جادوی سینما مرهون تردستی‌های علم

واقعیت این است که به اعتقاد کارشناسان حوزه‌های مختلف دانش و فناوری‌های مرتبط با صنعت سینما، جلوه‌های ویژه در آثار معروف و پرفروشی مثل «داستان اسباب‌بازی» و «هری پاتر» و فیلم‌های شاخص و تاثیر‌گذاری که سکانس‌های به یاد ماندنی و تحسین‌برانگیزی دارند بدون وجود و حضور حوزه مشترک و مختلطی از علم دینامیک سیالات امکان‌پذیر و میسر نیست و نخواهد بود. به بیان دیگر دینامیک سیالات، مطالعه نحوه رفتار و حرکت آب، هوا و دیگر شاره‌ها همان جادویی است که پشت پرده برخی از آخرین شاهکارهای آثار انیمیشن و ژانر سحر و جادوگری خوابیده است؛ یعنی همان جایی که اکنون معادلات ریاضی سرنوشت یک سکانس را رقم زده و مثلا نحوه حرکت و جابه‌جایی یک شیء روی پرده نمایش آن هم به شیوه‌ای واقعگرایانه را مشخص و معین خواهند کرد.

دانشمندان علوم رایانه‌ای این روزها انواع جدیدی از برنامه‌های نرم‌افزاری را مورد استفاده قرار می‌دهند که تحت کنترل الگوریتم‌های ریاضیاتی است و قادر به توصیف صحنه‌های مبتنی بر بی‌نظمی و آشفتگی طبیعت همچون صحنه‌های آشنای تلاطم شدید امواج ناشی از طوفان و ضربات مهلک آن بر پیکره کشتی‌های طوفان‌زده‌ای است که ناخواسته عازم ساحل ترسناک و شومی می‌شوند. با این اوصاف دفعه بعدی که روی صندلی سینمایی نشسته‌ایم بعید نیست شاهد گرفتن درس دیگری از چشمه‌های ناب علم فیزیک باشیم بی‌آن که حتی بدانیم اصل ماجرا چیست و از کجا آب می‌خورد. در این میان هالیوود نیز با آغوش باز به استقبال دانش فیزیک و حوزه جالب توجه دینامیک شاره‌های آن رفته است به نحوی که مجموعه مشترک و مختلطی از دانش دینامیک سیالات، مطالعه نحوه رفتار و حرکت سیالاتی همچون آب، هوا، دود و سایر شاره‌ها را در حد و اندازه‌ای بزرگ در درون خود جای داده است تا در پرتوی آن برای فیلمسازان امکان خلق صحنه و سکانس‌های چشمگیر و صدالبته واقعگرایانه‌ای از اقیانوس‌های متلاطم و سرکش، ساختمان‌ها و سازه‌های در حال ریزش و آتش‌سوزی‌های مهیب را به درستی فراهم کند.

مدیران استودیوهای جلوه‌های ویژه معتقدند با استفاده از برنامه‌های رایانه‌ای جدید و نرم‌افزارهای مبتنی بر علم مکانیک سیالات همه چیز برای یک کارگردان خلاق سینما مهیاست و اکنون می‌توان ادعا کرد بخش جلوه‌های ویژه به لحاظ فناوری‌های مربوطه به نقطه‌ای رسیده است که دیگر هیچ محدودیتی برای پردازش واقعگرایانه سکانس‌های مهیج و موثر وجود ندارد. اگر بخواهیم صحنه سقوط قله اورست به درون اقیانوس و آتش زدن آن را داشته باشیم، قادر به انجام آن هستیم و مخاطب آن را چنان دریافت می‌کند که واقعا در حال روی دادن است.

دانشمندان علوم رایانه با استفاده از انواع نوینی از برنامه‌های نرم‌افزاری که الگوریتم‌های ریاضیاتی را با خود یدک می‌کشند می‌توانند به توصیف صحنه‌های پرهرج و مرج طبیعت نظیر نمونه‌های واقعی آن دست بزنند. این قبیل برنامه‌ها، مجموعه‌ای از فرمول‌های ریاضی هستند که می‌توانند برای توصیف و سپس جان بخشیدن به خمیدگی و انعطاف تیرهای فولادی عظیم نظیر آنچه در صحنه‌های فروپاشی و از میان رفتن شهر لس‌آنجلس در فیلم مهیج «2012» به نمایش گذاشته شد مورد استفاده قرار گیرند. در واقع اکنون و به لطف معادلات ریاضی، به جای صحنه بیرون کشیده شدن تیری فولادی از میان یک ساختمان و هل دادن و روانه کردن آن به اطراف، این فرمول‌ها هستند که نحوه حرکت و جابه‌جایی اشیا روی پرده نمایش را مشخص و معین خواهند کرد.

در این میان اما کارشناسان علوم رایانه‌ای معتقدند کار به استفاده صرف از یک سری فرمول خلاصه نمی‌شود به نحوی که به منظور پیاده کردن درست قوانین علم فیزیک، دانش ریاضیات بیش از انتظار خشک و نامنعطف نشان می‌دهد، به طوری که به اذعان کارشناسان برای این که بتوان به نحو صحیح و دقیقی کار شبیه‌سازی را صورت داد لازم است برای به حرکت درآوردن و جلو بردن این شبیه‌سازی گام‌های فوق‌العاده کوچکی به لحاظ زمانی برداشته شود. به بیان دیگر چنانچه این روند بسیار سریع دنبال شود، شبیه‌سازی دچار مشکل و از هم پاشیدگی خواهد شد و نشانه‌های منفی شروع به ظاهر شدن می‌کنند و در نهایت شبیه سازی مورد نظر از واقعیت‌گرایی پیروی و تقلید نخواهد کرد.

در همین رابطه، رابرت بریدسون کانادایی و دانشمند علوم رایانه که در مجموعه کاری خود فهرست بلند بالایی از پروژه‌های فیلمسازی هالیوود ازجمله فیلم اخیر سری هری پاتر موسوم به «هری پاتر و شاهزاده ناتنی»، «پسر جهنمی» و «ذره‌ای آرامش» را یدک می‌کشد، اخیرا در ژورنال ساینس در خصوص حوزه در حال ظهور دانش فیزیک و پویانمایی مطالب جالبی را به رشته تحریر درآورده است. این دانشمند علوم رایانه که از جمله کارشناسان خبره طبقه‌بندی و الگوریتم‌های مرتب‌سازی داده‌ها در زمینه خلق واقعگرایانه جزئیاتی همچون دود، آب، آتش، مو، پوست و پوشاک به شمار می‌رود در خصوص ماهیت فیلمسازی امروز معتقد است فیلمسازی دیجیتال از نقاط اشتراکی فراوانی با کارهای بنیادی مبتنی بر ریاضیات کاربردی و فیزیک محاسباتی برخوردار است. وی معتقد است مردم از سر علاقه پدیده‌ای را مورد توجه و نظر قرار می‌دهند و با معادلاتی برای توصیف آنچه در حال دیدنش هستند مواجه می‌شوند و این همان موضوعی است که در حال حاضر در فیلم‌ها داریم به آن نزدیک می‌شویم.

به باور کارشناسانی همچون بریدسون، خلق سکانس‌های واقعگرایانه‌ای نظیر موج و کف دریا و تلاطم اقیانوس دارد به آخرین چالش‌ها برای طراحان جلوه‌های ویژه مبتنی بر دانش ریاضیات بدل می‌شود. در همین رابطه ذکر شات‌های پیچیده ویژه‌ای از حضور توأمان موجی غول‌پیکر و یال مواج شیر در فیلم سراسر خیالپردازانه «تاریخچه نارنیا» خالی از لطف نیست که طی آن استفاده پر و پیمانی از برنامه‌های جدید رایانه‌ای مبتنی بر دینامیک سیالات به چشم می‌خورد. در این میان آنچه از نزدیکی و تزویج دو مقوله دانش ریاضیات و فیلمسازی مشتق شده است، انتظارات و چشمداشت‌های در حال بروز و ظهور کارگردان‌های سینما و همچنین دسترس‌پذیری توان محاسباتی ارزان مورد نیاز برای به کار انداختن برنامه‌های نرم‌افزاری است. به اعتقاد کارشناسان هر دو حوزه صنعت سینما و علوم، چنین پیوند جالب توجه و ثمرات آن به معنای ظهور جلوه‌های ویژه عظیم و مهیج‌تر به شرط در اختیار بودن بودجه‌های بزرگ به فراخور این پیشرفت خواهد بود. البته دانشمندان در حالی صنعت سینما را دعوت به سرمایه‌گذاری و صرف بودجه‌های بیشتر برای پیشرفت زمینه نو ظهور جلوه‌های ویژه مبتنی بر دانش فیزیک و ریاضیات می‌کنند که معتقدند به‌کارگیری شبیه‌سازی رایانه‌ای از هر دو رشته مکانیک جامدات و سیالات، هم برای کارگردان‌ها ارزان‌تر تمام می‌شود و هم برای هنرپیشه‌های انسانی از مخاطرات کمتری برخوردار است.

با این اوصاف، دانشمندان مشغول در حوزه پردازش سینمای مبتنی بر علوم گام بعدی برای برنامه نویسان خلاق در این مسیر تازه را فعالیت در زمینه خلق همزادهای دیجیتال برای هنرپیشه‌های انسانی معرفی می‌کنند و معتقدند با استفاده از کاراکتری که به طور کاملا دیجیتال جان بخشی شده است، یک کارگردان قادر خواهد بود صحنه و سکانس‌های دشوار را بدون نیاز به از نو بنا کردن یک مجموعه یا نیاز به بدلکاری‌های خطرناک دوباره مهیا و به پایان برساند. مثلا برای سکانس‌های پایانی فیلمی که فیلمساز قصد بازآفرینی کاراکتر هنرپیشه‌ای را دارد تا وی را شبیه زمان 30 سال پیش درآورد، برنامه‌نویسان با استفاده از نرم‌افزارهای جدید وارد عمل می‌شوند و چهره فعلی شخصیت مورد نظر را با مجموعه‌ای از نقاط نقشه‌برداری می‌کنند و نقشه تهیه شده را به تصاویر برداشته شده از وی در حدود زمان فرضی انتقال می‌دهند. چنین قابلیت و سهولتی در پیشرفت و صرفه‌جویی در زمان و هزینه فیلمسازی در حالی اکنون در دسترس است که تا همین چند سال پیش ابزار نرم‌افزاری مناسبی برای پردازش چنین داده‌هایی در کار نبود، ضمن این که چهره انسان برای شبیه‌سازی سینما بیش از حد خشک و دشوار نشان می‌دهد، اما در حال حاضر تمرکز عمده تحقیقات روی عضلات و پوست انسان معطوف شده تا برای شبیه‌سازی و تهیه نرم‌افزارهای مورد نیاز فیلمسازی دیجیتال ارمغان دیگری را بیاورد.