Como funciona o cinema 3D?

     Bom doidos, antes de entrar no tema 3D, quero abordar um assunto chamado Paralaxe Trigonométrica, que vai ajudar a compreender como nós enxergamos em 3D. Entre todos os sentidos, a visão é o veículo mais importante para a percepção. Mas os olhos são apenas dispositivos ópticos, a percepção necessita a participação do cérebro. Nosso ambiente produz muito mais sinais do que podemos analisar, consequentemente a percepção envolve em esquadrinhar a riqueza de dados e selecionar aspectos mais úteis.

Galáxia de Andrômeda

     A astronomia pode ajudar a entender uma parte desse processo de percepção, principalmente, que nos interessa agora, a relação de percepção de distância. Ao olharmos para o céus, enxergamos um amontoado de estrelas e galáxias, como na foto ao lado tirada pelo telescópio Hubble. A galáxia de Andrômeda (na foto) é uma extensão de centenas de bilhões de estrrelas como o Sol. Andrômeda está a uma distância de 2,5 milhões de anos-luz e é uma vizinha mais próxima da nossa Via-Láctea. A foto contém cerca de dez mil estrelas e uma centena de outras galáxias ao fundo. Olhando simplesmente a foto, não há como saber quais estrelas estão nosso quintal (relativamente falando, a 2,5 milhões de anos-luz de distância) e quais são galáxias que estão a mais de dez bilhões de anos-luz de distância. 

     Para resolver esse problema, usamos a primeira técnica direta de medição de distância das estrelas, que foi a Paralaxe Trigonométrica. Este método foi empregado em 1838 por Friedrich Wilhelm Bessel para demonstrar que a Terra girava em torno do Sol. Tendo em vista o movimento de translação que o nosso planeta faz em torno do Sol, um observador sobre a superfície da Terra verá uma mudança contínua e periódica nas posições aparentes das estrelas no céu. Assim, as estrelas mais próximas de nós, que chamamos de estrelas vizinhas, mudarão suas posições aparentes em relação às estrelas mais distantes. A quantidade medida deste deslocamento na posição aparente dessas estrelas é inversamente proporcional à distância à estrela. O mesmo pode ser usado no dia a dia, ao olha um objeto qualquer a uma distância, percebemos que o plano de fundo muda de posição. Ou seja, olhando uma estrela de dois pontos diferentes ao longo da órbita da Terra ao redor do sol, durante o curso de 6 meses, a estrela próxima parece desviar  para a frente para trás contra as estrelas fixas ao fundo. Medindo-se o ângulo desse desvio, sabendo-se o diâmetro da órbita terrestre e usando simples trigonometria do colegial, é possível calcular a distância até a estrela. Os seres humanos utilizam dois olhos precisamente da mesma maneira para obter uma percepção espacial. Você pode descobrir esse mecanismo, conhecido como visão estereoscópica, com um experimento simples: estique o dedo na frente dos olhos e olhe alternadamente com cada olho.

Paralaxe Trigonométrica

     Umas das primeiras técnicas 3D utilizadas no cinema foi o uso de anáglifos. Um anáglifo, também conhecida como  imagem estereoscópica, é composta pela sobreposição de duas imagens, capturadas de pontos ligeiramente diferentes (paralaxe). A imagem é formada por duas camadas de cor sobrepostas (geralmente vermelho e ciano), mas com uma pequena distância entre as duas para produzir um efeito de profundidade. Assim cada imagem será filtrada por meio de óculos especiais criando a impressão de ser 3D. O principal objetivo da estereoscopia é simular o que cada olho vê, de acordo com sua posição.

Perpesctiva

Olho Direito

Olho Esquerdo

Anáglifo

     Tradicionalmente, o óculos 3D era montado com lentes de cores diferentes e dessas mesmas cores criava a mágica: a profundidade é simulada pela distância entre os traços de cores diferentes. Cada lente filtra a imagem para o olho correspondente. Essa técnica tem sido rejeitada nos cinemas atualmente por diminuir a qualidade das cores e causar dor de cabeça, náusea, tontura e vômito a quem assiste. 

     No cinema Digital 3D, o truque é exatamente o mesmo: separar o que cada um dos olhos vê. Como o cinema Digital 3D precisa de todas as cores e alta resolução, o truque antigo não pode ser usado. Então, alguém teve a brilhante idéia de utilizar a polarização da luz para essa separação.

Onda Eletro-magnética

     Um feixe de luz pode ser compreendido como uma onda eletro-magnética propagante no espaço. Por "onda" entenda como a oscilação dos campos elétrico E e magnético B simultaneamente. Como não há componentes desses campos na direção de propagação (não no ar, ao menos), há dois graus de liberdade para essas oscilações. Cada um desses graus constitui uma componente de polarização da luz. Nos cinemas 3D, no entanto, utilizam a polarização circular.

Polaróide

     Existem materiais (chamados polaróides) que são capazes de cancelar uma dessas componentes, deixando passar apenas a outra. Se você tiver um polarizador em mãos e apontá-lo para um desses reflexos de luz no piso, ele pode desaparecer ou ficar mais fraco. Isso porque grande parte da luz refletida em certos ângulos tem apenas uma componente de polarização linear (relacionado ao ângulo de Brewster). Se você rotacionar o polarizador (ou mudar sua orientação), você notará que o reflexo reaparece ou desaparece mais ainda. Este é um truque conhecido dos pescadores: existe um óculos próprio para pesca que é formado por polarizadores. Ao cortar parte da reflexão da luz na água, o pescador consegue enxergar melhor.

Polarizado

      Então o cinema Digital 3D utilizou a idéia básica da visão estereocópica, usando duas imagens (uma para cada olho), mas ao invés de usar cores para filtrar oque cada olho vai enxergar, usa a polarização. Esse sistema é mais caro e complicado, porém é mais fiel e mantém as cores originais. Cada imagem é projetada com uma polaridade diferente e às vezes chega usar dois projetores simultaneamente. Para a visualização também são necessários óculos com lentes especiais. Cada lente dos óculos possui filtro de polarização diferente, uma lente filtra as ondas polarizadas na vertical e a outra na horizontal. Por a lente polarizada escurecer um pouco as imagens, a tela para projeção é prateada para aumentar o brilho da imagem.

     Bom pessoal, espero ter sido compreensível.

     Abraços a todos.