As diversas tecnologias 3D [+update]

O final do ano vem chegando, e tão certo quanto a decoração verde e vermelho e os jingles, teremos também tecnologias sonhando em ficar com uma parcela de nosso dinheiro para compra de presentes. Para este final de ano, temos na disputa gadgets como tablets, smartphones, sensores de movimento como o Move e o Kinect e, sobre o que iremos falar, os televisores e demais tecnologias 3D.

A tecnologias que trazem o efeito 3D já estão presentes em diversos locais, como cinemas e nas placas de vídeo dos computadores, porém não existe ainda um padrão universal para a forma como cada uma opera. O que existem são diversas técnicas, cada uma com seus benefícios e suas limitações.

Este artigo tem um "ar" enciclopédico. Vamos dar uma volta pelas tecnologias disponíveis no mercado e, se vocês tiverem coragem, pelos conceitos físicos por trás do funcionamento delas. Tudo para entender como é feito o truque de ver em três dimensões. E para decidir para qual das tecnologias existentes seu "suado dinheirinho" vai. 

{break::Você está sendo enganado}O que é chamado de 3D nada mais é que o conjunto de três dimensões: altura, largura e profundidade. A complexidade começa quando alguém decide fazer uma imagem em três dimensões em um espaço que possui apenas duas: a tela.

Assim, meu caro, você está sendo enganado. Toda vez que joga, assiste filmes ou vê imagens em três dimensões, lá somente existem duas. O truque é do mesmo tipo daqueles famoso jogos de “qual linha é maior?”, onde o que realmente acontece é que o complexo mecanismo da visão humana esbarra em suas limitações, e você vê tudo errado.



Sua mente lhe prega peças: estas bolinhas não estão piscando


As tecnologias de imagens em 3D são, na verdade, compostas pelas duas dimensões da tela: largura e altura. O restante é “criado” na mente, pois é nela que é processada a profundidade de uma cena. É esse mecanismo que as tecnologias existentes exploram.

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Elas se baseiam no processo que o cérebro humano utiliza para compreender a profundidade. Assim como a distância entre os ouvidos é o que possibilita determinar de qual direção veio um som, cada olho recebe uma imagem diferente em decorrência de sua posição, e o cérebro fica responsável por “fundir” as duas imagens, criando a noção das três dimensões. Para criar o efeito tridimensional, só é preciso que cada olho receba uma imagem diferente.


Dê duas imagens para seu cérebro, e ele lhe devolve a profundidade dos objetos



O que é fácil de se explicar na teoria é complexo na hora de por em prática. É na forma como as tecnologias fazem para que “cada olho veja uma coisa diferente” que reside a diferença entre elas. Para entender todo o processo de “ver em 3D”, você vai precisar sobreviver a um pouco de teoria.

{break::Nós enxergamos em Estéreo}Existe um processo da física que está por trás da tecnologia de imagens em 3D: o paralaxe. A palavra vem do grego e significa alteração. o processo consiste nas diferentes posições que um objeto toma de acordo com o ponto de vista em que você o observa. Pode parecer complicado, mas você provavelmente já viu este efeito. Em muitos dos jogos da série Mario Bros temos este fenômeno.



Onde está a paralaxe nisto? À medida que o personagem avança, a parte da frente do cenário e seus personagens se mexem em uma velocidade, enquanto que o fundo cinza se move mais lentamente. Graças a esse efeito, nosso cérebro interpreta que as pedras cinzas ao fundo estão “mais para trás” que os arbustos à frente. Mesmo que a tela que produz a imagem seja plana.

O que garante isto é o deslocamento. Com o avanço de nosso protagonista, passamos a ter mais de um ponto de visão. A alteração (paralaxe) da disposição dos objetos na medida em que avançamos nos faz entender sua profundidade. Se o Mario não se mexe, o efeito não acontece.

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Com tudo parado, o mundo de Mario parece plano feito uma folha de papel


Se você pensou: “mesmo que nada se mexa, no cinema a imagem parece 3D”, deixou um detalhe escapar. Mesmo completamente imóveis, você e a imagem, você ainda tem dois pontos de vista, caso tenha a sorte de ter dois olhos saudáveis. Como nossos olhos estão posicionados com uma pequena distância entre eles, temos duas imagens diferentes chegando a nosso cérebro simultaneamente, que consegue assim calcular a profundidade dos objetos que enxergamos.

Apesar do termo "estéreo" remeter a áudio para a maioria das pessoas, por termos dois olhos, assim como dois ouvidos, nossa visão também é em estéreo. Na audição, se chama estereofonia, e na visão é conhecido como estereoscopia. E é através da estereoscopia que funcionam as tecnologias 3D.

Agora que você sobreviveu à Física, vamos falar um pouco das tecnologias que prometem tirar nossos vídeos do mono. E não estou falando do áudio desses vídeos.

{break::Uma breve história em 3D}Antes da popularização do cinema 3D e do lançamento de tecnologias para o uso do recurso em jogos, muitos já tiveram contato com a projeção de imagens em três dimensões utilizando este artifício bem antes de "Monstros vs Alienígenas", ou antes de jogar algo com o 3D Vision ou o HD3D. O que soa como a grande novidade tecnológica, trata-se da evolução de uma técnica em estudo desde 1832, por Charles Wheatstone na Inglaterra.


Este aí não é o estereoscópio de Wheatstone, é um modelo mais "moderno" de 1881

No modelo acima, existem duas fotos lado a lado, e a divisória no centro garante que cada olho veja apenas uma das imagens. O cérebro processa ambas e cria a sensação de profundidade. Você se imagina segurando esta parafernália? Essa é a limitação deste modelo, que precisa estar perfeitamente alinhado para garantir que o efeito funcione. A solução foi encontrar outra forma menos "engessada" para que cada olho receba uma imagem diferente, e aí entram os óculos de papel celofane.

Para aqueles que tiveram as saudosas coleções de revistas como a série "Dinossauros", da editora Globo, sabem do que vamos falar. O óculos com lentes em duas cores foi uma das primeiras formas de resolver o dilema do "como fazer cada olho ver uma imagem". As lentes na cor vermelha tornam "invisíveis" todos os objetos no mesmo tom, e as demais cores são vistas em preto. Assim, usando uma imagem que projeta o vídeo para o olho esquerdo em uma cor, e para o direito em outra, basta inverter este padrão nas cores das lentes para garantir que uma imagem diferente chegue a cada olho.



Imagem: HowStuffWorks

Esse método é conhecido como Anaglífico, e como é baixo o custo de fabricação dos equipamentos necessários, é também uma opção economicamente viável, sendo possível até a produção caseira do aparato. Existem vídeos no YouTube que usam este recurso, basta você assistir com os óculos para ver um efeito de profundidade. Mais recentemente, a revista Playboy, inclusive em uma edição brasileira, também aproveitou o recurso e lançou exemplares com fotos em 3D através do método anaglífico.

Em compensação, a técnica traz um efeito desagradável: não é possível ter uma boa definição de cores. Como as lentes são coloridas, e são justamente as cores que participam do processo da filtragem da imagem que deve ir para cada olho, as imagem final formada em nosso cérebro chega sem definição nas cores. Um problema que já tem solução.

{break::3D no cinema}Se você assistiu algum filme em 3D já deve ter notado que o problema das lentes coloridas já foi resolvido. Mas o que aquele "óculos de sol" faz para separar as imagens? Para aqueles que detestaram a parte explicando a paralaxe, tenho uma má notícia: aí vem mais física... O processo utilizado nos óculos de cinema é a polarização. Este não estava nos jogos do Mario.

A luz se comporta como uma onda, oscilando em diversos padrões. Basta você colocar um filtro para que uma onda de luz passe a ser polarizada, "dançando" em um padrão. Mais um filtro nos óculos e é possível que apenas luzes em uma determinada polaridade passem. Esse é o truque dos óculos de cinema.


Fonte: HowStuffWorks

Como todas as técnicas anteriores, esta tem lá o seus problemas. Para conseguir polarizar a luz, é preciso usar um filtro especial. O filtro consegue polarizar a luz em apenas um tipo. Como precisamos de duas imagens diferentes em duas polarizações, precisamos de dois filtros, e acabamos dependendo também de dois projetores. É ai que esta tecnologia fica inviável em vários casos, devido ao custo extra de mais um projetor. Também não dá para usar esta técnica em monitores e na televisão convencional, pois precisa de uma tela especial polarizadora. E a cereja do bolo é que a imagem fica um pouco escurecida, com uma perda de nitidez em decorrência dos vários processos de filtragem da luz.



Projetores com lentes polarizadoras

Em tempo: Não, os óculos do cinema não funcionam como óculos de sol. Mesmo sendo o processo de polarização presente em muitos modelos de óculos escuros.

Em tempo[2]: Um novo formato que utiliza as lentes polarizadas, chamado de Film-type patterned retarder (FPR), possibilita usar esta tecnologia em televisores ao colocar um filtro na tela, que divide parte dos pixels para um olho, parte para outro, polarizando a luz que passa por ele. Assim basta usar um óculos com lentes no mesmo padrão das polarizações que a tela está enviando, para ver o efeito.

Infelizmente este filtro na tela tem o mesmo problema da barreira paralaxe, que vai aparecer lá pra frente: divide parte dos pixels para um lado, parte para outro, então uma tela com resolução de 1920x1080 gera apenas uma imagem em 1920x540, mas se serve de consolo, ao menos é um 1920x540 em 3D, ou seja, a pessoa vai perceber a união de duas imagens, que "entrelaçadas" geram uma imagem de 1080p.

Ah, e por sinal, já fizeram um óculos polarizado para TV 3D com filtro UV. Mas continua o aviso, não é todo óculos 3D que pode virar óculos de sol.

{break::Active Shutter Glasses}O leitor que veio até aqui já notou o padrão "surge esta solução, que tem este problema, mas tem esta solução, que tem este problema...". Ainda não vou sair do estilo. Existe uma forma de contornar os pontos fracos do uso de luz polarizada, mas para resolver o problema é preciso mexer nos óculos.

Os óculos com esse mecanismo, os "active shutter glasses" (óculos com fechamento ativo, em uma tradução bem livre), "trabalham" muito mais que os convencionais de cinema e televisão, que utilizam filtros passivos para separar o que cada olho deve ver. Eles agem diretamente na separação da imagem, através de um sistema que fecha uma lente de cada vez para garantir que uma imagem diferente chegue a cada olho. O "truque" é feito com um cristal líquido, presente em cada lente. Quando passa voltagem, o material se torna escuro, caso contrário se mantém transparente.


O voluntarioso Andrei nos mostra o sistema de "fechamento" das lentes em operação

Com um monitor alternando entre a imagem para olho direito e o esquerdo na mesma frequência que o óculos alterna qual lente está aberta, temos uma imagem diferente chegando a cada olho. Esse ponto-chave é o que diferencia uma televisão e um monitor 3D dos aparelhos convencionais.

O "duplo emprego" da tela, que precisa produzir uma imagem para cada olho alternadamente, traz um problema de queda de qualidade, já que os 60 Hz, frequência na qual opera a maioria dos monitores, fica divida entre a imagem da direita e da esquerda. Para compensar, os monitores com tecnologia 3D trabalham em frequências maiores, como 120 Hz ou até superiores, para que na alternância seja enviada uma imagem de no mínimo 60 Hz para cada olho. Infelizmente esta troca constante pode levar a alguns problemas de sincronia, e deixar algumas pessoas com dor de cabeça...

Essa opção foi escolhida pela maioria das desenvolvedoras, como televisores 3D de marcas como LG, Panasonic, Sony, Sharp, Samsung e também está presente nas tecnologias de VGAs como o 3D Vision da Nvidia e o HD3D da ATi. 

E o problema?

Sim, também vai ter um porém ao final desta parte. Esses óculos necessitam de bateria interna para dar as cargas nas lentes alternadamente, além de precisarem se comunicar com o restante do sistema para que sejam sincronizadas as alternâncias entre as perspectivas na tela e as lentes transparentes dos óculos. Isso traz dois problemas: 1) o óculos é bem mais caro que o seu de celofane (caso você tenha se empolgado com o início do artigo e confeccionado o seu) e 2) não há (ainda) um padrão universal para a operação dos óculos. A segunda parte é a mais triste, pois quer dizer que, por mais que você tenha sua televisão 3D em casa com o seu jogo de óculos, você não pode usá-los na casa de um amigo, por exemplo, caso ele tenha um aparelho de outra marca. Mas há esperança: já são comercializados alguns modelos com "suporte multimarca", como o XPand 3D e o Monster Max Vision 3D.


O XpanD promete compatibilidade com modelos de televisores Sony, Samsung, LG, Philips, Sharp e Toshiba

Outro problema é que temos uma imagem com menos brilho, em relação a uma imagem normal vista sem o óculos. Como metade do tempo as lentes impedem a passagem da luz para cada olho, temos uma perda de 50% na luminosidade visível, deixando a imagem mais escura.

Por conta deste problemas, algumas empresas começam a utilizar a tecnologia polarizada, com a Film-type patterned retarder, buscando menos incômodos que a alternância constante do Shutter Glasses causa, além de óculos mais leves, baratos e bonitos.

Parágrafo Bônus: Tem um uso muito interessante para esta tecnologia, mas nada tem a ver com o 3D estereoscópico. A Sony registrou patentes de um sistema para usar a alternância de imagens da tela para criar um novo tipo de multiplayer local, sem a necessidade de dividir a tela (o cruel split screen que deixa tudo ou muito vertical, ou muito horizontal). O videogame alternaria entre a tela de cada jogador, ao invés de alternar entre a imagem para o olho esquerdo e direito. Assim duas pessoas olhariam para a mesma tela, mas cada uma veria apenas seu jogo. É o fim do chato que fica espiando na sua tela.

{break::Paralax Barrier}Ao longo das tecnologias anteriores, os óculos sempre foram nossos vilões. Os de celofane distorcem as cores, os polarizados precisam de toda uma estrutura de projetores, os active shutter glasses são caros e têm problemas de compatibilidade entre as marcas. Por que não dar cabo deles? Quem já leu algo sobre o 3DS deve estar imaginando que é dele que vamos falar.

O 3DS é videogame portátil em desenvolvimento pela Nintendo, com previsão de lançamento para o início do ano que vem. Ficou conhecido no mundo por produzir o efeito 3D sem a necessidade de usar óculos especiais, e o mérito desta tecnologia é de outra empresa japonesa: a Sharp.

Não é que a tecnologia não use mais os óculos. O que acontece é que a Sharp encontrou uma forma de "colocar" as lentes dos óculos na tela. Enquanto no monitor convencional todos os pixels são vistos por ambos os olhos, a tela do 3DS envia cada pixel para apenas um olho, graças à paralaxe barrier, ou barreira paralaxe, que bloqueia alguns feixes de luz e garante que um pixel seja enviado a apenas uma direção.

Um problema dessa tecnologia é que, como é preciso dois pixels para formar a imagem de um em 3D, a tela acaba mostrando uma imagem com apenas metade da resolução inicial (Uma tela de 800 pixels irá exibir uma imagem 3D de 400 pixels). Com telas que comprimem cada vez mais pixels em áreas menores, como o display de 4.8 polegadas e resolução de 1080p, essa perda de resolução já é possível de se resolver. Mas há também outras limitações.

Sugiro que você não jogue fora seus óculos 3D, pelo menos não ainda. Como o efeito é criado com o ângulo em que os feixes de luz chegam a cada olho, você precisa estar na posição correta para que eles cheguem corretamente. No caso do 3DS, no máximo 60 centímetros de distância e centralizado em relação a tela. Isto torna pouco viável usar a tecnologia em televisores, pois o ângulo em que as pessoas se posicionam para assistir varia muito. Curiosamente, o problema da tecnologia paralax barrier é "engessar" a pessoa em uma posição para conseguir ver o efeito. O mesmo problema do estereoscópio de Charles Wheatstone, de 1832.

{break::Transmitindo em 3D}Mas não basta ter a tecnologia preparada para assistir a vídeos em 3D. Os conteúdos com o efeito das três dimensões também precisam ser preparados e transmitidos de forma diferenciada, já que precisamos de duas perspectivas de visão para garantir o efeito da paralaxe. Nas transmissões experimentais já realizadas, que incluem desde desfile de escolas de samba até torneio de golfe, foram utilizadas câmeras especiais que catpuravam duas imagens simultaneamente, com uma diferença sutil de posição entre as duas lentes.


Sorria: você está sendo filmado. Em 3D.

Alguns televisores possuem a capacidade de converter a transmissão convencional em 2D para o 3D. Nesse caso, um software fica responsável pela detecção das formas e cria em tempo real as duas imagens para dar o efeito paralaxe. Com esse método, o efeito não funciona com a mesma qualidade que um programa produzido com câmeras especiais ou desenvolvido especialmente para as tecnologias 3D, mas se sai muito bem na conversão de transmissões que estão em boa qualidade. É a alternativa disponível, já que ainda é bem restrita a quantidade de programas em 3D.


Filmes em Blu-ray 3D

Outra forma de ter acesso aos conteúdos em três dimensões é o uso do Blu-ray 3D. O aparelho é uma versão mais robusta em hardware em relação ao Blu-ray convencional, que dentro dos padrões delimitados pela Blu-ray Disc Association, deve ser capaz de renderizar imagens 3D em FullHD, além de ser compatível com discos Blu-ray tradicionais em 2D. Uma coisa curiosa: a Blu-ray Disc Association tem grafado o efeito estereoscópio como 3-D, com este hífen, e o efeito tradicional, presente em animações e jogos há anos, como 3D. Exceto quando estão se referindo aos aparelhos com capacidade de gerar imagens em 3-D. Aí são aparelhos Blu-ray 3D. E os convencionais, simplesmente Blu-ray. Vai entender?

Um ponto importante é que, para ver o conteúdo do Blu-ray em 3D, digo, 3-D, é preciso que além do filme estar neste formato, o aparelho precisa ser um Blu-ray 3-D, quero dizer, um Blu-ray 3D. A tela também deve ter suporte à tecnologia, e na maioria dos casos não há a obrigação de que o aparelho Blu-ray 3D e o televisor 3D sejam da mesma marca. Só assim que você pode ter a experiência de ver seu filme em três dimensões.

{break::Listinha de compras}Agora que você já conhece cada uma das tecnologias do 3D estereoscópico, vamos conhecer os produtos disponíveis no mercado, para decidir o que vai para seu carrinho de compras (caso tenho coragem ou um crédito grande o bastante). Esta lista não possui todas as marcas nem modelos disponíveis no mercado, servindo apenas como uma amostra. Os preços podem apresentar variações de acordo com cada loja.


Panasonic Viera - TC-P50VT20B

O que é: Televisão de 50' que opera em 600 Hz, com dois óculos "active shutter" inclusos.
Compatibilidade: Óculos da Panasonic, funciona com Blu-rays de outras marcas.
Preço: R$ 8.329,00





Samsung LED TV 7000 Series
O que é: Televisor de 40 polegadas capaz de fazer a conversão da programação normal em 2D para o formato 3D
Compatibilidade: Óculos da Samsung, funciona com Blu-rays de outras marcas.
Preço:  R$ 4.999,00




LG Infinita

O que é: Televisor de LED com 42 polegadas, com suporte a tecnologia 3D com os active shutter glasses.
Compatibilidade:  Óculos da LG, funciona com Blu-rays de outras marcas.
Preço: R$ 4.854,99





Philips 9000 Series
O que é: Televisor de LED com 40 polegadas com suporte a tencologia 3D.
Compatibilidade: Óculos da Philips, funciona com Blu-rays de outras marcas.
Preço:  R$ 5.699,00





Panasonic BDT300

O que é: Aparelho de Blu-ray 3D com áudio 7.1
Compatibilidade:  Televisores com suporte à tecnologia 3D 
Preço: R$ 1.799,00



Samsung BD-C6900
O que é: Aparelho de Blu-ray com suporte à tecnologia 3D e áudio 7.1
Compatibilidade: Televisores com suporte à tecnologia 3D 
Preço:  R$ 1.259,00



Sony Playstation 3

O que é: Videogame com suporte a jogos e filmes em 3D

Compatibilidade: Televisores com suporte a tecnologia 3D

Preço: R$ 1.499,00







LG R590 3D 
O que é: Notebook com todo o hardware necessário para o 3D estereoscópico, com uso de filtros polarizados
Compatibilidade: Óculos com filtros polarizados. Software faz conversão de conteúdos do 2D para o 3D.
Preço:  R$ 4.999,00




Asus G51JX-3D

O que é: Notebook com hardware e o kit completo para rodar o 3D Vision.
Compatibilidade: Todos os equipamentos com suporte ao 3D Vision. (lista completa)
Preço: R$ 5.299,00





Nvidia 3D Vision
O que é: Conjunto com um óculos e uma base sincronizadora para rodar jogos com 3D estereoscópico.
Compatibilidade: Placas Nvidia Geforce e monitores e televisões que operam em 120 Hz (lista completa).
Preço: U$ 174,99



Nota: A tecnologia HD3D, da AMD, não possui um kit ao estilo do 3D Vision, da Nvidia, mas também necessita de televisões ou monitores compatíveis e de um óculos especial, que geralmente acompanha a tela. (Veja a lista completa de aparelhos)

{break::Conclusão}Como muitas tecnologias "revolucionárias" anunciadas nos últimos tempos, podemos ver que o 3D estereoscópio, ou 3-D, nada mais é que uma evolução de uma tecnologia desenvolvida há muitos anos. Sempre que experimentada pela primeira vez, causa um certo "furor", principalmente porque, como sabem muito bem os ilusionistas, as pessoas adoram ver coisas inesperadas e efeitos inexplicáveis.

A dúvida que fica é: o quanto o 3D estereoscópico irá se popularizar? Não que eu seja reticente com esta nova tecnologia, assim como foi Chaplin quando surgiu o cinema falado. O que falta não é somente a redução dos preços dos aparelhos (que ainda não são acessíveis, mas vêm caindo), mas sim um maior volume de programas que utilizem bem este recurso. Pois no final das contas, em 3-D ou em 2D, o que vai ganhar o público são as grandes narrativas e os programas que chamem a atenção, pois o 3D estereoscópio deixa de impressionar quando a pessoa se acostuma ao efeito.

O que se torna necessário para uma massificação da tecnologia, junto com a redução dos preços dos aparelhos, são produtores com conteúdos que explorem bem este recurso, e nos fascinem. Assim como Chaplin já conseguia, com um vídeo em preto e branco sem som.

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  • Redator: Diego Kerber

    Diego Kerber

    Formado em Jornalismo pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Diego Kerber é aficionado por tecnologia desde os oito anos, quando ganhou seu primeiro computador, um 486 DX2. Fã de jogos, especialmente os de estratégia, Diego atua no Adrenaline desde 2010 desenvolvendo artigos e vídeo para o site e canal do YouTube

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