如何重现《007之金枪人》中著名的詹姆斯-邦德螺旋跳跃？

1973年，在泰国农村，詹姆斯-邦德电影《007之金枪人》的拍摄现场。当八台摄像机急切地对准英国特技演员洛伦·威拉德（Loren Willard）改装的 AMC HORNET X 时，救护人员、潜水员和吊车已经在旁做好准备，一旦发生最坏的情况，就会立即行动起来。

威拉德将这辆标志性的汽车对准了专门设计的但看起来很危险的木质坡道，并加速到40英里/小时，将它发射到一条狭窄的河流上，并成功地旋转了270度，完美地落在了另一边，完成了一次精彩的螺旋式跳跃（The Corkscrew Jump）。玩过赛车游戏的朋友可能会把这项技术称为“桶滚”。

尽管电影后期制作中加入了可疑的口哨声效果，但这个一镜到底的奇迹是电影史上最大胆、最令人难忘的特技之一。因为我们实在非常喜欢它，所以决定用 Altair 的产品来重现它。

在邦德电影之前，美国赛车手杰伊-米利根（Jay Milligan）曾在休斯顿天体体育馆表演过这个被称为 "天体螺旋跳（The Astro Spiral Jump）"的特技。传说中，米利根与邦德的制片人联系，并迅速为这一特技申请了版权，以防止它出现在其他电影中。

考虑到天体螺旋跳已经成为詹姆斯-邦德的代名词，这种做法是明智的。然而，在受控环境中表演这一特技和在电影场景中完成这一特技是完全不同的两件事。电影制片人不可能完全依靠试错的方法。

为了避免潜在的危险和昂贵的物理试验，生产商求助于 Raymond R. McHenry，他是一个被称为公路-车辆-物体模拟模型（HVOSM）的数学模型的大脑。

这个模型以基本的物理定律为基础，结合了从轮胎和悬架特性等实验测试数据中得出的经验关系。在汇编了关于汽车如何工作、移动和坠毁的权威物理学模型后，HVOSM在预测汽车在这种特技过程中的行为方面显示出有理想的结果，并被用来计算重要的参数，如发射和降落坡道的角度、理想车速和滚动速度（如果有人感兴趣，230度/秒）。

McHenry甚至在一篇论文中发表了他的模型结果。考虑到20世纪70年代与今天相比缺乏计算能力，这至少可以说是令人印象深刻。

这个特技的一个重要方面是，所使用的AMC HORNET  X经过了改装。安装了一个防滚架连接在中央转向位置，也许最重要的是，在两个后轮之间有一个刚性车轮形式的第五个接触点。这第五个接触点与发射坡道的末端相接，沿Y轴产生足够的扭矩，使之有可能达到所需的俯仰角。

第五个接触点助力成功跳跃

正如你在下面看到的，如果没有这第五个接触点，特技就会以灾难告终。

对比改装和未改装的 HORNET X，可以看出，没有第五个接触点，俯仰角太高。

为了准确表现汽车，我们使用了Altair^® MotionSolve^®，我们的三维多体系统仿真工具，预测动态响应并优化运动产品的性能。我们还根据现有的AMC Hornet X数据，尽可能多地考虑了车辆参数。

汽车总重量被设定为1450公斤，允许1300公斤为基本重量，70公斤为特技车辆改装，80公斤为驾驶员重量。轴距被设定为2.7米，同时悬架设置包括前独立双叉臂和后整体桥式悬架。弹簧、减震器和防撞装置的参数是基于标准车的典型值，并对这些值进行微调以符合特技车的参数。

正如你所想象的那样，这些坡道的角度对特技的成功起着至关重要的作用，正如之前所确定的那样，车辆需要进行每秒230度的旋转。正因为如此，在我们的模拟中使用的坡道尺寸和角度都是反向设计的，并且尽可能的精确，从而使车辆每秒成功旋转250度。

使用Altair^® HyperMesh^®，我们市场上领先的、多学科的有限前处理工具，创建发射和着陆坡道的表面，并用TRIA类型的三角形元素进行网格化。这是为了让MotionSolve能够将这些元素作为轮胎的交互面。

用HyperMesh设计的发射坡道

在HyperMesh中使用了TRIA类型的三角形元素，以便在MotionSolve中成功地进行轮胎交互。

用HyperMesh设计的着陆坡道

对于轮胎建模，我们使用Pacejka模型来捕捉垂直和侧向动态特性，摩擦系数降低到60%，以模仿邦德电影中出现的旧轮胎和乡村道路表面。

这些综合因素的结果是成功地模拟了天体螺旋跳！

虽然进行这些模拟为我们再现了一个成功的天体螺旋跳跃，但下一步将是使用Altair^® Inspire™ Studio渲染我们的结果。

Inspire Studio是为创新的设计师、建筑师和数字艺术家创建、评估和可视化设计的解决方案，比以往任何时候都要快。它具有无可比拟的灵活性和精确性，其独特的构造历史功能与多种建模技术相结合，使用户在整个创作过程中获得了力量。

最终产品是一个看起来非常棒的效果图，我们确信Raymond R. McHenry本人会对其印象深刻。

跳跃的正面角度渲染

我们对这一举世闻名的特技的调查是一个有趣的过程。麦克亨利开创性的HVOSM模型，加上威拉德纯粹的驾驶技术，创造了电影历史，当之无愧。

利用我们的多体动力学、有限元前处理器以及三维设计和渲染工具，我们发现，这个特技只有在由第五个接触点组成的特别改装的汽车上才能实现，比如真实特技中使用的AMC HORNET。