Star Trek: A história do Projeto Gênesis

Gênesis teve sua gênese (dsclp) no comecinho da Década de 1980, com uma descrição sucinta em um roteiro. Para surpresa geral, evoluiu para tornar um momento crucial na história dos efeitos especiais no cinema.

O Efeito Gênesis (Crédito: Paramount Pictures)

40 (COARENTA*) anos atrás, dinossauros ainda vagavam pela Terra, os continentes eram mais longos de sua forma atual, conceitos como fogo, eletricidade e igualdade de gênero ainda não tinham sido sonhados. Era o ano de 1982 e chegar ao cinema Jornada nas Estrelas II – A Ira de Khan¹.

Fora o visual incrível das miniaturas Industrial Light and Magic, algo especialmente concebido da atenção do público Gênesis, um dispositivo que – usando banida de terra um planeta morto em um mundo inteiro repleto de vida.

O ponto que os mortos não perceberam era que Gênesis poderia dar vida a planetas mas se usado em um planeta já com vida, destruiria tudo em prol da nova versão.

Foi a primeira sequência completa em um filme usando a computação gráfica, que nem tinha esse nome ainda, mas a rigor, nem era para existir. Nas primeiras versões do roteiro, a demonstração do Projeto Gênesis seria uma pedra que se transformaria em uma flor. Nem o diretor, Nicholas Meyer nem os outros roteiristas tinham noção de que algo como o vídeo final era possível.

Sendo justo, nem a Divisão de Computação da Lucasfilm sabia se era possível, e no começo, não era. Eles tiveram que inventar, adaptar e escrever todos os softwares usados.

Hoje em dia é fácil fazer um planeta em computação gráfica. Um PC mediano, 138 horas de tutoriais no Blender, e pronto. Em 1982 era bem diferente, e cada parte do vídeo teve que ser feita com técnicas isoladas, algumas inéditas.

Uma delas foi a sequência das montanhas e mares surgindo da superfície e crescendo. Modelar cada um dos objetos frame a frame seria impossível, uma saída? Achar alguma matemática capaz de configurar estruturas a partir de fórmulas variáveis.

Essa fórmula realmente existia. Em 1977 o matemático franco-americano Benoît Mandelbrot popularizou o conceito em seu livro Fractais: Forma, acaso e dimensão². Mandelbrot é uma fórmula complexa que pode ser obtida através de:

Z_n+1 = Z_n² +C

O chamado Conjunto de Mandelbrot, infinita complexidade, é derivada com sua simplicidade.

Outras fórmulas produzem imagens diferentes, e infinitas técnicas podem ser aplicadas para grandes superfícies irregulares e infinitas como linhas costeiras e infinitas.

Em 1980 um pesquisador chamado Loren Carpenter preparou um papel³ sobre geometria fractal para apresentar na conferência SIGGRAPH. Era uma palestra, uma série de apresentações, um conjunto de números, um conjunto de matrizes etc. Vol Libreusando uma técnica de geometria fractal para criar uma cordilheira.

Vol Libre a partir de Loren Carpinteiro sobre Vimeo.

O filme foi aplaudido de pé por uma placa de profissionais de computação gráfica embasbacados com aquela nova tecnologia. Lembre-se, isso foi em 1980. Um ano antes do lançamento do IBM PC original.

Loren Carpenter foi justamente sequestrado pelo departamento de computação da Lucasfilm.

A animação foi renderizada em um VAX-11/780, um minicomputador de 1977 que era um avião. Com processador de 32 bits e 8 MB de memória, era mais poderoso que muitos mainframes, mas isso tinha um custo. US$ 160 mil pros modelos mais caros, equivalentes a US$ 727 mil em valores de 2022.

VAX-11/780 (Crédito: Dr. Bernd Gross / Wikimedia Commons)

O VAX tinha capacidade de renderizar imagens em um display de altíssima resolução, que era então fotografado por uma câmera especial. Loren Carpenter levou meses produzindo seu filme, cada frame levava entre 20 e 40 minutos para ser renderizado.

Na Lucasfilm, as mentes geniais deliram em suas ambições. Loren decidiu que o VAX da Lucasfilm não era adequado para projetar o movimento de câmera, então ele foi atrás da Evans & Sutherland Picture System⁴, uma empresa que desenvolveu um sistema de visualização 3D em tempo real usando imagens em Wireframe, rodando em um DEC PDP-11/05 com 4 KB de RAM. A resolução era respeitável mesmo para os padrões de hoje: 4096 x 4096.

Com esse sistema, o Loren criou efeitos de detecção da câmera para o Gênesis. Ele também foi responsável pelo fundo da animação, e qualquer pessoa normal criaria um fundo com estrelas aleatórias e partiria para o abraço, mas ninguém na Lucasfilm é normal.

Em 1978 o sistema da Evans e Sutherland foi usado para pré-visualização das cenas da primeira longa de Star Trek, como animações em wireframe eram usadas como referência pelo pessoal das maquetes. (Crédito: Reprodução Twitter)

Eles oferecem um catálogo de estrelas brilhantes Yale, listando estrelas 9600 ou menor magnitude 6,6 ou menor. Loren plotou como coordenadas das estrelas, e outros dados do catálogo pra cor cada uma. Em seguida, eles pesquisaram a melhor posição para que as constelações ainda fossem reconhecíveis.

A escolhida foi Epsilon Indi, uma estrela na Constelação do Índio, a 12 anos-luz da Terra. Ela é parte de um sistema binário com uma mãe marrom, e possui um planeta, Epsilon Indi Ab⁵.

Como bônus, a Terra é visível na animação, fazendo parte da Constelação da Ursa Maior.

Parte do efeito do Gênesis era uma parede de fogo se movendo a 160 mil km/h engolfando o planeta. Essa parede precisau de um sistema de 500 mil partículas, algo nunca antes feito, lembrando que não existia “programa 3D”, tinha que ser escrito do zero, com funções isoladas.

Efeitos como borrão de movimentoatmosfera geográficas e locais como locais de altitude determinada acima do ponto, cada parte desse programa específico foi determinado.

Após muitos testes, chegou a hora de renderizar a versão final nos dois VAXes da Lucasfilm. Cada frame tinha resolução de 500 x 500. Em média, a velocidade de renderização era de uma hora por frame, mas alguns levavam cinco minutos, outros cinco horas, tudo depende da complexidade da imagem.

Foram usados ​​truques na cena para disfarçar a baixa resolução: O vídeo é apresentado como visto de um monitor, e tem toda uma moldura em volta. Esse truque era muito usado por jogos de PC, nos primórdios.

Finalizado o vídeo, desastre: um dos picos das montanhas fractais interceptava a câmera. Não havia tempo para refazer a trajetória e renderizar tudo de novo. Eles trapacearam e renderizaram o frame específico, apagando a parte da montanha que não ficaram no caminho da câmera.

Hoje programas como o Terragen são capazes de gerar magníficas paisagens terrestres e imagens, o Unreal Engine 5 Mas tudo isso começou com uma seqüência de 60 segundos de magia e luz.

* Eu sei.

Fontes:

1. Star Trek II: A Ira de Khan – IMDB
2. Fractais: Forma, Chance e Dimensão – Mandelbrot, BB – 9780716704737 – 1977
3. Renderização por computador de curvas e superfícies fractais – Carpinteiro, Loren – 1980
4. Sistema de Imagem Evans & Sutherland – brochura oficial
5. Epision Indi Ab – Enciclopédia de Planetas Extrassolares