在梦工厂动画的《怪物史莱克》系列电影中，菲奥娜公主几乎总是把头发向后梳起。这个角色对辫子的偏爱更多地与物理学有关，而不是时尚。要让卡通人物的头发散下来，需要计算一连串复杂的方程式才能产生逼真的效果，因此计算机动画师通常只是选择短发和盘发，而不是长而飘逸的秀发。同样，大多数动画人物在大银幕上出现时都是直发，因为以三维形式渲染直发在数学上是一项更简单的任务。
动画师的工具包可能即将扩展，令人信服的卷发演绎可能有一天会在梦工厂和皮克斯的影片中大量出现。一个研究团队最近解开了单根卷发的物理原理，并在《物理评论快报》上发表了研究结果。“这是首次有人描述了单根自然卷发的完整三维结构，”共同作者佩德罗·雷斯说，他是麻省理工学院机械工程以及土木与环境工程的助理教授。“我认为这可以归因于卷发的几何形状高度非线性——我们经常用这个词来形容复杂的事物。”
雷斯和他的同事们最初并非打算模拟卷发。他们想研究细长结构的曲率。想想海底电缆、石油和天然气管道，甚至细菌身上微小的尾巴。该团队首先将空心管状模具拉直或缠绕在直径从3.2厘米到1米的圆柱形物体上。然后，他们将橡胶状材料注入模具中，干燥后制成具有不同曲率的柔性杆。他们悬挂这些杆，以研究重力如何影响它们的形状。当卷曲的杆并排悬挂时，他们意识到这些杆与构成从笔直顺滑到非裔发质的各种发型的单根头发惊人地相似。
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研究人员进行了约11,000次计算机模拟，利用结果创建了一个相图，该图描述了悬挂的头发在四个属性（曲率、重量、长度和刚度）作用下将呈现的不同几何形状。最终，这样的工具可能会被纳入动画软件中，但其他团队首先必须研究一头完整的卷发如何与自身以及与风和其他外部力量相互作用。
该模型还可以计算钢管或其他卷绕材料的曲率。“我们从一开始就是工程师，试图解决实际、有用的问题，”雷斯说。“我不是专业的发型师——实际上我是秃顶。”