Len Wiseman重拍的《全面回忆》包含了1600多个特效镜头，但是正如近来大多数特效制作一样，电影仍是从实景拍摄开始，并且离不开钢丝和数字绘景。“Len的贡献在于始终都在拍诸如钢丝吊挂的轿车之类的东西，”视效总监Peter Chiang说，他所在的Double Negative是本片的主力特效团队。“这只对场景延伸有效，但却给合成增加了难度。我认为在一部充满了CG特效的电影中，你的确得做点儿与众不同的东西，力图保持真实就意味这你得接受很多约束，这样才能拍出更好的镜头。”
面对如此多的“大场面”，我們没法完整阐述本片的视效制作情况，因此这里是一些主要的特效和虚拟制作方面的内容——包括令人难忘的飞行车追逐场面，单镜头展示的枪击，充满机械感的Synths，以及全息图特效和精心制作的地球电梯毁灭。
预览
鉴于当前的可视化样品展示越来越普遍，因此The Third Floor不仅仅给《全面回忆》这样的大片制作可视化预览，也利用“pitchvis（直译为用于推销的预览，类似于三维产品展示，在电影行业与previz类似——译者注）”为索尼影业制作了可视化预览。团队在导演Len Wiseman和美术设计Patrick Tatopoulos之间来回工作，每完成一个预览场景，就交给场景设计师William Cheng来制作充满未来感的布景。
Third Floor的预览总监Todd Constantine说：“起初，pitchvis只是作为测试镜头，给Len Wiseman看看新《全面回忆》应该是什么样子。结果pitchvis的效果非常好，因此我們重写了它的脚本，并将其合成在最终的预览画面里。我們花了几周的时间创建环境、设计飞行车，制作角色的数字替身。接下来我們与Len一道使用玩具车进行撞击实验，直到寻找出合适的场面调度。”
预览联合总监Josh Wassung是Third Floor的创建者之一，我們接下来制作了Len选中的那些镜头效果。Constantine接着说道。“几周之内，我們就有了三分半的飞行车的pitchvis，包含完全虚拟的环境、场面动作设计、灯光、特效、预合成、音效、对话以及激动人心的配乐，让人完全进入到Len想要打造的世界中。为索尼影业制作的预览非常棒，因此影片很快得到了拍摄许可，一些pitchvis还被用于脚本重写，并合成到了最终的成片当中。”
此外，The Third Floor还制作了“中国瀑布”的场景预览——一架巨大的运输机穿越地心，往来于英联邦和殖民地之间。“我們的资产制作师Felix Jorge与Patrick一起用Maya制作了一个版本，”Contantine说道，“我們接下来可以在预览团队和艺术部门之间不断完善设计，以得到最终精致的版本。我們经历了各种困难，从尺寸到形状再到功能，都包含着我們关于人和交通工具如何在这种环境下运作的思考。在某一版本确立下来之后，场景设计师就开始制作更多的细节。我們可以获取他們的3D模型并整合进我們的预览版本当中，从而观察他們是如何围绕故事节奏进行调度。我們得找出视线的盲点，哪儿又需要添加更多细节。我們会将修改版反馈给他們，他們会将其做成可随时调整的场景。”
《全面回忆》基本上是一部追逐类型的影片，因此Third Floor还需要为飞行车追逐、地面追逐、火力对抗以及高精度的水平和垂直方向的电梯镜头制作预览。其中一个可以说明预览帮助导演确定视觉感受的典型例子是Quaid（Colin Farrell饰）在ReKall公司里对抗武装士兵，这个镜头里摄像机围绕着大厅四处穿梭。Contantine解释说：“我們成立了动作捕捉小组，Len指导一些专业的替身演员表演这些动作，一旦我們完成了动捕数据整理合并，我就可以在3D环境中尝试Len想要的镜头移动。在实际拍摄这一镜头前，我們又与摄影指导Paul Cameron核对了一遍摄影机运动，从而确定我們需要多少台摄影机、需要怎样的移动速度、需要多远的拍摄距离，才能使这个镜头看上去像是没有剪辑过的长镜头。”
飞行车追逐
这部电影最壮观的特效场面恐怕就是飞行车追逐，这场戏里Quaid和Melina（Jessica Biel饰）试图逃脱Lori（Kate Beckinsale）和机器人“Synths”的追逐。他們在英联邦中利用磁力汽车系统穿梭于立体交通网中。虽然The Third Floor的预览提供了参考，但是这个场景并非完全由CG制作，许多车追车的镜头都是用专门制造的飞行车控制系统在多伦多拍摄的。“Len Wiseman想要让这个镜头拍得尽可能真实，特约视效总监Adrian de Wet说道，”我喜欢这样——我非常赞同尽可能多地使用摄像机实拍，这对我們、对CG团队都有好处。你讲实拍素材作为基准，由此制作起真实感很强的CG特效。”
“控制系统的底部由一台卡丁车构成，”de Wet描述道，“四轮驱动的卡丁车上有两名操作员，坐在车子前端的人是负责开车的，另一个人是操作卡丁车上面的万向轴。万向轴顶部是一台全尺寸的飞行车模型。因此我們需要移除底部的卡丁车，使其看上去像是汽车在悬浮飞行，整个实拍的背景也要擦除掉。”演员和车子模型里的替身需要“表现出车子以40英里每小时的速度撞击时所产生的惯性”，de Wet说，“我們的拍摄简直毫不费力。”
有一组飞车追逐的镜头是在多伦多的加德纳高速公路上拍摄的，这为影片中车两旁的英联邦未来建筑提供了光线参考。另一组镜头是在博登的一个未使用的空军基地拍摄的。de Wet说：“我們两组的飞车模型都被撞得伤痕累累。我們在那儿拍摄了阳光照射下的镜头，车辆以每小时四五十英里的速度相互撞击，难免损坏了一部分车辆和摄影机。”
接下来的大量工作是要匹配汽车的运动、移除控制系统、添加飞车追逐戏所在的场景和街道。英联邦的概念图是由Patrick Tatopoulos的团队制作的，基于此，DNeg迅速开始了数字资产创建。“Len和Patrick为我們提供了大量可供选择的素材，”Peter Chiang说道，“一旦你选定了资产，接下来就有一系列的开发工作。我們从资产建设开始，与包括The Third Floor的previs在内的一系列工作并行推进。我們按照previz制作场景。” CG版的飞行车是根据实际拍摄的飞行车模型而制作的（好在它們的形状和尺寸都一样）。远景中的交通景象是由Houdini里面的粒子系统完成的。但是最密集的工作还是在于那些了不起的建筑“平台”，以及英联邦里面的立体交通网，需要到实拍的场景中。
环境
Double Negative靠CityEngine这一建筑工具解决了环境制作中的一系列问题：它可以让你先建立起独立的建筑零件，然后为其定义组建规则。例如导演为英联邦设定了新古典主义的风格。“DNeg的视效总监Graham Jack早就意识到如果没有选择这样一款程序化的建筑工具，我們将很难完成如此大规模的场景制作。CG总监Vanessa Boyce谈到（他与Jordan Kirk一起负责CG特效监督）。”我們以伦敦的几栋建筑为范本，在CityEngine中对其进行重建，特拉法加广场的国家美术馆就是其中之一。我們接下来将它們分解为可进行程序化处理的模块，并且为其添加材质和纹理。
DNeg将这一工具整合进了DNasset中，这是他們以前制作场景时建立的RIB系统。“这意味着所有的建筑都要在CityEngine里做好，”Boyce说，“我們有一个小团队接受过这方面的训练，并且这个工具还支持一键导出到Maya中。”另外，公司刚刚开始投入使用一种完全基于真实物理性质的灯光模型，借助RenderMan的光线追踪，为首次渲染提供了更棒的效果。
Boyce介绍说整个工作流程如下：
1、“当我們制作这些镜头时，我們选择低端渲染器和低质量渲染设置，我們知道最终我們得重新提升到高质量，但相比200多个镜头而言，我們知道这种决策是明智的，我們知道什么需要渲染，什么不需要。
2、远处的城市需要用matte painting制作，但是由于要多角度展示，我們意识到我們所建立的图层必须是灵活可变的。因此，我們使用CityEngine建立了一些新的建筑平台，它們比以往更大也更壮观，我們为其渲染了不同角度的景观，并进行matte painting绘制。接下来这些背景将由灯光TD以景片方式合成到镜头中，并输出到Nuke，以便合成师在需要的时候重新布局。
3、余下的城市景观完全是CG渲染出来的。观察过最初的渲染流程过后，我們意识到对于很多镜头而言，超过一定距离过后视差和大气畸变将变得很微弱，我們不需要把时间浪费在逐帧渲染上，而应该只渲染横摇镜头的高质量版本，并在Nuke中重做投影贴图。这极大削减了渲染总时长，并且有效消除了渲染带来的噪波。同时，这让我們的绘景师拥有了可以添加更多细节的高画质背景。”
合成
在合成飞行车追逐戏时，2D艺术家努力保留实拍画面和必要的反射，但是也添加整合了一些新元素。“其余大量的合成工作是制作不同天气下的环境效果，”2D总监Victor Wade说，“这意味着我們要为建筑、标志和车辆进行做旧处理。”
这一场景以及影片其他很多地方都存在这严重的镜头光晕。有趣的是，这部电影是使用RED Epic装载Panavision变形镜头拍摄的。这意味着画面有2：1的横向图像压缩，因此DNeg选取了画面的中部，并按变形宽银幕镜头的处理方式来对待。如果需要特征性的光晕，摄影指导Paul Cameron常常会在片场支起一个手电筒，直接照射镜头。de Wet开玩笑说：“这真很有趣，很多掌机员都故意把他的手电筒藏起来或者把电池卸了，免得它影响摄像机拍摄。”
DNeg制作了一个光晕素材库，以增强镜头的真实感。Wade介绍说：“要在CG下创建令人信服的又可程式化操控的镜头光晕实在是很难，添加镜头光晕乍一看好像没什么难度，但由于它影响到了整个镜头的画面构图，因此实际上我們需要向导演和摄影指导咨询光晕的出现时间和颜色。总的来说，光晕出现在镜头里是要突出一些非常细微的关注点。”
另一个重要的合成工具是DNeg为Nuke制作的摄影机抖动节点，它被广泛用于飞行车和其他桥段，是以真实摄影机运动为基础的。Graham Jack介绍道：“它其实是各种摄像机运动跟踪数据的集成库。你的摄影机轨迹如果很难适配于车内镜头，那就去除掉主运动轨迹中舒缓的部分，以获得更多的镜头抖动效果。因此当我們的CG摄像机移动过于平滑时，我們就可以添加这些摄像机数据来获得更准确的抖动效果。”
“我們想尽可能接近摄像机运动带来的真实感受，就像整个成品镜头完全是实拍的一样，”Wade补充道，“这给了我們一个又快又好的结果，既不像手持拍摄那么抖得厉害，但又给了动作场面应有的感觉。”
DNeg的城市创建、CG、渲染和合成流程也被用于英联邦场景、影片后段的坠落通道以及其他一些主要的环境，例如殖民地。不过，包含海滨区、红灯区以及居住区在内的殖民地场景很大程度上依赖建筑资产和数字扩展，以强调它的肮脏。DNeg使用模块化建筑、数字雨水和大气效果充实了这一场景的观感。
其他一些公司例如Prime Focus、The Senate VFX、MPC和BUF也为影片的场景制作贡献了力量。在视效总监Rudi Holtzapfel的领导下，Baseblack完成了许多镜头，包括地铁进站时背后的城市景观（在多伦多拍摄）。他們还为墓地场景制作了数字延伸，并在逃亡桥段中为DNeg的鹞式战斗机模型制作了动画。
长镜头特效
在《全面回忆》的先行版预告片中，观众們看到了Wiseman和Cameron所设想的那个似乎是一个镜头一气呵成的运动效果。当Quaid来到Rekall公司准备接受记忆植入时，手术被一群特警打断，但Quaid并没有投降，而是本能地击毙了整个特警队——在一个镜头下完成。摄影机在屋子里来回穿梭，似乎是有无形的操纵杆在牵引着它。“我們一开始完全不知道怎么完成这个镜头，”Adrian承认道，“我考虑可以用四五段移动车轨道，环绕整个场景进行铺设，然后就得顺着轨道推车，不过移动车又如何转移到下一根轨道上去呢？你需要停机再拍。不然就需要3组摄影机分别拍摄。” 相反，第二组导演Spiro Razatos建议使用Doggicam生产的Super Slide滑轨，他之前在《速度与激情5》中曾经用过。正如前文所说，The Third Floor为这个镜头制作了previs，以确定需要多少台摄影机。de Wet解释说：“我們使用五段滑轨，让摄影机沿滑轨运动。滑轨是桁架结构的，允许携带摄影机的云台以每秒15英尺的速度运动。”
“当摄影机到达每段滑轨的终点时，你可以接着运行下一段滑轨上的摄影机，我們把几段滑轨头尾相重叠，并且俯仰视角交叉编排。这种无缝衔接确保了第一台摄影机运动结束时其他摄像机开始运动，其速度是很快的，只需两英尺的加速距离。因此你得让第二台摄影机跟第一台有至少两英尺的轨迹重叠，这样摄影机就能在正确的位置达到正确的速度。”
这个镜头使用多台RED Epic结合Super Slide拍摄，组成了一个完整的长镜头，不过这个镜头也还是需要在后期进行大量的数字修补。“每台摄影机都可以拍到其他摄影机，”de Wet补充道，“因此需要做大量的擦除修补工作。我們的第二小组花了三四天时间获取尽可能精确的滑轨拍摄轨迹，用于重建摄影机运动并擦除掉穿帮的部分。”
机器警察Syhths
被称为“Syhths”的机器警察也是本片视觉特效的重要组成部分。“Synths应当算是机器人，”de Wet说道，“你该怎么拍摄呢？一个办法是不用实拍，而完全使用CG。但我們决定不这么做，因为Len希望尽可能地保持真实。所以我們让演员穿上盔甲，在片场中为我們提供角色互动和动作剪辑方面的参考。”
“这么做的问题在于他們看上去就像是穿着盔甲的人，如果不做修改，就不像机器人。”de Wet补充道，“后来我們决定做一些擦除工作，比如擦掉身体、肩膀、膝盖和脚踝的一部分，这样观众可以看到身体内部的一些机械装置和线路，可以透过缝隙看到机器人背后的东西，从而感觉到这是个未来科技的产物，同时又不再像是穿着盔甲的人。”
DNeg的目标是尽可能多地保留原始片场的盔甲替身表演（盔甲由Legacy Effects提供）。Graham Jack介绍说：“我們对身体进行跟踪，保留了盔甲替身們的许多细节，有时候完全用CG替换掉真人会更容易，但我們就是想用身体跟踪的方式来得到更真实的人物运动和附加的细节信息。”
动画总监David Lowry监督了身体跟踪和全局动画效果，包括许多镜头中的机器警察复制。DNeg的2D总监Victor Wade提到说为穿着塑料纤维盔甲的替身演员进行身体跟踪，并为如此多的镜头设定独特的造型样式，这原本是非常让人难以接受的。“但是由于这是一项可重复的视效制作工作，所以操作起来也没那么要命，”他说，“我們对所有想要留下来的实拍部分进行了物体跟踪和roto，有时候也不得不替换成全CG的。”
“要把透过Synths身体显露出来的背景替换掉是一项极为繁琐的工作，因为它比那些实拍的盔甲更加零散。”Wade解释说，“合成师和技术指导会渲染出一个小样，基于此我們可以判断我們的跟踪是成功还是失败了，也或者是做更多的画面稳定和扭曲操作。我們甚至用一些静态图片替换掉物体跟踪——就像2D动画制作那样。”
其他许多公司也参与了Synth的制作，最值得一提的是负责了224个Synth相关镜头制作的Prime Focus，他們基于DNeg的模型、激光扫描数据、材质和现场参考照片来搭建他們的Synth制作流程。Prime Focus的视效总监Alex Pejic介绍说：“我們为渲染器创建了自己的着色器，这是一种结合了Reyes算法和光线追踪技术的渲染器，我們在之前的多个项目中都有用过。”为了跟踪片场的Synth替身，Prime Focus使用自己的绑定校正控制器来适配不同体型的演员。“跟踪镜头时的另一个挑战是添加CG制作的机械盔甲，因为实拍时的盔甲是穿在演员身上的，跟着肌肉运动而来回滑动，看上去并不像是手臂骨骼上直接安装的金属机甲。”Pejic描述道。Prime Focus制作的主要片段之一是在Matthias的巢穴现场，Synth抓捕了Quaid。为了整合和扩充机器人，艺术家一开始使用了HDR图像，但最终还是选择对场景进行跟踪，创建所谓“强力反射”。Pejic说：“经过一些测试之后，我們意识到为内部光照而设置的反射回极大拉长我們的渲染时间。为了节约时间，我們决定将内部纹理烘焙到点云上，并对场景设置了光线追踪。该纹理整合了微平面分布和Schlick的Fresnel近似算法。对于Synth移动带来的光线扩散，我們使用强力光线追踪进行计算，我們把环境图样预烘焙到Synth身上，然后对其进行卷积计算和光线追踪。”
有个镜头是展示海岸边的Synth兵团，样式相同的、相互重叠交错的肢体让这个镜头变得“非常难以制作，”Pejic说，“很难分清哪条腿是哪个机器警察的。”因此Prime Focus对当前的Synth数字资源进行了特殊优化。Pejic介绍说：“对于光照设置，我們为DNeg提供的Synth模型创建了海岸场景的材质贴图，并为演员制作了数字替身，用于提取阴影和反射。在光照方面，我們做了很多相对传统尝试，我們的流程包括基于图像的光照技术。但我們很快意识到这种方案只能让我們做到勉强合格的效果。我們需要获取比HDR图像更多的反射细节，还需要能够灵活改变镜头之间的光照设置。”
Prime Focus最终决定对所有的反射进行光线追踪运算，并且只使用HDR图像来制作环境光。“我們基于DNeg提供的激光扫描数据重建了场景的粗模，”Pejic说，“我們将片场拍摄的HDR材质投影到模型上。接下来我們逐个镜头地分割出各种光源几何体，从而可以调整他們的位置和对环境光的影响。最后我們设置了更多的互动光照路径以及枪口的火光，合成师可以在需要的时候添加这些辅助特效。”
BUF同样参与了Synth的制作，主要是机房的爆炸场面，这个场景里所有的机器人都是CG制作的。工作室匹配了DNeg送来的镜头，将爆炸效果合成进CG场景里，并将Kate Beckinsale合成到最终的部分镜头里。 BUF的视效总监Oliver Cauwet介绍说：“在制作CG机器人时我們拿到的是DNeg的模型和材质。但事实上，我們的包含着色器的数据库跟DNeg是不一样的，因此我們不得不使用可视化开发插件根据提供给我們的素材和参考进行纹理重建。DNeg给我們的是json格式的文件，列出了他們自己的着色器所使用的贴图链接层级。我們能找出物体和贴图之间的链接关系，从而为影片提供同样的渲染效果。我們只需使用我們自己的内部软件，同时在整合DNeg的数据方面也没有什么问题。要把光照效果整合到Synth身上时，我們将场景的扫描图样投影到3D模型上，并且我們用的是HDRI贴图。”
笼罩在走廊爆炸烟尘中的Synth都是BUF制作的。“对于走廊的爆炸镜头，我們得合成许多爆炸图层，使其看上去更加猛烈，”Cauwet说，“当背景制作完成时，我們为Synth制作动画并合成特效，它們将在爆炸中被摧毁。合成这一镜头的关键在于光照效果，因为在爆炸环境中每一帧的光线都不同。因此，我們将扫描的爆炸图样投影到场景的3D模型上，恢复了连续视角变换下的反射和光照效果。最后我們将Kate Beckinsale的绿幕表演素材合成进去。我們为Synth制作了CG的残骸和碎片，以及爆炸的余烬，以提升镜头的真实度，让其看上去更具冲击力。”
全息图特效
《全面回忆》中的未来世界充满了全息图像和显示器。Quaid发现他的皮肤下面有一种设备可以让他可视化显示电话语音。“我們在片场就有这样的假肢，”The Senate的全局视效总监Richard Highan解释说，“它上面有小表盘和一些数字图表。我們希望它是嵌入表皮下面的，在手臂内部。因此当它没有响铃或被激活时，你是看不见它的，所以我們还得把它以及附带的电线给擦除掉。”
一旦Quaid抬起手臂去听的时候，这个设备就会闪烁发光。当他的手对着玻璃时，就可以激活设备，并投影出来电者的影像。The Senate拿到的是动画图像序列和来电者的绿幕拍摄素材。“我們得让它看起来像是投影在玻璃上，所以我們分解了图像动画。”Higham补充道，“我們复制了一层放置在玻璃后方，使其看上去有深度。我們还添加了动态的视频噪波和扫描线。”
The Senate使用Nuke进行合成，使用Mocha结合3D Equalizer进行镜头跟踪。导演也要求制作一种“古怪的”物理电话连接，因此The Senate添加了从Quaio手上引出来的轴。
还有一些全息图特效是当Quaid自言自语的时候，将他自己显示在一架钢琴之上。为了制作这个镜头，制作部门实拍了Colin Farrell坐在钢琴上的镜头，以此作为背景平面。“接下来用多台摄影机矩阵在绿幕前拍摄Colin Farrell，其中包括一台专门拍摄面部的RED Epic，”Higham描述道，“它的周围每隔10度是一台Canon高清摄像机，一共有18台，完整覆盖整个视角。”
那些绿幕拍摄的素材都已经锁定了，但The Senate仍可以选择哪个角度比较适合用于表现主要动作。Higham说：“在某些情况下镜头是移动的，所以我們将两台摄影机的素材用morphing连接，或者是投影到几何体上。我們获取了Colin Farrell的头部用于绑定，接下来对每台摄影机拍到的头部序列都进行跟踪。这些三维跟踪使得我們可以把扫描线作为投影添加到他身上，完全适配脸部轮廓，我們使用了球面技术进行投影。”
Higham接着说：“我們用PFTrack跟踪了绿幕素材中的主要动作以及头部运动。我們在几何体上绘制了变形区，也就是说当Colin Farrell张嘴时，跟踪工具可以很智能地改变几何体的形状以便与之匹配。但除非你通过这些摄影机矩阵获得了绝对精确的3D信息，否则就要积累下大量的偏差。所以你不能简单地投影到几何体上就完事了，而是要选择主摄影机，把绿幕素材投影到平板上，在3D环境下添加扫描线。”
坠落通道的制作
影片最高潮的桥段发生在坠落通道，一个可以穿越地心、往返于英联邦和殖民地之间的重力穿梭机，这个通道最终被Quiad毁于大爆炸之中。在坠落通道顶部的打斗戏是实拍的，但坠落通道的总览镜头和最终的毁灭镜头是交给DNeg制作的，他們基于艺术部门的设计和SketchUp模型进行进一步创作。
这段戏最大的挑战之一就是制作大规模的电梯穿梭和最终的灰飞烟灭。“即便你在Houdini里输入了所有正确的变量，结果坠落的碎片看起来总是会运动得太快。”Adrian de Wet说道，“我想我們没考虑清楚现实世界中重力的细微差别，这些是很难说清楚的。所以我們调大了碎片的尺寸，使其看上去足够大，并且放慢运动速度。”
让坠落通道的光照效果接近真实也是至关重要的。“你必须确保有分布足够广泛的光线来均匀照亮场景的每个细节。”de Wet强调：“同时，小型的锥光灯确实在场景气氛渲染方面更有效，我們称之为局部光，我会让团队用10盏小灯代替一盏大灯，打造出不那么均匀的光照效果。”
坠落通道的毁灭镜头本身包含了物理特效、刚体动力学、流体模拟，流体是由DNeg使用Houdini和内部工具诸如DNB、Squirt、Dynamite、dnShatter完成的。这一流程允许一定程度上对模拟过程进行艺术指导。“借助于DNeg的工具，我們可以让力学模拟达到更高的细节渲染程度，实现任何我們想要的光照效果，并且还可以调节爆炸的温度和密度设置。我們有时候将爆炸分为几个不同的部分分别模拟，再进行整合，这样我們就能对其中的局部效果进行微调。”de Wet介绍道。
MPC也参与了坠落通道相关镜头的制作，包括从通道坠落时的CG镜头以及穿越地心时的零重力场景。对于影片高潮片段中通道顶部的打斗场面，MPC制作了场景扩展和爆炸镜头。通道爆炸过后的残破场景也需要MPC来进行场景扩展并制作CG的救援车、绿幕抠像和人群复制。
最后有个镜头是殖民地庆典的新闻画面，MPC依照Len Wiseman提供的新闻素材参考制作了平视视角的城区。合成总监Marian Mavrovic负责制作2.5D的人群，这些人群仅仅由23个群众演员穿着各式服装进行表演。接下来MPC使用自己研发的集群软件Alice将群众演员分成不同的块，放置到汽车上。
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