terça-feira, 22 de fevereiro de 2011

Visualização estereoscópica – Estereoscopia Anaglífica

Este é o método mais antigo e mais simples para se implementar e ver imagens e vídeos estereoscópicos. Ele consiste em termos duas imagens RGB, sendo que elas são da mesma cena, distanciadas na horizontal aproximadamente 6,5cm uma da outra. Com isso, estamos simulando a visão humana, já que cada olho está aproximadamente 6,5 cm de distância e por isso têm pontos de vista diferente daquilo que enxergamos.

O método consiste de 3 passos: Com a imagem destinada ao olho esquerdo, retiramos seu canal de cor vermelho (Figura 1). Já com a imagem destinada ao olho direito, retiramos os canais verde e azul (Figura 2). Logo após, uma imagem é sobreposta à outra, e temos nossa imagem anaglífica (Figura 3)! Agora utilizando óculos apropriados, você consegue perceber que o leão parece estar bem à frente da construção.

Figura 1 - Imagem esquerda sem o canal de cor vermelho
Figura 2 - Imagem direita sem os canais de cor azul e verde
Figura 3 - Imagem anaglífica
  
Observe que o método descrito acima é o utilizado para visualização anaglífica com o óculos vermelho-ciano (Figura 4). Para outros tipos, como verde-magenta, o método é similar, mudando apenas o canal de cor que vai ser extraído de cada imagem. Outro ponto de atenção é em relação à ordem das cores no óculos: para óculos vermelho-ciano, a cor vermelha fica na lente esquerda e a ciano fica na lente direita. Em outro post há um vídeo explicando como fazer um óculos desse tipo.

Figura 4 - Óculos vermelho-ciano

Explicação

O óculos utilizado atua como um filtro. As lentes de cores diferentes irão “separar” as imagens novamente, baseados na cor que elas possuem, ou seja, a lente vermelha vai separar a imagem que possui apenas o canal vermelho e a lente ciano vai separar a imagem que possui apenas os canais verde e azuis. Com isso, seu olho esquerdo irá enxergar apenas a imagem vermelha e seu olho direito, apenas a imagem ciano, cabendo ao seu cérebro fazer a junção das duas e extrair as informações de profundidade.

Faça um teste: coloque o óculos vermelho-ciano. Feche o olho direito e olhe para a Figura 2, você irá enxergar a figura com vários pontos em vermelho. Agora faça o contrário, fechando o olho esquerdo e abrindo o direito e olhando novamente para a Figura 2. Você vai enxergar apenas preto, já que esta lente não filtra cor vermelha. Legal, não é?

Desvantagem

A  principal  desvantagem  é  que estamos tirando as cores reais de cada imagem, ou seja, perdemos informações. Com isso, a imagem resultante que nosso cérebro irá interpretar não possui as cores reais da imagem original.

Em futuros posts irei fazer um tutorial de como criar imagens anaglífica utilizando o Photoshop e um programa que eu criei. Aguardem!

Créditos das fotos

Leão
Óculos vermelho-ciano

terça-feira, 15 de fevereiro de 2011

Veja vídeos em 3D no Youtube!

Não sei desde quando isso está no ar, mas só hoje que eu tomei conhecimento do Youtube 3D Gallery, um canal que reúne várias listas de reprodução de vídeos 3D utilizando a tecnologia de conversão disponibilizada pelo Youtube. É muito legal e em alguns vídeos dá para ser tem uma experiência bem bacana.

Para assistir aos vídeos, é necessário utilizar óculos especiais de visão anaglífica, conhecido como óculos vermelho/ciano. Existe até um vídeo (abaixo) linkado no próprio canal que ensina como fazer um óculos desse utilizando a tampa de um case de CD e caneta vermelha e azul (ciano é a combinação de azul e verde resultando em uma cor comumente chamada de azul-piscina ou verde água).



Experimente também assistir aos vídeos com um olho fechado para sentir a diferença.

A qualidade da cor dos vídeos é baixa e irei explicar com mais detalhes do porquê em um post sobre visão anaglífica. Aguardem! :-)

Segue abaixo alguns dos vídeos que eu gostei. Há nas opções do player a possibilidade de ver o vídeo em 2D.

Este foi o que eu achei mais legal, vale muito a pena! Da pra ter direitinho a sensação de insetos e folhas saindo da tela!



domingo, 13 de fevereiro de 2011

O Castelo da Cinderela – Walt Disney World

Post rápido com uma demonstração de uso da perspectiva, neste caso denominada de perspectiva forçada (forced perspective).

Conheci essa curiosidade sobre o castelo da Cinderela assistindo a um dos videocasts da família Jovem Nerd durante as férias na Disney (vídeo nas referências).

Como se sabe, a Disney foi criada para ser um lugar em que as famílias podiam ir para se esquecer do mundo e se divertir. E isso é levado a sério! Os cenários e brinquedos são todos decorados de uma forma que a pessoa não veja nenhuma parte mecanizada que tire a beleza e a magia. E eles fazem esse “mascaramento” muitas vezes de maneiras criativas, como veremos abaixo.

O Castelo da Cinderela pode ser considerado o maior símbolo da Disney, presente na abertura de todas as produções cinematográficas da companhia. Ele se situa bem no centro de Magic Kingdom, tornando-se ponto de destaque por sua beleza e "altura".

Porém, é na parte da altura que muitos se enganam. Existe uma lei americana que diz que a partir de certa altura, uma construção obrigatoriamente deve possuir uma antena com uma luz em sua ponta piscando, como sinal para aeronaves que estejam voando a baixa altitude. Uma antena piscante dessas acabaria com a magia do castelo, e por isso ele foi construído abaixo do limite, possuindo cerca de 58 metros de altura. Mesmo assim, todos os felizardos que têm a oportunidade de ir, acabam achando que o castelo é muito maior. E aí entra a parte criativa da história, com a utilização da perspectiva forçada.

O que ocorre é um truque óptico: as partes mais altas do castelo têm suas proporções menores do que as partes mais baixas. Isto quer dizer que, à medida que vamos “subindo” no castelo, as torres, janelas, tijolos, tudo vai diminuindo de proporção, causando a quem olha de longe ver o castelo mais alto do que realmente é (lembra-se que através da perspectiva o nosso cérebro interpreta que objetos menores estão mais distantes?).

Porém, vou fingir que sou cético quanto a isso. Só acredito vendo. Alguém interessado em patrocinar uma viagem aí? :-)

Outro exemplo de perspectiva forçada. Como a garota ao fundo está distante, parece que está menor. Como a mão está bem próxima da câmera e abaixo dos pés da garota, temos a impressão de ela ser realmente pequena e caber na palma da mão da outra.

Referências:

The Disney Wiki, de onde tirei praticamente tudo
http://disney.wikia.com/wiki/Cinderella%27s_Castle

Youtube do Jovem Nerd (procurem por NERDTOUR para ver vídeos da Disney)
http://www.youtube.com/user/JovemNerd

Vários exemplos de perspectiva forçada. Vale a pena!
http://www.instantshift.com/2010/08/24/88-brilliant-examples-of-forced-perspective-photography/

Créditos das fotos:
Castelo da Cinderela
Pessoa na mão

quarta-feira, 9 de fevereiro de 2011

Informações de Profundidade – Perspectiva

Irei fazer uma série de posts relacionados às chamadas “Informações de Profundidade”, que em inglês são encontradas como “Depth Cues”. Elas representam alguns dos fatores relacionados ao processo de transformação tridimensional de uma imagem pelo cérebro, sendo que tal processo não é totalmente conhecido. Como veremos neste e em demais posts, o cérebro utiliza dessas informações para interpretar se um objeto está próximo ou longe, se é grande ou pequeno, se possui uma textura delicada, se é sólido, qual o seu formato, etc..

A primeira dessas informações é a perspectiva, provavelmente uma das mais conhecidas, já que também é uma técnica muito utilizada por artistas, arquitetos e engenheiros. Ela é definida como uma forma de projeção de um objeto tridimensional em uma superfície bidimensional. Um exemplo simples é quando você aprende na escola a desenhar um cubo, ou dado, utilizando dois quadrados e ligando seus vértices através de arestas (e tendo a famosa briga sobre qual face está na frente e qual está atrás). Com isso, temos a utilização de quadriláteros - objetos bidimensionais - e linhas para representar um cubo - objeto tridimensional.

Podemos ver o uso da perspectiva em várias obras renascentistas, já que esta era muito utilizada pelos artistas para a representação da realidade de maneira mais fiel. Aliás, foi na época do Renascimento que esta técnica foi profundamente estudada e sistematizada na Matemática, fazendo parte da Geometria Descritiva.

Existem várias classificações para a perspectiva atribuídas pela Geometria Descritiva (que podem ser vistas nas referências). Para o que interessa neste blog, vou ficar com a divisão da perspectiva em duas: a linear e a aérea.

A perspectiva linear é uma das principais técnicas para prover informação de profundidade em uma imagem. Com o seu uso, temos a sensação de posicionamento e escala, descrevendo se objetos estão distantes ou próximos, de acordo com o seu tamanho e posição na imagem e do uso de linhas de referência. Ela pode até passar uma sensação de movimento mesmo em uma imagem estática, como, por exemplo, a representação de uma estrada através de duas linhas retas se convergindo no horizonte.


A perspectiva é usada pelos arquitetos para dar noção de espaço e profundidade entre os objetos de uma cozinha, por exemplo.

Observe que a estrada e os carros vão diminuindo à medida que as linhas vão convergindo no horizonte, dando a sensação de distância e "movimento"

A perspectiva aérea também nos dá informação de distância entre objetos através da visibilidade que temos deles. No dia a dia, podemos notar que perdemos a visibilidade de objetos que se encontram muito distantes, geralmente por causa de neblinas, chuvas ou outro fenômeno atmosférico. Outras vezes, tais objetos podem nem estar tão distantes assim, porém, a falta de visibilidade nos faz sentir que estão. Um exemplo simples é ao olhar para uma foto de um espaço aberto com algumas montanhas. À medida que elas ficam distantes, fica mais difícil de enxergá-las, como se estivessem cobertas por uma neblina.

Observe como as montanhas ao fundo são difíceis de enxergar, nos passando a sensação de que estão realmente distantes

Em futuras postagens, falarei sobre outras informações de profundidade como: paralaxe, interposição, estereopsia, disparidade, e mais algumas. Para os curiosos, deem uma olhada nas referências. ;-)

Referências

Minioficina de introdução de perspectiva e conceitos atrelados
http://www.abra.com.br/oficinas/12-como-entender-a-perspectiva

Aula de Geometria Descritiva explicando a perspectiva e suas várias classificações
http://www.mat.uel.br/geometrica/php/gd_t/gd_2t.php

Livro sobre computação gráfica com uma seção falando sobre algumas informações de profundidade
Azevedo, E.; Conci, A. – Computação gráfica: teoria e prática. Editora Campus, Elsevier, 2003. pags. 10-14

Créditos das fotos

Filme 3D – Desambiguação

Para começar este blog, vou explorar o tema “filme 3D”, que nos últimos anos voltou em cena, devido principalmente à tecnologia utilizada em Avatar, e cujo termo é muitas vezes utilizado para tratar de tópicos diferentes. Quais seriam estes tópicos?

Irei dividir os filmes 3D em duas categorias e justificar o porquê de serem diferentes: filmes tridimensionais e filmes estereoscópicos.

Filmes tridimensionais

Em 1995, Toy Story entrou para a história do cinema, trazendo aos telões o primeiro filme totalmente animado por computação gráfica. Diante do grande sucesso desta produção produzida pela Disney/Pixar, logo vieram novas franquias, como Monstros S/A, Carros, Shrek, dentre outros, cada qual trazendo gráficos mais definidos e técnicas superiores. Por volta desta mesma época, o videogame Nintendo 64 começou a ser vendido, trazendo consigo o jogo Super Mario 64, marcando o início das dores de cabeça para programadores de jogos da popularização de jogos tridimensionais.

O desenvolvimento de filmes e jogos desse tipo baseia-se em modelagem e criação de cenários e personagens em três dimensões, isto é, sua representação geométrica é feita utilizando os eixos x, y e z do sistema de coordenadas cartesianas para representar as dimensões de largura, altura e profundidade. Utilizando de técnicas de iluminação e perspectiva, as animações tridimensionais passam uma sensação mais realista daquilo que estamos vendo na tela. Entretanto, nossos olhos continuam enxergando somente as duas dimensões que os televisores comuns são capazes de reproduzir.

Vídeo mostrando cenas da modelagem de cenários e personagens do filme Shrek Pra Sempre

Filmes estereoscópicos

A tecnologia por trás do filme Avatar é avançada e demorou cerca de 14 anos para amadurecer o suficiente para o filme ser produzido com a qualidade e os efeitos desejados. Da mesma forma com que filmes e jogos derivaram de Toy Story e Super Mario 64, Avatar marcou o início da produção de filmes em 3D utilizando a tecnologia desenvolvida. Mesmo assim, diferente do que vimos na seção anterior, neste caso os elementos presentes nas cenas pareciam muitas vezes saltar da tela ou estar bem distantes. Isso foi possível devido ao uso de uma técnica nem um pouco recente: a estereoscopia.

A estereoscopia baseia-se em métodos que utilizam um par de imagens planas para a formação de uma imagem tridimensional. Isto é possível devido à nossa visão binocular, isto é, cada um de nossos olhos enxerga a mesma imagem só que com pontos de vista diferentes. Cabe ao cérebro receber esse par de imagens e gerar somente uma, com informações de profundidade que nos possibilitam perceber que objetos estão mais próximos e que objetos estão mais distantes.

A tecnologia utilizada no filme de Avatar faz exatamente isso: as cenas são filmadas utilizando duas câmeras para captar pontos de vista diferentes, simulando a visão humana, e então são reproduzidas através de aparelhos especiais que fazem com que cada olho veja somente a imagem que lhe pertence. O cérebro interpreta o par de imagens e temos a sensação de profundidade na cena.

Desambiguação

Como podemos ver, as técnicas utilizadas para filmes tridimensionais e estereoscópicos são distintas e mesmo assim muitas vezes ouvimos e lemos ambos serem tratados genericamente como vídeos ou jogos 3D. Acontece que o termo recebeu um significado diferente como o passar do tempo, baseado naquilo que está "na moda". Portanto, dizer que um filme ou jogo é 3D nos dias atuais vai fazer com que a maioria das pessoas, principalmente as mais novas, pense que você está se referindo às animações que, através de óculos especiais ou não, parecem que estão saindo da tela e vindo em sua direção. Vale a pena lembrar também que estas duas categorias podem aparecer juntas, como pode ser visto em recentes produções como Shrek Pra Sempre e Toy Story 3.

Observe que esta é apenas a minha opinião. Em outros blogs, sites e revistas, ou até mesmo livros, podem aparecer outras definições ou classificações. Até mesmo neste blog irei utilizar o termo “vídeo 3D” na maioria das vezes para tratar de vídeos estereoscópicos. Considero que esta separação é útil para categorizar os vídeos de acordo com a tecnologia e técnicas utilizadas, de modo a facilitar os estudos e pesquisas acerca deste tema. E você, o que acha? Por favor, deixe seu comentário dando sua opinião em relação a isso.

Referências e links úteis:

Curta introdução sobre os diferentes métodos de reprodução de vídeos 3D
Artigo sobre a produção do filme Avatar
Pixar - Linha do tempo
Dreamworks – Lista de produções