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Realidade Digital

Partículas, Água e Pêlos

Partículas, Água e Pêlos gerados por computador são hoje, ao meu ver, os grandes desafios da computação gráfica 3D. Os sistemas de partículas dos programas 3D geralmente são usados para fazer fumaça, fagulhas, areia e poeira. A água digital normalmente aparece nos filmes na forma de oceanos. Abaixo serão comentados 2 exemplos de cada um destes efeitos digitais 3D. São os que considero melhores e mais realistas efeitos desta categoria até o momento.

Partículas

Twister: O tornado criado em 3D pela ILM até hoje nos impressiona pelo realismo. O tornado em 3D de Twister foi supervionado por Stefen Fangmeier e uma equipe de mais de 70 artistas. Eles usaram o software Softimage para modelagem e animação. No Softimage criou-se um funil em NURBS, que é o corpo central do tornado e que será rodeado por partículas. Este funil foi animado pela técnica de Deformação por Spline. Nesta técnica, anima-se uma linha (como se fosse um esqueleto do tornado) em spline, alterando-se a posição dos pontos que a constituem. Como o funil foi atrelado a esta linha (spline), o funil se deformará e se movimentará conforme esta linha. Outros softwares 3D como 3D Studio Max também possuem este recurso que é conhecido como Deformação com Path. A equipe de Fangmeier usou o software Dynamation da Alias/Wavefront para animar as partículas de poeira do tornado. A ILM criou um plugin (pequeno software que complementa o software 3D) que tinha duas funções: o vórtex e a turbulência, controlados por 2 cursores deslizantes no plugin. O vórtex faz as partículas girarem ao redor do funil e a turbulência faz elas se moverem aleatoriamente. Se desligar o vórtex, as partículas movimentam-se sem destino. Se desligar a turbulência elas se movimentam ao redor do funil, mas de forma muito ordenada. Então trata-se de achar um intermediário entre estas duas funções, que mostre um tornado e ao mesmo tempo que tenha violência e caos.

Missão Marte: As cenas com o funil de poeira deste filme foram supervisionadas por Hoyt Yeatman da Dream Quest Images. Para fazer o funil do filme, a Dream Quest Images usou um software próprio chamado de Hookah, que é um simulador de dinâmica de fluidos e renderizador de partículas volumétricas. Foi desenvolvido por James Callahan, e foi usado anteriormente para fazer a nuvem de poeira que acompanhava o asteróide no filme Armageddon. Quatro animadores usaram várias camadas de partículas, usando cilindros ocos um dentro do outro (cilindros concêntricos). Cada cilindro foi animado a mão, tendo diferentes rotações, movimentando e distribuindo partículas em várias direções. Cada cilindro tinha partículas com parâmetros diferentes de velocidade, rotação, etc. Mesmo usando computadores poderosos, como as máquinas SGI Onyx com 6 a 12 GB de memória RAM e com multiprocesssadores, algumas cenas demoravam até 12 dias para renderizar.

Água

Titanic: A equipe de Richard Kidd da Digital Domain foi encarregada de criar um oceano digital para Titanic. Para todas as cenas amplas do navio, foi criada água digital com o software RenderWorld da Areté que é um renderizador de alta fidelidade baseado em princípios físicos que regem o movimento de fluídos. O software da Areté Image Software, pode ser encontrado na forma de plugin para programas como Maya, Lightwave, 3D Studio Max e Softimage. O RenderWorld da Areté foi usado também em filmes como Advogado do Diabo, O Quinto Elemento, entre outros. Com o Areté é possível definir parâmetros como velocidade do vento, textura e cor da água, etc. Os espirros da água e as espumas brancas ao redor e atrás do navio foram obtidos filmando-se espumas e espirros de verdade e suas imagens foram usadas como texturas sobre elementos 3D.

Mar em Fúria: A equipe de Stefen Fangmeier da ILM ficou encarregada de criar o oceano tempestuoso para o filme Mar em Fúria. Eles usaram um programa de simulação dinâmica de fluídos, em que se estabelecia como o oceano se moveria e em que velocidade. Algumas das texturas da água foram pintadas a mão e combinando com as texturas criadas pelo programa simulador. As ondas foram animadas pelo programa, as espumas brancas foram criadas através de shaders (pequenos programas que simulam texturas) e sistema de partículas. Os espirros de água foram criados por sistema de partículas, inclusive aqueles causados pelo movimento do barco. O oceano de Mar em Fúria foi todo feito por meio de camadas (layers) separadas: uma camada para a oceano, outra para as espumas brancas e outra para as partículas. Durante a fase de composição é que foram todas combinadas. Nas figuras abaixo, você pode ver o mar 3D em wireframe, depois o mar já com os detalhes das ondas fornecidos pelos mapas Bump, e em seguida o oceano com as espumas brancas e os espirros de água.

Pêlos

Um Lobisomem Americano em Paris: O lobisomem deste filme foi criado pela empresa de efeitos especiais Santa Barbara Studios. O lobisomem e seus pêlos foram criados todos como efeitos digitais 3D. Os artistas usaram o software Softimage para a animação 3D. Este filme foi um dos primeiros bons exemplos de pêlos criados em 3D. Na foto ao lado, você pode observar a famosa cena do animal chacoalhando a água do corpo e os pêlos juntos e molhados.

O Poderoso Mighty Joe Young: Os pêlos 3D criados para o gorila do filme Mighty Joe Young foram obtidos de forma diferente (softwares diferentes) pelas empresas Dream Quest Images e ILM (Industrial Light and Magic). Hoyt Yeatman foi o supervisor da Dream Quest Images. A roupa usada pelo ator que interpretava Joe foi escaneada a laser. A equipe de Yeatman usou o software Maya da Alias/Wavefront para criar o modelo a partir do modelo escaneado, para animação e para renderizar a pele sobre os pêlos. A Dream Quest Images usou 2 outros softwares criados pela própria empresa, chamados de Groom e Yeti. Basicamente pegava-se o corpo do gorila em 3D no Maya e o programa chamado de Groom colocava os pêlos-guias, que representavam tufos de pêlos. Os pêlos-guias eram feitos usando-se splines, ou seja, o artista poderia posicionar 2 pontos e basicamente desenhar curvas (splines) que seriam os pêlos-guias, fazendo com que os pêlos tomassem a forma destas curvas. Foram colocados cerca de 200 pêlos-guias no corpo de Joe. Depois o programa renderizador de pêlos chamado de Yeti processava estes pêlos-guias. O Yeti basicamente pega a posição dos pêlos-guias e cria os pêlos individuais obecendo a cerca de 90 parâmetros relacionados ao pêlo, como espessura, comprimento, cor da raíz a ponta, especularidade, influência da gravidade, inércia, etc. Cada pêlo era capaz de receber e projetar sombras, ficando assim, mais real. Ao todo, o Yeti renderizou cerca de 3,5 milhões de pêlos sobre o corpo de Joe.

A ILM usou o mesmo modelo 3D do corpo de Joe. Usou o software Softimage para a animação do gorila e o programa renderizador RenderMan. A ILM também criou um programa próprio para criar os pêlos-guias e que forneciam as informações para o RenderMan criar os pêlos individuais. O programa simulador de pêlos da ILM, permitia ao animador se preocupar somente com a animação do corpo. A animação dos pêlos era automática e derivada da animação do corpo. Atribui-se a quantidade de movimento que deseja no pêlo e onde se quer mover e quão pesado ele deve ser. Observe as figuras abaixo referentes a uma cena criada pela ILM. A da esquerda mostra o modelo 3D em wireframe do gorila. A do centro mostra o gorila 3D com cor, sombra e com os pêlos-guias em vermelho. Na imagem da direita, você pode ver a imagem final já renderizada.

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