Avanços na ciência da computação permitem simulações realistas em filmes

'Science' destaca que cinema se beneficia com objetos e fluidos que se movem, colidem e quebram

SÃO PAULO - Avatar, A Origem, Matrix, Shrek, Toy Story, Wall-E, Up - Altas Aventuras, Batman, Homem de Ferro e Homem-Aranha. O que esses e muitos outros filmes recentes têm em comum? Além de grandes sucessos de bilheteria, todos esses fizeram uso extensivo de recursos tecnológicos. Sem os avanços recentes na computação gráfica, os longas-metragens poderiam até ter sido concluídos, mas certamente com resultado bem diferente. Em artigo na atual edição da revista Science, os pesquisadores Robert Bridson e Christopher Batty, da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, destacam que as cenas impressionantemente realistas no cinema têm como base avanços na simulação de como objetos e fluidos se movem, colidem e quebram. O uso da computação gráfica não se dá apenas em animações ou desenhos animados, mas em produções com atores de carne e osso. Atualmente, são poucos os títulos que dispensam esses recursos. “A simulação em computador de dinâmicas sólidas e fluidas é a base de muitos efeitos visuais observados em filmes na última década. Essa abordagem não apenas é menos cara que filmar uma ação ao vivo, mas também evita ter de colocar atores e equipes em situações perigosas, além de permitir a visualização do impossível”, destacam os autores. Segundo eles, soluções numéricas para equações físicas e avanços no processamento de algoritmos matemáticos permitem a criação em computador de cenas - realistas ou fantásticas - que povoam os lançamentos. Os pesquisadores descrevem inovações e abordagens recentes 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 em uma cabeça 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, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (EUA), que resolveu lidar com cabelo não sob a forma de unidades distintas, mas como um fluido contínuo. “Essa abordagem resolve movimentos dos fios como um todo, ao 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 da tecnologia computacional, tanto em software como em hardware, os animadores hoje são capazes de simular cenas impossíveis há alguns anos, como nuances de pele, 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 essas simulações. Mas há ainda muitos desafios, segundo Bridson e Batty. Um deles é conseguir simular com fidelidade escalas com tamanhos múltiplos. Por exemplo, em cenas onde a água de um mar agitado bate nas rochas, resultando em uma explosão sob a forma de ondas, espuma e jatos de gotas arremessados para todos os lados.