O fascinante caminho que nos levou até os efeitos especiais gerados por computador

As raízes do CGI – imagens geradas por computador – estão nas primeiras ferramentas mecânicas criadas para desenhar e pintar. Elas foram desenvolvidas para resolver um problema que todo artista descobriu ser complicado: a perspectiva.

Antes da perspectiva geométrica, a representação realista da natureza não era um dos propósitos da arte. Em vez disso, os artistas escolhiam o tamanho e a posição de um objeto baseados em sua importância relativa na imagem. Um castelo distante podia parecer maior do que outro no primeiro plano, simplesmente por ser considerado mais importante.

O artista italiano Filippo Brunelleschi (1377—1446) criou as regras da perspectiva no começo do século XV. Suas descobertas levaram os artistas a representar o mundo como ele realmente era visto pelo olho humano. Alguns artistas, como o alemão Albrecht Dürer (1471—1528), chegaram a produzir ferramentas especiais que os ajudavam a criar desenhos com perspectiva matematicamente perfeita. Talvez esses tenham sido os primeiros equipamentos mecânicos criados para criar arte.

A maior parte dos artistas rapidamente adaptou essas novas tecnologias para usar em suas obras. Nos séculos seguintes, eles usaram todo tipo de máquina para facilitar a produção de arte. Por exemplo, o pantógrafo (imagem abaixo) é um equipamento mecânico simples que cria uma versão ampliada ou reduzida de um desenho. Pantógrafos não só continuam sendo usados por artistas atuais, como também possuem várias aplicações na indústria moderna.

Artistas também usam a câmera escura. As primeiras delas eram salas de verdade, à prova de luz, com um pequeno buraco em uma das paredes que davam para o lado de fora. Os visitantes podiam ver uma imagem do ambiente externo projetada na parede oposta.

A câmera lúcida é inspirada nesse conceito. Ela consiste em uma pequena caixa com um orifício minúsculo apontado para um objeto. Assim, a luz passa pelo orifício e projeta a imagem do objeto na superfície onde o artista está desenhando ou pintando. Dessa forma, ele consegue facilmente traçar a imagem.

A câmera lúcida ainda é uma ferramenta valiosa, usada por muitos artistas hoje em dia; mas ela acabou evoluindo para o que conhecemos hoje apenas como…

A câmera

Às vezes, uma inovação não é recebida com entusiasmo geral. Depois da invenção da fotografia, no começo do século XIX, o pintor Paul Delaroche disse que a fotografia “satisfaz completamente todas as necessidades da arte”. Com isso, ele queria dizer que uma fotografia poderia substituir um artista, então os pintores se tornariam inúteis. Delaroche exprimiu os sentimentos de muitos pintores acadêmicos, que se sustentavam fazendo pinturas altamente realistas: retratos, paisagens, cenas históricas e por aí vai, para agradar seus patronos ricos. A câmera poderia capturar cenas com uma precisão que o melhor dos pintores não poderia alcançar. A fotografia também era barata e poderia ser feita por qualquer um.

Muitos artistas, no entanto, rapidamente perceberam as possibilidades da fotografia, olhando para ela não como uma rival, mas como uma aliada. Por exemplo, Eugène Delacroix (1798—1863) estudava o corpo humano utilizando fotografias de pessoas nuas. Ele também fazia pinturas e desenhos baseados em fotos.

Diversos outros artistas começaram a fazer isso também, pois era mais fácil trabalhar com fotos do que com modelos, que podiam se mover e também cobravam pelo seu tempo. (Eadweard Muybridge fez disso uma ciência e, no processo, formou as bases para o cinema… mas isso é outra história).

Enquanto isso, outros artistas descobriram que era vantajoso deixar para a fotografia a entediante representação da realidade. Isso os deixou livres para explorar outros aspectos da cor, da luz e da composição. O impressionismo e outras escolas da arte que nasceram no final do século XIX poderiam ter sido adiadas por décadas, senão mais, não fosse a libertadora influência da fotografia.

O aerógrafo foi outra inovação mecânica transformadora. Inventado em 1879 por Abner Peeler, ele usa ar comprimido para criar um jato de partículas bem finas de tinta. Ajustando a pressão do ar e a quantidade de tinta, os artistas podem criar linhas e formas tênues, e misturar cores de forma suave. O aerógrafo também cria efeitos de luz incríveis. Ainda que seja uma ferramenta muito valiosa, ele às vezes era usado de forma exagerada; pintores tradicionais costumam considerá-lo uma forma de trapaça.

Muitos artistas profissionais não gostam de ver pessoas facilmente criando belos efeitos usando o aerógrafo. É que, infelizmente, o efeito pode até ser bonito, mas a arte sai ruim. O aerógrafo logo foi associado, talvez injustamente, a obras baratas, de mau gosto, amadoras. Mesmo que ele tenha se tornado rapidamente um dos instrumentos mais importantes para artistas modernos que trabalham com publicidade e ilustração, muitos outros artistas desdenham dele.

Arte e matemática

Cientistas vêm, há muito tempo, explorando a conexão entre o numérico e o visual. Há mais de um século, eles usam máquinas e outros equipamentos para transformar dados numéricos em formas visuais.

Por exemplo, em 1787 o físico alemão Ernst Chladni descobriu que, quando ele passava um arco de violino pela borda de uma placa de metal coberta de areia fina, formavam-se padrões complexos na areia. Dependendo de onde a placa fosse roçada pelo arco, ele poderia criar diferentes padrões. A descoberta de Chladni foi usada de forma prática no design de instrumentos musicais. Porém, os padrões em si são bonitos e são, talvez, um dos primeiros exemplos de arte gerada mecanicamente.

O osciloscópio, que detecta pulsos elétricos e os traduz para ondas em uma tela, é provavelmente a primeira máquina eletrônica produzida para transformar dados numéricos em formas visuais. O cientista alemão Karl Ferdinand Braun desenvolveu o primeiro osciloscópio em 1897. A tecnologia básica da invenção de Braun incluía um tubo de raios catódicos, que um dia se tornaria a TV de tubo.

Claro, algumas mentes criativas viram potencial para a arte nas ondas perfeitas do osciloscópio. Era possível criar formas especiais de onda no equipamento modificando os dados inseridos nele; dessa forma, artistas talentosos podiam produzir ondas espetaculares com linhas complexas. Mas a única forma de salvar a imagem de um osciloscópio era tirando uma fotografia de sua tela.

Dois equipamentos criam padrões semelhantes aos dos osciloscópios, mas através de meios puramente mecânicos. O harmonógrafo foi um popular item caseiro no final do século XIX. Ele usava o princípio do pêndulo para criar padrões complexos de linhas espiraladas. O harmonógrafo mais simples usa um pêndulo oscilando sobre uma área de areia macia. Conforme o pêndulo oscila, um ponto traça padrões na areia. Matemáticos chamam esses padrões de curvas de Lissajous.

Em outras versões, a ponta do pêndulo consiste de um cone largo (como um copo de papel) cheio de areia fina. A areia é drenada por um pequeno buraco na ponta. Surgem padrões muito complexos ao se combinar vários pêndulos; por exemplo, quando um pêndulo oscila pendurado de outro. Um harmonógrafo que crie padrões realmente complexos pode ser bem grande, ainda que fácil de se construir.

Em 1966, a fábrica de brinquedos Kenner apresentou o espirógrafo pela primeira vez. O brinquedo, bem simples, tem várias engrenagens redondas e anéis dentados de plástico, capazes de criar belas curvas. O brinquedo é baseado em um tipo de curva matemática chamada de trocoide.

Se você pega uma circunferência e a faz girar ao longo de uma linha reta, a trocoide é a trajetória de um ponto dessa circunferência:

Imagine um refletor preso a uma roda de bicicleta. Quando a roda gira, o refletor faz um círculo, conforme gira em torno do centro. Mas, quando a bicicleta se move, o refletor segue uma curva que lembra uma série de arcos.

Se o ciclista andasse com sua bicicleta em uma superfície curva, o refletor traçaria uma curva ainda mais complexa, chamada de epitrocloide. Se mais círculos forem adicionados, as curvas ficam ainda mais complexas.

O computador

Os primeiros computadores, do final dos anos 40 e dos anos 50, forneciam dados por meio de equipamentos semelhantes a máquinas de escrever. Em geral, esses dados eram dispostos em colunas de números e letras. Artistas perceberam que essas letras e números podiam ser vistos como áreas de luz e sombra. Por exemplo, um “m” ou um “x” parecia mais escuro na página do que um “o”, um “i” ou um ponto final. Assim, seria possível criar imagens inserindo os comandos certos no computador – esta é a base para a arte em ASCII.

Usando combinações de diferentes caracteres, os usuários criavam imagens complexas e surpreendentemente realistas. O processo é muito similar à forma em que fotos preto e branco são reproduzidas em jornais, revistas e livros. A foto é decomposta em pequenos pontos; o tamanho do ponto determina se ele é mais escuro ou mais claro.

Uma impressora plotter é outro equipamento que cria imagens com o computador. Trata-se de uma caneta que o computador move sobre uma folha de papel, em duas direções: para cima e para baixo, para trás e para frente. Combinando esses dois movimentos, os usuários podiam fazer o computador desenhar curvas complexas. Os plotters podem criar trabalhos muito detalhados e, também, trabalhar em grandes dimensões. As pessoas logo perceberam que os computadores poderiam ser usados para criar curvas e gráficos visualmente atraentes. Portanto, o computador poderia ser uma ferramenta para se criar arte.

A primeira arte computadorizada

As primeiras ferramentas usadas para a produção de arte eletrônica, uma predecessora da arte digital, foram originalmente projetadas para testarem equipamentos de som. A empresa que se tornaria a Hewlett-Packard desenvolveu o primeiro desses produtos, um oscilador de áudio. Esse instrumento cria um tom ou uma frequência pura de cada vez. As ondas produzidas por esse tom podem ser exibidas na tela de um osciloscópio. Os padrões na tela do osciloscópio fornecem informações sobre a onda e sobre sua fonte a cientistas e engenheiros.

Ben Laposky, um artista e matemático americano, percebeu que, ao mudar os dados de entrada, ele podia criar seus próprios padrões. Em 1950, ele produziu as primeiras imagens gráficas feitas por uma máquina eletrônica. Laposky capturou suas imagens feitas com o osciloscópio eletrônico fotografando-as com um filme de alta velocidade. Ele as chamou de oscilons e abstrações eletrônicas.

Enquanto isso, o artista vienense Herbert W. Franke também criava imagens eletrônicas. Elas eram similares às de Laposky, mas refletiam suas próprias sensibilidades e metas artísticas. Franke escreveu o primeiro livro sobre arte digital: Computer Graphics-Computer Art (1971).

John Whitney Sr., que estudou música e fotografia, seguiu de perto os trabalhos de Laposky e Franke. Nos anos 1940, Whitney e seu irmão James criaram um filme experimental que ganhou o primeiro lugar em um festival de cinema da Bélgica. Seu trabalho em 1955, como diretor de animação no famoso estúdio de animação UPA, o levou a uma parceria com o designer gráfico Saul Bass. Juntos, eles criaram a sequência de abertura do filme Um corpo que cai (1958), de Alfred Hitchcock, além de arte gráfica para programas de televisão.

Em 1960, Whitney fundou a Motion Graphics Incorporated. A empresa usava um computador para produzir cenas e comerciais para cinema e televisão. O próprio Whitney construiu o computador, a partir de eletrônicos excedentes da guerra, que evoluiu gradualmente até se tornar uma máquina enorme com 3,5 m de altura. Whitney continuou aperfeiçoando seu computador e os efeitos que ele criava.

Em 1961, Whitney produziu um filme colorido de sete minutos chamado Catalog. Nesse filme, ele mostrou todos os efeitos que tinha aperfeiçoado com seu computador caseiro. Ele alcançou reconhecimento mundial por seu trabalho com o computador analógico. Em 1966, a IBM concedeu a ele o status de primeiro artista residente, permitindo que ele explorasse livremente o potencial da computação gráfica.

Os primeiros artistas digitais

Em meados dos anos 1960, alguns artistas começaram a explorar combinações entre a tecnologia dos computadores e a arte. Até então, os experimentos artísticos com computadores estavam mais ou menos limitados aos engenheiros – só eles tinham a perícia técnica para usar computadores.

Não existiam os softwares interativos que estão disponíveis tão facilmente hoje em dia: programas tinham que ser criados do zero, feitos sob medida para cada computador. Além disso, até os anos 1970, computadores eram enormes e muito caros.

O Sketchpad foi o primeiro programa projetado especialmente para criar desenhos. Ivan Sutherland desenvolveu o programa no MIT, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em 1963, usando um dos computadores mais avançados da época. A máquina em si ocupava um espaço de 93 m². Ela tinha 320 KB de memória, guardada em um núcleo com cerca de 0,8 m³. Usuários alimentavam os programas do computador com uma fita de papel perfurado, enquanto os desenhos apareciam em um monitor preto e branco de sete polegadas.

Muitos artistas e cientistas se tornaram parceiros de sucesso na criação da primeira obra de arte auxiliada por computador, mas essa colaboração demorou a chegar. Cientistas realizaram as primeiras exposições de arte feita com computadores em 1965, mas exibiram apenas trabalhos criados por cientistas. Dois anos depois, no entanto, os artistas Billy Kluver e Robert Rauschenberg fundaram um organização chamada Experiments in Art and Technology (EAT). A organização, financiada em parte pelos Laboratórios Bell (mais tarde conhecidos como Luminent), tentava fazer a ponte entre artistas e cientistas. Alguns importantes artistas avant-garde contribuíram com seus trabalhos, incluindo Robert Rauschenberg, Andy Warhol, Jasper Johns e o compositor John Cage.

O trabalho desses artistas famosos pode ser encontrado em grandes museus e galerias ao redor do mundo. Não é surpresa que esses artistas em particular tenham adotado a nova tecnologia. A maioria deles já vinha usando novas tecnologias na criação de suas obras, então passar para a arte digital provavelmente era fácil e natural. Rauschenberg, por exemplo, criava montagens elaboradas com o auxílio de técnicas fotográficas. Warhol utilizava os processos de meios-tons empregados ​​na criação de fotos em jornais e revistas. E John Cage há muito se interessava por música eletrônica. O interesse desses respeitados artistas pela arte digital formou um tipo de selo de aprovação oficial. As pessoas que antes desdenhavam do computador na arte passaram a se interessar por ele.

Em 1968, Jasia Reichardt criou uma exposição de dois meses, chamada Cybernetic Serendipity, no Instituto de Artes Contemporâneas em Londres. Ela incluiu obras de 325 artistas e cientistas de todo o mundo, incluindo obras importantes de John Cage, John Whitney Sr., Charles Csuri, Michael Noll e muitos outros. A exposição depois seguiu para Washington, D.C. e San Francisco. Ainda que não tenha sido a primeira exposição do tipo, ela foi uma das maiores, e levou ao mundo da arte e ao público em geral a arte eletrônica e computadorizada.

Em 1968, a artista húngara Vera Molnár começou a usar o computador para transformar formas geométricas básicas, como quadrados, círculos e triângulos. Ela os girava, deformava, apagava partes ou combinava formas diferentes até encontrar formas novas. Ela então imprimia os resultados finais com uma impressora plotter.

“Partindo de pequenos passos”, ela diz, “o pintor está em condições de, delicadamente, mostrar como são as imagens de sonhos. Sem a ajuda de um computador, não seria possível materializar de forma tão fiel a imagem que existia previamente apenas na mente do artista. Isso pode soar paradoxal, mas a máquina, que se pensa ser fria e desumana, pode auxiliar a percepção do que há de mais subjetivo, inatingível e profundo em um ser humano.”

Em 1969, o artista alemão Manfred Mohr passou da pintura tradicional para o computador. Ele trabalhou em variações do cubo, o qual ele distorcia e transformava incansavelmente. Mohr trabalhava apenas em preto e branco, usando um plotter para imprimir suas obras. Em 1971, o Museu de Arte Moderna de Paris deu a ele uma mostra individual; essa foi a primeira honra do tipo dada por qualquer museu a um artista que utilizava computadores.

Larry Cuba é um pioneiro da animação computadorizada, conhecido por trabalhar no primeiro filme de Guerra nas Estrelas (1977). Ele criou seu primeiro filme, First Fig, em 1974. Naquela época, computadores capazes de produzir arte digital não eram fáceis de se conseguir. Então, Cuba se juntou a cientistas computacionais da NASA no Jet Propulsion Laboratory.

Em 1975, John Whitney Sr. convidou Cuba para trabalhar com ele no filme Arabesque. Curta-metragens como 3/78 (Objects and Transformations) (1978), Two Space (1979) e Calculated Movements (1985) foram exibidos em todo o mundo.

Lillian Schwartz foi pioneira no uso de computadores em gráficos, filmes, vídeos, animação, efeitos especiais, realidade virtual e multimídia. Seu trabalho foi o primeiro em arte computadorizada a ser exibido no Museu de Arte Moderna de Nova York. O museu usou sua escultura, Proxima Centauri, na Machine Exhibition de 1968.

Depois, Schwartz desenvolveu – tanto de forma independente, como em parceria com cientistas dos Laboratórios Bell – meios de usar computadores em filmes e animações. Seus curtas premiados, como Mirage (1974), foram exibidos em todo o mundo.

Yoichiro Kawaguchi, um dos principais artistas da computação internacionais, começou fazendo parcerias com cientistas da computação. Dessa forma, ele desenvolveu arte usando metaballs – uma tecnologia criada por Jim Blinn para gerar formas suaves, fluidas e orgânicas. Antes disso, os computadores limitavam artistas a criar formas geométricas com arestas muito nítidas. Kawaguchi se inspirava nos padrões que encontrava em formas naturais, como conchas e plantas. Ele recebeu muitas homenagens e prêmios internacionais por sua arte e animação.

Ed Emshwiller é mais conhecido como ilustrador de ficção científica. Ele também era um artista de vídeo altamente respeitado e reitor da Escola de Cinema/Vídeo, no Instituto de Artes da Califórnia. Ele ajudou a influenciar o movimento do cinema experimental na década de 1960. Muitos de seus curta-metragens, incluindo Thanatopsis (1962), Totem (1963), Relativity (1966) e Three Dancers (1970), receberam prêmios e exibições em festivais de cinema em cidades do mundo todo. Ele foi rápido em adotar a tecnologia digital na criação de curtas como Sunstone (1979).

Em 1987, Emshwiller criou Hungers, uma vídeo-ópera eletrônica, para o Festival de Artes de Los Angeles. Hungers combinava apresentação ao vivo e dispositivos interativos que mudavam o som da música de acordo com o ambiente. Não havia duas apresentações exatamente iguais.

Fractais

Outro grande avanço na arte digital ocorreu quando os matemáticos descobriram os fractais. Eles envolvem matemática complexa, mas o conceito básico é simples. Comece com um triângulo equilátero. Divida um lado do triângulo em três partes iguais e remova a parte do meio. Substitua-a por duas linhas do mesmo tamanho da seção que você acabou de remover. Faça isso em todos os três lados do triângulo.

O resultado será uma estrela de seis pontas. Faça isso novamente com os doze novos lados que você criou. E faça de novo e de novo… O resultado é uma figura chamada de floco de neve de Koch, em homenagem ao matemático sueco Helge von Koch, que a descobriu em 1904.

Fractais são especiais porque têm a mesma aparência em qualquer escala: qualquer detalhe de um fractal parece exatamente igual a uma seção maior. E fractais podem ser encontrados natureza afora. Um galho de árvore, por exemplo, se parece com a árvore inteira. Uma pedra se parece com a montanha onde foi encontrada. As reentrâncias de um litoral, vistas do espaço, se parecem com as reentrâncias do contorno da costa visto a alguns metros de distância.

Por mais de meio século, matemáticos que trabalhavam com fractais complexos raramente sabiam como era o formato deles. Eles só podiam fazer esboços grosseiros à mão, então não era possível ver a sua verdadeira complexidade. Quando matemáticos traçaram fractais usando computadores pela primeira vez, no final dos anos 1960, eles finalmente descobriram sua beleza assombrosa, e artistas rapidamente perceberam seu potencial.

Em meados dos anos 70, Benoît Mandelbrot apresentou pela primeira vez a geometria fractal. Com a ajuda de gráficos computadorizados, Mandelbrot mostrou como suas fórmulas matemáticas poderiam descrever formas naturais irregulares e complexas. Por exemplo, a formação de nuvens, a distribuição de folhas e galhos em uma árvore, o formato de um litoral ou as espirais em uma concha do mar. Para fazer isso, ele teve que desenvolver novos conceitos matemáticos e criar alguns dos primeiros programas de computador capazes de imprimir formas gráficas.

Por volta dessa época, muitos artistas perceberam o potencial do computador como uma ferramenta. Mas o uso e o desenvolvimento generalizado da arte digital teve que esperar até que os técnicos criassem softwares que funcionassem em qualquer computador. Além disso, computadores menores e mais baratos tiveram que se tornar amplamente disponíveis. Isso não aconteceu em larga escala até os anos 1980. E todos nós sabemos o que aconteceu depois disso.

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Créditos das ilustrações:

Digital Art, Ron Miller (21st Century Books, 2008)

Yoichiro Kawaguchi: http://www.cs.otago.ac.nz/graphite/guests.html

Lillian Schwartz: http://thesoundofeye.blogspot.com/2010/04/directors-lillian-f.html

Manfred Mohr: http://digitalartmuseum.org

Vera Molnar: http://digitalartmuseum.org

Herbert Franke: http://dam.org/artists/phase-one/herbert-w-franke

Câmera lúcida e trocoide: Wikipédia

Imagem inicial por L.E. Spry/Flickr