Sistm Imgs Visualiz Estereos

Sistematização de procedimentos para
visualização, por mais de um usuário,
de imagens estáticas estereoscópicas
utilizando-se tecnologia simplificada
AIVITS – Ambientes de Imersão Virtual de Tecnologia Simplificada
LAGEAR – Laboratório Gráfico para Ensino da Arquitetura
EVA – Estúdio Virtual de Arquitetura
Escola de Arquitetura da UFMG
Agosto de 2008
Coordenadora: Prof. Maria Lúcia Malard
Colaboradores: José Cabral dos Santos Filho, Ana Paula Baltazar,
Rodrigo Peronti
Bolsistas: Lorena Melgaço, Matheus Lage, Marcus Braga Costa,
Vanilson Cosme
O presente trabalho consiste na descrição de procedimentos relativos à
visualização de procedimentos relativos à visualização, por mais de um usuário, de
imagens estáticas estereoscópicas, usando-se recursos de tecnologia simplificada.
Equipamentos e materiais necessários para a produção de imagens estáticas
estereoscópicas:
Os equipamentos e materiais necessários são:
•
Dois projetores do tipo Datashow, a serem manualmente posicionados de
modo que as imagens por eles projetadas estejam aproximadamente
sobrepostas.
o Sugere-se o uso de dois projetores de mesmo modelo, para minimizar
dificuldades quando na sobreposição de imagens. A resolução (e,
conseqüentemente, as dimensões) da tela de projeção e da imagem a
ser projetada em cada projetor deve ser igual. Diferenças pequenas
podem não prejudicar o efeito estereoscópico significativamente.
o A partir de experimentações e observando-se métodos análogos de
produção
de
imagens,
parcialmente
descritos
nos
endereços
http://www.studio3d.com/pages/stereoproj.html (exemplo de suporte
para dois projetores quando na produção de imagens estereoscópicas) e
http://um3d.dc.umich.edu/hardware/GeoWall/index.html (descrição do
sistema de projeção estereoscópica da Universidade de Michigan,
EUA), observou-se que o posicionamento de um projetor sobre o outro
produz efeitos estereoscópicos mais efetivos que o posicionamento de
um projetor ao lado do outro. São recomendados suportes (consoles)
próprios para os projetores, para que estes sejam devidamente
ventilados. O posicionamento manual (empilhamento) de um projetor
sobre o outro pode prejudicar a ventilação do projetor inferiormente
posicionado, além deixar o projetor superiormente posicionado em
relativa instabilidade.
2
Figura 01: Empilhamento de projetores
Figura 02: Empilhamento de projetores
3
o No EVA, são usados dois projetores InFocus, de tecnologia DLP
(Digital Light Projection), modelos X1 e X3, não havendo dificuldades
de sobreposição de imagens decorrentes da diferença de modelos.
•
Um computador com placa gráfica a qual possua duas portas, sendo cada porta
utilizada para a produção de uma imagem; ou dois computadores, os quais
possuam uma ou duas portas, sendo cada um utilizado para a produção de uma
imagem.
o No EVA, são usadas duas plataformas Mac OS X (versão Tiger
10.4.11), em modelos Mac Pro, cada um possuindo placas gráficas
com duas portas. Isto permite que cada imagem seja visualizada no
anteparo de projeção e em um monitor específico, simultaneamente.
o O uso de computadores portáteis (tipo laptop) pode facilitar a
montagem e o deslocamento da infra-estrutura necessária para a
produção de imagens, uma vez que projetores do tipo datashow
também são portáteis.
•
Óculos polarizantes, sendo um para cada usuário.
o As lentes dos óculos apresentam sentidos de polarização diferentes, de
modo que, quando em visualizações de imagens estereoscópicas, uma
lente não visualize imagens visualizadas pela outra.
o No EVA, são usados óculos de polarização linear e com armação de
papel (tipo cardboard) disponíveis em lojas especializadas na venda de
equipamentos para produção de imagens estereoscópicas.
4
Figura 03: Óculos polarizantes com armação de papel (tipo cardboard)
•
Dois filtros fotográficos polarizadores, a serem manualmente colocados nas
lentes dos projetores.
o Por terem formato circular e permitirem regulagens no sentido de
orientação da polarização das imagens projetadas, pode-se adaptar a
polarização dos filtros à polarização das lentes dos óculos.
o No EVA, são utilizados dois filtros (de polarização linear) circulares
com 62mm de diâmetro, sendo um da marca Hoya Corporation e o
outro da marca S&K, ambas do Japão.
Figura 04: Filtros polarizadores de formato circular em seus respectivos
estojos
5
•
Anteparo para projeção de imagens.
o Para uma visualização estereoscópica efetiva, a superfície do anteparo
não deve despolarizar imagens sobre ele projetadas. A partir de
experimentações e consulta a websites especializados na venda de
produtos para visualização estereoscópica, observou-se que tintas
cinza-brilhantes (ou prateadas), a base de alumínio e homogeneamente
aplicadas, têm efeito pouco despolarizante.
o No EVA, o anteparo consiste em um retângulo com dimensões 230cm
x 300cm (altura x largura), a 90cm do piso, pintado com tinta cinzabrilhante a base de alumínio e aplicada com spray. A aplicação por
spray decorreu da dificuldade de obtenção no mercado, no ano de
2006, de tintas análogas aplicáveis por rolo, o qual permite maior
homogeneidade na distribuição da tinta sobre a superfície. A aplicação
por spray, embora não possibilitando aplicações inteiramente
homogêneas, não implicou em perdas perceptíveis da estereoscopia.
Figura 05: Anteparo para projeção
•
Duas imagens de um mesmo alvo (seja este um objeto, um pessoa, ou um
conjunto de pessoas), uma correspondendo ao ponto-de-vista do olho direito e
uma correspondendo ao ponto-de-vista do olho esquerdo, também chamadas
pares estereoscópicos.
o Estas imagens, tidas como subimagens componentes de uma imagem
estereoscópica, podem ser produzidas usando-se softwares para
6
modelagem virtual (como SketchUp ou 3Dstudio Max) ou máquinas
fotográficas.
o Devido a ausência de disparidade, a sobreposição de uma mesma
imagem exibida pelos dois projetores não gera estereosocpia tão
efetiva quanto a sobreposição de pares estereoscópicos.
Condições de iluminação para visualização de imagens estereocópicas projetadas
A visualização adequada de imagens estereoscópicas demanda ambientes com
pouca luminosidade. O anteparo, com as imagens projetadas, deve ser a superfície
mais iluminada do ambiente, caracterizando-se como fonte de luz secundária e sendo
os projetores as fontes de luz primárias.
A luz proveniente de lâmpadas incandescentes ou fluorescentes (fontes de luz
primárias) dificulta a visualização das imagens projetadas, diminuindo o contraste
entre estas e o anteparo.
No EVA, usa-se uma cortina plástica inteiramente opaca (tipo black-out)
sustendada por trilhos, o que facilita o controle das condições de iluminação no
ambiente de projeção.
Figura 06: Planta do laboratório EVA
7
Procedimento para a produção de imagens estereoscópicas visualizáveis por mais
de um usuário usando-se dois projetores.
Passo 1: Conexão entre os projetores e as portas de vídeos.
Os projetores do tipo Datashow apresentam, por padronização, conectores
VGA (Vídeo Graphics Array). Os modelos Mac Pro apresentam conectores, também
por padronização, DVI (Digital Visual Interface). Para que haja compatibilização
entre ambos, é necessário usar adaptadores DVI-VGA, disponibilizados pela Apple
Computer, Inc. Conforme o Guia do Usuário para modelos Mac Pro (manual de
instruções disponibilizado pela Apple Computer, Inc), a porta DVI 1 é mais indicada
para visualizações em altas resoluções (e com grandes dimensões de imagens
projetadas).
Sugere-se que os conectores sejam instalados estando os computadores e
projetores desligados.
Figura 07: Conector DVI-VGA
8
Figura 08: Extremidade VGA
Figura 09: Extremidade DVI
9
Passo 2: Instalação dos filtros fotográficos polarizadores nas lentes dos projetores.
Manualmente rosqueáveis quando instalados em lentes de câmeras, o
posicionamento dos filtros a frente das lentes se dá por encaixe, levemente
pressionados. Os modelos de projetores InFocus X1 e X3 não foram, aparentemente,
pensados para o uso de filtros fotográficos polarizadores acoplados às lentes de
projeção. Mesmo possuindo dimensões semelhantes, o encaixe entre os filtros e as
lentes não é perfeito.
Figura 10: Filtro acoplado à lente do projetor
Passo 3: Calibragem das polarizações dos filtros em relação às lentes dos óculos.
Uma vez que cada lente dos óculos possui polarização fixa em um sentido, de
modo que, em visualizações estereoscópicas, um olho não visualize o que o outro
visualiza, regula-se a polarização dos filtros girando-se o anel externo destes.
Tendo-se dois conjuntos filtro-projetor, o superior e o inferior, e duas lentes de
óculos, a esquerda e a direita, cada conjunto deve ter polarização alinhada a,
10
especificamente, uma das lentes. O conjunto superior deve ter polarização alinhada à
lente esquerda enquanto o conjunto inferior deve ter polarização alinhada à lente
direita, sendo a recíproca (conjunto superior – lente direita; conjunto inferior – lente
esquerda) válida.
Usando-se os óculos e sugerindo-se que somente um projetor esteja ligado (a
exemplo, o projetor superior), gira-se o anel externo do filtro a ele acoplado, de modo
que as imagens então projetadas não sejam visualizadas por uma das lentes dos óculos
(a ex., a direita). O mesmo procedimento deve ser feito com o outro conjunto filtroprojetor (o inferior, a ex.) em relação à outra lente dos óculos (a esquerda, a ex.).
Figura 08: Série mostrando dois filtros polarizadores sobrepostos. A regulagem do
sentido de polarização em um deles tem como resultado a diminuição da
transparência do conjunto
11
Figura 11: Filtro com polarização orientada de modo a não haver visualização pela
lente direita dos óculos
Figura 12: Filtro com polarização orientada de modo a não haver visualização pela
lente esquerda dos óculos
12
Passo 4: Posicionamento e orientação adequados dos projetores, em relação a
sobreposição das imagens projetadas (pares estereoscópicos).
Considerando-se que o posicionamento se refere a localização dos projetores
no espaço (um ponto no espaço pode ser representado por três coordenadas (x,y,z)) e
que orientação se refere a angulação entre duas retas definidas por três pontos, sendo
um ponto comum às duas retas (focos coincidentes dos projetores) e os outros dois
pontos os projetores, o posicionamento destes deve ser feito manualmente, de modo
que os pares estereoscópicos então projetados estejam sobrepostos e apresentem
coincidência, ao menos aproximada, de focos.
A sobreposição de imagens pode ser, ainda, auxiliada por ajustes relativos à
movimentação e redimensionamento das imagens nos desktops projetados,
independente destes serem réplica ou extensão dos desktops dos monitores de vídeo.
13
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
http://www.studio3d.com/pages/stereoproj.html : link com informações sobre
equipamentos e procedimentos necessários para a produção e visualização de imagens
estáticas estereoscópicas; acessado em julho de 2008.
http://um3d.dc.umich.edu/hardware/GeoWall/index.html : link com informações
sobre o sistema GeoWall, sistema de projeção estereoscópica desenvolvido na
Universidade de Michigan, EUA; acessado em julho de 2008.
http://viz.aset.psu.edu/ga5in/ImmersiveEnvironmentsLab.html : link com informações
sobre o ambiente imersivo estereoscópico desenvolvido na Universidade do Estado da
Pensilvânia, EUA; acessado em junho de 2008.
Mac Pro User’s Guide (Guia do Usuário para modelos Mac Pro) : manual de
instruções disponibilizado pela Apple Computer, Inc.
14