Motion Control

Por Felipe Reinheimer

Definição:

Combinação de software e hardware capazes de gravar e reproduzir uma série de movimentos a serem executados por grua, dolly e/ou remote-head.

Hardware:

Equipamento criado para suportar e mover suavemente câmeras, lentes, objetos e luzes.

Todas as articulações são acionada por motores digitais*, que controlam eixos (tilt, pan, rolo, boom, trilho,elevação, swing…) e funções (foco, zoom, modelo, luzes…).
Todos os motores estão conectados a um computador capaz de gravar e reproduzir os movimentos com precisão de milésimos de um centímetro, para frente ou para trás, em velocidades diferentes e infinitas vezes. Limitações variam de equipamento para equipamento. As velocidades em que o equipamento funciona são calculadas em quadros por segundo e o mesmo funciona em sincronismo com a câmera.

*Motores digitais podem ser “Stepper” com rotação controlada por impulsos ou “Servo” com rotação controlada por revoluções.

Software:

Existem três softwares diferentes no mercado: O europeu Flair e os americanos Lynx e Kooper. No software, o operador tem a capacidade de gravar, editar e criar movimentos.

Todas as informações de todos os motores digitais conectados ao computador podem ser exibidas em gráficos ou números.

Diferença para sistemas codificadores:

Sistemas codificadores podem gravar movimentos para que sejam recriados em imagens geradas por computadores, ou para ter suas informações transferidas a um sistema motion-control que os reproduzirá. Sistemas codificadores não são capazes de reproduzir um movimento físico.

Teoria:

Em quadros parados e utilizando-se computadores, a tarefa de retoque é extremamente simples. Porém se a câmera estiver em movimento, qualquer retoque se torna crítico, pois qualquer elemento a ser inserido na imagem precisa viajar na mesma velocidade, no mesmo eixo, com os mesmos zoom, foco, tempo e demais variáveis. O numero de variáveis pode ir de um simples tilt a uma complicada combinação de trilho, swing, elevação, boom. Pan, tilt, rolo, eixos virtuais e demais funções como foco, zoom e diafragma.

Existem três diferentes meios de se gravar e reproduzir a informação tridimensional de um objeto ou câmera:

Em Motion control tem-se a capacidade de criar, gravar e reproduzir movimentos e comportamento de câmera.
Movimentos de câmeras e objetos podem ser gravados com o auxilio de sistemas codificadores, que podem ter suas informações transferidas para sistemas de motion control para então terem seus movimentos reproduzidos. As mesmas informações podem ser transferidas para um computador que as utilizara em imagens digitais.
A terceira opção consiste na filmagem sem a utilização de qualquer equipamento extra e mais tarde, na pós-produção, escanear o take de interesse e fazer um rastreamento de imagem. De qualquer jeito se for necessário recriar o movimento de câmera, objeto ou luzes para a filmagem de elementos reais, as informações deverão, necessariamente, serem transferidas para um equipamento de controle de movimento (Motion Control).

Algumas utilizações de controle de movimento (motion control):

Sempre que a câmera tiver que percorrer exatamente o mesmo percurso varias vezes.
Para close-ups extremos, com movimentos super suaves e foco preciso.
Para a filmagem de miniaturas onde muito comumente são necessárias exposições diferentes para luzes de janelas, luz principal, sombras, fibras ópticas, lazers e turbinas. O sistema pode reproduzir os mesmos movimentos em velocidades diferentes de forma a não mudar diafragma e foco, evitando assim problemas com alterações em tamanho e formato, o que causaria problemas na superposição das imagens
A mesma técnica pode ser utilizada na filmagem de carros, onde diferentes reflexos faróis e painéis , requerem diferentes exposições.
Para a reprodução de um arquivo criado por um sistema codificador.
Para a reprodução de um arquivo criado por um computador
Para a filmagem de elementos diferentes, em velocidades diferentes, com o mesmo e exato movimento de câmera e cadência (numero de quadros).
Para combinar movimento de câmera e movimento de modelo, e proporcionar às miniaturas maior movimentação
Para combinar miniaturas com ação ao vivo com a câmera em movimento.
Para filmar um elemento real com a câmera em movimento e mais tarde transportar o arquivo para um computador e criar os elementos digitais com os mesmos movimentos de câmera.
Para a movimentação de luzes e criação de efeitos de time-lapsing.

Companhias que trabalham com tecnologia de controle de movimento:

Stargate Films (http://www.stargatefilms.com)
Esta companhia é responsável por projetos como: Highlander II, Pico de Dantes, Máfia e pelo recente “numero dois” dentre os novos seriados de TV americanos: “Crime Scene Investigation (CSI)”.

Esta companhia não só utiliza e aluga equipamentos de Controle de Movimento, como também tem seus próprios supervisores de efeitos especiais, que juntamente com uma equipe de artistas 2D e 3D, se encarregam da captação, escaneamento, criação e impressão em película.

Nesta companhia a pré-visualizão é feita com um software chamado “Virtual Studio”, no qual os movimentos de câmera podem ser criados em um computador e depois de pré-aprvados pelo diretor, serem transferidos para o equipamento de Controle de Movimento no estudio, onde será feito o processo final de alinhamento e criação.

A compania possui oito equipamentos de Controle de movimento: Duas gruas de pêndulo, uma grua Tiffen, duas cabeças de manivela, um kit para transformar qualquer Doolly que funcione em trilhos redondos Mathews. Um movimentador para modelos grandes e outro para pequenos. Todos são equipados com motores “Stepper”.

A companhia está no ramo de efeitos especiais desde 1982, quando construíram seu primeiro equipamento de Controle de Movimento, utilizando um computador Atari 800.

A Stargate vem desenvolvendo um trabalho conjunto com a Arriflex, e é responsável pelos softwares das 435 e 535, além de desenvolver o primeiro protótipo do que veio a ser a cabeça de Controle de Movimento da Arriflex

Sam Nicholson (presidente da Stargate Films):
Quando se trata de efeitos especiais, produtores e diretores, esperam uma resposta única e simples para otimização, simplicidade e preço. Não há uma resposta definitiva, cada método é melhor em situações específicas.

Os trabalhos mais difíceis, em Controle de Movimento são aqueles em que você tenta superar os parâmetros do seu hardware e tenta faze-lo realizar uma tarefa para o qual ele não foi projetado. Diretores sempre querem o impossível, e você tem que saber os parâmetros do seu equipamento. Quão suave ele é, quão rápido é o tilt, a pan ou o trilho. Por exemplo: O supervisor de efeitos especiais tem que saber se estará trabalhando com macrofotografia ou movimentos longos.

Pequenos equipamentos com ajustes milimétricos são muito bons para filmar ultra close-ups. Porém se você tentar utilizar o mesmo equipamento para movimentos longos e rápidos, a tarefa se torna impossível. Por outro lado se um equipamento grande é a única coisa disponível, filmar o close-up de um olho ou uma moeda pode ser um pesadelo.

A coisa mais crítica em Controle de Movimento é saber qual equipamento possui os requisitos necessários para a cena a ser filmada. Minha primeira experiência com efeitos especiais foi em “Startrack 1”, quando passei nove meses criando espaçonaves, entidades, e lasers. Naquela época tudo era captado em câmera.

Digital Domain (http://www.digitaldomain.com)
Esta companhia é responsável pelos efeitos especiais vistos em super produções como: “O Quinto Elemento”, Titanic, X-Men e Spawn.

Ocupando três prédios em Venice, na California (EUA), eles utilisam sete equipamentos diferentes. Cinco “Crusaflex” , similares aos utilizados pela Stargate Films, com alturas e comprimento de lanças diferentes, e dois “Burros”, normalmente utilizados em locações. Um dos “Burros” é equipado com motores “Stepper” e o outro com motores “Servo” dando-o a capacidade de funcionar ao mesmo tempo em que som é gravado. Este ultimo equipamento foi especialmente desenvolvido para “Titanic”.

Todos os equipamentos são contruidos na própria empresa com partes criadas por eles, e outras compradas de uma companhia de ferramentas de precisão chamada Tiffen. “Digital Domain” possui uma serralheria responsável pela manutenção, reparo e construção de equipamentos criados para tarefas específicas.

André Bustanoby, responsável pelo departamento de Controle de Movimento:
A razão para tantos equipamentos diferentes é a necessidade especifica de cada filmagem. As vezes todos os equipamentos podem ser utilizados numa mesma cena ou até num mesmo take. Enquanto uma grua move a câmera o outro move o sol o outro as luzes e outros três movem três espaçonaves diferentes.

A companhia mantém uma oficina de software onde eles criam alguns dos próprios programas. A Digital Domain tem também uma oficina de modelos para a construção de miniaturas, modelos e texturas. Esta oficina foi a responsável pela construção do modelo de 15 metros de comprimento do Titanic , construído em seções e transportado para um hangar onde havia espaço suficiente para o modelo e mais os 50 metros de trilhos necessários para os movimentos de câmera. As pré-visualizações são feitas em Lightweight Maya e Houdini, dois softwares 3D.

Da tela do computador, onde o diretor pode aprovar parcialmente o movimento de câmera, o arquivo pode ser mandado para os equipamentos de Controle de Movimento que podem estar no estúdio da empresa, do outro lado da rua, ou em qualquer locação onde o diretor poderá afinar os movimentos. Observando o playback do video-assist e uma mixagem do video assist e das imagens geradas em computador.

Digital Domain não é uma empresa de aluguel de equipamento, eles produzem, filmam e pós-produzem seus projetos.

Image G (http://www.imageg.com)
Image G é uma companhia especialisada em Controle de Movimento. Com um vasto inventario de equipamentos, todos construídos à partir de desafios técnicos, necessários para determinadas solicitações. Dentre seus projetos mais recentes estão: “Trip to Mars”, Missão Impossível II, e todos os comerciais da fábrica de automóveis Dodge.

A Image G é uma compania de construção e aluguel de equipamentos. Possui alguns dos maiores equipamentos de Controle de Movimento, todos construídos de maneira a serem facilmente levados de uma locação para outra. Esta companhia possui um representante no Chile onde eles mantém uma grua “Graphlite” construída pelo estúdio Sorensen de design. Capaz de atingir quase dois metros por segundo no trilho, uma cabeça de três eixos, mais swing, boom, foco, zoom e diafragma.

Para pré-visualisação os modelos de todas as gruas desta companhia estão a disposição em seu website para serem baixados e usados em Maya, 3D Studio Max e Lightweight.

Tom Berrent presidente da Image G e supervisor de efeitos especiais:
“Controle de Movimento é a conexão entre o mundo real e o mundo digital”.

O filme 2001 foi um grande passo na industria de Controle de Movimento. Foi lançado na era psicodélica, e seu maior público eram os hippies que naquela época lançavam moda. Por isso vendeu muito bem e tornou-se uma tecnologia muito ativa. Logo em seguida ao lançamento do filme três companhias foram fundadas, de modo a reproduzir aquela tecnologia: ILM/Apple G responsável por Guerra nas Estrelas,

Douglas Trumbull’s Studio, responsável pelo filme Encontros de Primeiro Grau, e Bob Abel’s Studio, responsável pelos “Movies of the Week” televisionados pela ABC. Em 1975 John Dikstra com a Apple G estava recrutando profissionais para trabalharem em Guerra nas Estrelas e muitos deles vieram do estúdio de Robert Abel.

Devido a escassez de profissionais haviam várias vagas na companhia de Able. Foi ai que vi minha oportunidade de por em prática meu conhecimento de câmera e animação. Naquela época eles usavam um equipamento chamado “Slit Scan” com muitos motores elétricos mas sem computadores. Abel se reuniu com Con Peterson para construir uma Slit Scan utilizando chips que haviam acabado de se tornar de acesso público.

Logo de saída foram desenvolvidos dois tipos de equipamentos: os que trabalhavam por números e os que trabalhavam por Joystick. Cameras de animação funcionavam por números – contadores e manivelas com as quais o operador mudava os números – . Tudo o que o computador fazia era substituir os operadores de números.

Nós tínhamos que escrever dezenas de números num papel que chamávamos de folha de exposições e os ingleses chamavam de “Dope Sheet”. Esta era uma tarefa muito difícil, tanto que em Guerra nas Estrelas foi uma prioridade não ter que escrever os números, e ao invés, usar o joystick.

Um de nossos maiores clientes é a industria automobilística. Vários comerciais de carros são baseados no seguinte conceito: este é o carro maravilhoso. Estas são as qualidades, este o som e este o painel. Há e antes que eu me esqueça, este é o carro maravilhoso.

Há sempre o enquadramento do símbolo, da luz e da marcha. Mas há sempre, também o momento de romancear o carro. O Controle de Movimento possibilita mostrar todas as qualidades em movimentos ultra precisos e achar e mostrar todas as qualidades. Mas mais útil ainda é quando se depara com o problema de diferença de exposições em determinados sujeitos e reflexos.

Muito comumente nos deparamos com a dificuldade de balancear a luz principal do carro com a luz do ator. O fato de as luzes Fisher não produzirem muita claridade significa que se você quiser ver os detalhes nos faróis não poderá utilizar a exposição das luzes Fisher. E o mesmo problema é verdadeiro se quiser mostrar as luzes do painel e ainda ver os assentos. Por causa disto tudo, o que nós fazemos é uma passagem de câmera para os reflexos, outra para o painel, outra para a luz principal e outra ainda para os faróis.

Há também muitos casos em que carros tem de ser posicionados em fundos de acesso impossível ou muito perigosos. Controle de Movimento pode ser utilizado para criar movimentos num carro que depois será aplicado numa imagem gerada ou retocada em computadores.

Aerocrane (http://www.aerocrane.com)
Aerocrane era, inicialmente uma companhia de construção e aluguel de gruas mecânicas. Recentemente fundiu-se com a Motion Control Rental Service (MCRS) tornando-se uma das maiores casas de aluguel de equipamentos de Controle de Movimento. No seu inventário estão alguns dos mais bem sucedidos equipamentos de Controle de Movimento: 2 Gazel, 2 Graphlite, 2 Zebras (Studio Sorensen de design) e 5 Aerohead.(Aerocrane/Sorensen)

Esta última a criação mais recente, Uma cabeça de três eixos de movimento contínuo , com capacidade de imitar o movimento de qualquer cabeça de manivela, suavisador eletrônico de movimentos, capacidade de gravar e reproduzir movimentos sem a necessidade de quantidade maciça de equipamento.

All G. Miller (Criador da Lynx Robotics e sócio da MCRS):
Em 1972 Stanley Krubrik utilizou o supervisor de efeitos especiais Douglas Trumbul para filmar as espaçonaves de 2001: Uma Odisséia no Espaço. Para tal trabalho o equipamento utilizava a tecnologia de “Slit Scan”, ainda sem computadores.

Em 1975 o produtor Gary Kurt contratou o supervisor de efeitos especiais John Dykstra para trabalhar em Guerra nas Estrelas. Dykstra fora incumbido de recriar o vôo das naves espaciais. Para isto ele me contratou e encomendou uma grua gigantesca para mover câmeras e outra menor para mover miniaturas.

Sistemas de Controle de movimento datam do início do século quando mecanismos extremamente caros e complicados eram utilizados para recriar movimentos com precisão. O projeto Guerra nas Estrelas foi o primeiro a utilizar computadores. Foi quando chips de silício começaram a ser vendidos para civis.

O maiores chips eram os de 1K que custavam serca de US$20,00 e eram necessários 16 em cada eixo. Possibilitavam a gravação e reprodução de uma única serie de movimentos. O equipamento não podia ser desligado pois não possuía memória para arquivar os movimentos. e nem os movimentos podiam ser editados sem se perder todo o trabalho anterior.

Ao mesmo tempo em que trabalhava em Star Wars, eu ia para casa à noite e trabalhava no equipamento que viria a ser utilizado em Contatos Imediatos do Primeiro Grau. O equipamento era muito similar ao outro construído para Guerra nas Estrelas, porém neste foram incluídos dois gravadores digitais, que possibilitavam a edição linear de movimentos e a desativação do equipamento sem a perda de todas as informações gravadas na memória.

Veja fotos de diversas cabeças e/ou gruas: