Câmeras 2D podem ser reprogramadas para capturar 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica -  22/09/2015

O efeito tridimensional é capturado a partir de uma única tomada de uma câmera 2D, ajustando rapidamente seus mecanismos internos. [Imagem: Patrick Llull et al. - 10.1364/optica.2.000822]

3D de captura única

Transformar uma câmera digital comum em uma câmera digital 3D parece um grande negócio.

Foi justamente isso que demonstrou ser possível Patrick Llull e seus colegas da Universidade Duke, nos EUA.

"Cenas reais são em três dimensões e elas são normalmente filmadas capturando-se múltiplas imagens focadas em várias distâncias," explicou Llull. "Várias abordagens únicas para melhorar a velocidade e a qualidade de captura de imagens 3D foram propostas durante as últimas décadas. Cada abordagem, no entanto, sofre degradações permanentes na qualidade da imagem 2D e/ou exigem uma grande complexidade do hardware."

Esses obstáculos foram superados com o desenvolvimento de um sistema adaptativo que consegue extrair com precisão dados de profundidade a partir das imagens 2D, sem perder a qualidade da imagem original e sem uma mudança dramática do equipamento, como mudanças seguidas de lentes.

Paralaxe

A maioria das câmeras digitais vem equipada com sistema de estabilização da imagem. Esse mecanismo funciona medindo a inércia ou o movimento da câmera e compensando esse balanço movimentado rapidamente a lente - são feitos vários ajustes por segundo.

O que a equipe descobriu é que este mesmo hardware pode alterar o processo de captura de imagem, gravando informações adicionais sobre a cena. Com software e processamento adequados, esses dados adicionais podem dar as informações necessárias para calcular a terceira dimensão, simulando o sistema tradicional de captura de imagens 3D, que usa dois sensores para simular a paralaxe que permite que os dois olhos humanos gerem uma imagem tridimensional.

O sistema eletrônico da câmera foi reprogramado para executar três passos em sequência contínua: ajustar o foco, coletar a luz durante um período de tempo e ativar o módulo de estabilização, que ajusta a lente para mover a imagem com relação a um ponto.

Isto, em conjunto com o ajuste focal, integra a informação em uma única captura, de uma forma que preserva os detalhes da imagem e obtém uma resposta óptica diferente a cada posição do foco. As imagens, que teriam sido capturadas em várias configurações focais, são codificadas diretamente nesta medição com base no ponto em que elas ocupam na profundidade de campo.

3D e 2D renovado

Embora o experimento tenha sido realizado em condições controladas de laboratório, os pesquisadores acreditam que a técnica poderá ser aplicada em produtos de consumo.

E, além de permitir a captura de imagens 3D, a técnica pode melhorar as funções das máquinas atuais.

Se for integrada em câmeras comerciais e outras tecnologias ópticas, esta técnica de visualização pode melhorar funções essenciais dos atuais equipamentos - como a própria estabilização de imagem - e aumentar a velocidade do foco automático, melhorando a qualidade das fotografias.

Bibliografia:

Image translation for single-shot focal tomography
Patrick Llull, Xin Yuan, Lawrence Carin, David J. Brady
Optica
Vol.: 2, 9, 822
DOI: 10.1364/optica.2.000822

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