Atualmente, os efeitos especiais tornaram-se imprescindíveis para a produção de muitos filmes, especialmente os de ação e ficção científica, de modo que o espectador tenha dificuldade em distinguir o que é real ou não. Confira, nesta matéria, como são feitos alguns efeitos especiais e alguns exemplos de suas aplicações em filmes.

Rafael Gaspar de Sousa e Vivian Mayumi Yamassaki Pereira

 

O cinema evoluiu muito desde a sua criação no final do século XIX, que é creditada aos irmãos Lumière, engenheiros que criaram a primeira máquina de filmar e projetar filmes [1]. Com os avanços tecnológicos da humanidade, o cinema também foi evoluindo, de modo que várias técnicas foram desenvolvidas e utilizadas no mundo do cinema, como os efeitos especiais que, hoje em dia, são indispensáveis para um bom filme de ação ou ficção científica, por exemplo. Esta matéria do Coruja Informa mostra como funcionam os principais efeitos especiais e como são as técnicas utilizadas por trás dessas cenas fascinantes que têm aguçado a imaginação dos espectadores.

Stop Motion

Uma das técnicas mais primárias do cinema é o Stop Motion, que foi concebida por George Mélies no início do século XX. Essa técnica, uma das mais simples e antigas, utiliza a fotografia de objetos e cenários quadro a quadro, onde o animador produz mudanças nas posições dos elementos presentes na cena e, quando os quadros são vistos sequencialmente, tem-se a impressão de movimento. Essa estratégia é usada até os dias de hoje, e é muito presente em filmes de animação.

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Imagem produzida com a técnica Stop Motion

Essa técnica consiste, basicamente, em um fenômeno do corpo humano conhecido como persistência retiniana, que ocorre quando a retina dos olhos está excitada pela luz e envia impulsos para o cérebro, que então interpreta as imagens. A retina continua a enviar impulsos mesmo depois da luz ter sido removida, o que dura algumas frações de segundos, até que as células da retina voltem ao normal. Enquanto isso, o cérebro continua a receber estímulos da retina, e estes impulsos permanecem como uma imagem vinda da fonte luminosa. Portanto, se a imagem for alterada em um curto período de tempo, temos a impressão de movimento.

Diversos filmes foram feitos completamente através da técnica Stop Motion, como as animações A Fuga das Galinhas (2000), dirigido por Nick Park, e Noiva Cadáver (2005), do aclamado diretor Tim Burton que utiliza essa técnica com bastante frequência. O clássico King Kong de 1933, dirigido por Merian C. Cooper, utilizou esse tipo de técnica como efeito especial na cena em que os atores de verdade contracenam com o gigante macaco que dá nome ao filme. O personagem King Kong era na verdade um pequeno boneco, que era filmado quadro a quadro, depois sua imagem era composta sobre o filme gravado com os atores de verdade.

O legado do Stop Motion não é apenas a sua aplicação nos filmes de hoje, mas também a sua influência no trabalho de diversos cineastas que, mais tarde, desenvolveriam novas técnicas de efeitos especiais através da computação gráfica. Esse é o caso de George Lucas, conhecido por seu trabalho na série Star Wars, que era aficionado por Stop Motion no início de sua carreira, o que o levou a montar seu próprio estúdio de efeitos especiais que trouxe diversas inovações tecnológicas para a computação e para a indústria do cinema [2].

Chroma Key

Há também um efeito chamado Chroma Key, que tem sido utilizado há muito tempo no cinema. As mais elaboradas ferramentas de computação gráfica ainda o utilizam como plano de fundo para outros efeitos posteriores. Este efeito é simples e rápido, além de possibilitar a redução dos custos das filmagens.

Primeiramente, é necessário gravar a imagem de fundo em que a cena ocorrerá para que seja possível escolher a iluminação do estúdio de modo que ela seja compatível com o cenário. Pode-se também filmar as imagens de fundo após a gravação no estúdio, mas será necessário corrigir as condições de iluminação das cenas no computador, o que pode encarecer a produção do filme ou não garantir que a imagem final produzida esteja com qualidade.

Após a gravação do cenário de fundo, são feitas as gravações no estúdio. O fundo em que a cena do estúdio é gravada é composto por uma tela de cor azul ou verde, que é chamada de Chroma Key. Essas cores são escolhidas porque facilitam o processo de edição de vídeo, uma vez que são de fácil contraste em relação à cor da pele, já que nenhuma dessas cores aparece em pele humana.

Cena do filme “Os Vingadores” que fez o uso do Chroma Key para acrescentar uma explosão a partir de efeitos especiais

Após a filmagem nos estúdios, o fundo que foi gravado é aplicado na sequência gravada nos estúdios e são adicionados outros efeitos especiais, como explosões criadas digitalmente por meio de computação gráfica, por exemplo. Como resultado, obtêm-se uma cena que passa a sensação ao espectador de que aquilo que foi gravado tenha realmente ocorrido em um cenário real [3].

Uma das primeiras companhias a utilizar tal técnica foi a Ultimatte Corporation, em 1976. Ela desenvolveu um hardware que faz o Chroma Key em tempo real e, mais tarde, um software que também realiza tal técnica. O algoritmo criado pela Ultimatte para conseguir aplicar a técnica era derivada dos processos óticos de filmes em que se utilizava a tela azul. Esse algoritmo era bem simples pois se baseava em duas operações bem simples:

i) if (R < G) E = B – G

ii) if (R > G) E = R – B

Onde R, G e B representam os valores de vermelho, verde e azul, respectivamente, da cor de um pixel e E representa o valor alpha, ou seja, se ele for menor ou igual a zero, significa que tal pixel pertence a tela azul de fundo, e será sobreposto, e caso seja maior ou igual a um, representa o objeto que deve permanecer.

Essas operações poderiam ser obtidas por meio do processamento das características óticas e químicas do filme de modo a distinguir a cor da tela de fundo do que deve aparecer na cena final por meio das cores no sistema RGB. Outros algoritmos mais sofisticados foram desenvolvidos para aperfeiçoar a capacidade de distinção da técnica e produzir efeitos mais realistas, mas continuaram a se basear nesse algoritmo primário [4].

Bullet Time

Outro efeito que chamou a atenção dos espectadores foi o Bullet Time, surgido na década de 90. Para conseguir este efeito, inicia-se um processo parecido com o que é feito no Chroma Key, em um estúdio em que seja possível controlar a iluminação. A diferença entre os dois efeitos é que no Bullet Time, ao invés da cena ser filmada com apenas uma câmera, são usadas várias, que ficam dispostas em volta do ator e que são disparadas sequencialmente.

Após a filmagem, as sequências obtidas são transferidas para um computador, em que é realizado o processo de junção das imagens obtidas por cada câmera. Ao juntar essas imagens, obtêm-se a sequência inteira da cena [5].

Filmagem de Matriz (1999) para a cena em que se faz uso do Bullet Time

O filme Matrix (1999), dirigido pelos irmãos Wachowski, revolucionou o cinema ao apresentar diversas técnicas de efeitos especiais, dentre as quais pode-se destacar o Bullet Time, que foi popularizado graças a esse filme. Tal efeito ocorre na cena em que o personagem Neo desvia de um tiro. A título de curiosidade, há ainda outros efeitos especiais na cena: o projétil disparado foi inserido digitalmente na cena e o cenário do prédio foi inserido por meio de um Chroma Key.

Cena resultante do filme Matriz, após o uso do Bullet Time e da aplicação dos efeitos especiais

Computação Gráfica

Com o advento das tecnologias computacionais e digitais, muitas novas maneiras de fazer efeitos especiais foram criadas, utilizando modelos gráficos em 3D para a aplicação em uma cena.  Esses modelos gráficos podem ser criados por meio de computação gráfica, uma área da computação que abrange um conjunto de métodos e técnicas para geração, manipulação e interpretação de modelos e imagens.

Uma das muitas aplicações dessa área é feita no cinema, em que a computação gráfica é utilizada para produzir efeitos especiais (que podem ser realizados em conjunto com outras técnicas de efeitos especiais já citadas nesta matéria), realizar retoques nas imagens do filme e até mesmo para criar filmes de animações completos.

Um dos primeiros filmes a computação gráfica em pessoas foi Exterminador do Futuro 2 (1991), do diretor James Cameron, em que o androide T-1000, em forma de metal líquido, sai do meio do fogo até assumir a forma humana novamente. Nesse filme houve utilização de efeitos 2D e 3D em grande escala.

Cena do Filme Exterminador do Futuro 2 (1991)

Entretanto, a grande revolução no cinema para a utilização da computação gráfica foi o filme Jurassic Park (1993), dirigido por Steven Spielberg. O filme, que foi o primeiro a utilizar a computação gráfica para recriar animais, levou cerca de um ano e meio para produzir esses efeitos especiais. A importância de Jurassic Park se dá pelo fato de que, pela primeira vez, foi possível utilizar a computação gráfica em filmes de maneira a produzir resultados de fato realistas [6][7].

Cena do Filme Jurassic Park (1993)

Outro grande uso da computação gráfica ocorre na criação de filmes de animação. Sobre este ponto, há uma grande polêmica sobre qual teria sido o primeiro filme de animação produzido inteiramente com o uso da computação gráfica. Isso porque, apesar de ToyStory (1995), filme da Pixar com direção de John Lasseter, ter sido lançado primeiro, alguns consideram que o filme brasileiro Cassiopedia (1996), de direção de Clóvis Viera, foi, de fato, o primeiro filme de animação totalmente digital. Para tanto, utilizam o argumento de que a Pixar criou moldes em argila para as cabeças dos personagens principais para posteriormente digitalizá-los, enquanto que a produção brasileira não fez a utilização de modelos físicos, somente virtuais.

Cena do Filme Toy Story (1995)

Alguns efeitos criados por meio de computação gráfica são feitos através de softwares como o RealFlow, Maya e Flowline. Estes softwares podem ser utilizados para criar elementos com aspecto de fluído, como o que foi feito no filme Harry Potter e a Ordem da Fênix (2007), do diretor David Yates, na cena em que o personagem Albus Dumbledore envolve Lord Voldemort em uma esfera de água. Para criar tal esfera, foi necessário primeiramente modelá-la para depois convertê-la em fluido ao ajustar a densidade e velocidade de sua superfície, o que a torna um objeto dinâmico baseado em voxel (uma espécie de pixel tridimensional). Ao ajustar também outros parâmetros como a viscosidade e flutuabilidade das partículas que compõem a esfera, pode-se produzir os efeitos tão realistas existentes nessa cena.

Cena do Filme Harry Potter e a Ordem da Fênix (2007)

Portanto, para compreender e conseguir modelar em 3D é indispensável o conhecimento em matemática, já que são utilizados e manipulados vetores e coordenadas geométricas, assim como um conhecimento geral sobre física para manipular os parâmetros disponíveis nos softwares de modo a criar cenas realistas [8].

Captura de Movimentos

Mesmo com toda a capacidade da computação gráfica, os atores ainda são indispensáveis na produção de um filme. Porém, em algumas cenas, seria necessário que eles fossem submetidos a situações muito perigosas e/ou muito caras para a gravação; portanto, viu-se na tecnologia uma nova forma de filmar essas cenas e evitar tais problemas. Com as técnicas de captura de movimento é possível também atribuir comportamentos humanos a objetos inanimados e colocar a atuação de qualquer ator em um ambiente criado por computação gráfica.

No início do século XX, os filmes de animação da Disney contavam com uma técnica bem simples para replicar os movimentos humanos em suas animações: os atores eram filmados e fotografados para que os animadores usassem cada quadro como modelo para os desenhos feitos a mão. Esse processo, conhecido por rotoscopia, foi evoluindo para um processo semelhante onde o ator era filmado de diversos ângulos e com marcadores no corpo que depois, manualmente, eram codificados para pontos em um modelo 3D. Hoje em dia, existem softwares capazes de reconhecer os marcadores no corpo e montar o modelo 3D com muito mais facilidade e rapidez.

Para exercer a função de marcador no corpo do ator, são utilizadas pequenas bolas reflexivas colocadas nas articulações dos membros dos atores e filmadas em conjunto com três câmeras infravermelhas, que são refletidas de volta pelos marcadores para um computador que calcula a posição 3D de cada marcador e monta o modelo gráfico [9].

Captura de Movimentos através de marcadores para fazer o personagem Gollum, de Senhor dos Anéis


Referências bibliográficas

[1] http://www.latec.ufrj.br/linguagemdocinema/index.php?option=com_content&view=article&id=157:irmaos-lumiere&catid=26&Itemid=59

[2] http://www.eba.ufmg.br/midiaarte/quadroaquadro/stop/princip1.htm

[3] http://www.tecmundo.com.br/cinema/6479-as-tecnologias-empregadas-em-efeitos-especiais-nos-filmes-de-hollywood.htm

[4] http://www.fxguide.com/featured/art_of_keying/

[5] http://entertainment.howstuffworks.com/question295.htm

[6] http://pauliniafilmfestival.com.br/de-exterminador-futuro-jurassic-park/

[7] http://www.pbs.org/wgbh/nova/specialfx2/timeline.html

[8] http://plus.maths.org/content/career-interview-visual-effects-director-3

[9] http://www.reocities.com/themsfx/efe3d.htm