A concretização da projeção de cinema por rede dedicada está em andamento, e no caso brasileiro, um estudo empreendido pela RNP e o Ministério da Cultura nos mostra como isto será possível nos campi universitários.

No recente 5º Festival Cinemúsica em Conservatória, Rio de Janeiro, eu tive a oportunidade de assistir uma das partes do interessantíssimo painel promovido pelo Sebrae/RJ com o título “Seminário Artes e Negócios”. Nele, participaram a gerente de novos negócios da empresa Oi Novo Som, Liana Brauer, e Alvaro Malaguti, gerente de projetos em cultura da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP).

Durante o evento, Alvaro Malaguti nos deu ciência do projeto que a RNP vem desenvolvendo em parceria com o Ministério da Cultura (MinC), de distribuição e exibição de conteúdo audiovisual, por meio de rede IP. A primeira etapa do projeto se iniciou este ano e ainda tem muitos ajustes a fazer.

O projeto tem como objetivo permitir que cinemas universitários das instituições federais de ensino superior possam se programar em rede, a começar pela Cinemateca Brasileira, instituição ligada ao MinC, e responsável pela manutenção do acervo da produção audiovisual brasileira. Uma das idéias para o projeto será a concretização de uma Rede De Cinemas Universitários. A instalação operacional destes cinemas não é tão simples como parece. A transmissão de sinal por rede exige uma altíssima velocidade de tráfego de dados, proporcionalmente à resolução pretendida na projeção. Tal fato limita os locais onde os links estão abaixo da velocidade necessária.

Histórico da rede

A RNP está ancorada historicamente em ambiente acadêmico, desde antes da época em que a Internet se tornou uma rede comercial. Na realidade, a nós aqui na UFRJ nos era oferecida uma conexão discada, do ambiente acadêmico (NCE) para as nossas casas, em ambiente de texto somente, e com velocidade muito baixa. A Internet com imagem, como a conhecemos hoje, e que não era nem sombra do que veio posteriormente a ser, só era factível dentro do recinto universitário. E assim mesmo, a maioria dos primeiros acessos dentro do recinto acadêmico continuou a ser por terminal de texto, sem recursos gráficos ou imagens.

Entidades como a RNP foram pioneiras no espalhamento da Internet World Wide Web. Eu ainda acho que pouca gente sabe que a Internet foi projetada para uso acadêmico inicialmente. A Internet comercial, que também começou com terminais de texto ou se inseriu nos mesmos, aumentou o seu escopo, porém não mais atendeu às aplicações da academia.

Foi somente em 1995 que a chamada Internet comercial começou a operar em modo definitivo, com a participação da Embratel. E a partir daí, o papel da RNP foi redefinido, o que permitiu que ela estendesse os seus serviços para aperfeiçoar os métodos de acesso a outros segmentos da sociedade.

Assim, a RNP foi uma entidade de rede acadêmica que expandiu os seus horizontes com a criação de um backbone à altura desta necessidade, e com a conexão com a Internet comercial, o que amplia mais ainda o seu âmbito de atuação.

A velocidade da rede RNP vai desde 20 Mbps até alcançar privilegiados 10 Gbps, e é nestes últimos que irão residir as principais experimentações da rede de cinemas pretendida para as universidades.

O CineGrid

A RNP faz parte do CineGrid, um consórcio de instituições cujo objetivo é congregar uma comunidade interdisciplinar, atuando nos campos da mídia digital sobre rede fotônica. Este tipo de rede é o que permite a transmissão de dados em alta velocidade em cabeamento ótico de longa distância. O termo “Grid”, referente à “Grade Computacional”, compreende a reunião de recursos de diversos tipos, com o objetivo de alcançar um fim comum.

No caso do cinema à distância, ou mesmo no cinema em geral, os seus principais componentes estão localizados nas áreas de vídeo, áudio e engenharia de rede. É interessante notar que os trabalhos envolvidos neste tipo de projeto terminam por alcançar um escopo significativamente maior do que o inicialmente pretendido. Isto porque, para se alcançar algum tipo de recurso novo, profissionais de outras áreas correlatas, acabam sendo envolvidos. Por exemplo, a imagem estereoscópica (“3D”) é um subproduto do cinema convencional. Assim, especialistas desta área desenvolvem sistemas cujo rendimento e eficiência atendem às necessidades de transmissão por rede.

O Cinegrid@Rio 2011 aconteceu no dia 15 de setembro próximo passado, no auditório/cinemateca do Museu de Arte Moderna do Rio de Janeiro. Entre os principais participantes do encontro estavam representantes dos Estados Unidos, Holanda, Japão, República Tcheca, cujas sedes transmitiram clipes de vídeo com 4k de resolução em tempo real para o evento.

Dentre os participantes brasileiros, a RNP foi acompanhada principalmente por representantes da Universidade Federal da Paraíba, que apresentou uma solução de reprodução (“player”) para os arquivos em 4K, e da Universidade Mackensie, entidade esta que teve uma forte participação no desenvolvimento das transmissões em HDTV no país. Contou ainda com representantes do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações (CPqD), instituição criada em 1976, que sobrou da extinta Telebrás, e que atua de forma independente.

As demonstrações de streaming e dos painéis foi feita por retroprojeção uma tela moderna, que usa a tecnologia “black screen” (tela coberta com material absorvente de luz, que aumenta os níveis de contraste e cor), e com projetor Sony 4K, que usa a plataforma SXRD (cristal líquido em pastilha de silício), e que foi cedido pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Destaques do Cinegrid@Rio 2011

É quase impossível descrever todas as partes importantes do evento, e por isso eu prefiro me concentrar em algumas, todas referentes à parte que dizem respeito a esta coluna, mas dando destaque ao formato de vídeo, com comentários.

A palavra de ordem que corre neste momento em torno do cinema digital é: vídeo de alta resolução em 4K, a chamada imagem “Super High Definition” ou SHD. Até recentemente, cineastas do mundo todo, inclusive os brasileiros, vêm filmando digitalmente em formato standard de alta resolução (1080 linhas) ou, mais recentemente, em 2K. Novas câmeras digitais, entretanto, irão permitir subir este padrão para 4K.

A quantidade de linhas de resolução tem sido uma constante preocupação na indústria de cinema, por vários motivos. Na abertura do Cinegrid@Rio 2011, o Professor Laurin Herr, representante do CineGrid, cita que a anedota em voga atualmente em Hollywood é: “How many Ks is OK?” (“Quantos Ks para ficar OK?”), e embora a resposta pareça simples, na realidade ela não é!

A busca por um maior número de linhas de resolução passa a ser um fator importante e decisivo, quando se precisa atingir um tamanho de tela de grandes dimensões, como, por exemplo, aquelas usadas nas salas de cinema comerciais. Entretanto, a manipulação e o armazenamento de material gravado nesta ordem ainda apresentam problemas de ordem técnica consideráveis. No Brasil, por exemplo, ainda não existem recursos de finalização (acabamento) de cinema em 4K suficientes para a produção corriqueira com este formato.

A digitalização para 4K exige uma quantidade de memória na ordem de mais de 6.2 terabytes, para um longa-metragem tipicamente em torno de 90 minutos de duração. O espaço em disco não é somente usado para armazenar o filme. Antes que ele seja considerado pronto, este espaço é usado para captura, pós-produção e criação de um intermediário digital (DI). Este último servirá de base para as diversas cópias de distribuição, incluindo televisão, home video e cinema.

Um filme de 120 minutos, capturado com uma câmera que exija cerca de 48 Mbytes de espaço em disco para cada quadro com resolução a 4K (4096 x 3072 pixels), e se este for rodado a 24 quadros por segundo, o espaço teórico total em disco para a criação de um intermediário digital seria de 8294400 MBytes ou aproximadamente 8.3 TBytes.

Este cálculo é feito considerando-se que para 1 minuto de filme são necessários 1440 quadros (24 quadros por segundo x 60 segundos = 1440). Em 120 minutos, seriam necessários 172800 quadros (120 min x 1440 quadros = 172800). Se cada quadro exige 48 MBytes de espaço de memória, o total seria 172800 x 48 ou seja 8294400 MBytes (8.3 TBytes).

Idealmente, um equivalente mais apropriado para a película de 35 mm seria conseguido com uma captura de resolução de 6K, mas para o momento, 4K está de bom tamanho.

Por outro lado, a conservação de material digital e a longevidade previamente calculada deste material por especialistas, têm levado os preservacionistas a optarem pelo uso de película convencional (filme em 35 mm) como a melhor maneira de conservar filmes armazenados a longo prazo.

Assim, as aplicações mais importantes para o cinema digital a 4K seriam as de produção, pós-produção, finalização e exibição, respectivamente. E neste último aspecto entram tanto as exibições locais (disco rígido ou rede nas cadeias comerciais de cinema) ou à distância, como seria o caso das instituições acadêmicas.

A importância das redes de alta performance no tratamento do filme digital

Hoje em dia diversos países vêm acumulando “know-how” para tratamento dos filmes em processo de produção, em vários aspectos de cada projeto. Até recentemente, o material gravado vem sendo transportado por técnicos, para estes locais, tornando necessários translados internacionais.

Com o uso das redes de computadores de alta velocidade é agora possível enviar o conteúdo de um filme para o local desejado, desde que existam links disponíveis para esta conexão. A idéia tem mérito, principalmente no fato de que os originais são preservados e qualquer imprevisto poderá ser compensado pelo reenvio do conteúdo a qualquer instante.

Não é este senão um dos grandes benefícios do processo, e que tem levado os principais estúdios de cinema a se interessarem pelos esforços do CineGrid, como nos mostraram durante o desenrolar do evento.

A demonstração de streaming de material 4K

Enviar vídeo e áudio de fontes de sinal com 4K de resolução para uma exibição em tempo real não é uma tarefa das mais simples. Durante o decorrer do CineGrid pode-se assistir a várias demonstrações de segmentos de curta duração, vindas do Japão, Praga, Universidade de San Diego (Califórnia) e Amsterdam. Todos estes locais estão em estágio adiantado de pesquisa neste tipo de transmissão.

O sinal chegou ao MAM-RJ por iniciativa da RNP. A imagem é dividida em quatro segmentos distintos, que são entrelaçados em um quadro único, ajustado por software:

Depois de todos os ajustes feitos, a imagem composta é exibida em sua resolução plena:

Durante esta exibição alguns quadros saíram momentaneamente de sincronismo, fruto das alterações de latência entre os diversos links. No último segmento apresentado, o som saiu totalmente de sincronismo com a imagem, um problema, aliás, comum em sistemas de projeção digital, mesmo em ambiente doméstico. Tudo isto foi bom, entretanto, para dar uma aula prática aos participantes do tamanho do esforço que é tornar a projeção à distância uma realidade técnica sem falhas.

Para se ter uma idéia da complexidade e da demanda do processo é importante esclarecer que o número total de pixels na tela não é somente o número de pixels da imagem, mas a combinação da mesma com o número de bits da resolução desta imagem e com o número de quadros capturado na unidade de tempo.

Assim, para um filme gravado em 4K (no formato de 4096 x 3072 pixels) e 24 bits, na cadência de 24 quadros por segundo, a demanda em rede seria de:

4096 x 3072 x 24 x 24 = 7247757312 bits por seg (7.25 Gbps)

Se o filme em questão tivesse sido rodado em 30 qps, e aplicando-se o mesmo cálculo, a demanda em rede seria de 9059696640 bps ou 9.06 Gbps.

O leitor deve estar percebendo porque é preciso usar redes com capacidade de 10 Gbps para se obter sucesso na transmissão de filmes à distância. E mais ainda: que será sempre interessante fazer uso de algoritmos de compressão, para diminuir a demanda da banda passante na rede. No caso do CineGrid, o método de compressão usado é o JPEG2000, que é o mesmo usado nos cinemas que usam sistemas de projeção digital.

As redes usadas para transmissão de imagens em movimento com 4K de resolução são fotônicas, isto é, usam cabos de fibra ótica de alta performance. Este tipo de cabo é necessário para velocidades de 100 Mbits e acima.

O throughput (quantidade de bits que passam pela rede em um determinado momento) para vídeo em 4K sem compressão é de 6 Gbits por segundo ou acima, para compor imagens na ordem de 8 Megapixels (4K) em tempo real.

Note-se que até agora nada foi mencionado a respeito do áudio, mas as demandas de streaming de canais de áudio são bem menores, ainda mais se forem usados codecs “lossy”, que é a estratégia empregada nos sistemas de transmissão de HDTV pelo ar.

Experimentações conduzidas em Amsterdam, Holanda, com 22.2 canais de áudio estão ainda em estágio experimental, sendo bem possível que elas continuem restritas ao ambiente acadêmico. Em contrapartida, os Laboratórios Dolby estão fazendo testes com som em 7.1/7.2 canais para uso em salas de exibição, e os usuários domésticos poderão brevemente ter uma idéia concreta das mixagens 7.1 em algumas das próximas edições em Blu-Ray de filmes recentes, com trilha Dolby TrueHD 7.1.

O CineGrid foi o primeiro evento que demonstrou o envio de filmes em 4K em longas distâncias, no ano de 2005. A transmissão ocorreu entre a Universidade da California, em San Diego e a Universidade Keio, localizada em Tóquio. A longo prazo, o que se deseja é tornar factível todos os aspectos de produção, pós-produção e exibição de material de vídeo de altíssima resolução. E neste aspecto, 4K é apenas uma etapa das outras que têm que ser vencidas. Em futuro remoto, as metas de captura de imagem estarão se voltando para 6K e, eventualmente, a 8K. Hoje já é possível telecinar com resoluções desta ordem, mas as aplicações comerciais se restringem à mídia doméstica, com redução para 1080p 24, como no Blu-Ray.

A presença da estereoscopia no CineGrid

A estereoscopia, conhecida popularmente como imagem em 3ª dimensão (3D) tem tido um apelo comercial muito forte, e sem ninguém ainda poder prever se irá prevalecer ou não na iniciativa comercial (cinema e TV) ou ficará restrita a trabalhos científicos. Muitos acreditam que processadores de vídeo em 3D serão incluídos nos novos modelos de televisores no mercado de consumo, sem que o 3D seja necessariamente usado.

No Cinegrid@Rio 2011, a imagem em 3D foi demonstrada por Jane de Almeida, representando a Universidade Mackensie, e por José Dias, representando a Rede Globo.

Este último destacou as iniciativas da Rede TV, que se adiantou na experimentação e na transmissão de imagens 3D pelo ar. Dias afirma que, embora meritória, a iniciativa tem problemas que ainda não foram resolvidos, no quê ele tem absoluta razão. Entre estes problemas está a divisão da banda passante para transmissão do sinal 3D, que prejudica muito a imagem de HDTV 2D do segmento principal da emissora.

Além disso, a imagem em 3D corretamente capturada obriga o uso de duas imagens distintas, para se obter um efeito estereoscópico convincente. Na prática, isto quer dizer que imagens em 2D emuladas em 3D, por artifícios de processamento, não conseguem dar uma idéia de diferença de profundidade no chamado paralaxe negativo, que é o principal atrativo da imagem em 3D. Sem querer entrar no mérito técnico, poder-se-ia resumir o assunto da seguinte maneira:

Na percepção conseguida pelo paralaxe positivo (caso das imagens emuladas) qualquer distância relativa de objetos ou pessoas ficam posicionadas atrás do primeiro plano da imagem. No paralaxe negativo (3D real) objetos e pessoas ficam na frente da imagem principal, aparentando se projetar para a frente da tela. Em paralaxe zero, a imagem estará em 2D, aparentando um único plano.

Isto, em grande parte, explica o efeito pífio da estereoscopia de imagens sem captura dupla. Idealmente, as emissoras de TV ou cineastas interessados em explorar a imagem em 3D deveriam concentrar os seus esforços na captura correta da mesma. As emissoras e os fabricantes de TV podem até se dar ao luxo de oferecer a emulação de 3D a partir de fontes 2D, mas o processo em si não tem credibilidade alguma, e isto foi demonstrado convincentemente durante a palestra do representante da Globo, o qual terminou por afirmar que a emissora só entrará para valer no 3D quando se sentir tecnicamente confortável com isso.

De uma maneira geral, os participantes do CineGrid estão convictos que, desta vez, o 3D veio para ficar. Mas, por outro lado, admitem que o uso de óculos e os problemas neurológicos (dor de cabeça por exposição prolongada à imagem 3D) ainda são problemas sem uma solução definitiva. Pessoalmente, eu sou ainda mais pessimista: acho que o 3D será um formato incapaz de se tornar um padrão de captura, por conta da banalização das imagens, e levando-se em conta de que seria preciso modificar a linguagem clássica do cinema consideravelmente, para convencer a quem assiste que é o 3D é de fato necessário para o desenvolvimento dos roteiros.

A concretização do cinema à distância

A iniciativa da RNP em tornar viável a formação de uma rede de cinemas universitários com transmissão do sinal à distância poderá em futuro próximo abrir perspectivas para a formação de pessoal técnico em ambiente acadêmico de uma forma jamais imaginada.

As escolas de formação de artes cinematográficas e afins precisam dar vazão ao seu potencial de criatividade com o avanço técnico da mídia, e isto só seria possível ser concretizado se forem abertos os espaços de exibição dos projetos em andamento.

No espaço de cinema comercial, que hoje é relativamente exíguo, mesmo nos chamados grandes centros, esta tarefa é virtualmente impossível. E assim a criação de espaços alternativos de exibição e propagação do cinema produzido localmente pode e deve ser feita pelas entidades de pesquisa e ensino, e de preferência com a permissão de acesso ao grande público fora das universidades.

A tarefa de criar salas de exibição nos campi universitários demanda tempo e principalmente investimento, fora e dentro de cada campus. Uma vez concretizada por rede dedicada, ela permitirá, entre outras coisas, o intercâmbio de material audiovisual, tanto artístico como científico, entre universidades e entidades de pesquisa do mundo todo.

Desnecessário dizer que o retorno para todas estas comunidades não tem preço. Esta rede cumpriria assim um dos objetivos originais da Internet, que é a da troca de dados entre pessoas ou entidades, espalhadas pelo planeta.

Eu sou um que torço para que esta iniciativa dê certo. E espero que os jovens cineastas e aqueles em estágio de formação abram as suas cabeças para o universo diante do qual eles se defrontam, e que possam tomar a iniciativa de se prepararem para ele!

Agradecimentos

Eu gostaria de agradecer ao Alvaro Malaguti pelo convite e pela oportunidade de participar no CineGrid 2011 e pela revisão cuidadosa deste manuscrito, e ao Leandro Ciuffo, também da RNP, pela viabilização da minha inscrição e pela gentileza do tratamento a mim dispensado. [Webinsider]
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