Laboratórios de Som e Imagem - Podcast

Para a realização do trabalho de áudio / podcast, deitei mãos a uma versão mais longa de uma história premiada, que escrevi em tempos para uma iniciativa do jornal Diário de Notícias - História 100 Palavras, dedicada ao tema Leonardo Da Vinci.

Programação de Artefactos Digitais - Cosmos

Mais um exercício de programação, desta vez subordinada ao tema Movimento e Eventos.

O tema escolhido foi a simulação do movimento de um satélite orbitando um planeta, deslocando-se conjuntamente sobre um fundo de estrelas. O programa permite controlar a inclinação da órbita entre os 0º e 90º através dos botões do rato (botão esquerdo - aumenta o ângulo / botão direito - diminui o ângulo). A cor dos objectos em movimento é também variável, dependendo do posicionamento do cursor do rato na janela.

Não sendo possível incorporar o ficheiro executável neste espaço, optou-se pela apresentação de vídeo correspondente à exportação de parte da execução do programa.

São apresentadas duas passagens, uma com inclinação de órbita a 50º e outra com 70º.

Visão por Computador - Objectivas, distorção e erros de perspectiva

As objectivas e os sensores são os elementos fundamentais no processo de aquisição de dados dos sistemas ópticos para visão por computador, cabendo às primeiras transmitir a luz ao sensor da câmara de uma forma controlada e, assim, obter uma imagem focada de um ou vários objectos presentes na área de trabalho.

O mercado disponibiliza hoje um variado conjunto de objectivas, especialmente adaptadas a diversos tipos de aplicações. Contudo, o processo de selecção de uma objectiva para uma qualquer utilização deve ter presente o conjunto de parâmetros que a seguir se apresentam sucintamente (figura1):



Figura 1 - Conceitos Gerais

  

·         Distância de Trabalho: é a distância compreendida entre a parte frontal da objectiva e o objecto, sendo directamente influenciada pela distância focal da objectiva;

·         Campo de Visão: corresponde à porção do objecto que através da objectiva, preenche e sensibiliza a área do sensor;

·         Resolução: representa a menor porção de objecto que pode ser distinguida pelo sistema, expressa em pixels ou em pares de linha;

·         Profundidade de Campo: respeita à maior distância em que pode ser mantida a focagem do objecto, para uma determinada distância de trabalho;

·         Abertura: representa a abertura efectiva da objectiva, controlada pelo diafragma (ou íris), expressa como uma fracção da sua distância focal, sendo representada por f/#. A título de exemplo, uma lente com 100mm de distância focal e 25mm de abertura útil, é classificada como uma objectiva com abertura f/4.

Particularmente importantes na definição da objectiva para uma dada aplicação são a dimensão do sensor da câmara, a distância entre o objecto e a objectiva e, por fim, o campo de visão a considerar. Conhecidos estes valores, poderemos calcular a objectiva a utilizar, mediante a seguinte fórmula ^[1]:

Todavia a escolha de uma objectiva não se esgota por aqui. Trata-se frequentemente de um processo complexo que deverá ter em conta também outras aspectos, nomeadamente, o tipo de iluminação que irá ser utilizado, as características dos sensor da câmara, o tamanho e geometria do objecto e, finalmente, a distância e espaço disponível. Ponderadas todas estas questões é então possível seleccionar o melhor tipo de objectiva de entre as disponibilizadas pelos diversos fabricantes, sejam elas objectivas standard com distâncias focais desde os 3.5 até aos 200mm, objectivas de alta resolução, objectivas de alta luminosidade, objectivas para aplicações com luz ultravioleta, grandes angulares (olho de peixe), objectivas telecêntricas, objectivas pericêntricas, etc.

Apesar da existência de objectivas de grande qualidade no mercado, mesmo esses sistemas ópticos apresentam distorções e problemas de leitura, resultantes por um lado da sua geometria e por outro, dos materiais de que são fabricados. No âmbito da aplicação dos sistemas para visão por computador os mais significativos e mais habituais desses problemas são a distorção e os erros de perspectiva.

A distorção é um fenómeno associado à geometria das lentes, designadamente, à sua esfericidade e embora não cause perda de informação acerca do objecto observado, provoca a sua aparente deformação.

Figura 2 - Tipos de Distorção



A distorção apresenta-se em duas formas básicas (figura 2): a distorção negativa (também designada por deformação convexa ou de “barril”) e a distorção positiva (frequentemente designada por deformação côncava ou de “almofada” ). Este problema pode ser minorado pela utilização de objectivas ortoscópicas que combinando quatro elementos ópticos, permitem ainda reduzir, de uma forma significativa, a aberração cromática. A distorção, desde que quantificada, poderá também ser corrigida a jusante do sistema óptico, através da utilização de software específico ^[2].

Os erros de perspectiva são originados pela paralaxe, isto é, pela forma como os objectos são percepcionados tridimensionalmente, em que a perspectiva leva a que as partes de um objecto mais próximas da objectiva pareçam ter maior dimensão do que aquelas que estão mais afastadas (figura 3). Este tipo de problema pode ser resolvido, embora com algumas limitações, através de objectivas telecêntricas.

Figura 3 - Erros de Perspectiva

As objectivas telecêntricas suprimem a distorção, fazendo com que a luz incida de forma completamente perpendicular (colimada) ao sensor. O resultado é uma magnificação igual, independentemente da distância do objecto, eliminando qualquer efeito de perspectiva (figura 4).

Figura 4 - Objectiva Telecêntrica

Estas lentes telecêntricas asseguram uma visão virtualmente paralela de objectos a três dimensões e dos seus detalhes, ou seja, os objectos do mesmo tamanho, a diferentes distâncias da objectiva, aparecerão sempre com a mesma dimensão na imagem ^[3].

 

 

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[1] -  http://www.infaimon.com/pt/catalogo-industria/objectivas-filtros-59.html
[2] -  http://www.edmundoptics.com/technical-support/imaging/electronic-imaging-resource-guide/?&pagenum=3#2.4
[3] -  http://infaimon.com/pt/catalogo-industria/objectivas-filtros/telecentricas-275.html

Arte e Estética dos Media - Comentário ao Gabinete do Dr. Caligari

Estreado em 1920, nos dramáticos e conturbados anos que a Alemanha viveu após o fim da 1ª Guerra Mundial, o filme Das Cabinet des Dr. Caligari é hoje considerado, reconhecidamente, como um marco fundamental da influência expressionista no cinema alemão e uma obra-prima do cinema mundial.

Postulado formalmente por Wilhelm Worringer, em 1908, o Expressionismo opunha-se à lógica impressionista então vigente no mundo da arte, defendendo uma concepção do mundo alicerçada no confronto entre a necessidade de respeitar a essência dos objectos e a subjectividade, em que a forma não deriva da realidade exterior, mas da realidade interna, das profundezas da alma humana, tendo a abstracção por vector fundamental. Esta perspectiva afirmou-se progressivamente nas diversas áreas artísticas, mas só já muito tarde, perto do seu declínio, chegaria ao universo do cinema, aspecto que terá contribuído para o facto de não ser possível falar de uma escola expressionista do cinema alemão, nem nenhum dos seus intérpretes se assumir declaradamente como expressionista.

Todavia é com O Gabinete do Dr. Caligari que esta influência expressionista se manifesta de forma mais evidente no cinema, abrindo caminho para outras obras fundamentais dos anos 20, também de inspiração expressionista (ou “caligarista” conforme alguns autores preferem defini-la) de que se destacam O Golem (1920) de Paul Wegener, O Doutor Mabuse (1922) de Fritz Lang, Nosferatu (1922) de F. W. Murnau ou O Museu das Figuras de Cera (1924) de Paul Leni, nas quais os seus realizadores exprimem os estados de alma dos seus personagens através do simbolismo das formas e os intérpretes exteriorizam o patético com gestos bruscos e excessivos num espaço insólito, em cenários irreais, nos quais a iluminação intervém de forma dramática, com as sombras animando os objectos cenográficos, em atmosferas opressivas em que o horror, a alucinação, e o crime são temas recorrentes.

Robert Weine

Não dispondo dos meios financeiros necessários a uma grande produção, o conhecido produtor Erich Pommer (1889-1966) perante a indisponibilidade de Fritz Lang, entregou a realização de O Gabinete do Dr. Caligari a Robert Weine (1873-1938), que decidiu apostar num tipo de filme completamente inovador, desenvolvendo o inquietante argumento[1] de Hans Janowitz (1890-1954) e Carl Mayer (1844-1944) num notável espaço cenográfico concebido por Hermann Warm, Walter Reimann e Walter Röhrig, no qual se movimentam actores estranhamente caracterizados que dão corpo a personagens que questionam a ordem, a hierarquia e a moral instituída, tudo servido através de uma narrativa não linear em que no final o espectador tem que reinterpretar toda a história.[2]

Imagens de O Gabinete do Dr. Caligari

O filme gira em torno da descrição que um estudante, Francis (Friedrich Feher) faz a um seu conhecido dos estranhos acontecimentos por que ele e a sua noiva Jane (Lil Dagover) acabavam de viver. Um excêntrico personagem, o Dr. Caligari (Werner Kraus) chegara recentemente à feira anual da cidade de Holstenwall com uma estranha atracção: Cesare (Conrad Veidt) um sonâmbulo com o poder de prever o futuro. Estranhas mortes começam a ocorrer na cidade após a chegada do Dr. Caligari, entre os quais um amigo de Francis que interrogara Cesare acerca do seu futuro e vira anunciada a sua morte para a madrugada seguinte. Suspeitando do envolvimento de Caligari e Cesare na morte do seu amigo, Francis decide vigiá-los. Quando na noite seguinte, obedecendo a ordens de Caligari, Cesare se dirige à casa de Jane para a assassinar, ao vê-la dormindo arrepende-se e decide raptá-la. Alertados pela agitação de Jane, os habitantes da casa lançam-se na perseguição de Cesare que vendo-se perdido abandona Jane e acaba por morrer. Francis que entretanto perseguira Caligari até a um manicómio acaba por concluir que ele era afinal o seu director. Empenhado em desmascará-lo, Francis consegue convencer os enfermeiros do hospital da loucura do director através de referências que este fazia, no seu diário, a um monge italiano do século XI com o nome de Caligari que utilizava um sonâmbulo para assassinar as suas vítimas. Perante tal revelação o louco director acaba fechado numa cela do hospital psiquiátrico. No entanto, Francis ao terminar a sua história, encontra-se no pátio do manicómio que descrevera e junto a si estão Jane e também Cesare. Quando vê Caligari a atravessar o pátio, Francis tenta atacá-lo mas é prontamente detido pelos enfermeiros e encerrado na mesma cela em que antes estivera Caligari. Este deslocando-se à cela e vendo a perturbação do doente, tenta acalmá-lo e termina comentando para um dos enfermeiros a sua convicção de que brevemente lhe seria possível curar Francis da sua loucura.

Tal como nos outros filmes deste período o som está formalmente ausente. Contudo podemos intui-lo, percepcioná-lo através do ritmo contido na imagem, naquilo a que muito adequadamente João Mário Grilo designa por cinema-surdo. Poderemos hoje interrogar-nos como teriam Weine e os seus criativos lidado com a dimensão sonora, caso os meios técnicos necessários estivessem então disponíveis. Ter-se-íam vergado à estéril lógica do sincronismo sonoro ou teriam também utilizado o som para a criação de um imaginário sonoro em contraponto com a montagem visual, conforme sugerido por Eisenstein ou Pudovkin?[3] Certo é que a ausência de som, reforçando a ambiguidade de leitura do filme, contribui decisivamente para aumentar o mistério e a inquietude do seu ambiente. Livre das amarras impostas pelas palavras e pelos sons naturalistas, o Gabinete Dr. Caligari permanece como obra singular da produção cinematográfica de todos os tempos, sendo certamente um dos mais notáveis objectos estéticos da história do cinema.

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[1] - A cópia do guião pode ser consultada na ligação http://www.aellea.com/script/qCALIGARI.htm

[2] - Hermann Harm (um dos cenógrafos do Gabinete do Dr. Caligari), no 3º episódio da série Cinema Europe - The Unchained Camera, refere que o realizador Robert Weine, após analisar a forma como o filme deveria ser construído, terá afirmado: "The film must be crazy from the beginning in every way. Nothing must be normal and then it will work. Whether the press then tear us apart afterwards or whether it is a great success, we shall see. But either way it's worth it."

[3] - GRILO, João Mário, As Lições do Cinema, Lisboa, Edições Colibri, 2010

Programação de Artefactos Digitais - Primeira Imagem de Avaliação

A pouco e pouco o código vai-se tornando mais complexo... Na hora de apresentação da primeira imagem para avaliação, tempo para algo já mais sofisticado. O algoritmo é relativamente simples (rotação e redução de 12 e de 6 triângulos) mas produz um efeito muito vistoso. As imagens dão conta de algumas das variantes consideradas no exercício.

A programação é acessível e os resultados são muito interessantes mesmo quando ainda se estão a dar apenas os primeiros passos na aprendizagem. Desde os tempos do já muito velhinho ZX Spectrum que não encontrava algo tão acessível e interessante como ferramenta de programação gráfica. A seu tempo por aqui aparecerá o código relativo a estas imagens.

Programação de Artefactos Digitais - Raios Coloridos

Prossegue o processo de aprendizagem em Processing. Desta vez, um pequeno exercício de utilização de cores através de um algoritmo muito simples que através do gerador de números aleatórios, define três pontos de partida e a partir desses pontos irradia traços também de cores aleatórias. Para quem tenha mais curiosidade junto fica a respectiva listagem.

/* Raios de cores aleatorias */
int m, n;
float x0, x, y0, y, r, g, b;

size(250,250);
background(0);
smooth();

for(m=1;m<=3;m++)
{
  x0=random(0,width);
  y0=random(0,height);
  for(n=1;n<=50;n++)
  {
    x=random(0,width);
    y=random(0,height);
    r=random(0,255);
    g=random(0,255);
    b=random(0,255);
    stroke(r,g,b);
    strokeWeight(random(1,2));
    line(x0,y0,x,y);
  }
}

Para obter as imagens só com um ponto de irradiação (superior esquerda e inferior direita) basta suprimir do código os itens listados a verde.

Programação de Artefactos Digitais - Primeiros Passos

Depois de um algo penoso regresso ao contacto com a programação em C, iniciam-se agora as primeiras "brincadeiras" com o Processing. São, para já, apenas imagens fixas, mas em breve o panorama irá concerteza mudar, pois este é um poderoso software, cheio de boas surpresas.

Para quem ainda não saiba, o Processing é um interessante pacote de software open source que disponibiliza um ambiente de desenvolvimento (IDE) e uma linguagem de programação que permite criar imagens, animações e interações. 

Para quem fique curioso, tudo o que se precisa de saber sobre o Processing, pode ser encontrado no site oficial em: http://www.processing.org