Avatar, A origem, Matrix, Shrek, Toy Story, WALL-E, UP – Altas Aventuras, Batman, Homem de Ferro, Homem-Aranha. O que esses e muitos outros filmes recentes têm em comum? Além de terem sido grandes sucessos de bilheteria, todos esses fizeram uso extensivo de recursos computacionais. Sem os avanços recentes na computação gráfica, tais filmes poderiam até ter sido feitos, mas certamente com resultados bem distintos. Em artigo na edição atual da revista Science, Robert Bridson e Christopher Batty, da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, destacam que as cenas impressionantemente realistas no cinema de animação têm como base avanços na simulação de como objetos e fluidos se movem, colidem e quebram. A utilização da computação gráfica não se dá apenas em filmes de animação (ou desenhos animados), mas em produções com atores de carne e osso. Atualmente, são poucos os filmes que dispensam o seu uso.

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“A simulação em computador de dinâmicas sólidas e fluidas é a base de muitos efeitos visuais vistos em filmes produzidos na última década. Essa abordagem não apenas é menos cara do que filmar ação ao vivo mas também evita ter que colocar atores e equipes em situações perigosas, além de permitir a visualização do impossível”, dizem os autores.

Segundo eles, soluções numéricas para equações físicas e avanços no processamento de algoritimos matemáticos permitem a criação em computadores de cenas – realistas ou fantásticas – que povoam os filmes atuais.

Os autores descrevem inovações e abordagens recentes no setor, que permitiram, por exemplo, criar cenas com objetos que se deformam, como roupas ou cabelos.

“Na simulação de cabelos, modelar os contatos entre fios individuais representa um problema de escala computacional. Calcular todas as colisões possíveis entre os cerca de 100 mil fios de cabelo em uma cabeça humana requer mais do que simples métodos de força bruta [computacional]”, afirmam.

É aí que entram as abordagens inovativas, como a do grupo de Aleka McAdams, na Universidade da Califórnia em Los Angeles, que resolvou lidar com cabelo não na forma de unidades distintas, mas como um fluido contínuo.

“Essa abordagem resolve movimentos dos cabelos como um todo, ao se obter a média dos movimentos em um campo vetorial contínuo. Mas equações realmente exatas de campos vetoriais ainda precisam ser derivadas”, ressaltam.

Graças aos avanços na tecnologia computacional, tanto em software como em hardware, os animadores hoje são capazes de simular cenas impossíveis há alguns anos, como nuances da pele humana, músculos em ação, água, fogo, fumaça e muitas outras cenas que envolvem fluidez de movimentos. No artigo, os autores comentam as inovações que têm permitido tais simulações.

Mas há ainda muitos desafios, destacam Bridson e Batty. Um deles é conseguir simular com fidelidade escalas com tamanhos múltiplos. Por exemplo, em cenas em que água em um mar agitado bate em rochas na costa, resultando em uma explosão na forma de ondas, espuma e jatos de gotas arremessados para todos os lados.

O artigo Computational Physics in Film (doi: 10.1126/science.1198769), de Robert Bridson e Christopher Batty, pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org.

Agência FAPESP