A imagem estereoscópica experimentou  dois períodos de grande disseminação: um no final do século XIX e outro entre 1953 e 1954. Os sistemas audiovisuais vem passando por uma grande transformação tecnológica e metodológica com a  utilização dos equipamentos digitais. Atualmente, em função dessa transformação, a  imagem estereoscópica, seja fotográfica, cinematográfica ou videográfica, vem  atingindo  um desenvolvimento considerável permitindo sua aplicação em diferentes atividades, desde projetos de engenharia, estudos anatômicos, até o entretenimento. O que se indaga é, até que ponto essa forma de representação tridimensional do espaço adequa-se às normatizações da linguagem audiovisual; e, como essa nova tecnologia digital estereoscópica poderá responder às necessidades metodológicas da produção audiovisual, particularmente do documentário.

Aspectos Históricos

            Ao final do século XIX, houve uma disseminação das fotografias tridimensionais. Essas fotografias valeram-se da descoberta de Charles Wheatstone, que em 1838, construiu um aparato denominado “estereoscópio” que permitia reproduzir desenhos tridimensionais de figuras geométricas e de objetos. Assim as fotografias eram comercializadas em jogos que incluiam aparelhos para sua visualização. De acordo com Adams (2001), o processo de visualização estereoscópica constituiu-se em verdadeiro hábito das famílias de classe média alta, que se reuniam em torno da visualização de fotografias de lugares exóticos. Boa parte das fotografias conhecidas daquele período são estereoscópicas.

            Essas fotografias estereoscópicas entraram em declínio comercial, mas encontraram aplicações científicas na fotogrametria aérea e fotointerpretação de imagens de satélite. Na década de 50, as produtoras cinematográficas norte-americanas usaram o cinema em terceira dimensão (3D), durante um curto período, na reconquista do público perdido para a TV. Foram produzidos vários filmes tais como “House of Wax” dirigido por Andre de Toth em 1953, “Creature from the Black Lagoon” dirigido por Jack Arnold em 1954 e “Disque M para Matar” dirigido por Alfred Hitchcock em 1954. Outras tentativas surgiram posteriormente, tais como o “Flesh for Frankenstein” (1973) dirigido por Paul Morrissey. Deve ser lembrado que atualmente os cinemas I-Max também tem sua versão 3-D, baseada na tecnologia de óculos obturadores de cristal líquido.

"Disque M para Matar” dirigido por Alfred Hitchcock em 1954

 

            É bom considerar-se que a televisão estereoscópica, nunca se estruturou economicamente, apesar de algumas iniciativas nesse sentido. Motivos de ordem técnica devem ser considerados: a degradação do sinal de vídeo analógico prejudica a qualidade da imagem, essencial para uma boa visualização tridimensional. Havia uma limitação de ordem tecnológica que atualmente pode ser superada.

            Com o desenvolvimento da tecnologia de vídeo digital, as possibilidades de preservação das informações do sinal de vídeo e as facilidades de manipulação das imagens, permitem melhores condições de obtenção da imagem estereoscópica. O desenvolvimento da tecnologia dos óculos e de filtros obturadores de cristal líquido, vem permitir o surgimento de um novo método de visualização estereoscópica. Esses óculos já são itens de consumo entre aficcionados e usuários de computação, envolvidos com desenvolvimento de projetos científicos e tecnológicos que necessitam de visualização 3D, como é o caso da engenharia aeronáutica, automobilística, naval e de extração de petróleo. Mesmo ao se considerar o método mais simplificado de visualização estereoscópica, o anaglífico, é possível afirmar-se que hoje as condições técnicas são muito mais propícias para uma nova disseminação da estereoscopia.

Cinematografia Estereoscópica

             Uma análise das condições da estereoscopia nos dias de hoje deve iniciar-se pelo conhecimento prévio das tecnologias utilizadas para a produção de estereoscopia cinematográfica. Um dos métodos, o mais antigo deles, é o método anaglífico. Esta técnica caracteriza-se por colorizar com uma cor física primária ou complementar, diferente cada uma das imagens foto-cinematográficas referentes a cada olho (azul e vermelho, ou verde e vermelho, ou ainda as complementares tais como vermelho e ciano, ou amarelo e azul). Dependendo do método, o espectador, ao utilizar óculos com as lentes coloridas respectivamente pelas cores usadas no processo, pode separar cada uma das imagens que se encontram misturadas na imagem projetada na tela. O método mais moderno é o da estereoscopia por filtragem de luz polarizada,  também conhecido como método de estereoscopia passiva, que é descrito a seguir: duas câmeras cinematográficas sincronizadas montadas o mais proximamente possível,, produzem dois filmes referentes respectivamente, à visão do olho esquerdo e do olho direito. A proximidade das duas câmeras é fundamental para a obtenção de uma boa imagem estereoscópica, de acordo com Lipton essa distância é denominada distância inter-ocular e mede aproximadamente 6,5cm para homens e 6,3cm para as mulheres (Lipton, 1982, 60) - sistemas com semi-espelhos permitem a montagem de equipamentos grandes em um ângulo de 90 graus, na vertical ou na horizontal. Em uma tela metalizada é feita projeção sincronizada das duas películas, usando-se filtros polarizadores à saída das objetivas dos dois projetores. O espectador assiste ao filme de óculos, com filtros polarizadores iguais aos daqueles instalados nos projetores. Dessa forma as imagens referentes à cada um dos olhos são filtradas de modo que cada olho perceba somente a imagem referente à sua lateralidade específica. Em sistemas mais aprimorados, um único projetor, através de uma objetiva especial anamórfica, projeta uma única película com duas imagens lado-a-lado; gerando duas imagens polarizadas sobre tela metalizada (Lipton, 1982: 47). Da mesma forma, óculos polarizadores são necessários para a separação de cada imagem. A metalização da tela garante a manutenção do padrão de polarização.

Videografia Estereoscópica

            O sistema de imagem eletrônica NTSC (National Television Standard Committee) produz imagens coloridas na freqüência de aproximadamente 30 quadros (frames) por segundo (fps), com uma resolução aproximada de 480 linhas horizontais. Em realidade a frequência é de 29,97 fps e além disso os quadros não são gravados inteiros sobre a fita magnética, todavia para fins didáticos utilizaremos a frequência de 30fps como sendo o parâmetro de uma imagem NTSC (apenas para facilitar a compreensão). Os quadros são divididos em dois campos (fields) de 240 linhas com uma duração de metade da duração do quadro, aproximadamente 1/60s. No processo de exibição da imagem, o monitor de vídeo apresenta inicialmente as 240 linhas ímpares (campo 1) e posteriormente as 240 linhas pares (campo 2). Este processo de formação de imagem videográfica é conhecido como vídeo entrelaçado (interlaced vídeo). É interessante salientar que as novas tecnologias digitais utilizam outros métodos de produção de imagens, baseadas no que se convencionou chamar de vídeo de varredura progressiva (progressive scan video). Neste caso os quadros são apresentados inteiros sem a formação de artefatos de imagem resultantes do entrelaçamento. Esta é a forma como podem ser exibidos filmes na tela do computador, projetores de imagens computacionais, ou ainda, monitores de televisão digital.

No que se refere ao vídeo estereoscópico (Evans, Robinson, Godber & Petty, 1995: 505), um dos métodos é constituido pelo que se segue: as imagens são produzidas por duas câmeras de vídeo, os dois sinais de vídeo são gravados em fitas magnéticas diferentes. Os sinais de vídeo são reproduzidos em gravadores independentes, ou aparelhos de DVD (digital video disk), sincronizados, cujas imagens são exibidas em dois monitores posicionados obedecendo um ângulo de 90^o, equipados com filtros polarizadores. Um espelho especial, localizado no caminho da luz emitida pelos monitores, funde as duas imagens e o espectador assiste ao vídeo com óculos semelhantes aos do cinema estereoscópico. Os monitores podem ser substituídos por dois projetores de vídeo também equipados com filtros polarizadores, e exibidos em uma tela metalizada. Trata-se apenas da aplicação da estereoscopia passiva para o caso do vídeo. É possível ainda encontrar uma outra variação desse sistema à partir de um único projetor ou monitor. Neste caso as duas imagens são colocadas juntas em um mesmo quadro, seja na posição acima-abaixo com achatamento das duas imagens para que possam ocupar a mesma proporção do quadro de vídeo, ou ainda as imagens dão dispostas lado-a-lado rotacionadas em 90 graus para que possam também ocupar a proporção do quadro de vídeo. A projeção é feita através de jogos de espelhos ou semi-espelhos, com filtros polarizadores que redirecionam as imagens sobrepondo-as uma sobre a outra sobre uma tela metalizada ou através de retroprojeção. Nestes casos, projetores DLP (digital lighting processing) ou CRT (cathode ray tube) são preferíveis aos LCD (liquid cristal display) em função da própria construção dos LCDs, que, em si mesmos,  já contém filtros polarizadores.

No método denominado estereoscopia ativa, a imagem é obtida por sequencialização dos campos do sinal de vídeo gerado por duas câmeras, assim, o projetor ou monitor de vídeo mostra um único sinal de vídeo que apresenta, a cada 1/60s (no sistema NTSC), um campo com a imagem referente à visão de cada olho. Como se sabe, o olho humano não tem capacidade de discernir dois eventos luminosos consecutivos, ocorridos a intervalos menores que 1/10 de segundo. É por este motivo, que no cinema, imagens projetadas  com duração de 1/24s (menores que 1/10s), são entendidas como contínuas; ou ainda na televisão, quadros com a duração de aproximadamente 1/30s são interpretadas como contínuos. Todavia cada um desses quadros é composto por dois subquadros denominados campos, com a duração de 1/60s. Desta forma, é possível simular-se a visão estereoscópica através da exibição para cada olho, de subquadros/campos com a duração de 1/60s. Ou seja, a cada 1/30s projetam-se duas imagens com a duração de 1/60s, uma para cada olho, referentes à sua lateralidade específica. Este método de sequencialização produz um tipo de vídeo estereoscópico que é conhecido por Vídeo Estereoscópico do tipo Campo-Sequencial. Para sua visualização é necessária a utilização pelo espectador de óculos obturadores de cristal líquido (LCD shutter glasses) que são capazes de permitir a passagem da luz somente das imagens referentes a cada olho, numa frequência de 60Hz. Desse modo, o sistema eletrônico que comanda a obturação da passagem de luz de cada um dos lados dos óculos abre-se e fecha-se a cada 1/60s, sincronizando-se com o vídeo que está sendo exibido, de tal forma que, à abertura do lado esquerdo dos óculos corresponda a projeção do campo referente ao olho esquerdo, e vice-versa. Este sistema só funciona em monitores e projetores do tipo CRT.

1- Quadro de Vídeo Estereoscópico do tipo Campo-Sequencial

2- Exemplo da vibração que ocorre no Monitor CRT-Vídeo Campo-Sequencial

Abaixo exemplos de um fabricante (o mais barato) de óculos obturadores de

cristal líquido

http://www.i-glassesstore.com/3dvidviewstarter.html">O link para o fabricante	kit com dois óculos e sincronizador
detalhe dos óculos obturadores	exemplo de seu funcionamento

A tecnologia dos óculos obturadores já é utilizada largamente, existindo no mercado audiovisual/computacional inúmeras empresas que os comercializam, tanto conectados através de cabos às placas gráficas de vídeo dos computadores, como avulsos, sincronizados apenas através de pulsos de luz infravermelha, produzida por emissores conectados entre a placa gráfica de vídeo e o monitor de computadores. Também é possível encontrar-se sistemas semelhantes que são conectados a aparelhos de DVD. Além disso, determinadas salas de exibição cinematográfica do formato I-Max, utilizam-se desses tipos de óculos obturadores sincronizados ao projetor cinematográfico.

É possível considerar-se também o método anaglífico como uma possibilidade de produção de imagens videográficas estereoscópicas. Para isso, procede-se da mesma forma descrita acima até a criação de um Video Estereoscópico Campo-Sequencial. A única diferença é que são aplicados filtros digitais de cores para cada lado. Na imagem do lado esquerdo descartam-se os canais Verde e Vermelho da composição do arquivo digital RGB (Vermelho, Azul e Verde), de modo que reste apenas o canal vermelho. Da imagem do lado direito é excluido apenas o canal vermelho de modo que a cor ciano ( verde e azul) permaneça. O monitor exibirá assim um sinal de vídeo campo-sequencial cujo campo referente ao lado esquerdo tenha somente vermelho enquanto que o campo referente ao lado direito tenha somente a cor ciano. A visualização é feita utilizando-se um óculos anaglífico com as respectivas cores em cada olho. Este método pode ser denominado como Vídeo Estereoscópico Anaglífico Campo-Sequencial. É possível ainda a configuração uma imagem videográfica anaglífica sem a intermediação do  processo campo-sequencial. Neste caso é produzida uma imagem na qual são misturados os dois canais de cores: este método é denominado como Vídeo Estereoscópico Anaglífico Progressivo. Este último processo enfrenta problemas de ordem técnica em função dos métodos de compressão de dados utilizados na codificação dos arquivos de vídeo nos sistemas digitais. O problema que se coloca é o fato de que os processos de compressão de dados para as imagens progressivas podem degradar as relações de cores existentes nas imagens anaglíficas o que destrói a estereoscopia dessas imagens, isso ocorre tanto no formato de vídeo “AVI ” (arquivo de vídeo do sistema Microsoft) como no formato “MPEG” (Motion Picture Expert Group), amplamente utilizados nos DVDs. Assim, o método de produção do Vídeo Anaglífico Campo-Sequencial parece ser, até agora, a melhor forma de se tratar o vídeo estereoscópico para exibição em aparelhos de TV do tipo CRT. É importante ressaltar que novos aparelhos de vídeo com imagem progressiva, podem destruir a estereoscopia, inclusive dos vídeos com imagens campo-sequenciais. Percebe-se portanto que o desenvolvimento tecnológico pode não contribuir totalmente para o desenvolvimento de uma TV estereoscópica.

 

3 - Quadro de Vídeo Estereoscópico do tipo Anaglífico Campo-Sequencial

4 - Exemplo da vibração observada na tela do CRT -  Vídeo Anaglífico Campo-Sequencial

5 - Quadro de Vídeo Estereoscópico do tipo Anaglífico Progressivo

Todavia é interessante considerar-se a contemporaneidade do método anaglífico tendo em vista o recente lançamento cinematográfico dos estúdios Disney: “Pequenos Espiões 3D” (“Spy Kids 3D”) lançado inclusive em DVD no Brasil. As informações disponíveis no “Grupo Internacional de Discussões sobre Televisão Estereoscópica” (YahooGroups – 3DTV), dão conta de que o filme foi produzido eletronicamente para depois ser transferido para película utilizando-se o mesmo equipamento desenvolvido para as filmagens de Ghosts of Abyss (3D) de James Cameron . Assim considera-se objetivamente como viável a utilização da tecnologia Vídeo Estereoscópico Anaglífico Campo-Sequencial, sua adaptação, e a criação de um conjunto de normas que possam presidir projetos audiovisuais de baixo custo para a produção de imagens tridimensionais em vídeo digital para a produção documentária. É necessário lembrar que a vibração na tela pode provocar surtos epilépticos em pessoas nas quais a doença já esteja instalada. Portanto há que se ter severas restrições para as pessoas portadoras dessa síndrome no uso da estereoscopia ativa.

James Cameron testando Cameras 3D - HD

Deve ser considerada ainda a possibilidade de utilização de softwares específicos para a exibição de vídeos 3D, tais como o Stereoscopic Player, desenvolvido por Peter Winner, de modo que a escolha do modo de visualização seja feito “on-the-fly”, ou seja, a partir de um formato padronizado, como o lado-a-lado (“side-by-side”), através do próprio programa pode-se escolher qual a melhor forma de exibição do material - as formas de visualização são listadas a seguir: Monoscopic, Dual Screen Output, NVIDIA Stereo Driver, StereoBright™, Quad Buffered OpenGL, Side By Side, Over/Under, Row Interlaced, Column Interlaced, True Anaglyph Red – Blue, True Anaglyph Red – Green, Gray Anaglyph Red – Cyan, Gray Anaglyph Yellow – Blue, Half Color Anaglyph Red – Cyan, Half Color Anaglyph Yellow – Blue, Color Anaglyph Red – Cyan, Color Anaglyph Yellow – Blue. A capacidade do sistema computacional responder positivamente a cada um desses formatos dependerá de sua capacidade de processamento.

Campo-Sequencial	SIS
Anaglífico Campo-Sequencial	Anaglífico Progressivo
Side By Side
Over / Under

                As imagens apresentadas acima foram obtidas em ensaio de vídeo estereoscópico feita com duas câmeras analógicas SVHS Panasonic montadas sobre um suporte de madeira. O processamento do sinal foi feito computacionalmente utilizando-se os programas Virtual Dub e o AviSynth.

Pesquisas Estereoscópicas e o Documentário

                  Naquilo que diz respeito ao documentário, questões de ordem temática colocam-se como prioritárias. Quais as utilizações mais adequadas ao documentário audiovisual que poderiam ser traduzidas à linguagem audiovisual estereoscópica? Isto possibilitaria uma atividade experimental de realização audiovisual que permitiria a investigação a respeito dos condicionantes de linguagem que se manifestariam nestas realizações. São consideradas como campos preferenciais desta produção documentária as áreas de conhecimento nas quais os aspectos físicos espaciais colocam-se como fatores limitantes, tais como: arquitetura, geografia física, meio ambiente, morfologia, anatomia, etc. Ainda no campo do documentário, como muito bem demonstra sua tradição histórica (Winston, 1996:80), este programa poderia fomentar o aprimoramento técnológico na direção da portabilidade tão necessária à atividade documentarista.

            Durante o ano de 2004 foi desenvolvida na cidade de São Carlos um projeto de pesquisa, sob minha orientação, em associação com a Profa. Dra. Anja Pratchke do Depto. de Arquitetura e Urbanismo da EESC-USP, juntamente com a acadêmica do Curso de Imagem e Som da UFSCar, Mariane Goldberg, com o objetivo de documentação da Fazenda Pinhal. Trata-se de uma fazenda centenária que vem sendo considerada modelo na preservação histórica do ciclo do café no interior paulista. Foram produzidas cerca de 300 fotografias que apontaram a possibilidade efetiva de uso desse recurso no processo de preservação de informações tridimensionais, impossíveis de serem observadas em fotografias comuns, A visualização das imagens a seguir podem ser feitas sem aparelhos ou óculos especiais, através de uma técnica conhecida pelo nome de visualização cruzada. Ao olhar para as duas fotografias, “envesga-se” os olhos até que uma terceira imagem se forme entre as duas principais, essa terceira imagem será tridimensional. A técnica não é muito aconselhada por produzir um certo desconforto visual. A comparação entre o formato 2D e o 3D permite concluir que a informação tridimensional é mesmo melhor assimilada na fotografia 3D.

Figura 02 - Par Estéreo - Fazenda Pinhal - Casa - Jardim Francês

Figura 03 - Par Estéreo - Fazenda Pinhal - Casa  - Entrada Principal

            Este artigo, encerra-se portanto, com o sentido claro de  apontar rumos para uma atividade de pesquisa audiovisual que seja ao mesmo tempo Prática e Teórica, e que permita o encontro de novas aplicações para a estereoscopia nas atividades audiovisuais documentárias com aplicações científicas.

Bibliografia

ADAMS, G. O passe de mágica do turismo fantástico: o sistema de viagem estereoscópica de Underwood & Underwood. Em ,http://www.intercom.org.br/papers/xxiv-ci/np07/NP7ADAMS.pdf,">http://www.intercom.org.br/papers/xxiv-ci/np07/NP7ADAMS.pdf">,http://www.intercom.org.br/papers/xxiv-ci/np07/NP7ADAMS.pdf, consultado em 17 de fevereiro de 2004.

DA VINCI, L. Tratado de Pintura. Editor Angel Gonzalez Garcia. Madri, Editora Nacional, 1982.

EVANS, J.P.O.; ROBINSON, M.; GODBER, S.X.; PETTY, R.S. “The Development of 3-D (Stereoscopic) Imaging Systems for Security Applications”, 29th IEEE Intl. Carnahan Conference, pp. 505-511, Sanderstead, Surrey, UK, October, 1995, ISBN 0-7803-2627-X.
LIPTON, Lenny. Foundations of the Stereoscopic Cinema, a study in depth. New York, Van Nostrand Reinhold Co., 1982.

LEAKEY, Richard E. A Evolução da Humanidade. Tradução Norma Telles. 2ª ed. São Paulo, Melhoramentos, 1982.

MATHIAS, Harry & PATTERSON, Richard. Electronic Cinematography, achieving photographic control over the video image. Belmont, Wadsworth, 1985.

MCKAY, Herbert. Three-Dimensional Photography, principles of stereoscopy. New York, American Photographic Publishing Company, 1953.

MENESES, Murilo Sousa de, CRUZ, André Vieira da, CASTRO, Izara de Almeida et al. Stereoscopic neuroanatomy: comparative study between anaglyphic and light polarization techniques. Arq. Neuro-Psiquiatr., Sept. 2002, vol.60, no.3B, p.769-774. ISSN 0004-282X.

METZ, C. A Significação no Cinema. São Paulo, Editora Perspectiva, 1972.

OKOSHI, T. Three-Dimensional Imaging Techniques. Academic Press, 1976.

PARENTE, J.I. A Estereoscopia no Brasil 1850-1930. Rio de janeiro, Sextante, 1999.

UEXKÜLL, Jacob von. A stroll through the worlds of animals and men: A picture book of invisible worlds. Semiotica 89-4 (1992)

WINSTON, Brian. Technologies of Seeing, photography, cinematography and television. Londres, BFI Publishing, 1996.