Desvendando Estereogramas
Júlio M. Otuyama
Introdução
Estereogramas e pares estéreo são ilusões de superfícies tridimensionais.
Diferente do holograma, que necessita de laser ou películas fotográficas especiais,
estereogramas pode ser reproduzidos em uma tela de computador ou em uma impressora
convencional. Porém, a visualização nem sempre é
uma tarefa fácil.
Par Estéreo e Estereograma
Par Estéreo e Estereograma e baseiam-se em um mesmo principio: a capacidade
do cérebro de detectar pequenas diferenças entre as imagens
captadas por cada olho, o que gera a sensação de tridimensionalidade.
Pares estéreo já eram estudados desde há muito tempo
- Leonardo da Vinci quase descobriu os conceitos envolvidos na visualização
de pares estereo. Mas somente Wheatstone descreveu corretamente os conceitos
envolvidos na visualizacao estéreo. Desde o século XIX produziam-se
pares estéreo, com equipamentos para auxiliar a visualização,
como o estereoscópio. Estereogramas de pontos aleatórios são
uma criação recente, desenvolvido por Bela
Julezs, na década de 1970. Os Estereogramas causam um forte impacto
devido a visualização de uma superfície oculta.
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Estereograma de pontos aleatórios (random dot stereogram)
Superfície oculta: quadrado
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Visualização
Para que se consiga ver o estereograma (ter a sensação de profundidade da
superfície), é necessário uma boa dose de paciência: cada olho deve mirar
em pontos distintos da imagem. Esta forma de visualizar não é natural
para nosso cérebro. Este é o motivo pelo qual muitas pessoas tem dificuldade
para visualizá-los.
Há duas formas para visualização de estereogramas:
O direcionamento de cada olho (direito e esquerdo) para cada caso é ilustrado
abaixo:
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| visualização normal - sem estereograma |
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| visualização divergente de estereograma |
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| visualização convergente de estereograma |
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Uma vez obtida a visualização divergente ou convergente, há
uma nítida sensação de superfícies com profundidade.
Métodos para facilitar a visualização:
- divergente:
- relaxamento dos olhos (visão distante)
- Estereograma impresso em transparência (acetato)
- convergente:
- ponto de referência entre os olhos e o estereograma
Como Funciona um Estereograma
Nosso cérebro possui a capacidade de perceber de forma intensa a tridimensionalidade
do ambiente onde estamos. Um dos principais motivos disto são pequenas diferenças
entre as imagens captadas por cada olho. As imagens são captadas simultaneamente,
com um pequeno deslocamento entre os pontos de captura (a distância entre
nossos olhos). Isto resulta em minúsculas diferenças nas imagens projetadas
sobre a retina, quase imperceptíveis se analisadas separadamente, mas que
carregam a informação de profundidade.
Gerando um Estereograma
A forma mais simples de compreender o funcionamento de um estereograma é
construir um. A seguir, temos uma receita para gerar um estereograma de pontos
aleatórios (adaptado do artigo de Bella Julesz).
| Passos para constuir um Estereograma: |
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| (a) Criar uma imagem com padrão de pontos aleatórios |
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| (b) Duplicar a imagem e posicioná-las lado a lado |
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| (c) Selecionar uma região de uma das imagens |
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| (d) Deslocar lateralmente a região selecionada |
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| O Estereograma está pronto! |
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| A imagem oculta do estereograma é região deslocada
lateralmente |
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Experimente em seu computador (MS Windows 3.x/95/98/me/NT/2000/XP/2003...)!
O experimento a seguir pode ser feito em seu computador em poucos instantes,
e não necessita que você instale qualquer software adicional em seu
computador.
A descrição é baseada em MS Windows / IE, porém pode ser facilmente adaptada
para Linux, Macintosh, Etc.
| Passos para constuir o seu Estereograma: |
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| Salve a imagem ao abaixo em seu computador: |
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Abra a imagem com um programa de edição de
imagens (Paint, Paintbrush, Photoshop, etc)
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| Selecione uma pequena região em uma das imagens,
utilizando a ferramenta de seleção de regiões
(geralmente o quadrado tracejado) |
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| Desloque lateralmente esta região |
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A imagem resultante é um estereograma de pontos aletórios
feito por você!
Dica: você pode selecionar qualquer tipo de região, inclusive
em formato de letras (sim, o seu nome!). Mas estas regiões
precisam ser largas o suficiente para que nosso cérebro
consiga detectá-las.
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Consequência do Deslocamento Lateral
As regiões deslocadas lateralmente no estereograma resultam em uma sensação
de profundidade relativa mais distante ou mais próxima, dependendo de alguns
fatores. Estes fatores são:
- Forma de visualização (divergente ou convergente);
- Imagem na qual a região foi selecionada (imagem direita ou esquerda);
- Sentido do deslocamento lateral (para direita ou esquerda).
Abaixo é sumarizado os diversos fatores e o efeito obtido:
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Visualização Divergente |
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deslocamento lateral
para direita |
deslocamento lateral
para esquerda |
região selecionada
na imagem direita |
profundidade relativa
mais distante |
profundidade relativa
mais próxima |
região selecionada
na imagem esquerda |
profundidade relativa
mais próxima |
profundidade relativa
mais distante |
Note que na visualizalização convergente, ocorre efeito exatamente oposto
ao da visualização divergente.
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Visualização Convergente |
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deslocamento lateral
para direita |
deslocamento lateral
para esquerda |
região selecionada
na imagem direita |
profundidade relativa
mais próxima |
profundidade relativa
mais distante |
região selecionada
na imagem esquerda |
profundidade relativa
mais distante |
profundidade relativa
mais próxima |
A capacidade de determinar a informação tridimensional a partir das disparidades
é chamada de estereopsis. Uma característica típica de animais com capacidade
de estereopsis é o posicionamento frontal dos olhos. Tal característica é
típica de caçadores, tal como leões, gatos, gaviões, corujas. Isto é importante
para sobrevivência de sua espécie pois tais animais precisam de uma correta
percepção da distância da presa, o que representa o sucesso ou fracasso na
captura da caça. Por outro lado, animais que tipicamente são presas de caçadores,
tais como coelhos, gazelas ou roedores, têm olhos posicionados lateralmente,
o que lhes dá uma fraca (ou nenhuma) percepção de distância, mas lhes permite
observar continuamente praticamente tudo que há em sua volta para, ao menor
sinal de perigo, bater em retirada
Muito Além do Jardim
A construção de estereogramas de pontos aleatórios é descrito no livro "Foundations
of Cyclopean Perception" de Bela Julesz. A essência de seu
trabalho vai muito além de entretenimento. Os resultados de suas pesquisas
auxiliam a compreensão do funcionamento do cérebro. No artigo, Bela Julesz
mostra que em um estereograma de pontos aleatórios:
- O par de imagens carrega informação tridimensional que não existe com
a apresentação isolada de apenas uma das imagens;
- Em cada imagem não existe nenhuma pista de informação tridimensional (tal
como contorno, sobreposição de forma, sombras, etc);
- Nosso cérebro é capaz de extrair informação tridimensional a partir do
estereograma (basta visualizá-lo).
Com isto, mostra-se que:
- Ocorre em nosso cérebro detecção de informação
tridimensional a partir de disparidades (estereopsis);
- A informação tridimensional é extraída em algum estágio além da retina;
- A extração de informação ocorre necessariamente em um estágio que recebe
sinais de ambos os olhos (um estágio binocular).
Bibliografia Recomendada
O Livro Eye, Brain and Vision
de David Hubel é o melhor livro introdutório para quem deseja
conhecer detalhes do funcionamento da visão humana. Apesar de possuir
um conteúdo científico profundo, é escrito de forma leve
e clara, simplesmente um clássico.
