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A ILUSÃO TRIDIMENSIONAL SOBRE A SUPERFÍCIE PLANA: DA
PERSPECTIVA AO HOLOGRAMA
Sergio Honorato, Esp.
SATC, Departamento de Design
[email protected]
Marília Matos Gonçalves, Dra.
UFSC, Departamento de Expressão Gráfica
[email protected]
Gilson Braviano, Dr.
UFSC, Departamento de Expressão Gráfica
[email protected]
Resumo
Este artigo aborda a ilusão tridimensional na superfície plana, executada
com o uso de técnicas como a perspectiva, op-art, estereoscopia,
estereografia, anamorfose e holografia. Objetiva-se destacar pontos
comuns e divergentes entre essas técnicas, bem como apresentar
algumas de suas aplicações.
Palavras Chave: ilusão tridimensional, estereoscopia, estereografia,
anamorfose, holografia.
Abstract
This article discusses the three-dimensional illusion on a flat surface,
performed with the use of techniques such as perspective, op-art,
stereoscopy, stereography, anamorphosis and holography. It aims to
highlight commonalities and divergences among these techniques, as well
as presenting some of its applications.
Keywords: three-dimensional
anamorphosis, holography.
illusion,
stereoscopy,
stereography,
1
Introdução
A necessidade de se comunicar por meio de imagens antecede a escrita e, com o
passar dos séculos, o homem vem tentando representar as cenas de sua existência
utilizando-se de várias técnicas, como o desenho, a pintura, a escultura e a fotografia.
O exercício de observar e entender essas imagens exige capacidade de
raciocínio, memória e um aparelho ótico evoluído para enxergar em três dimensões.
Devido à ligeira diferença de ponto de vista dos olhos humanos, ao fixar um objeto
com mais de um plano ele se projeta em três dimensões. Esse efeito é causado pelo
cálculo e interpretação do cérebro com base nas informações visuais captadas.
Representar essa tridimensionalidade de uma forma cada vez mais convincente em
uma superfície plana tem sido um desafio permanente dos artistas gráficos, designers
e estudiosos da área até os dias de hoje.
Para isso, diversos aspectos em uma imagem entram em cena objetivando a
interpretação do volume dos objetos e sua orientação no espaço, tais como a
sobreposição de objetos, seu nível de esmaecimento, a diferença entre suas
dimensões, a gradação de contrastes e a orientação das sombras. Mas a lista não
para aí.
Este artigo apresenta, em evolução cronológica, algumas técnicas que iludem o
cérebro humano, o qual acaba percebendo a tridimensionalidade onde só existem
imagens planas. Destacam-se pontos comuns e divergentes entre essas técnicas,
bem como apresentam-se algumas de suas aplicações.
2
Percepção da terceira dimensão em imagens bidimensionais
Esta seção se inicia com a apresentação da perspectiva no período Renascentista,
passando pelos efeitos visuais da op-art, fotografia estereoscópica, anamorfose e
holografia. Tais técnicas permitem a estruturação de uma comunicação visual mais
realista, utilizada na mídia gráfica e eletrônica, e contribuem para o desenvolvimento
de ambientes e objetos mais sofisticados e atraentes para o público.
2.1
Perspectiva
No período Renascentista, pelo início do século XVI o avanço da matemática permitiu
uma busca de definições mais precisas na representação da natureza por meio da
pintura. Surgiram então os primeiros conceitos e técnicas da perspectiva cônica, com
pontos de fuga. De acordo com Arnheim (2008), o interesse pelas maravilhas do
mundo sensório gerou no espírito europeu o desejo de encontrar uma base objetiva
para
a
representação dos
objetos
visuais,
idiossincrasias dos olhos e da mão do desenhista.
um
método
independente
das
Houve, nesse período, uma tendência em abandonar aos poucos a representação
de planos. A sensação de profundidade passou a ser então representada por imagens
que convergem para pontos específicos no fundo da tela. Exemplo disso é a obra
apresentada na figura 1a, onde São Lucas pinta a Virgem.
a
b
Figura 1: Maerten Van Heemskerck - São Lucas pintando a Virgem, 1545-1550
1
Nessa obra, as linhas arquitetônicas do teto, vigas, painéis de parede e piso
convergem para um ponto de fuga, que fica logo à frente da testa de São Lucas. A
sensação de profundidade pela primeira vez se faz presente em uma superfície plana.
Pelo fato de haver, na atualidade, muitas técnicas “automáticas” para a
representação de imagens (a fotografia, por exemplo), as pessoas do século XX em
diante podem ter dificuldade em compreender porque para o público da época a
perspectiva causava uma sensação semelhante a das imagens tridimensionais atuais.
No século XX, o espanhol José Maria Yturralde apresenta nas suas pinturas
imagens tridimensionais, como aquela da figura 2a, que não podem ser construídas
com materiais sólidos por serem representações planas onde há a limitação imposta
pela bidimensionalidade. Isso é causado porque as perspectivas, desenhadas com
extremo rigor técnico, apresentam direções opostas e planos impossíveis dependendo
do ponto de vista do observador.
Outro artista que apresenta essa forma de arte é o holandês Mauritus Cornelis
Escher, que vai mais além nas suas obras, não só desenhando objetos sólidos
impossíveis mas também ambientes arquitetônicos completos, (figura 2b), os quais
desafiam as leis da física, da lógica e da gravidade.
1
Fonte: (a) www.lib-art.com/artgallery/12262-st-luke-pain..., acessado em 06/04/2011, às 10:37; (b)
www.lib-art.com/artgallery/12262-st-luke-pain..., acessado em 06/04/2011, às 10:37.
a
b
2
Figura 2: (a) Yturralde – Figura impossible, Acrílico sobre madeira, 165 x 182 cm. 1970 ;
(b) Escher – Relativity, Woodcut, 282×294 mm, July 1953
3
As imagens apresentadas na figura 2 provocam uma sensação de confusão
mental pelo esforço do cérebro em tentar encontrar as três dimensões que dariam
solidez aos objetos. Ao percorrer as linhas, os olhos encontram um novo plano que
parece estar correto, mas ao mesmo tempo é um novo ponto de vista contrário ao
anterior. Costa, Alves & Silva (2007) apresentam um estudo desta técnica, enfatizando
a representação do real e do imaginário através do seu traçado.
2.2
A op-art
A expressão op art vem do inglês optical art e significa arte óptica. O seu precursor é
Victor Vasarely (1908-1997), criador da plástica do movimento.
Além do efeito de movimento, outro efeito ótico causado em algumas dessas
obras é uma ilusão tridimensional, como ilustra a figura 3.
Figura 3: Catarata 3 (1967), emulsão sobre tela de Bridget Riley. British Council, Londres
4
De acordo com Proença (2007, p. 347),
as obras da Op Art apresentam diferentes figuras geométricas em
preto e branco ou coloridas, combinadas de modo a provocar no
espectador sensações de movimento. Além disso, se o observador
mudar de posição terá a impressão de que a obra se modifica: os
traços se alteram e as figuras se movimentam, formando um novo
conjunto pictórico.
2
Fonte:http://www.artnet.com/Artists/LotDetailPage.aspx?lot_id= 7484B2C5CDD88D84EEDB11137FB95BA.
Fonte: http://www.meridian.net.au/Art/Artists/MCEscher/Gallery/, acessado em 06/04/2011, às 10:43.
4
Fonte: http://www.flickr.com/photos/oddsock/100927049/, acessado em 06/04/2011, às 10:47.
3
2.3
Fotografia estereoscópica
Os olhos humanos captam duas imagens bidimensionais, o que acontece de acordo
com os seus pontos de vista (posicionamento dos olhos) e graus de convergência e
divergência. Essas imagens são interpretadas pelo cérebro, formando uma visão
tridimensional.
Devido à ligeira diferença de ponto de vista de nossos olhos, ao
fixarmos um objeto com mais de um plano ele se projeta em três
dimensões. Esse efeito estereoscópico pode ser criado
fotograficamente, tirando duas fotos do mesmo objeto, com a câmara
em pontos de vista distantes 6,5 centímetros um do outro. As
imagens resultantes devem ser preparadas de modo que os olhos
direito e esquerdo vejam apenas as imagens direita e esquerda,
respectivamente. O cérebro “funde” as duas imagens em uma
composição tridimensional. (LONGFORD, 1981, p. 312)
A palavra estereoscopia deriva da junção dos termos gregos stereo, que significa
„a dois‟ (duplo), e scopos, que quer dizer „visão‟ (observador). Daí resulta seu conceito
que “diz respeito à visualização de um mesmo foco por dois mecanismos de captação
de imagens” (MALARD et al, 2008, p. 6).
Partindo dessa teoria, alguns aparelhos foram criados com o intuito de simular
essa representação tridimensional. Na década de 1960, slides fotográficos de imagens
turísticas e objetos históricos eram montados em discos de papelão e inseridos em um
visor com duas lentes oculares, chamado View-Master, (figura 4a). Ao olhar através
das lentes em direção a uma fonte de luz, podiam-se ver imagens tridimensionais.
A sobreposição da imagem esquerda sobre a da direita é interpretada pelo
cérebro como uma imagem tridimensional. As duas imagens possuem um ligeiro
deslocamento, que é conseguido com o auxílio de duas câmeras fotográficas
afastadas uma da outra em 6,5 cm (figura 4b). Em uma técnica semelhante (figura 5),
o reflexo invertido da imagem rebatida da esquerda é posicionado sobre a imagem da
direita na visão do observador. O resultado é a visão de uma imagem com dois pontos
de vista semelhantes ao olhar humano. O cérebro, treinado para ver em três
dimensões, calcula o ligeiro deslocamento entre os objetos e os interpreta como
planos com profundidades diferentes.
De modo simplificado, para se conseguir o efeito tridimensional basta posicionar
um espelho plano junto à borda direita de uma imagem, de forma que ocorra reflexão
no sentido vertical. Para se visualizar a imagem em três dimensões é necessário que o
observador encoste o nariz na quina do espelho e olhe para a imagem da direita.
a
b
5
Figura 4: (a) View Master ; (b) Esquema análogo aos olhos humanos para captação de
6
imagens com focos visuais coincidentes
O resultado oferece uma composição semelhante àquela apresentada na figura 5,
com imagens feitas a partir de um cenário preparado por Sérgio Honorato, em seu
estúdio, onde duas fotografias digitais foram realizadas com a câmera fixada em um
tripé. A distância de 6,5 cm foi utilizada para capturar as duas imagens, sendo uma
delas invertida e posicionada ao lado da outra.
Figura 5: Exemplo de fotografias estereoscópicas
2.4
Estereograma
Ao contrário de algumas técnicas para a visualização de imagens tridimensionais, os
estereogramas podem ser visualizados sem o auxílio de óculos especiais ou outros
aparatos. Imagens compostas por padrões repetidos lateralmente, como na figura 6a,
geram uma cena em terceira dimensão.
A produção de estereogramas exige muitos cálculos de perspectiva, de forma que
os programas de computador, como aquele exemplificado na figura 6b, facilitam o
trabalho.
5
6
Fonte: www.cse.dmu.ac.uk/~mutedusr/background.html, acessado em 06/04/2011, às 10:51.
Fonte: MALARD et al (2008, p. 6).
a
b
7
8
Figura 6: (a) Estereograma ; (b) Software para criação de estereogramas
Este tipo de imagem teve sua grande difusão em 1994, quando a N. E. Thing
Enterprises produziu uma série de imagens, publicadas na coleção Magic Eye (Olho
Mágico), indicando inclusive formas para facilitar sua visualização. Atualmente, tais
imagens são encontradas com facilidade na internet.
2.5
Anamorfose
Anamorfismo, do radical grego ana (para cima) + morphe (forma), é um termo utilizado
comumente em geologia para identificar o processo metamórfico caracterizado pela
formação de rochas de composição complexa, que se realiza em grandes
profundidades. Apesar disso, o consumo deste termo estendeu-se para outras áreas
como as artes planas e reflexões, mensagens ocultas, brincadeiras (ver figuras 7a e
7b), pinturas em capelas, prédios, espaços fechados etc.
Circulam pela internet imagens de calçadas pintadas em giz pastel que
apresentam cenas curiosas com efeitos tridimensionais. Elas são pintadas com
distorção, como se fossem “esticadas”. Assim, ao observá-las a partir de um ponto
determinado, o que se vê são imagens com profundidade realista, claramente em três
dimensões. Esta ilusão de ótica, habilmente calculada pelo artista, é conhecida como
anamorfose. Julian Beever, artista plástico britânico, utiliza esta técnica para criar
desenhos tridimensionais em espaços abertos, como calçadas e ruas (figura 7a).
Um exemplo da aplicação do anamorfismo para a segurança na internet são as
chaves de códigos (usadas para confirmar usuários e barrar softwares de leitura
automática, por exemplo), que são facilmente interpretadas por seres humanos, mas
oferecem dificuldades para que softwares identifiquem as chaves com precisão em
uma malha distorcida anamorficamente e aleatoriamente.
7
8
Fonte: http://estereogramas.rcentro.com/04.html, acessado em 04/04/2011, às 13:15.
Fonte: http://stereogram-explorer.software.informer.com/, acessada em 04/04/2011, às 13:22.
a
b
9
Figura 7: (a) White water rafting, Julian Beever ; (b) Experimento em Escolas de Nível Médio no
Brasil
Essa técnica foi utilizada no passado por artistas plásticos. Um dos casos mais
famosos é a pintura de 1533, intitulada „Os Embaixadores‟ (figura 8a), do alemão Hans
Holbein (1497-1543), pintor católico que retratou Jean de Dinteville e o bispo George
de Selves, ambos protestantes. Nesta obra, próxima ao pé esquerdo de um dos
embaixadores, há uma “mancha”. Quando as pessoas passavam pelo quadro, em
diagonal, podiam subliminarmente percebê-la pela visão periférica. A “mancha”,
apresentada em destaque na figura 8b, é, na verdade, uma caveira distorcida. Usando
um software de tratamento de imagens, pode-se trazê-la para sua forma natural,
conforme ilustra a figura 8c.
a
b
c
10
Figura 8: (a) Os Embaixadores (Hans Holbein) ; (b) Mancha em destaque; (c) Mancha
tratada por software gráfico
Esta técnica é também empregada diariamente pelas empresas de sinalização de
vias nas estradas de todo o mundo, pintando símbolos e palavras para a orientação ao
motorista, como a palavra „PARE‟, ou uma seta de sentido obrigatório e limites de
9
10
Fonte: http://users.skynet.be/J.Beever/rafting.html, acessado em 06/04/2011, às 11:17.
Fonte: http://www.casthalia.com.br/a_mansao/obras/holbein_embaixadores.htm.
velocidade. Estes símbolos pintados nas estradas são estrategicamente alongados
para que o motorista os veja nitidamente, com um mínimo de distorções do ponto de
vista do pára-brisa do automóvel, porém não se percebe efeitos tridimensionais neles.
Em campos de futebol, pode-se observar a presença desta técnica, aplicada no
gramado, fora do campo, dando a impressão, ao telespectador, de estar visualizando
um painel em três dimensões.
Santos, Sotto & Ananias (2009) fizeram experimentos desta técnica em exercício
didático-pedagógico em escolas públicas de nível médio no município de Presidente
Prudente/SP, usando a imagem anamórfica de uma escada de três degraus,
desenhada no piso, ao lado de uma escada real utilizada como referência (figura 7b).
2.6
Holograma
Holografia vem da palavra grega „holos’, que quer dizer „inteiro‟, e „grafia’, „mensagem
escrita‟. Holografia, portanto, significa „a mensagem inteira‟ (SILVA, 2008). De acordo
com Daibert (1998), um holograma é uma imagem gravada a laser com uma infinidade
de pontos de vista, permitindo que nosso cérebro reconstrua o efeito tridimensional
original da mesma. Já em 1947, o físico Denis Gabor desenvolveu uma técnica para
melhorar a resolução das imagens geradas em microscópios eletrônicos, mas na
época, não foi possível por em prática sua idéia, porque não se dispunha de uma fonte
de luz coerente e monocromática. Ele buscava
registrar uma imagem, ainda que imperfeita, contendo toda a
informação luminosa do objeto observado, e reconstruí-la por meios
óticos. Para tanto, era necessário utilizar a fase das ondas luminosas,
que na fotografia tradicional é completamente perdida, pois ela só
grava a amplitude das mesmas. Entretanto, se fosse adicionada uma
referência luminosa padrão à montagem, a coisa mudava
completamente de figura, pois haveria um ponto de comparação para
se reconstruir a frente de ondas original. (Daibert, 1998, s/ p.).
Gabor conseguiu realizar seu primeiro holograma, ainda pouco elaborado e
ineficiente, a partir do uso de uma luz filtrada de uma lâmpada a arco de mercúrio. Isso
lhe rendeu o prêmio Nobel, 23 anos após sua invenção (DAIBERT, 1998).
Existem diversas aplicações desta técnica, tais como redes de difração e filtros
para elementos óticos holográficos, memórias holográficas com altíssima capacidade,
sistemas holográficos de varredura, estudos de fotoelasticidade, processamento ótico
de informação e sistema de segurança contra cópias para cartões de crédito. Cláudio
Silva (2008) aborda em seu livro Produção Gráfica: novas tecnologias o assunto da
segurança em impressos gráficos, os chamados DOVs (Dispositivos Ópticos Variáveis
Holográficos) que demonstram eficácia para inibir e conter a falsificação, cada vez
mais presentes na composição de itens que exigem segurança, como cédulas
monetárias, cartões de créditos e componentes eletrônicos. As figuras 9a e 9b, do
banco de imagens de produtos da empresa Starr holografia, ilustram o uso desta
técnica para proteção de informação.
a
b
11
Figura 9: (a) Holografia usada para proteção de informação ; (b) Holografia representando
12
uma imagem tridimensional
2.7
Olhar panorâmico sobre as técnicas
As técnicas apresentadas se adaptam ora a determinada forma de produção, ora a
outra, podendo ser de cunho manual, mas também através de gravação a laser. Os
campos de aplicação são, da mesma forma, vastos, como artes ou jogos eletrônicos.
Além disso, encontram-se superfícies de aplicação dessas técnicas que podem
partilhadas, dependendo dos objetivos propostos.
Esses fatores, aliados à forma de observação e ao grau de ilusão tridimensional
propiciado, permitem ao profissional explorar cada uma das técnicas em situações
específicas. O quadro 1 apresenta uma síntese dessas características em cinco eixos,
ressaltando determinadas similaridades e dissimilaridades entre os processos
descritos neste artigo.
3
Considerações finais
Os avanços da Ciência e da Tecnologia deram possibilidade para o desenvolvimento
das imagens tridimensionais representadas em superfícies planas. Algumas delas
necessitam de aparatos para serem visualizadas, outras não, porém, em todos os
casos, o efeito acontece porque as técnicas utilizadas enganam o cérebro produzindo
a ilusão tridimensional.
A capacidade humana de enxergar em três dimensões faz com que o cérebro
entenda as cenas como planos tangíveis, espaços que podem ser alcançados com a
mão, mesmo sendo isso o oposto do que acontece em uma imagem impressa em uma
superfície plana.
11
Fonte: lamináveis/películas, disponível em http://www.starr.com.br/starr/default.asp?pag=3, acessada
em 04/06/2011, às 11:45.
12
Fonte: holograma 3D, acessada em 04/06/2011, às 11:40, em
fttp://www.consilium.europa.eu/prado/PT/glossaryPopup.html.
Quadro 1: Similaridades e dissimilaridades entre processos de criação de imagens
tridimensionais
Ilusão
tridimensional
Forma de
observação
Processo de
produção
Grande
3 4 5 6
Média
2
Pequena
1
Olho nu
1 2 4 5 6
Espelho
3
Visor binocular
3
Óculos 3D
3
Manual
1 2 5
Computação
1 2 3 4 5 6
Fotografia
3
Gravação a laser
6
Gráfico
1 2 3 4 5 6
1- Perspectiva
2- Op-Art
3- Estereoscopia
4- Estereograma
5- Anamorfose
6- Holograma
Área de aplicação
Arquitetura
1 2
Desenho Industrial
1
Arte
1 2 3 4 5 6
Teatro/Cinema
1 3 5
Livros e revistas
1 2 3 4 5 6
Sinalização de trânsito
5
Segurança
6
Jogos eletrônicos
1 3
Propaganda
1 2 5 6
Superfície de
aplicação
Papel
1 2 3 4 5
Vinil
1 2 3 4 5
Poliester
6
Alvenaria
1 2 4 5
Algodão
1 2 3 4 5
Monitor
1 2 3 4
Projetores
1 2 3 4
Esta ilusão de ótica pode causar uma reação mista de curiosidade, admiração e
até desconforto. Tais características ampliam o leque de aplicações dessas técnicas e
possibilitam uma comunicação cada vez mais interativa, tanto que, já existem
aparelhos de TV que possibilitam a visualização tridimensional. Para além desta
abordagem, o tema apresentado neste artigo está intimamente ligado aos estudos
avançados em realidade aumentada e em realidade virtual imersiva, onde o
observador se vê interagindo com o ambiente virtual e tem a sensação cada vez mais
real de estar presente em um cenário verdadeiro.
Segundo Braviano e Silva (2010), as relações dinâmicas entre novas tecnologias,
interatividade e os níveis de interação no desenvolvimento de ambientes hipermídia
educativos devem propiciar a exploração dos conhecimentos para que possam ser
reproduzidos e utilizados em situações diversas. Deste modo, conhecimentos,
competências e métodos estarão disponíveis e utilizáveis segundo a necessidade do
aprendiz, que é encorajado a colaborar com diferentes participantes, sempre levando
em conta seu ritmo e estilo de aprendizagem.
Nesta e em outras áreas, o profissional que tem interesse em explorar uma ou
várias das técnicas apresentadas neste trabalho pode levar em conta, na sua escolha,
determinadas variáveis como o grau de ilusão tridimensional desejado, a forma de
observação a ser utilizada pelo usuário, o processo de produção e a superfície de
aplicação. Fatores como custos e tecnologia disponíveis também devem ser
considerados.
Referências
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São Paulo: Cengage Learning Edições Ltda, 2008.
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desenvolvimento de hipermídias para ambientes educativos. In: Alice Theresinha
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conexões, p. 31-54, 1ª ed. Florianópolis, 2010.
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MALARD, Maria Lúcia; SANTOS FILHO, José Cabral dos; BALTAZAR, Ana Paula;
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SANTOS, Claudemilson dos; SOTTO, Priscila Oyan; ANANIAS, Natália Teixeira.
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GRAPHICA 2009: VIII Congresso Internacional de Engenharia Gráfica nas Artes e no
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Anais... Bauru, 2007.
SILVA, Cláudio. Produção Gráfica: Novas Tecnologias. 1ª Ed. São Paulo: Editora
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