居統治地位,山毛櫸、榕樹、木蘭、楓、櫟、楊、樟、胡桃、懸鈴木等都已出現,接近新生代植物群的面貌。白堊紀末,恐龍、菊石和其他生物類群大量絕滅。引起這次生物大規模絕滅的原因,有許多爭論。有人認為是宇宙中的一顆巨大流星體撞擊地球所致,其依據是在白堊系和第三系界線上粘土岩中銥元素含量異常高。

白堊紀時,南美洲與非洲大陸之間的裂谷迅速張開形成南大西洋,到末期已加寬到約3000千米。北大西洋裂谷位於格陵蘭和北美東側,隨著北美洲向西漂移,裂谷在擴大。特提斯海把歐亞大陸與非洲分開,中南歐和中近東的許多國家當時都處於海侵中。白堊紀時氣候比較溫暖,未見極地冰蓋跡象。當時大部分地區雨量充沛,氣候濕潤,近海及濱海地帶形成豐富的石油、煤、天然氣和油頁岩礦床,如美國德克薩斯州、墨西哥、波斯灣、北非和俄羅斯的許多大油田,又如中國松遼平原上白堊統的大慶油田,東北和內蒙古下白堊統的許多大煤田。在一些氣候乾旱炎熱的地區,如中國南方晚白堊世的西南湖群和雲夢澤水系,有巨厚的膏鹽礦床沉積。此外,在雲南白堊紀紅層中 ,含銅砂礦床品位高 ,規模大,易於開採和冶煉,是中國有名的銅鄉。

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美麗的白堊紀公園

在中國東北遼寧西部,保存著世界聞名的化石寶庫——熱河生物群。1.2 億年前,這裡是眾多生物的天堂。在茂密的森林與交錯的湖泊所組成的生態系統中,蘊育了世界上獨一無二的身披羽毛的恐龍;在翼龍霸占的白堊紀的天空,鳥類不甘示弱,以後來者的勇氣演繹出自己的精彩;最早的真獸(有胎盤的哺乳動物)和後獸(有袋類)也從這裡起源;還有幾乎最原始的花朵,以及各式各樣的昆蟲……而特殊的地質環境以近乎完美的方式把這一切塵封於地下,令我們今天有機會循著化石的軌跡去探尋這個充滿生機的古老生物群。

翼龍 在熱河生物群的爬行類中,翼龍頗具有吸引力。已發現的翼龍以短尾巴的翼手龍類為主,較為原始的喙嘴龍類相對較少。喙嘴龍類的翼展一般不足1 米,屬於翼手龍類的中國翼龍翼展約1.2 米,而遼寧翼龍則是我國目前所發現的最大的翼龍化石,翼展可達5 米!堪稱這一時期的空中巨無霸。

除了各式各樣的骨骼化石外,一枚即將破殼而出的胚胎化石首次證實了翼龍是卵生的。這些翼龍是鳥類在空中的有力競爭者,在蝙蝠和人類(及其創造的飛行器)還沒有出現的遠古時代, 它們與鳥類一起,組成了白堊紀天空中的“強者之師”。

……

同名電影

白堊紀公園白堊紀公園

4D電影《白堊紀公園》片長12分30秒,屬於數字電影規格。該片由國家自然科學基金資助,以“熱河生物群”研究成果為基礎,運用3D技術寫實地復原一億多年前的古生物形象和生存故事,首次將我國重大原創性科研成果搬上螢屏。

《白堊紀公園》是我國第一個此類題材的3D技術影片。因為4D的座椅具有噴水、噴氣、振動、掃腿等功能,因此將營造一種與影片內容相一致的環境。隨著劇情的變化,觀眾可實時感受到風暴、雷電、下雨、撞擊、噴灑水霧、拍腿等與立體影像對應的身體感觸,觀眾能身臨其境般地感受到古代生物上天入水、飛翔奔跑的樂趣;伸出手,仿佛可以摸到現代鳥類的祖先,親身體驗1億2500萬年前中國東北火山爆發時一切灰飛煙滅的景象。

《白堊紀公園》的4D效果根據影片內容的節奏以及立體出屏情況來安排,有疏有密,加上特效的疊加刺激。4D特效配合影片的節奏將觀眾的情緒推向高潮,在火山爆發一幕,影院會有熱風、紅光、閃電、座椅震動、座椅升降等特效,將給觀眾營造現場感並增加感官刺激。

內容簡介

一隻生活在白堊紀的三燕麗蟾撲通躍入水中,激起的水花直濺臉頰;接著,中華龍鳥、四翅恐龍、尾羽龍、孔子鳥、遼寧古果、強壯爬獸、始祖獸、中國袋獸等遠古生物一一在眼前栩栩如生、立體呈現……逼真的立體效果、斑斕的視覺呈現仿佛帶著觀者穿越時空隧道,回到了1億多年前的白堊紀。

4D電影是在3D立體電影的基礎上增加各種環境特效,如震動、霧、雨、雪、風、閃電、氣味、氣泡等。通過特效控制系統與影片中的情節進行配合,觀眾帶上特製的偏振立體眼鏡,便可欣賞到呼之欲出的立體影像。

製作過程

角色設定

《白堊紀公園》角色選定

影片在前期創作時候的碰撞可謂是電石火花,其中包括在眾多化石中選取角色的分歧、立體鏡頭設定的分歧、美術風格的分歧等等,但其中影片的科學嚴謹性和娛樂性之爭最為激烈。中科院專家要求從場景、角色到劇情設定都必須有嚴謹的科學性,但美國投資方考慮4D電影的發行,要求影片要有戲劇衝突以及娛樂性。

場景設定、角色做真實科學復原,劇情上採用生物鏈的矛盾衝突線索,可以做到兼顧真實性與娛樂性。正如我們看到的Discovery和BBC的影片一樣,做到了藝術性與科學性的完美結合。

影片製作的最大挑戰在於可以參考的資料很少,在化石復原和一些自然環境的還原上,我們都嚴格按照專家所提供的科學資料,並經過反覆溝通以保證全片科普的嚴謹性。其中在世界上第一朵花——中華古果的復原過程中,為了復原其原貌,我們和專家反覆溝通和修改達數十次。

影片中的角色共有21個,這些1.25億年前的生物均由模型師按照專家所提供的考古挖掘信息和化石進行復原製作。我們根據化石所顯示出的骨骼形態,加上現有的一些動物的肌肉解剖圖,反覆推敲後再發回給專家確認,如此反覆數次才最終得以完成。材質就更加花費製作人員的一番心思,為了能如實展現這些遠古生物的本來面貌,製作人員大量的參考各種考古資料和生物圖鑑,反覆的渲染合成測試,才最終達到專家們的認可。

景觀製作工具VUE的使用

《白堊紀公園》製作過程

影片需要復原大量的自然景觀,可是1.25億年前的自然景觀不得而知,只能根據資料推斷當時的環境。專家認為那個年代的植被基本都是裸子植物、蕨類、古銀杏、衫木等,不會有被子植物。我們找遍Discocery、BBC的影片以及和那個年代環境類似的好萊塢電影后,繪製草圖,反覆和專家溝通確認。

風格確定以後,擺在面前的問題是用什麼方法實現這么大量的自然景觀復原?VUE的TerrainEditor是很直觀的地形編輯器,除了程式內置了一些地形外,你還可以用筆刷自由控制地形。我們根據美術設計編輯需要的地形結構,然後再控制地形上面植被的分布方式,得到我們需要的場景構圖。

VUE最強大的感覺就是它的大氣效果,渲染出來的效果非常寫實。我們需要做的就是調節需要的大氣效果,包括天空的雲彩、色溫、太陽、風等。

影片共有121個鏡頭,除了大全景的自然景觀使用VUE軟體製作,近景場景在Maya中完成製作,環境中的整體構圖以蕨類、輪藻和裸子植物為主。為了在有限的條件下使整個場景豐富,場景建模師也著實花了一些功夫,除了通過這些有限植物的高矮來做一些層次劃分,更多依賴豐富的燈光和霧效。

技術工具開發

《白堊紀公園》

主要使用Maya來進行製作,經過多年經驗的積累,自行開發針對模型、setup、動畫、材質燈光、特效、渲染、4D立體製作以及檔案管理等各方面的工具,用這些工具可以最大程度的最佳化我們的工作流程以及提升製作效率。

4K影片的貼圖是非常大的,都從伺服器上讀寫也容易影響網路的速度,我們使用的貼圖管理工具可以很好的解決這個問題,製作過程中放在本地製作,製作完成後通過mel統一上傳到伺服器,即方便製作也不影響網路流量。

在燈光方面,Maya製作燈光的場景都有一個基礎燈光組,是一個有24盞聚光燈的GI燈球和一個平行光組成的套燈。GI燈用來模擬室外光的全局照明,平行光用來模擬太陽並產生主陰影,場景的基礎色調也由這個套燈來做初始統一。因為全片的121個場景,分為三個部分:近景的水下、林間,及大全的山林景觀,大全場景在這個項目里的解決方案是VUE,所以與Maya燈光無直接關係。林間的燈光布置除了基礎套光以外,主要有兩點:1.林子層次關係的冷暖光氛圍安排;2.通過燈光貼圖模擬茂密樹葉所生成的斑駁投影。水底的燈光氛圍除了以上兩點,還需要加上一盞模擬水底光斑的氛圍光源,一般根據場景特點由平行光或聚光燈配合貼圖完成。

在霧效方面,也主要有兩點需要注意:一是通過體積霧來模擬林子或水下空間的深度感覺,二是通過燈光霧來模擬樹葉間隙所投下的霧狀光柱或水下陽光折射進水底的光柱。

在影片白堊紀公園製作過程中,隨著場景的複雜和細節程度的增加,片子的渲染速度也是變得很慢,為了解決這個問題,技術組開發了一個場景最佳化外掛程式,可以在不影響動畫、骨骼蒙皮的前提下,最大限度的清理場景內的垃圾信息和歷史記錄。

製作背景

白堊紀公園白堊紀公園

距今1.25億年的熱河生物群,是發現於中國東北的遼西、冀北及內蒙古東南部的一個化石寶庫,被譽為20世紀全球最重要的古生物發現之一。地球上的第一隻帶羽毛的恐龍、第一隻鳥喙、第一枚翼龍蛋、第一種敢於捕食恐龍的中生代哺乳動物、最原始的羽毛、最早的真獸類……這裡的化石書寫了生命進化研究方面一連串的世界第一。這裡特有的長羽毛的恐龍,以及大量殘留著恐龍特徵的早期鳥類,為鳥類起源於恐龍這一爭論了一個半世紀的科學假說,以及鳥類羽毛的起源和演化,提供了結論性的證據。這裡發現了現代哺乳類最早的祖先——始祖獸和中國袋獸,從某種意義上說,包括我們人類在內的幾乎所有現代類型的哺乳動物,都從這裡發源;這裡發現了地球上的最早的花之一,解答了困擾科學家100多年的“達爾文的討厭之謎”。

十幾年來,我國一批全球知名的古生物學者對熱河生物群的深入研究在世界上產生了驚人的影響,已在世界頂級學術期刊《科學》和《自然》上發表了近50篇相關論文。同時,重視並熱愛科普工作也是這個以中青年學者為主的研究團隊的一大特點。其中,由徐星撰寫的科普文章《飛向藍天的恐龍》,發表不久就被選入了全國版中學語文教科書。

2008年春的一個晚上,編劇撥通了周忠和的電話。兩人在電話中當即約定,聯合向國家自然科學基金委員會申報一個科普項目,以3D技術重現角色形象和生存故事,把這項中國重大原創性科研成果搬上螢屏。

根據石板上的骨骸殘留和印記,運用3D技術寫實地復原一億多年前的古生物形象,是一項很具挑戰性的工作。因難度巨大而成本高昂,國外的影視作品也屈指可數,國內的影視機構更是有意無意地長期忽視這樣的題材。《白堊紀公園》將成為我國第一個此類題材的3D技術影片。

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