A física e matemática dos filmes de animação

Nesta época festiva, alguns dos momentos preferidos, em família, são passados em frente ao ecrã e a programação tende para apelar à magia de Natal, com princesas, dragões e outras criaturas fantásticas. As produções da Pixar e da DreamWorks são um laboratório para estudos avançados de física e matemática.

As personagens têm uma aparência realista, com a popularização das produções em três dimensões (3D) que depende de um emaranhado de funções e equações. Segundo um artigo publicado na última edição da revista «Science», a física e a matemática estão relacionadas ao salto de qualidade das animações.

Um dos exemplos mais perceptíveis são as roupas dos personagens, que, nos últimos tempos, ganharam movimentos complexos. Por exemplo, o vestuário usado pelas personagens do Shrek tem um movimento, semelhante ao dos tecidos verdadeiros. Graças ao trabalho de um grupo de físicos computacionais, a indumentária usada pelas personagens de animação ficam molhados, engelhados, desfiam e muito mais.

Para chegar a esse resultado, um dos métodos considerados mais realísticos pelos especialistas faz uma simulação completa de cada nó, de cada torção no fio de tecido, posteriormente traduzido em movimento.

Áreas complexas

A técnica, no entanto, tem um problema: ainda não consegue ser suficientemente fiel à realidade quando se trata de tecidos mais grossos e o problema é corrigido com uma equação que permite a formação de microburacos em pontos estratégicos.

Apesar dos avanços, a criação de ambientes relacionados com a água e outros líquidos ainda é um desafio. Especialmente quando elementos com características físicas e tamanhos muito diferentes estão na mesma cena: como um navio (rígido) a deslizar sobre um mar agitado.

Encontrar a solução tem movido físicos especialistas em computação gráfica e, principalmente, os próprios estúdios que fazem as animações, mas a precisão matemática não é suficiente nas animações.