Chytré využití fyzikálních zákonitostí a matematických triků umožňuje vytvořit v počítači svět téměř nerozpoznatelný od toho skutečného. Filmaři už mohou pracovat i s tak obtížně modelovatelnými objekty jako jsou plameny, kouř nebo vodní tříšť.
Ve starších počítačových hrách měly postavy vlasy jako pevnou helmu posazenou na hlavě. Co se snese ve hře, je v celovečerním filmu nepředstavitelné. Teoreticky je možné modelovat každý vlas zvlášť, ale nároky na výpočetní výkon by byly obrovské. Matematikové ve spolupráci s fyziky proto zkoumají, jak hrubou sílu nahradit úspornějšími algoritmy, které s menším množstvím výpočtů vedou ke srovnatelnému výsledku. Jedním z řešení je modelovat vlasy jako zvláštní viskózní kapalinu "vznášející se“ kolem hlavy. Podobné triky lze uplatnit i v jiných situacích.
Loď na rozbouřeném moři – dnes takovou simulaci zvládne běžný počítač. Nebýt výpočetních triků, výkon stroje simulujícího vlny a vodní tříšť by musel být řádově vyšší.
Při modelování ohně a dýmu animátoři používají dvoustupňovou metodu: celý oblak dýmu nebo plamen je modelován ve 3D, ale v malém rozlišení. Na tuto hrubou masku se pak aplikují konkrétní 2D řezy ve vysokém rozlišení v pohledu kamery – jen pro viditelné části dýmu či ohně, které je potřeba zachytit s realisticky detailní strukturou.
Pokroky ve využití matematiky a fyziky pro počítačové animace shrnují Robert Bridson a Christopher Batty z University of British Columbia v aktuálním vydání časopisu Science.
