A ILUSÃO TRIDIMENSIONAL SOBRE A SUPERFÍCIE PLANA: DA

PERSPECTIVA AO HOLOGRAMA

Sergio Honorato, Esp. SATC, Departamento de Design novohonorato@yahoo.com.br

Marília Matos Gonçalves, Dra. UFSC, Departamento de Expressão Gráfica

marilinhamt@gmail.com

Gilson Braviano, Dr. UFSC, Departamento de Expressão Gráfica

gilson@cce.ufsc.br

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 illusion, stereoscopy, stereography, anamorphosis, holography.

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, um método independente das

idiossincrasias dos olhos e da mão do desenhista.

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, 1545-15501

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

Figura 2: (a) Yturralde – Figura impossible, Acrílico sobre madeira, 165 x 182 cm. 19702;

(b) Escher – Relativity, Woodcut, 282×294 mm, July 19533

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, Londres4

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.

3 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.

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

Figura 4: (a) View Master5; (b) Esquema análogo aos olhos humanos para captação de

imagens com focos visuais coincidentes6

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 Fonte: www.cse.dmu.ac.uk/~mutedusr/background.html, acessado em 06/04/2011, às 10:51.

6 Fonte: MALARD et al (2008, p. 6).

a b Figura 6: (a) Estereograma

7; (b) Software para criação de estereogramas

8

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 Fonte: http://estereogramas.rcentro.com/04.html, acessado em 04/04/2011, às 13:15.

8 Fonte: http://stereogram-explorer.software.informer.com/, acessada em 04/04/2011, às 13:22.

a b

Figura 7: (a) White water rafting, Julian Beever9; (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

Figura 8: (a) Os Embaixadores (Hans Holbein)10

; (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 Fonte: http://users.skynet.be/J.Beever/rafting.html, acessado em 06/04/2011, às 11:17.

10 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.

Figura 9: (a) Holografia usada para proteção de informação11

; (b) Holografia representando uma imagem tridimensional

12

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.

a b

Quadro 1: Similaridades e dissimilaridades entre processos de criação de imagens tridimensionais

Ilusão tridimensional

Forma de observação

Processo de produção

Área de aplicação Superfície de

aplicação

Grande 3 4 5 6

Olho nu 1 2 4 5 6

Manual 1 2 5

Arquitetura 1 2

Papel 1 2 3 4 5

Média 2

Espelho 3

Computação 1 2 3 4 5 6

Desenho Industrial 1

Vinil 1 2 3 4 5

Pequena 1

Visor binocular 3

Fotografia 3

Arte 1 2 3 4 5 6

Poliester 6

Óculos 3D 3

Gravação a laser 6

Teatro/Cinema 1 3 5

Alvenaria 1 2 4 5

Gráfico 1 2 3 4 5 6

Livros e revistas 1 2 3 4 5 6

Algodão 1 2 3 4 5

Sinalização de trânsito 5

Monitor 1 2 3 4

Segurança 6

Projetores 1 2 3 4

Jogos eletrônicos 1 3

Propaganda 1 2 5 6

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.

1- Perspectiva 2- Op-Art 3- Estereoscopia 4- Estereograma 5- Anamorfose 6- Holograma

Referências

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