Dispositivos visuais

Os dispositivos visuais de saída têm como principal preocupação a criação de imagens estereoscópicas, independentemente de serem sistemas imersivos ou parcialmente imersivos. O nível de imersão está intimamente ligado aos dispositivos visuais de saída e a qualidade da imagem gerada pelo sistema, domina e actua no nível de imersão percepcionada pelo usuário. Daí a importância em conhecer o sistema visual humano aliado aos dispositivos visuais de saída, para representar a visão estereoscópica do Homem.

O ser Humano possui uma visão espacial ou estereoscópica que é percepcionada através dos dois olhos, que ao receber a imagem de forma independente, uma em cada olho, produz a percepção do efeito de profundidade. A percepção do efeito de profundidade não é gerada exclusivamente pelos dois olhos, podendo apenas um dos olhos permitir o efeito da sensação de profundidade. O que difere neste tipo de profundidade percebida são os elementos activos que contribuem para essa sensação de profundidade. Enquanto que na visão binocular o cérebro aproveita o pequeno deslocamento lateral das imagens para poder medir a profundidade, na visão monocular, em que se utiliza apenas um olho, o cérebro aproveita algumas características da imagem, como por exemplo a perspectiva, sombras, oclusão parcial dos objectos, posições relativas entre os objectos, a degradação progressiva da cor ou outros detalhes de relevo que contribuem para a percepção do efeito de profundidade. Este fenómeno permite dividir os dispositivos visuais em monoscópicos em que o rendering da imagem é exibido para os

dois olhos em simultâneo ou em estereoscópicos em que o rendering da imagem é exibido de forma diferenciada para cada olho.

Os dispositivos visuais de saída dividem-se em duas classes, de acordo com a tecnologia utilizada e o grau de acção do usuário. O vídeo capacete, tecnicamente designado de HMD (head monted

display), (imagem 09) é o dispositivo que detém mais popularidade

em relação a todos os outros sistemas, pois isola o usuário do mundo exterior aumentando assim o alcance de imersão. Para além de ser considerado como um dispositivo de saída – função principal – também assume a função de dispositivo de entrada de dados, porque nele estão acoplados sensores que fazem o rastreamento da posição relativa do usuário e transmitem essa informação ao computador. Dois minúsculos

displays e um conjunto de lentes especiais que se encontram muito

próximo do globo ocular não só ampliam o campo de visão do usuário como transmitem a este, a sensação do efeito de profundidade. Outra alternativa ao vídeo capacete é o dispositivo designado de BOOM (binocular omni-oriented monitor), composto por um monitor montado

Imagem 09 – O vídeo capacete, tecnicamente designado de HMD (head monted display).

num braço mecânico e que faz com que para além do peso deste se torne imperceptível, possua também as ligações dos sensores.

Outros sistemas baseados em monitores, também disponibilizam imagens estereoscópicas, pese embora a exigência para que o usuário tenha de forma contínua e permanente, a sua atenção focada no monitor. Nesta técnica, são utilizados óculos obturadores, vulgarmente designados de Shutter Glasses (imagem 10)e a sua função é filtrar as imagens duplas geradas pelo computador, bloqueando alternadamente a sua exibição para cada olho.

Outra técnica empregue é a utilização de óculos polarizadores passivos. A técnica consiste na utilização de dois projectores nos quais são colocados filtros polarizadores de luz nas suas lentes de projecção. Estes filtros são responsáveis por deixar passar apenas a parcela de luz polarizada numa determinada direcção. Assim, numa tela previamente

Imagem 10 – Óculos obturadores, vulgarmente designados de Shutter Glasses.

preparada – pintada de cor prateada ou metalizada – para não despolarizar a luz reflectida, é projectada por um dos projectores a imagem polarizada correspondente ao olho direito e através do outro projector e de forma sobreposta e coincidente a imagem do olho esquerdo. Esta técnica não altera a cor, apenas a luminosidade ou intensidade da luz. Os filtros de cada projector estão desfasados 90 graus entre si e correspondem de forma coincidente aos filtros polarizadores utilizados nos óculos. A luz polarizada numa determinada direcção somente atravessa o filtro cuja polarização está na mesma direcção. Desta forma cada olho só vê a imagem correspondente, gerando o efeito estereoscópico.

Menos empregue é a técnica anaglífica, que ao utilizar filtros coloridos permite que cada olho possa ver de forma isolada as imagens exibidas; o par estéreo está centralizado na mesma imagem e em cores complementares. A imagem que corresponde ao olho direito é desenhada na cor vermelha e a do olho esquerdo é de cor verde. O efeito estereoscópico é obtido através da utilização dos óculos que actuam como filtros e permite que cada olho veja apenas a imagem correspondente. Desta forma obtêm-se vantagens no facto em permitir a utilização por múltiplos usuários e redução significativa nos custos.

Os sistemas baseados em projecção, podem proporcionar imersão total ou parcial e permitem a participação simultânea de várias pessoas. Entre estes sistemas está o designado por “CAVE”, popular pela sua capacidade de imersão total e em tamanho real. Neste sistema, o usuário está inserido numa “câmara/cela e em todas as suas faces são projectadas de forma sincronizada o ambiente virtual gerado por um computador. Apenas um usuário possui óculos estereoscópicos com um sistema rastreador que permite controlar a navegação, todos os outros apenas possuem óculos estereoscópicos sem sistema rastreador. A mesa

virtual, tecnicamente designada de Responsive Workbench (imagem 11) é um espaço de trabalho interactivo tridimensional e consiste numa base horizontal em metacrilato, na qual são projectadas as imagens com efeitos estereoscópicos de forma que o usuário possa visualizar e manipular os objectos. O efeito estereoscópico é dado pelo uso de óculos estereoscópicos, estéreo activo.

Imagem 11 – Mesa virtual, tecnicamente designada de ResponsiveWorkbench.

Fonte: Fonte: MSc. Antonio Valerio Netto, Laboratório de Computação de Alto Desempenho – LCAD, Instituto de Ciências Matemáticas e de