Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro 2º Ciclo em Comunicação e Multimédia
Fotografia Panorâmica 3D
Dissertação de Mestrado em Comunicação e Multimédia
Rúben Tiago da Silva Bento Craveiro
Orientadores: Emanuel Soares Peres Correia José Manuel Carvalho de Sousa
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro 2º Ciclo em Comunicação e Multimédia
Fotografia Panorâmica 3D
Dissertação de Mestrado em Comunicação e Multimédia
Rúben Tiago da Silva Bento Craveiro
Orientadores: Emanuel Soares Peres Correia José Manuel Carvalho de Sousa
Dissertação submetida à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Comunicação e Multimédia, elaborada sob a orientação de Emanuel Soares Peres Correia e coorientação de José Manuel Carvalho de Sousa, da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.
“Deus quer, o Homem sonha, a Obra nasce” Fernando Pessoa
Resumo
A fotografia a 3 Dimensões (3D) remonta aos períodos iniciais da arte fotográfica no século XIX, no sentido de conceber uma impressão de profundidade. Este tipo de fotografia recorre a uma técnica que, ao invés de procurar capturar uma Figura completa em 3D, regista duas versões de um dado cenário, tal qual como seria percecionado através dos olhos humanos. Essa visão cria a ilusão de profundidade e funciona graças ao fenómeno da paralaxe - diferença entre imagens de um cenário captadas a partir de posições não coincidentes. O que cada ser humano vê é uma Figura única, que o cérebro constrói a partir das imagens enviadas pelos olhos esquerdo e direito, recorrendo às pequenas diferenças na paralaxe para extrair a informação acerca da profundidade. No que respeita à fotografia panorâmica, esta é uma técnica que junta várias imagens a partir do mesmo ponto de disparo, sendo que o seu principal objetivo consiste em formar uma fotografia única e abrangente. A fotografia obtida com base nesta técnica é formada a partir de várias imagens adquiridas em sequência e que são produzidas de forma a criar uma única imagem panorâmica até 360º. No presente trabalho pretende-se conjugar as fotografias panorâmicas 180º e 3D, tema cujos documentos disponíveis são, aparentemente, escassos, pouco consistentes e sistematizados, embora esteja, cada vez mais, a despertar interesse, devido, sobretudo, ao objetivo de aumentar a sensação de imersividade disponibilizada ao espectador, quer em cena exterior como interior. Além disso, pretende-se, ainda, a criação de um manual que englobe as técnicas, equipamento e softwares mais indicados para a elaboração de fotografia panorâmica 3D. Esta seleção é suportada por um conjunto de experiências e testes que irão ser apresentados ao longo deste documento. Numa primeira etapa, foi realizada uma pesquisa sobre os temas envolvidos com o objetivo de adquirir conhecimentos necessários para dar início ao desenvolvimento do trabalho. Depois de aprofundada esta fase, seguiram-se os testes práticos para avaliar a eficácia dos métodos documentados. Por ultimo, procedeu-se ao desenvolvimento de um conjunto de imagens finais, assim como à elaboração de um manual que sistematiza um procedimento para a elaboração de fotografias panorâmicas 180º 3D.
Palavras-chave: Fotografia panorâmica 180º, fotografia 3D, imersividade, procedimento, fotografia panorâmica 3D, manual.
Abstract
3 Dimensions pictures (3D) dates back to early periods of photographic art in the 19th century, in order to conceive an impression of depth. This type of photography refers to a technique that, instead of seeking to capture a complete 3D figure, registers two versions of a given scenario, as it would be perceived by human eyes. This view creates the illusion of depth and works thanks to the phenomenon of Parallax-difference between images of a scene taken from mismatched positions. What every human being sees is a unique character, which the brain constructs from the images sent by the left and right eyes, using the small differences in Parallax to extract information about the depth. With regard to panoramic photography, this is a technique that brings together multiple images from the same point, and its main goal is to form a single comprehensive photography. The photograph obtained on the basis of this technique is formed by several images acquired in sequence which are produced in a way to create a single panoramic image up to 360º. In the present work we intend to combine 180º and 3D panoramic photographs, a theme whose available documents are apparently scarce, inconsistent and systematized, although it is increasingly attracting interest, mainly due to the objective of increasing the sensation of immersivity available to the viewer, both in exterior and interior scenes. In addition, it is also intended to create a manual that encompasses the techniques, equipment and software most suitable for the elaboration of 3D panoramic photography. This selection is supported by a set of experiments and tests that will be presented throughout this document. In the first stage, a research was carried out on the subjects involved with the objective of acquiring the necessary knowledge to begin the development of the work. After this phase was completed, the practical tests were followed to evaluate the effectiveness of the documented methods.
Keywords: 180° panoramic photography, 3D photography, immersiveness, procedure, 3D panoramic photography, manual.
Agradecimentos
A realização da presente dissertação revelou-se um desafio, não só pelas condicionantes ao longo da sua realização, como também pelo esforço e aprendizagem de novas técnicas e conhecimentos acerca dos temas abordados. Ao longo da sua execução foram feitas inúmeras alterações, desde métodos de conceção a mudanças de temas, factores estes que levaram à procura técnica de trabalho mais adequada. No entanto, a concretização deste projeto não seria possível sem o apoio e ajuda de algumas pessoas, às quais gostaria de manifestar o meu agradecimento:
À Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, pela formação académica e oportunidade de realização do presente mestrado;
Ao Laboratório de Artes Visuais e Multimédia, que me disponibilizou as condições necessárias à realização deste tema;
Aos meus orientadores, Emanuel Peres e José Sousa, pela orientação, partilha de saberes e constante disponibilidade;
Ao Município do Peso da Régua, pela cedência do espaço para a componente prática;
Aos colegas Nélson Fernandes e Joana Isabel, pela partilha do seu saber e cooperação neste estudo;
À Rita Tavares pelo constante apoio, por sempre me ter dito para não desistir, e por toda a sua dedicação e cooperação nesta dissertação;
Aos meus pais, pelo apoio e muita paciência ao longo deste percurso;
Aos meus amigos, Rui Pinto, Lopo Vieira, Daniel Amaral, Carlos Quintas entre muitos outros, pelo companheirismo, apoio e auxílio;
A todos os que, direta ou indiretamente, contribuíram para este meu percurso; A todos vocês, o meu muito obrigado!
Peso da Régua, 25 de setembro de 2016
Ruben Craveiro
Índice
Resumo ... i Abstract ... iii Agradecimentos ... v Índice ... vii Índice de Figuras ... x Índice de Tabelas ... xvSiglas e acrónimos ... xvii
1. Introdução ... 1
1.1 Objetivos ... 3
1.2 Metodologia ... 4
1.3 Organização do Documento ... 4
2. Estado da Arte ... 7
2.1 Sistema Visual Humano (SVH) ... 7
2.2 Fotografia panorâmica ... 9
2.2.1 Fotografia panorâmica aplicada à web ... 11
2.2.2 Visitas virtuais com fotografias panorâmicas ... 11
2.2.3 Vantagens da fotografia panorâmica ... 11
2.3 Fotografia 3D ou stereo ... 12
2.3.1 Enquadramento histórico ... 13
2.3.2 O efeito Pulfrich ... 16
2.3.3 O efeito Parallax ... 17
2.3.4 História do Anaglifo ... 17
2.3.5 Opções para Anaglifos ... 18
2.3.6 Software’s específicos para a edição de imagens anaglifas ... 19
2.3.7 O Anaglifo ... 19
2.4 Conteúdos 3D: Monitores ... 20
2.4.1 Óculos vermelho/ciano ... 22
2.4.2 Óculos 3D polarizados ... 23
2.4.3 Óculos com obturador ... 24
2.5.1 Visão 3D ... 25
2.5.2 Conceção e visualização de fotografias 3D ... 26
2.6 Do 3D para o 4D? ... 27
3. Metodologia para a criação de uma fotografia panorâmica 3D ... 30
3.1 Enquadramento ... 30
3.2 Criação de uma fotografia panorâmica ... 31
3.3 Equipamento necessário à criação de uma fotografia panorâmica 3D ... 36
3.4 Fotografia panorâmica 3D ... 42
3.5 Contributo para a sistematização da conceção de uma fotografia panorâmica 3D ... 46
4. Experiências ... 58
4.1 Teste 1: Ambiente externo semi-urbano (Edifício Reitoria na UTAD) ... 58
4.3 Teste 2 Ambiente interno (Edifício Museu do Douro) ... 59
4.4 Teste 3 Ambiente externo (Edifício Museu do Douro) ... 60
4.5 Teste 4 Ambiente interno (Casa própria) ... 61
4.6 Teste 5 Ambiente externo (Paisagem do Douro) ... 62
4.7 Teste 6/7 Ambiente externo (Reta do Auditório Municipal e Paisagem do Douro) ... 63
4.8 Teste 8 Ambiente externo (Parque de Estacionamento da UTAD) ... 65
5. Manual e casos de estudo ... 67
5.1 Manual para a conceção de um fotografia panorâmica 3D ... 67
5.2 Caso de estudo 1 ... 71
5.3 Caso de estudo 2 ... 75
6. Conclusão e Trabalho Futuro ... 77
8. Referências Bibliográficas ... 79
Índice de Figuras
Figura 1. Exemplo de uma fotografia 3D, onde se pretende transmitir ao espetador
maior realismo, através da inclusão da profundidade da cena ... 2
Figura 2. Figura anaglifa que dá a ideia de um efeito tridimensional estereoscópio .. 2
Figura 3. Sistema Visual Humano ... 7
Figura 4. Elementos do Sistema Visual Humano ... 8
Figura 5. a) Panorâmica grande angular; b) Panorâmica de 180º c) Panorâmica de 360º d) Panorâmicas esféricas ... 9
Figura 6. Panorâmica do Marna cidade do Rio de Janeiro ... 10
Figura 7. a) Representação Espacial b) Perceção do espaço c) Stereo Ótico ... 12
Figura 8. Primeira câmara stereo ... 13
Figura 9. Câmara estereoscópica ... 15
Figura 10. Figura estereoscópica em formato Holmes, da fábrica dos Irmãos Kilburn, em Littleton, New Hampshire, nos Estados Unidos ... 15
Figura 11. Sala de observação de slides iluminados de estereoscopia ... 16
Figura 12. a) Modo full color b) Modo half color c) Modo Dubois ... 19
Figura 13. Figura anagalifa de um filme 3D, datado de 1954 ... 18
Figura 14. Óculos de visualização 3D passivos ... 20
Figura 15. Óculos de visualização 3D ativos ... 21
Figura 16. Óculos de visualização 3D anaglifos ... 21
Figura 17. Óculos de visualização 3D vermelho/ciano ... 22
Figura 18. Óculos 3D de visualização 3D polarizados ... 23
Figura 19. Filtração da luz de diferente maneiras ... 23
Figura 20. Óculos de visualização 3D com obturador ... 24
Figura 21. a) Óculos de visualização 3D Panasonic b) Óculos de visualização 3D Samsung ... 24
Figura 22. Gif animado 3D com hiperligação ... 25
Figura 23. Câmara Stereo 3D ... 25
Figura 24. a) Par de imagens Stereo b) Estereograma c) Figura Composta d) Figura Composta polarizada ... 26
Figura 25. a) Representação de uma garrafa em 2D b) Representação de uma garrafa em 4D c) Representação em 2D d) Representação em 4D e) Representação em rotação 2D f) Representação em rotação 4D ... 28
Figura 26. Presets para a geração do código ... 32
Figura 27. Especificações dos presets ... 32
Figura 28. Código gerado pela página que fornece a aplicação ... 33
Figura 29. Fotografia panorâmica da capela da UTAD ... 35
Figura 30. Bar do Engenharias 1 da UTAD, experiência panorâmica ... 36
Figura 31. a) Esboço suporte lateral b) Esboço suporte frontal c) Suporte em 3D com câmaras d) Suporte em 3D ... 37
Figura 32. Suporte em madeira ... 38
Figura 33. Esboço 3D do suporte em ferro ... 38
Figura 34. Esboço 3D do suporte em ferro com base diferente ... 39
Figura 35. Esboço final em 3D do suporte em ferro com medidas diferentes ... 39
Figura 36. Esboço final em 3D do suporte em ferro ... 40
Figura 37. a) Suporte em ferro b) Diagrama de evolução do suporte ... 40
Figura 38. Fio de ligação entre câmara e cabeça robotizada ... 41
Figura 39. Fio duplo de ligação entre câmara e cabeça robotizada ... 42
Figura 40. Teste1 Panorâmica hall de entrada do edifício Geociências da UTAD ... 42
Figura 41. Teste 2 Panorâmica hall de entrada do edifício Geociências da UTAD .. 43
Figura 42. Teste 1 Panorâmica interior ... 43
Figura 43. Teste 2 Panorâmica interior ... 44
Figura 44. Junção das duas panorâmicas ... 44
Figura 45. Óculos passivos ... 45
Figura 46. Óculos ativos ... 46
Figura 47. Gerador de código ... 48
Figura 48. Papywizard upload do ficheiro preset ... 48
Figura 49. Papywizard alteração do nome do preset ... 48
Figura 50. Papywizard disparos da câmara ... 49
Figura 51. Software PtGui procedimento para adicionar fotografias para a elaboração de uma imagem panorâmica ... 50
Figura 52. Software PtGui procedimento para seleção de fotografias ... 50
Figura 53. Software PtGui procedimento para o alinhamento das fotografias ... 51
Figura 54. Software PtGui procedimento para visualização da panorâmica ... 51
Figura 55. Software PtGui procedimento para stitching da panorâmica ... 52
Figura 58. Software PtGui procedimento para a finalização da panorâmica ... 53
Figura 59. Fotografia panorâmica da capela da UTAD ... 54
Figura 60. Software Stereo Photo Maker abrir as duas panorâmicas ... 54
Figura 61. Software Stereo Photo Maker junção das duas panorâmicas ... 55
Figura 62. Software Kolor Panotour painel de upload da panorâmica ... 55
Figura 63. Software Kolor Panotour gerardor de visita virtual ... 56
Figura 64. 1º Panorâmica – Reitoria na UTAD ... 58
Figura 65. 2ªPanorâmica - Museu do Douro ... 59
Figura 66. Junção das panorâmicas - Museu do Douro ... 60
Figura 67. Figura do Setup com as duas Câmaras ... 61
Figura 68. Junção das imagens capturadas, pelo software Stereo Photo Maker ... 62
Figura 69. Junção das imagens capturadas, pelo software Stereo Photo Maker ... 63
Figura 70. Junção das panorâmicas horizontal1 ... 64
Figura 71. Junção das panorâmicas vertical1 ... 64
Figura 72. Junção das panorâmicas vertical2 ... 64
Figura 73. Junção das panorâmicas horizontal2 ... 64
Figura 74. Setup final ... 65
Figura 75. Junção das imagens capturadas com o setup final ... 65
Figura 76. Software PtGui procedimento para o upload de fotografias ... 68
Figura 77. Software PtGui procedimento para a listagem das fotografias ... 69
Figura 78. Software PtGui procedimento para o alinhamento das fotografias ... 69
Figura 79. Software PtGui visualização da Panorâmica no editor ... 70
Figura 80. Software Stereo Photo Maker upload das duas panorâmicas ... 71
Figura 81. Panorâmica esquerda – Sala de cinema do Auditório Municipal do Peso da Régua ... 72
Figura 82. Panorâmica direita – Sala de cinema do Auditório Municipal do Peso da Régua ... 72
Figura 83. Junção das panorâmicas – Sala de cinema do Auditório Municipal do Peso da Régua ... 72
Figura 84. Consulta da altura da Figura no Photoshop 1ª parte ... 73
Figura 85. Consulta da altura da Figura no Photoshop 2ª parte ... 74
Figura 86. Figura visível com óculos Rift ... 74
Figura 87. Panorâmica esquerda do Auditório Municipal do Peso da Régua ... 75
Figura 89. Junção das panorâmicas do Auditório Municipal do Peso da Régua ... 75 Figura 90. Fotografia panorâmica para ser visualizada utilizando óculos Rift ... 76
Índice de Tabelas
Tabela 1: Métodos de visualização ... 26
Siglas e acrónimos
3D – 3 Dimensões ... 1 DSLR – Digital Single-Lens Reflex ... 1 SVH – Sistema Visual Humano ... 7 2D – 2 Dimensões ... 24 4D – 4 Dimensões ... 27 XML – eXtensible Markup Language ... 32 SD – Secure Digital ... 42 GB – Gigabytes ... 67 HDR – High Dynamic Range ... 78
Introdução
A rápida evolução tecnológica que se tem vindo a verificar de forma persistente, quer a nível de hardware como a nível de software, nos sistemas computacionais refletiu-se, também, nos meios e na forma de captura de imagens fotográficas. Com efeito, nos últimos anos a evolução dos smartphones democratizou esta atividade, na medida em que tornou possível obter imagens de qualidade considerável em qualquer altura e sem recurso a equipamento especializado. No que respeita à fotografia panorâmica, existe um conjunto de aplicações para smartphones desenvolvidas para a sua aquisição e de acordo com procedimentos específicos e com algumas condicionantes no que concerne à sua qualidade otimização. A fotografia panorâmica tem vindo a ser cada vez mais utilizada em diversas áreas e com propósitos que vão desde o entretenimento até ao uso profissional.
Uma fotografia panorâmica é o resultado da conjugação de diversas fotografias individuais, que, combinadas entre si, dão origem a uma Figura com uma amplitude que pode variar entre os 60º e os 360º. A conceção deste tipo de fotografia pode ser realizada através da captura de várias imagens de um cenário à escolha do utilizador, com uma câmara 3D ou com uma câmara DSLR (Digital Single-Lens Reflex). Com o software adequado, as fotografias passam por uma técnica denominada stitching, onde são todas unidas de modo a obter-se uma única Figura otimizada. Neste processo salienta-se a criação de visitas virtuais que consistem na ligação lógica (por exemplo, geográfica) de diversas fotografias panorâmicas. Como exemplo, e entre muitos, salienta-se o projeto Douro 360º, elaborado por alunos da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro que consistiu numa tentativa de conciliar a tecnologia com o meio envolvente e que permitiu a qualquer pessoa viajar virtualmente pela região e visualizar a paisagem de forma interativa.
A fotografia 3D, por sua vez, consiste numa técnica de montagem de duas imagens sobrepostas onde, em primeiro lugar, é adquirida uma Figura e, de seguida, uma segunda Figura, obtida com uma deslocação lateral ligeira de forma a obter a sensação de profundidade que se pretende para o espetador, como é apresentado na Figura 1.
Figura 1. Exemplo de uma fotografia 3D, onde se pretende transmitir ao espetador maior realismo, através da inclusão da
profundidade da cena (sitedeimagens, 2015)
Estas imagens também podem ser utilizadas para a criação de imagens anaglifas, tema este que envolve o 3D.
Uma Figura anaglifa é um tipo de Figura ou vídeo editados num formato diferente onde se mostra um efeito tridimensional estereoscópio visível através de óculos próprios para o efeito, por exemplo, cianos. A Figura 2 apresenta um exemplo deste tipo de imagem.
Figura 2. Figura anaglifa que dá a ideia de um efeito tridimensional estereoscópio(Only, 2013)
A fotografia panorâmica 3D é, atualmente, uma das formas considerada mais imersiva para apresentar um espaço físico. A questão do realismo da Figura, onde é possível ter uma perceção de profundidade, da imersividade e do melhor tratamento da realidade, constitui-se como uma vantagem a ter em conta na ótica do utilizador. Esta interação oferece uma noção espacial e de movimento dentro do local, aumentando a expectativa relativamente ao seu conhecimento. Ao longo de várias pesquisas efetuadas relativas a este tema, foi possível constatar a existência de pouca informação disponível acerca da criação de fotografias panorâmicas 3D, assim como do material e euipamentos necessários e dos métodos a utilizar. Assim, o objetivo deste trabalho foca-se, essencialmente, em desenvolver e sistematizar um método para a criação de
fotografias panorâmicas 3D, explicando todos os passos detalhadamente, bem como a conceção de um manual/tutorial, que fique disponível para o público em geral. Este trabalho pretende estudar as diferentes técnicas e equipamentos utilizados para a criação de fotografias panorâmicas 3D, identificar potenciais problemas e dificuldades e produzir documentação que sistematize um procedimento para a aquisição e otimização de fotografia panorâmica 3D.
1.1. Objetivos
A elaboração deste projeto tem como intuito estudar e compreender os temas fotografia panorâmica e 3D, desde os equipamentos utilizados para a sua conceção, até às dificuldades na sua produção. Além disso, pretende-se, ainda, sistematizar um método que possibilite a criação de fotografias panorâmicas 180º com o efeito 3D, sob a forma de um documento coeso que explique detalhadamente o processo de produção de uma fotografia panorâmica em conjunção com o tema 3D. Neste sentido, tenciona-se:
• Analisar o estado da arte e realizar uma revisão da literatura, técnicas e procedimentos relacionados com as fotografias panorâmica e 3D, com o objetivo de tomar conhecimento dos trabalhos já desenvolvidos nestas áreas;
• Consolidar a componente prática, efetuando testes com métodos, materiais e equipamentos, no sentido de perceber eventuais falhas ao longo do processo de criação de uma fotografia panorâmica 3D e de conseguir obter a forma mais indicada para o fazer;
• Produzir um manual que sistematize o processo de conceção e produção de uma fotografia panorâmica 180º com a inclusão do 3D, nomeadamente o equipamento e o software mais indicados, os desafios e dificuldades que podem surgir e formas de os superar e, ainda, as etapas necessárias até obter o conteúdo multimédia final;
• Identificar as vantagens para o espetador, no que respeita ao realismo e à imersividade da imagem, assim como a perceção conseguida quando utilizado o procedimento a propor.
1.2. Metodologia
A primeira etapa do presente trabalho consiste em adquirir conhecimentos relativos aos temas abordados, nomeadamente as fotografias panorâmicas e 3D, permitindo constatar a ausência de trabalhos desenvolvidos nos temas, essencialmente a nível das técnicas, procedimentos, software e hardware utilizados. Apesar da existência de variada informação referente a fotografia panorâmica e 3D, quando analisadas em separado, a conjunção de ambas dispõe, ainda, de pouco suporte documental, embora o estudo sobre estes temas esteja a crescer relativamente. Face ao exposto, a presente dissertação pretende constituir-se como um suporte para quem pretenda vir a conjugar estes dois tipos de fotografia.
Após a primeira fase do trabalho foram testadas diversas técnicas, equipamentos e softwares relacionados com as fotografias panorâmica e 3D, no sentido de procurar potenciar as diferentes combinações entre estes elementos e ajudar a obter o melhor resultado possível.
Inicialmente o trabalho centrou-se em documentar as dificuldades que poderiam surgir na produção de uma fotografia panorâmica 3D, nomeadamente ao nível da seleção do equipamento mais indicado para a sua aquisição e do software mais adequado para a junção das diferentes imagens. Numa etapa seguinte, o trabalho prendeu-se com a otimização das imagens obtidas, com o desenvolvimento de dois casos de uso e com a criação de um manual que sistematiza o processo de aquisição e produção de fotografias panorâmica 3D.
Na fase final, pretendeu-se desenvolver a otimização das imagens, de forma a otimizar as imagens de forma a serem exequíveis para poderem ser englobadas num manual de criação da fotografia panorâmica 3D, permitindo uma fácil e breve perceção do utilizador, no que concerne à formalização e conceção desta técnica.
1.3. Organização do documento
A presente dissertação encontra-se dividida em quatro capítulos fundamentais. O primeiro capítulo explana uma descrição das motivações e dos objetivos avaliados ao longo dos procedimentos da mesma.
O segundo capítulo pretende abordar os principais temas abrangidos pelo presente trabalho (conceitos base, técnicas e procedimentos, hardware e software associados à aquisição e à produção de fotografias panorâmica e 3D).
Já o terceiro capítulo aborda o procedimento geral necessário para a aquisição e produção de uma fotografia panorâmica. Além disso, no que concerne ao processo de criação de uma fotografia 3D, é, ainda, descrito, o desenvolvimento de elementos de hardware necessários ao respetivo processo de aquisição.
As experiências realizadas no sentido de identificar a conFiguração mais adequada de hardware, software e de sistematização do processo de aquisição de uma fotografia panorâmica 3D, são abordadas no quarto capítulo.
No capítulo cinco é apresentado o manual para aquisição e produção de uma fotografia panorâmica 3D, assim como apresentados dois casos de estudo baseados nesse procedimento.
Por fim, são apresentadas algumas conclusões referentes ao trabalho desenvolvido e apontado o rumo de um eventual trabalho futuro.
2. Estado da Arte
No presente capítulo abordam-se os temas principais abrangidos por este trabalho, nomeadamente definições, técnicas e procedimentos, hardware e software associados à obtenção e à realização de fotografias panorâmica e 3D. De salientar que o contributo científico na área disciplinar de fotografia panorâmica e 3D é diminuto, tendo sido possível encontrar apenas três a quatro autores dedicados a esta área, que foram fundamentais para a elaboração deste trabalho.
2.1. Sistema Visual Humano
Desde a invenção da fotografia que o Homem procura reproduzir uma Figura tal e qual aquela que é visualizada pelo Sistema Visual Humano (SVH), feito esse que tem obtido abordagens pouco conseguidas. O olho humano é capaz de superar as condições a que é submetido, nomeadamente a nível de cor e quantidade de luz, mediante um processo denominado de adaptação. Este processo de adaptação, segundo Thorpe, Fize, e Marlot (1996), possibilita ao ser humano ver em ambientes com alta gama dinâmica, tanto em zonas escuras como zonas claras (Figura 3).
Figura 3. Sistema Visual Humano (Pereira, 2015)
O sistema visual humano é bastante complexo. O seu principal órgão é o olho que conduz os estímulos físicos dos raios solares e os torna em sinais que são interpretados pelo cérebro como imagens físicas. A base do SVH é uma cadeia de sensores que são sensíveis à luz que subsiste nos olhos. Estes sensores são perturbáveis a diversos comprimentos de onda, através de um envio de um sinal elétrico para o cérebro. O cérebro processa os sinais, originando assim a sensação da visão de luz e cores (Boundless, 2016). O olho possui três camadas principais: a esclerótica, que contém a córnea, a coroide (Figura 4), que envolve a pupila, a íris e as lentes, e a retina, que abrange as células recetoras denominadas de bastonetes e cones. A luz passa através da pupila que contrai ou amplia em conformidade com a intensidade da luz através da
atuação da íris, (parte colorida do olho). A retina é uma camada fina de células onde a luz é transformada em sinais que são enviados para o cérebro. É a fração do olho que é sensível à luz (Patel, 1966). A esclerótica por sua vez, preserva, defende e sustenta a forma do olho, enquanto que a coroide faculta oxigénio e nutrientes para o olho. Cada olho tem sensivelmente 120 milhões de bastonetes e 6 milhões de cones (TASI, 2004). Os bastonetes focam-se à volta da retina e não são sensíveis a diferenças de cores, mas são capazes de guardar informações monocromáticas do claro e do escuro. Não obstante, conseguem detetar movimento e permitem observar com um baixo nível de luminosidade. Os cones são sensíveis às cores e encontram-se centralizados na retina, onde se verifica uma maior ocorrência de luz. Os olhos dos seres humanos são perturbáveis aos comprimentos de onda vermelho, verde e azul originários da luz. Quando existem proporções diferentes de luz vermelha, verde e azul, torna-se provável a visualização de diversas cores (Ribeiro, 2011). O sistema visual humano reparte a aparência visível dentro das regiões mais predominantes, o vermelho, verde e azul.
Figura 4. Elementos do Sistema Visual Humano (Pereira, 2015)
A percepção de profundidade no SVH, é a habilidade de visualizar o mundo em três dimensões. O conceito de profundidade familiariza-se com o espaço tridimensional e permite calcular com maior rigor a distância até certos objetos, por diversos métodos. Preece (1994), assegura que um ambiente tridimensional criado por um computador, precisa de uma área bidimensional para ser visto. Por isso para que os objetos sejam visualizados como tridimensionais são precisos os estímulos de profundidades monoculares. Dalgrano (2003) descreve os estímulos monoculares como estando disponíveis a partir da visão de um único olho. No contexto da fotografia a profundidade é a distância à frente e atrás do ponto de focagem no qual os objetos ficam focados. A profundidade de campo depende câmaras utilizadas, aberturas e da distância, mas também pode ser influenciada pela distância de visualização da imagem.
2.2. Fotografia Panorâmica
Segundo Renato (2012), as primeiras fotografias panorâmicas foram produzidas através do alinhamento de versões impressas de um filme e não resultavam muito bem, uma vez que se tornava quase impossível alinhar perfeitamente todas as fotografias. Contudo, a invenção do computador e os avanços do software e fotografia digital, permitiu tornar muito mais simples a união de imagens, utilizando um programa personalizado. Desta forma, através da técnica da fotografia panorâmica e equipamentos adequados, é viável a criação de panorâmicas perfeitas em resoluções extremamente elevadas. A conceção de panorâmicas fotográficas na arquitetura obriga à utilização de uma câmara e de uma lente devidamente calibradas, por forma a evitar distorções e o aparecimento de pontos impróprios de objetos mais próximos (Renato, 2012). De entre os estilos de fotografias panorâmicas vulgarmente conhecidos, destacam-se: panorâmicas de grande angular – fotografia grande angular que cobre menos de 180º, seja na horizontal ou na vertical, podendo identificar-se como imagens regulares, exceto o facto de não serem construídas a partir de várias fotografias, apresentando mais resolução (Figura 5a); panorâmicas de 180º - panorâmicas que cobrem 180º da esquerda para a direita. Estes tipos de panorâmicas são largas e aptas a englobar uma grande área (Figura 5b); panorâmicas de 360º - panorâmicas que cobrem até 360º em torno do eixo de rotação. Dispõem de um olhar extremamente vasto e cobrem toda a cena numa única Figura (Figura 5c); panorâmicas esféricas - também conhecidas como “planetas”, que se constituem como panorâmicas de 360º que são convertidas numa Figura esférica, recorrendo a softwares próprios para o efeito (Figura 5d).
Figura 5. a) Panorâmica grande angular; b) Panorâmica de 180º; c) Panorâmica de 360º; d) Panorâmicas esféricas (Flávio, 2012)
Nas câmaras, a lente mais aconselhada e adequada quando se pretende este tipo de fotografia é a grande-angular. Já para as panorâmicas de 90º a 180º, os melhores resultados podem ser alcançados com objetivas de 28 mm e para as imagens em 360º, lentes de 8 mm (Renato, 2012). As objetivas mais usuais (50 mm) não conseguem
é necessária a utilização de um tripé e uma sobreposição de 25 a 40% sobre cada imagem. A fotografia panorâmica consegue unir inúmeras imagens a partir de um mesmo ponto de disparo, sendo que o objetivo é formar uma única fotografia abrangente (vertical ou horizontal) sem se notar cada foto da composição. Para tal, é feita a partir de diversas fotografias em sequência, que são posteriormente produzidas de modo a criar uma única Figura panorâmica até 360º. Para se conseguir alcançar um resultado perfeito, ou seja, uma boa fotografia panorâmica recorre-se frequentemente à utilização de equipamentos particulares, técnicas fotográficas apropriadas e softwares específicos.
Figura 6. Panorâmica do mar na cidade do Rio de Janeiro (Flávio, 2012)
Ainda neste contexto, é importante ter em conta que existem diversos tipos de fotografia panorâmica, a saber: planas - 4 a 5 imagens num único plano; cúbicas - projetadas nas faces de um cubo; cilíndricas - uma volta de 360º na horizontal no interior de um cilindro; esférica - volta de 360º no eixo horizontal e 180º no eixo vertical do ponto de vista do fotógrafo. De acordo com Renato (2012), a fotografia panorâmica deve conseguir capturar um campo de visão comparável ou maior do que a do olho humano, ou seja, de 160° por 75° a partir de um ponto de vista. É fulcral ter em consideração que a obtenção de uma fotografia panorâmica implica determinados passos: o primeiro consiste em apreender imagens individuais e, posteriormente, selecionar e organizar o equipamento necessário. Em seguida, recorrem-se a câmaras específicas, como a Reflex (DSLR) – Manual (Foco, Velocidade, Abertura, Iso), objetivas, nomeadamente olho de peixe (8mm), grandes – angulares, teleobjetivas, tripés, cabeças motorizadas e suportes nodais. Algumas das formas que podem ser utilizadas para realizar este tipo de fotografia são:
- Fazer uma captura de imagens de uma paisagem com uma câmara na vertical, passando depois essas imagens para o Photoshop, onde se podem juntar numa fotografia única, através de Arquivo → Automatizar → Photomerge, ou através de outros software’s, especificando as imagens finais a serem fundidas numa só, onde os mesmos se encarregam de encontrar os pontos comuns entre as fotografias. Alguns dos software’s são: Hugin, Autostich, Calico, Panorama Plus;
- Utilizar aplicações disponíveis para smartphones (em itálico esta última palavra) que permitem realizar fotografias panorâmicas, em que o utilizador tem, apenas, que mover o dispositivo enquanto este faz a captura.
- Recorrer a sítios web, para onde pode ser enviado um conjunto de fotografias e que devolvem uma fotografia panorâmica em poucos segundos, como, por exemplo, o sítio easypano.com.
2.2.1. Fotografia panorâmica aplicada à web
São diversas as plataformas que possibilitam uma visita virtual com fotografias panorâmicas 360°. O utilizador dessas plataformas pode, assim, navegar e descobrir a área circundante através de hotspots e usufruir do contexto da região, sendo que em algumas situações introduz-se o som desse mesmo local de modo a tornar a experiência mais rica e envolvente. Assim, ao contrário da fotografia tradicional, que apresenta um ângulo de visão restrito, a fotografia panorâmica 360º proporciona ao utilizador a visualização de todo o ambiente envolvente à sua escolha e não apenas o ângulo de visão do fotógrafo, que, na maioria das vezes, acaba por distorcer a real perceção do ambiente.
2.2.2. Visitas virtuais com fotografias panorâmicas
Atualmente existem plataformas de criação e visualização de visitas virtuais que permitem, através do upload de uma fotografia panorâmica, gerar uma visita virtual em 360º. São sítios web, cujos serviços disponibilizados são, geralmente, pagos, que permitem ainda a visualização de outros trabalhos expostos, onde através de um clique se consegue entrar num modo virtual para se ter a perceção do 360º da fotografia. Um exemplo de uma plataforma pública muito conhecida, é a plataforma “360citites” (http://www.360cities.net/), que tem como objetivo unir, ordenar e promover uma grande multiplicidade de imagens panorâmicas 360º na web, criada por uma rede de milhares de fotógrafos de todo o mundo. Outro exemplo de plataformas é a “Plataforma Wide” (http://www.wide.pt/), que possibilita aos utilizadores reunir o máximo de informação para uma possível parceria num projeto de fotografia panorâmica/360º. Por fim, surge ainda o “360cityguides” (http://360cityguides.com/worldwide/about/), uma plataforma que permite a criação de guias interativos 360º, com valor histórico, cultural,
geográfico e social através da fotografia panorâmica 360º, aliada às novas tecnologias com o intuito de divulgar o património cultural das cidades e locais históricos.
2.2.3. Vantagens da fotografia panorâmica
São inúmeras as vantagens que a fotografia panorâmica oferece: não é necessária a utilização de equipamento muito dispendioso; a Figura de cada olho é capturada num full frame, ou seja, um Figura pode ser em alta resolução; pode tirar-se uma fotografia com qualquer lente, incluindo a macro e apresentar um controlo muito limitado sobre o foco e abertura.
2.3 Fotografia 3D ou stereo
A palavra stereo significa “relação com o espaço”, de acordo com Waack (2004). Este termo foi associado a imagens estereoscópicas desenhadas ou fotografadas. Por sua vez, quando existe uma referência ao 3D, remete para o campo tridimensional. Uma pessoa que resida num ambiente tridimensional e não possua a noção de espaço, não se consegue mover dentro desse mesmo ambiente. Desta forma, a perceção do espaço foi criada unicamente pelos olhos, havendo, no entanto, diversas maneiras de uma pessoa se conseguir orientar no espaço, seja através da perspetiva, da graduação de cor, dos contrastes ou dos movimentos (Waack, 2004). As lentes são capazes de projetar duas imagens ligeiramente diferentes, as quais são modificadas pelo cérebro numa representação espacial. A observação estereoscópica espacial é um resultado desta perceção através de ambos os olhos. Ao possuir-se duas lentes que imitam os olhos, consegue desenvolver-se uma Figura espacial (Figura 6a).
Figura 7. a) Representação espacial; b) Perceção do espaço; c) Stereo ótico (Stereo Photography, 2004)
Quando se observa uma Figura stereo concebe-se uma perceção de espaço similar à mente humana (Figura 7b). Embora diferentes, as duas visões podem ser criadas mediante diferentes procedimentos: podem ser geradas através do método, onde
primeiro se desenha um ponto de vista e, posteriormente, a outra vista única. Além disso, pode ainda colocar-se a exposição uma a seguir à outra com uma câmara normal, (Figura 7c-a). No entanto, tem que se assegurar que o objeto não se move durante o procedimento, caso contrário as duas imagens seriam muito díspares. Uma outra maneira consiste em montar ambas as lentes num “chassis”, para se obter uma verdadeira câmara stereo (Figura 7c-b). Também é possível a obtenção de fotografias stereo com duas câmaras juntas (Figura 7c-c). As duas lentes podem ser combinadas como um stereo ótico numa única câmara (Figura 7c-d). É ainda possível produzir duas exposições com uma lente somente pela colocação de um separador de fixação na frente da lente, permitindo obter uma divisão no percurso ótico, de forma a que as duas imagens separadas sejam compostas por um único frame (Figura 7c-e).
2.3.1. Enquadramento histórico
Esta subsecção foi baseada no trabalho de (Photography, Stereo Photography, 2004). O termo estereoscópico tem vindo a ser abordado há muito anos em diversos lugares do mundo. “Foi na Grécia que o tema começou a ser mencionado, mas, no entanto, desacreditado para muitos.” (Photography, Stereo Photography, 2004). Contudo, a descoberta da estereoscopia deveu-se ao físico inglês Charles Wheatstone, que, em junho de 1833, realizou uma palestra para a sociedade real em Londres, referente às suas descobertas associadas ao fenómeno da estereoscopia. A sua descoberta acidental adveio de experiências acústicas com imagens desenhadas, concebendo o primeiro visor estereoscópico que trabalhava com espelhos. A 19 de agosto de 1839, o francês Daguerre difundiu o seu método para conceber imagens fotográficas permanentes que haviam sido tiradas com uma câmara escura, inventada pelo francês Niepce em 1822. A partir daí, foram vários os fotógrafos que decidiram enveredar por este campo. No entanto foram poucos aqueles que foram informados dos princípios pelos quais se deviam guiar, pois estereogramas fotografados de forma incorreta podem provocar dores de cabeça, como referia Liesegang, em 1869. O físico inglês David Brewster aperfeiçoou o estereoscópio e, em 1849, surge a primeira câmara stereo com duas lentes (Figura 8).
Em 1855, o francês Barnard desenvolveu o primeiro anexo stereo frontal fabricado com espelhos para câmaras com uma única lente, a qual, mais tarde, o inglês Brown melhorou o seu design. Em 1990, o visor stereo (estereoscópio), desenvolvido pelos alemães, Helmholtz e Pulfrich, sofre uma diminuição da atenção. Só a partir de 1918 é que a fotografia stereo se tornou cada vez mais popular e começaram a surgir as primeiras câmaras stereo num formato 6x13 cm e 45x107, seguidas dos filmes de 35mm e, a partir daí, surgiu uma nova onda de fotografias stereo, recorrendo a câmaras pequenas com um formato de 24x23 mm, como por exemplo Stereo-Realist, Kodak Stereo, Edixa e Iloca. Por esta altura, já se tornava possível desenvolver exposições com câmaras portáteis, num formato 24x36, originando dois pontos de vista com um formato vertical de 18x24 mm. Os anexos stereo também foram construídos para as câmaras com uma única lente, ao qual davam o nome de Beamsplitters, que utilizava o formato horizontal de 24x36 mm, dividido em dois frames individuais num formato vertical de 18x24 mm.
Mais tarde, no ano de 1936, foram exibidas três abordagens para a produção económica e industrial de filtros de polarização, tornando a separação da Figura possível, mesmo em fotografias a cores. Através deste novo método, os fotógrafos conseguiam projetar os seus slides stereo num ecrã de projeção.
No ano de 1839, Louis Daguerre inventou a primeira tecnologia fotográfica, a que denominou de “Daguerrotype” (Bartsch, 2013).
Uma década mais tarde, o cientista britânico Sir David Brewster, utilizando e melhorando o princípio estereoscópio Wheatstone, inventou um aparelho que permitia visualizar estereogramas tridimensionais. Um par de fotografias tiradas com uma câmara de lentes duplas, com uma distância entre as lentes idênticas à distância entre os olhos humanos, deu a impressão inesperada de espaço, recompensando a falta de cores naturais existentes a um certo grau. As fotografias estereoscópicas, exibidas pela primeira vez ao público na Exposição Mundial de Londres, em 1851, tinham sido demonstradas à Rainha Victoria, sendo efusivamente aceites.
Em 1871, foram criadas as placas fotográficas secas sensíveis à luz que permitiram aos fotógrafos abster-se da necessidade de estar sempre perto da câmara. A fotossensibilidade tornou possível tirar fotos de alvos em movimento, marcando o princípio do desenvolvimento da tecnologia fotográfica, incluindo a estereoscopia.
Nos anos 70 e 80 do século XIX, nos Estados Unidos e em muitos outros países, começaram a surgir fábricas que geravam vistas estereoscópicas em grandes
quantidades, utilizando o padrão Oliver W. Holmes. Deste modo, os fotógrafos, equipados com câmaras estereoscópicas, percorreram os países mais distantes do mundo, tendo em vista as cidades, paisagens pitorescas, pessoas famosas, eventos históricos, catástrofes e maravilhas naturais (150 years of Stereoscopy, 2002).
Figura 9. Câmara Estereoscópica (150 years of Stereoscopy, 2002)
A Figura 9 permite visualizar um estereoscópico construído após o original “Holmes Stereoscope”. Oliver Wendell Holmes (1809-1894) construiu, através do princípio da lente-e-prisma estereoscópico de Brewster, um aparelho simples, leve e económico, ideal para visualizar as fotografias estereoscópicas coladas ao cartão de 3,5x7 polegadas, Figura 10. Holmes, físico americano, poeta e escritor, foi o autor desta descoberta que ficou conhecida como um padrão mundial e que permaneceu inalterável por mais de meio século.
Figura 10. Figura estereoscópica em formato Holmes, da fábrica dos irmãos Kilburn, em Littleton, New Hampshire, nos
Figura 11. Sala de observação de slides iluminados de estereoscopia (150 years of Stereoscopy, 2002)
Na década de 80 do século XIX, o inventor alemão August Fuhrmann, fabricou o seu "Kaiserpanorama" (Panorama do Imperador), conhecido em determinados países como "Photoplasticon", Figura 12, que consistia num tambor com dez pés de diâmetro de madeira e com 25 estereoscópios no seu perímetro, sendo que quatro deles ainda subsistem na Polónia, dois em Varsóvia, um em Cracóvia e um em Poznan. A expansão da estereoscopia terminou no início do século XX, devido à invenção da cinematografia.
2.3.2 O efeito Pulfrich
O efeito Pulfrich, assim designado pelo físico alemão Carl Pulfrich no ano de 1922, consiste num fenómeno psico-ótico, onde o movimento lateral de um objeto no campo de visão é decifrado pelo cérebro como tendo um componente de profundidade, devido às diferenças na velocidade de processamento das imagens entre os dois olhos (Rainbowsymphony, 2015). O efeito é usualmente produzido por um simples cobrir de um olho com um filtro muito escuro.
Na experiência de Pulfrich, um indivíduo analisa um pêndulo num plano perpendicular à linha de visão do observador. Quando um filtro de densidade neutra for escurecido, o pêndulo é colocado na frente do olho direito parecendo fazer uma órbita elítica e dando a ilusão de que está mais próximo quando balança para a direita e mais longe quando balança para a esquerda. A explicação mais plausível para a profundidade de campo é a limitada iluminação da retina, que produz um relativo atraso no sinal devido às diferenças espaciais presentes entre os objetos em movimento. Isto ocorre devido ao facto de acontecerem latências visuais que são normalmente mais curtas para o sistema visual, que reage mais rápido aos pontos que são mais brilhantes em contraste com os pontos que são mais escuros. O objeto em movimento é analisado pela
luminosidade da retina e, consequentemente, verifica-se uma diferença nas latências de sinal devido à distância entre os dois olhos. Este efeito é atingido em condições da vida real, através de pontos escuros sobre um fundo de cores brilhantes, originando um atraso na luminosidade da retina. Estes atrasos proporcionam um aumento à medida que se diminui a luminosidade, provocando um enorme espectro de luz. Em meios visuais, como o cinema e a televisão, o efeito Pulfrich é frequentemente utilizado na produção de imagens 3D com óculos. Desta forma, assim como outros tipos de estereoscopia, os óculos 3D são utilizados para produzir a ilusão de uma Figura tridimensional. Uma vantagem do material concebido para retirar proveito do efeito Pulfrich, deve-se ao facto de este ser completamente compatível com a visualização normal, sem a necessidade de utilização dos óculos 3D. A “Nintendo Entertainment System” ficou conhecida pelo recurso ao efeito Pulfrich com o seu jogo “Orb-3D”, que aguentava a nave do jogador em movimento e também abarcava um par de óculos 3D. Os óculos 3D Pulfrich bloqueavam o efeito 3D sustentado no fenómeno das lentes claras e escuras, onde a Figura é conseguida pela lente escura, atingindo o cérebro um pouco mais tarde do que a Figura da lente clara criando, desta forma, a ilusão de 3D. Além disso, funciona ainda com objetos ou imagens de movimento horizontal ao longo do campo de visão, segundo (Rainbowsymphony, 2015).
2.3.3. O efeito Parallax
O efeito Parallax surge quando se cria a ilusão de profundidade completamente plana, onde os objetos bidimensionais se deslocam em velocidades distintas no background. Deste modo, os objetos do primeiro plano deslocam-se mais rapidamente e os elementos do fundo mais lentamente.
Em fotografia, Parallax diz respeito ao efeito que ocorre quando a Figura que surge no visor ótico não se encontra ajustada com a Figura visualizada através da lente, uma vez que o visor se situa numa posição superficialmente desigual da lente. Enquanto que este efeito se torna mais visível com imagens muito adjacentes à câmara, para distâncias mais extensas acaba por tornar-se relativamente insignificante (Zheng, et al., 2006).
2.3.4. História do anaglifo
Em 1850, Louis Du Hauron e Joseph D'Almeida desenvolveram o conceito da tecnologia anaglifa, sendo que as pessoas começaram a exigir cada vez mais desta mesma tecnologia. A câmara stereo que recorre a este tipo de tecnologia foi utilizada pelo famoso arquiteto Harold Llyod Wright e por Eisenhower, sendo que, em 1947, esta câmara, concebida na América, já havia vendido mais de 250.000 cópias, como revela o sítio web (the3dglassstore, 2009).
Os filmes 3D começaram a surgir em 1890 com o cineasta britânico William Friese-Grieene, embora a primeira pessoa a trazer o filme 3D para o ecrã tenha sido Edwin S. Porter, no ano de 1910. Para tal, foram utilizadas três bobinas de teste, desenvolvidas do anaglifo vermelho/verde. O primeiro filme a introduzir os óculos 3D foi o “Power of Love”. As imagens produzidas no processo anaglifo foram concebidas através da projeção de duas fotografias em dois ângulos distintos. Os cineastas utilizavam duas câmaras, uma ao lado da outra, colocando as lentes a três centímetros de distância uma da outra, com o intuito de reproduzir o espaço normal que existe entre os dois olhos. Atualmente, os óculos 3D encontram-se no mercado bastante aperfeiçoados, fazendo com que as pessoas se sintam integradas no filme, uma vez que as imagens do ecrã parecem bastante realistas. A maior vantagem deste tipo de tecnologia reside no facto desta conseguir trabalhar com qualquer televisão, desde que seja a cores. As lentes vermelhas e azuis permitem separar as informações do olho esquerdo e direito, utilizando a filtragem de cores. Por sua vez, a grande desvantagem desta tecnologia prende-se com o facto de os óculos anaglifos filtrarem uma enorme quantidade de cor de uma Figura, fazendo com que a cor perca detalhes.
2.3.5. Opções para anaglifos
Esta subsecção foi baseada no trabalho de Dubois, (Dubois, 2006).
Atualmente são quatro as opções para os anaglifos: Full Color; Half Color; B&W e Dubois, sendo que este último método é utilizado apenas em último recurso, uma vez que contém cores problemáticas. O objetivo consiste em substituir apenas essas cores problemáticas, preservando a restante Figura. Para tal, é necessário que a Figura tenha manchas de cor vermelha, grandes o suficiente para produzir uma distorção.
No modo full color o sinal stop possui inúmeros problemas, Figura 12a). Por sua vez, o modo half color torna a Figura menos atraente e monótona, Figura 12b) e
finalmente o método Dubois, Figura 12c) troca as áreas problemáticas para uma cor diferente, apresentando-se mais intenso do que o modo half color.
Figura 12. a) Modo full color; b) Modo half color; c) Modo Dubois (Dubois, 2006)
2.3.6. Softwares específicos para a edição de imagens anaglifas
São diversas as ferramentas que podem ser utilizadas para se proceder à edição de imagens anaglifas: StereoPhoto Maker - editor de imagens que permite alinhar automaticamente centenas de imagens; PdPlayer - visualizador de sequências de imagens em 3D, capaz de suportar vários formatos, sendo caracterizado como rápido e leve para o computador e AnaBuilder - programa gratuito que permite criar fotografias estereoscópicas (por exemplo, anaglifos). Este programa torna ainda possível reajustar as duas visões, manual ou automaticamente; FlashOver3D – player - faculta aos websites o 3D; Bino - abrange suporte automático para entrada e saída de cores de alta precisão e suporte para a utilização de dois dispositivos de câmara simultaneamente; Stereoscopic Player - player - multifacetado para filmes em 3D, permitindo reproduzir vídeos estereoscópicos e assistir ao vídeo em direto a partir do dispositivo de captura.
2.3.7. O Anaglifo
Esta subsecção foi baseada no trabalho (History of Anaglyphs, 2002).
No século XVI, foi iniciado o estudo formal relativo à Figura e perceção da profundidade do tridimensional com Leonardo Da Vinci, dotado da consciência de que cada um dos olhos humanos percebia uma Figura ligeiramente diferente e via as coisas de um ângulo ligeiramente diferente do que o outro, como revela o sítio web (History of Anaglyphs, 2002). No final do século XIX, Joseph D'Almeida desenvolveu uma nova forma de visualizar em 3D: Anaglyph. Nesta técnica duas imagens seriam concebidas recorrendo a duas luzes diferentes, vermelho e verde/azul, sendo que era ao olhar através dos filtros de luz que se podia obter o efeito 3D. O cinema constitui-se como o
1889, o pioneiro na realização de um filme 3D anaglifo. As primeiras formas do filme anaglifo eram denominadas de plasticons ou de plastigrams. Curiosamente, um cineasta inovador realizou um filme onde o público poderia escolher o final que mais gostasse. Desta forma, ao observar através do filtro vermelho o espectador optava pelo final feliz, enquanto que se preferisse um final trágico, deveria olhar através do filtro verde.
Figura 13. Figura anagalifa de um filme 3D, datado de 1954 (History of Anaglyphs, 1998)
A Figura 13 diz respeito a um dos filmes mais populares que recorreu a uma Figura anaglifa, "The creature from the black lagoon", de 1954. Na década de 1950, as revistas e os livros de comédia atingiram a indústria do anaglifo, onde Joe Kubert e Norman Maurer, autores dos livros de comédia 3D, recorreram a acetatos transparentes para manusear as imagens vermelhas e verdes. Atualmente ainda é possível encontrar-se em revistas e no cinema 3D anaglifo, nomeadamente "Captain EO", que tinha como personagem principal Michael Jackson.
2.4. Conteúdos 3D: Monitores
Esta subsecção foi baseada no trabalho de Gomez, (Gomez, 2013).
O sucesso alcançado pelas televisões 3D em todo o mundo conduziu os fabricantes de monitores a ingressarem e apostarem neste mercado, com o intuito de oferecer aos seus clientes novos recursos de visualização 3D nos seus sistemas de computador (Gomez, 2013). Neste sentido, torna-se fundamental referir que existem três tipos de displays 3D: ativo, passivo e “glasses-free” (óculos), sendo que este último se apresenta menos usual e dispendioso (Figura 14).
A tecnologia denominada de passiva possibilita a utilização dos óculos, Figura 14, aos quais se pode ter acesso nas salas de cinema. É ainda possível a utilização destes óculos para ver em 3D nos monitores encontrados frequentemente em casa, daí se acreditar que os óculos fornecidos atualmente nas salas de cinema poderão vir a ser úteis no futuro. Contudo, este facto poderá vir a trazer um inconveniente, nomeadamente a desFiguração da Figura quando se começa a visualizar de um ângulo superior ou inferior ao recomendado, ou seja, uma pessoa que pretende usufruir desta tecnologia terá que permanecer sentada. Existem determinados monitores que não possibilitam ajustar o ângulo, delimitando o mesmo a 15-20 graus de ângulo de visão.
Figura 15. Óculos de visualização 3D ativos (3D Monitors: Here is What You Need to Know, 2013)
Os monitores ativos apresentam-se mais avançados e mais dispendiosos do que os passivos. Não obstante, a sua utilização implica o uso de óculos especiais com baterias e com um ângulo de visão muito obtuso, como se pode ver na Figura acima apresentada. Apesar das vantagens que estes óculos podem apresentar, alguns especialistas não aconselham a sua utilização por mais de quatro horas, uma vez que podem provocar dores de cabeça após algum tempo. Os monitores normais não se encontram aptos para dividir a luz da mesma forma que os monitores 3D. Contudo, existe uma maneira de se poder visualizar em 3D através de um monitor normal: o recurso a um par de óculos anaglifos (Figura 16). Tais óculos são geralmente acessíveis monetariamente e, apesar de se poder perder bastante profundidade de cor, permite ver tudo em 3D.
Figura 16. Óculos de visualização 3D anaglifos (3D Monitors: Here is What You Need to Know, 2013)
A tecnologia 3D foi evoluindo ao longo dos últimos anos, conduzindo também a um desenvolvimento dos óculos 3D. Neste sentido, surge uma questão pertinente: qual a
(2013) a resposta encontra-se no facto de o filme 3D proporcionar aos espectadores uma experiência mais cativante, assim como uma qualidade de Figura mais profunda. Do estereoscópio até às lentes anaglifas, das lentes polarizadas até ao obturador nos óculos, os óculos 3D têm sofrido uma grande evolução e aperfeiçoamento, com o intuito de facultar imagens mais claras e com melhor cor. Atualmente são três as principais variedades de óculos 3D: óculos 3D anaglifos; óculos 3D polarizados e óculos 3D com obturador.
2.4.1. Óculos 3D vermelho/ciano
Esta subsecção foi baseada no trabalho (3D Glasses: How Many Kinds are There?, 2012).
Os óculos com lentes vermelhas e ciano, Figura 17, constituem-se como o tipo de óculos mais comuns, sendo referidos como óculos anaglifos 3D, capaz de produzir uma Figura 3D através da filtragem de cor (3D Glasses, 2012). Enquanto que a lente ciano filtra toda a luz vermelha, a lente vermelha, por sua vez, filtra todo o ciano. As lentes de cores diferentes possibilitam aos olhos apreender dois ângulos distintos de uma Figura ou duas imagens inteiramente diferentes. O cérebro funde uma Figura com a outra, resultando no efeito de uma Figura unida a “saltar” para fora do ecrã ou da fotografia. Contudo, é de ressalvar que existem outras variedades de cores com contraste nos óculos anaglifos 3D, a saber: mangenta/verde, vermelho/verde e outras variedades de cores mais raras.
2.4.3. Óculos 3D polarizados
Figura 18. Óculos 3D de visualização 3D polarizados (3D Glasses: How Many Kinds are There?, 2012)
Esta subsecção foi baseada no trabalho (3D Glasses: How Many Kinds are There?, 2012).
Outros óculos igualmente comuns são os óculos 3D polarizados, Figura 18, introduzidos por Edwin Land nos filmes, em 1936. Este tipo de óculos apresenta a mesma funcionalidade das imagens anaglifas, enganando os olhos ao ver apenas uma Figura 3D, limitando a quantidade de luz que entra nos olhos. Contrariamente às lentes vermelha e ciano dos óculos anaglifos, os óculos polarizados possuem uma coloração castanha amarelada.
Figura 19. Filtração da luz de diferentes maneiras (3D Glasses: How Many Kinds are There?, 2012)
Estes óculos caracterizam-se ainda por serem bastante volumosos e pelo facto de não poderem ser utilizados como óculos de sol. No entanto, apesar das desvantagens referidas anteriormente, acabam por compensar nas imagens que concebem.
2.4.4. Óculos com obturador
Figura 20. Óculos de visualização 3D com obturador (3D Glasses: How Many Kinds are There?, 2012)
Esta subsecção foi baseada no trabalho (3D Glasses: How Many Kinds are There?, 2012).
Mais recentemente, começaram a surgir os óculos 3D com obturador, Figura 20. Ao contrário do que se sucede com os óculos anaglifos e os óculos polarizados, que utilizam o 3D passivo, os óculos com obturador recorrem ao 3D ativo, onde não existem imagens nem cores filtradas. Além disso, utilizam a tecnologia de ecrã LCD, escurecendo cada lente de modo intercalado de forma a que as imagens mais brilhantes e mais escuras possam ser vistas através da alternação dos olhos. Os óculos com obturador são, na maioria das vezes, alimentados por bateria ou até mesmo sustentados por USB, podendo tornar-se mais dispendiosos do que os óculos 3D comuns. São inúmeras as empresas que oferecem as suas próprias versões deste tipo de óculos: óculos 3D Samsung, óculos 3D Panasonic, Figura 21a) e b), entre outros.
Figura 21. a) Óculos de visualização 3D Panasonic; b) Óculos de visualização 3D Samsung (How Do 3D Glasses Work?, 2010)
2.5. O efeito stereo
A fotografia stereo concebe uma única Figura tridimensional recorrendo a duas imagens 2D comuns (Cambridgeincolour, 2010). Embora existam diversas maneiras de se alcançar este efeito, grande parte deles implica a utilização de óculos 3D ou de um
dispositivo. A técnica que se segue requer uma câmara e um software de edição de fotos digitais, funcionando através da combinação de duas fotos separadas numa única Figura animada, usando na maioria das vezes o formato GIF (Figura 22 - funciona através de hiperligação).
Figura 22. Gif animado 3D com hiperligação (Animated 3D Stereo Photography, 2007)
2.5.1. Visão 3D
Esta subsecção foi baseada no trabalho (Animated 3D Stereo Photography, 2007).
Os olhos são capazes de se aperceber da profundidade, uma vez que apresentam a capacidade de visualizar objetos de diferentes perspetivas. Quando visualizados através de qualquer um dos olhos, os objetos que se encontram em primeiro plano alteram a sua posição, mais do que os objetos que estão no background. Uma fotografia padrão stereo simplesmente imita os olhos, ou seja, é constituída por duas fotografias capturadas em diferentes posições (Animated 3D Stereo Photography, 2007). Quanto maior a separação, maior será o efeito 3D e os objetos de fundo maiores parecem deslocar-se em relação ao background. Contudo, o ângulo de uma lente da câmara, é muitas vezes diferente dos próprios olhos, de forma a que a distância de separação sofra uma alteração a fim de mudar conforme a posição dos olhos. Na maioria das técnicas 3D, a verdadeira diferença encontra-se na forma como as imagens são combinadas.
2.5.2. Conceção e visualização de fotografias 3D
Esta subsecção foi baseada no trabalho (Animated 3D Stereo Photography, 2007).
Existem formas mais complexas para juntar e visualizar fotos em 3D, contudo estas não apresentam as capacidades universais de visualização da Figura em oscilação nos exemplos acima. Os métodos mais comuns abrangem:
Tabela 1. Métodos de visualização (Animated 3D Stereo Photography, 2007)
Figura 24. a) Par de imagens stereo; b) Estereograma; c) Figura composta; d) Figura composta polarizada (Animated 3D
Stereo Photography, 2007)
A Figura 24a) refere-se a uma Figura stereo com visualização “cross focus” que implica apenas dispor a Figura lado a lado e ver as mesmas exteriormente ao ponto de focagem. Quando este processo é realizado corretamente, cada Figura aparece junta, mas uma Figura dupla de cada foto original sobrepõe-se de forma a constituir uma Figura 3D central. Contudo, esta é a técnica de visualização mais difícil e não natural para se aplicar e dominar. Já a Figura 24b) representa os estereogramas que são
Mostrar como: Par de imagens
stereo (Figura 15-a) Estereograma (Figura 15-b) Red/blue Figura composta (Figura 15-c) Figura polarizada composta (Figura 15-d)
Visível usando: “Cross focus” “Cross focus” Óculos 3D
red/blue
Óculos 3D polarizados
ligeiramente mais simples de ver do que uma Figura cross focus, embora não se reproduzam todas as cores da Figura 3D. Por sua vez, a Figura 24c) é referente a uma Figura Red/blue visível com óculos 3D, denominados “anaglifos”, fácil de ver e que apresenta a forma como os filmes mais antigos em 3D foram expostos, embora as cores não surjam tão naturais como nos filmes mais recentes em 3D polarizados. Por fim, a Figura 24d) refere-se a imagens polarizadas sobrepostas, visualizadas com óculos 3D polarizados, que é o padrão dos filmes em 3D e que, decididamente, origina os melhores resultados, embora implique óculos especiais e ainda um dispositivo sofisticado de exibição. A diferença essencial das técnicas acima mencionadas reside na forma como estas são expostas, e não necessariamente na forma como elas são capturadas.
2.6. Do 3D para o 4D?
Esta subsecção foi baseada no trabalho (History of Anaglyphs, 1998).
Tem sido recorrentemente abordada a possibilidade de serem produzidas imagens anaglifas em 4D ou, até mesmo, se será possível a sua visualização. É possível tentar viabilizar uma versão tridimensional de duas imagens anaglifas bidimensionais. Por exemplo, pode ser feita uma construção de dois cubos de cor vermelha e azul transparente e posicioná-los próximos uns dos outros. No entanto, devido ao facto de ser abordada uma quarta dimensão, pode ser preciso ter três ou quatro estruturas diferentes, em vez de apenas duas. Ao serem observado os mesmos, com os óculos vermelho/verde, o resultado seria interessante, mas o que se iria ser visto está muito longe de uma quarta dimensão.
O problema reside no facto de se ter qualquer capacidade para se ver a quarta dimensão. O ser humano é um ser em 3D, na medida em que os olhos são projetados para ver o mundo em 3D, logo, mesmo que um objeto 4D aparecesse à frente dos mesmos, não se conseguiria percecionar. Para perceber verdadeiramente os objetos, não só é preciso receber a informação correta, como também é necessário ser capaz de processar corretamente essa informação. Uma vez que não é possível ser feito nenhum destes métodos em 4D, a ideia de imagens anaglifas em 4D pode não funcionar.
As imagens anaglifas, como se esperava, não vão ser uma porta de entrada para a quarta dimensão (History of Anaglyphs, 1998). No entanto, o uso das mesmas pode ser útil para se ver representações 4D como objetos 3D. Um exemplo perfeito disso é a versão anaglifa da animação do hipercubo.
