Imagem estereoscópica, você acabou de colocar suas 2 mãos em um artigo definitivo sobre o tema. Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que é uma imagem estereoscópica;
- O que é a estereoscopia;
- Como conseguimos ter noção de profundidade;
- Qual a diferença entre visão estereoscópica direta e indireta;
- O que é a hiperestereoscopia;
- Quais os princípios físicos da estereoscopia e;
- Quais os requisitos para visão estereoscópica.
O que é uma imagem estereoscópica
Uma imagem estereoscópica é o resultado da superposição longitudinal entre duas aerofotos consecutivas. A superposição conhecida como recobrimento longitudinal é o percentual que uma determinada fotografia superpõe em relação a uma fotografia consecutiva em uma faixa de vôo.
Para que você entenda melhor como é gerada uma imagem estereoscópica, precisamos entender o funcionamento da estereoscopia e como funciona a visão estereoscópica.
Imagem estereoscópica – O que é a estereoscopia
Para entendermos o que é a estereoscopia, precisamos primeiramente entender o que é visão estereoscópica.
Visão estereoscópica significa visão tridimensional. A mesma é um fenômeno natural, onde que uma pessoa ao enxergar um mesmo objeto com ambos os olhos, consegue ter a noção de profundidade.
Isso acontece porque cada olho enxerga o objeto de um ângulo ligeiramente diferente. Com isso, o cérebro ao processar as informações recebidas, consegue fazer com que tenhamos a noção de profundidade.
Já a estereoscopia é um dos processos de obtenção de visão tridimensional.
O que a fotogrametria fez foi utilizar este conceito, onde que durante o processo de mapeamento, um mesmo objeto é fotografado de 2 ângulos ligeiramente diferentes.
Com isso, é possível a partir de 2 fotos bidimensionais, enxergar-se em 3 dimensões.
Para que isto seja possível, os seguintes requisitos devem ser cumpridos:
- No instante da observação os eixos óticos devem estar aproximadamente no mesmo plano.
- A razão B/H deve ser tal que 0,02 < B/H’ < 2, onde B é a aerobase (distância entre os pontos de vista) e, H’, a altura da aeronave (distância do objeto em relação ao observador), que obteve as fotos.
Estereoscopia e o olho humano
O olho humano é a principal a ferramenta para a estereoscopia. Isso porque para a obtenção da visão estereoscópica, através da utilização de fotos é necessário que tenhamos dois olhos e com a mesma capacidade de visão.
A visão monocular permite analisar o ambiente em um único plano, possibilitando que o ser humano examine a posição e direção dos objetos. Com isso, o ser humano consegue reconhecer formas, as cores e tamanhos.
Imagem estereoscópica – Como conseguimos ter noção de profundidade
A sensação de profundidade baseia-se em dois fenômenos:
- Experiência e;
- Estereoscopia.
A experiência é formada pelos conhecimentos de desenho perspectivo que acumulamos ao longo do tempo. Como exemplos temos:
- Uma fila de postes. Notamos que a sua altura diminui com o afastamento dos postes.
- Olhando uma estrada, as suas margens parecem convergir para um ponto.
- As montanhas distantes apresentam uma cor azulada, enquanto que as próximas apresentam cor verde.
Visão estereoscópica direta e indireta
A visão estereoscópica direta é algo que acontece naturalmente ao enxergarmos objetos com ambos os olhos. Com isso, o cérebro processará as informações, formando a visão estereoscópica.
A estereoscopia, por outro lado, depende muito da acomodação do olho, que nada mais é do que adaptar a distância focal do olho à distância em que está o objeto que estamos observando.
Assim, podemos ver a diferença do olho com a câmara fotográfica, pois tirando pequenos ajustes de calibração, esta tem distância focal fixa.
Hoje esta técnica é bastante utilizada no mapeamento aéreo, de modo que o avião ou drone vá fazendo as tomadas verticais, com o mesmo viajando em linha reta em uma altitude constante.
Como os pontos de vista são geralmente muito distantes, o exagero do relevo é muito grande, o que possibilitará que você veja na imagem estereoscópica muitas coisas que sem o estereoscópio não seria possível.
Imagem estereoscópica – O que é a hiperestereoscopia
Na verdade, quando os pontos de vista entre as fotos são muito distantes, existe a Hiperestereoscopia.
Este fenômeno acontece, pois a distância interocular média dos olhos humanos é de cerca de 65 mm, sendo esta a distância que normalmente é tomado para fotografias estereoscópicas.
Na Hiperestereoscopia, esta distância é aumentada significativamente, o que aumentará a sensação do relevo.
Princípios físicos da estereoscopia
Uma das características dos seres humanos e de outros seres vivos é que os mesmos possuem a capacidade de ver aquilo que os rodeia em três dimensões.
A terceira dimensão ou percepção de profundidade, resulta do fato de se captarem imagens do mesmo objeto simultaneamente de dois ângulos diferentes.
De fato, através dos nossos olhos, captamos duas imagens ligeiramente diferentes de cada objeto, sendo que estas imagens fundem-se no cérebro, formando uma imagem estereoscópica (imagem tridimensional).
Tendo como base este conhecimento, é fácil de compreender que também se podem obter imagens com três dimensões a partir de duas imagens sucessivas, desde que as mesmas sejam obtidas a partir de pontos diferentes, tendo cerca de 60% de sobreposição longitudinal entre si.
Quando observadas simultaneamente, cada uma sendo observada por um dos olhos do observador, as imagens geram paralaxe estereoscópica, que possibilita a obtenção da noção de profundidade entre pontos de observação.
Com isso, o fotointérprete terá percepção das três dimensões do terreno (relevo), conseguindo fazer medições rigorosas.
Estas duas imagens constituem o que se chama um “estereopar”, sendo que através da utilização de equipamento especial (estereoscópio), que leva cada um dos nossos olhos a observar uma imagem em separado é possível reconstruir a terceira dimensão no nosso cérebro.
Requisitos para visão estereoscópica
A fim de se conseguir tirar partido da visão estereoscópica é necessário cumprir certas condições nas imagens observadas. Assim, consideram-se como requisitos para a visão estereoscópica:
- A relação B/Z de ser próxima de 0,25;
- O estereopar tem de ter a mesma escala;
- O eixo óptico da câmara, no decorrer dos disparos sucessivos, tem de estar no mesmo plano vertical e ser perpendicular ao plano horizontal de referência do terreno.
Como visualizar uma imagem estereoscópica
Para visualizar uma imagem estereoscópica, aproxime-se do monitor. Faça com que os raios óticos de seus olhos focalizem cada uma das imagens separadamente (Imagem esquerda para o olho esquerdo e Imagem direita para o olho direito).
Afaste-se lentamente sem perder o paralelismo dos eixos óticos e aguarde a acomodação da imagem. Após algumas tentativas, a visão tridimensional é obtida.
Imagem estereoscópica – O que é a visão estereoscópica
A estereoscopia é, de uma maneira simplista, a visualização de uma imagem em 3D.
Há pessoas que conseguem ver uma imagem estereoscópica de maneira direta ou natural. Porém, o mais comum, é através da visão binocular, com a utilização de lentes ou de polarizadores.
Na visão binocular, utiliza-se um par de fotografias aéreas com área de recobrimento. O fato é que um mesmo objeto em fotografias diferentes não possui o mesmo centro de perspectiva.
E quando cada uma destas fotografias é vista por um olho diferente do observador, faz com que o cérebro humano interprete as diferenças de perspectiva das fotos como profundidade do objeto.
Esta diferença de perspectiva do objeto registrado denomina-se paralaxe.
Assim, os objetos situados a uma mesma distância do observador possuem a mesma paralaxe, porém, para objetos com distâncias diferentes do observador a paralaxe, possivelmente será diferente.
Ou seja, a paralaxe é maior para objetos mais próximos do observador.
Imagem estereoscópica – Como medir a paralaxe
A inclinação, ou paralaxe, pode ser medida por um instrumento chamado barra de paralaxe, contida em alguns estereoscópios.
Um exercício para a observação deste deslocamento pode ser realizado da seguinte forma:
- Estica-se um braço à frente, com o polegar levantado;
- Observa-se o dedo primeiramente com um dos olhos;
- Feche este olho e abra o outro;
- Faça isso alternadamente;
- Seu dedo parece deslocar-se da direita para a esquerda.
Este é o efeito da paralaxe.
Para reproduzir o efeito da visão estereoscópica, torna-se necessário fazer projetar na retina de cada um dos olhos do observador a imagem que lhe corresponderia se observasse o próprio objeto.
Ou seja, o objeto papeado a partir de pontos diferentes, utilizando um estereoscópio binocular.
A visão estereoscópica possibilita a determinação de altitudes com elevado grau de exatidão para fins de mapeamento.
Métodos utilizados para visualizar uma imagem estereoscópica
Os 2 principais métodos utilizados para ver uma imagem estereoscópica São:
- Método do estereoscópio de lentes e;
- Método do estereoscópio de espelho.
Também temos métodos que possibilitam a visão estereoscópica indireta. São eles:
- Anaglifo;
- Cintilamento;
- Polarização e;
- Método do estereoscópio.
Referência bibliográfica
Este artigo é uma adaptação do texto original existente na apostila de Fotogrametria da Professora Deise Regina Lazzarotto.
A mesma pode ser acessada neste link.
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