Imperial Segurança Eletrônica: 2012

sexta-feira, 31 de agosto de 2012

ILUMINAÇÃO

assunto: luz

Iluminação de 3 pontos

Eduardo Baptista

coluna Fique Ligado, revista Zoom Magazine

O que você faz quando tenta entender o que determinada pessoa disse, muito baixo, em uma gravação de áudio? Aumenta o volume, com certeza. Ainda assim, não sendo possível entender claramente, você aumentará um pouco mais o volume. Você pode, com isso, até entender finalmente o que foi dito, mas, juntamente com a voz da pessoa, ouvirá, ampliados, todos os ruídos ali existentes, além de um chiado constante, de fundo. Este fato, trazido para o mundo das imagens de vídeo, é o que acontece com a câmera gravando com pouca luz. Você pode até enxergar claramente as imagens, mas, juntamente com elas, enxergará também uma grande quantidade de 'ruído' de vídeo: as superfícies tornam-se bastante granuladas, com pouca definição. Isto acontece quando o mecanismo automático de exposição da câmera (chamado ganho ou gain) está ativado: da mesma forma que você aumenta o volume do som para entender a voz gravada, este mecanismo aumenta o 'volume' do vídeo a ser gravado, para que as imagens fiquem claras. Uma das formas de se evitar isto é aumentar o nível de iluminação da cena (equivaleria a pedir para a pessoa falar mais alto no exemplo da gravação). E um dos esquemas mais simples utilizados em iluminação é o chamado "3 pontos".
O que vem a ser um sistema de iluminação de 3 pontos? Como o nome diz, é um sistema formado por 3 fontes de luz, posicionadas sobre a pessoa a ser gravada. Cada uma dessas luzes recebe um nome específico: a luz principal, a luz de preenchimento e a contra-luz. Vamos a seguir analisar cada uma delas.
Luz principal
Também conhecida pelos nomes key light, luz frontal, luz chave ou luz primária, é a luz mais importante das três, localizada à frente da pessoa a ser gravada. É ela que define a iluminação básica da cena. Na maioria das vezes utiliza-se aqui uma luz direta e concentrada (é o tipo de luz que se chama dura), causando, individualmente (quando só ela é acesa) sombras pronunciadas sobre o rosto da pessoa. No entanto, em alguns casos pode também ser utilizada a iluminação do tipo difusa, dispersa (é o tipo de luz que se chama suave), que quase não causa sombras. A luz dura é obtida diretamente do refletor, enquanto que a luz suave é obtida com o emprego de dispositivos suavizadores como o difusor , colocado à frente do refletor, ou então o emprego de um soft box (aquela caixa de material translúcido com o refletor dentro).
O tipo de luz principal dura ou suave produzida pelo refletor é escolhido em função da atmosfera que se deseja dar ao personagem na cena. Enquanto a luz suavizada transmite sensações de calma e serenidade ao reduzir as linhas aparentes no rosto, a luz dura aumenta o tom dramático, ao reforçar a forma, textura e o relevo das expressões do rosto da pessoa gravada. Serve também para reforçar sua idade, uma vez que as rugas e imperfeições são destacadas. Exceto em situações onde se deseja transmitir um ar misterioso e dramático, a luz principal suavizada é geralmente a melhor e a mais agradável opção.
Dentre as três luzes (principal / preenchimento / contra-luz), a principal é sempre a luz mais potente. Olhando-se de cima, a luz principal normalmente é posicionada a 45 graus, ou à esquerda ou à direita da câmera, em relação ao ângulo formado pela linha imaginária que liga a pessoa à câmera e os braços da mesma abertos e estendidos para os lados, como mostra a figura abaixo:

Este ângulo é o chamado ângulo neutro, onde a luz principal não desempenha nenhum papel especial no controle da atmosfera transmitida pela imagem além do proporcionado pelos tipos dura / suave acima citados, sendo a posição mais segura para utilização em situações genéricas. Se for desejado no entanto um look mais dramático, este ângulo pode ser aumentado para até próximo de 90 graus, para a esquerda ou para a direita, conforme a localização do refletor. O rosto passará a ser cada vez mais iluminado de um dos lados do que do outro, dividindo a face em duas metades e destacando seu contorno e textura. Se, por outro lado, for desejado um look mais suave, o ângulo de 45 graus pode ser diminuído para até próximo de 10 graus, para a esquerda ou a direita, conforme a localização do refletor. O mesmo estará então colocado bem ao lado da câmera, criando uma imagem chapada, quase sem sombras. A localização da luz principal à esquerda ou à direita depende do lado da pessoa que se deseja destacar.
A altura em que a luz deve ser posicionada também é importante: olhando-se a câmera de lado, a luz principal deve estar formando um ângulo de 45 graus em relação à câmera e o rosto da pessoa, como mostra a figura abaixo:

Este posicionamento elevado cria algumas sombras no rosto da pessoa, gerando com isso uma sensação de volume. A luz deve sempre ser direcionada para o rosto da pessoa e o ângulo de 45 graus tem a finalidade de evitar o ofuscamento de seus olhos (que ocorreria se o ângulo fosse menor) e ao mesmo tempo sombras escuras debaixo dos mesmos (que apareceriam se o ângulo fosse maior).
Contra luz
Também conhecida pelos nomes backlight, rim light ou kicker, é a luz que localiza-se atrás da pessoa que está sendo gravada. Tem a finalidade básica de moldar o rosto dela destacando-o do cenário ao fundo e evidenciando a distância em que o mesmo se encontra em relação ao fundo. Após o posicionamento da luz principal, a contra-luz é a segunda luz a ser ajustada. É colocada diametralmente oposta à luz principal, como mostra a figura abaixo, ilustrando a vista de cima das duas luzes, da câmera e da pessoa a ser gravada.

A contra-luz deve ser direcionada para a parte de trás dos cabelos e ombros da pessoa. Não deve ser suavizada com difusores ou softboxes; deve ser feita através de um tipo de refletor capaz de ser focalizado somente sobre a pessoa. Isso porque luzes difusas propagam-se em um leque bem aberto, podendo atingir a objetiva da câmera acarretando com isso reflexos indesejados. Mesmo que difusores não estejam sendo utilizados, às vezes, conforme seu posicionamento, parte da luz emitida pela contra-luz pode atingir a objetiva da câmera. Se isto ocorrer, flags ou barndoors podem ser posicionados adequadamente sobre o refletor, até bloquear a luz que atinge a câmera. Ao contrário da luz principal, sua altura não é tão importante, desde que esteja acima da cabeça da pessoa, da luz principal e que não atinja a objetiva da câmera. Pode até mesmo ser presa no teto, atrás da pessoa.
A intensidade da contra-luz deve ser maior ou menor, conforme as características particulares da pessoa que está sendo gravada. Assim por exemplo, cores claras de cabelo e pessoas calvas exigem contra-luz menos intensa. Como não são indicados dispositivos difusores para este tipo de luz, a solução para atenuar ou aumentar sua intensidade é afastar ou aproximar o refletor do local onde a pessoa está. Por outro lado, a intensidade maior ou menor dessa luz interfere também, embora em menor escala do que ocorre com a luz de preenchimento, na atmosfera geral da cena: uma contra-luz mais intensa torna o aspecto da pessoa mais dramático e glamuroso.
Luz de preenchimento
Também conhecida pelos nomes fill light, luz lateral ou luz secundária, é a luz que localiza-se ao lado da pessoa que está sendo gravada. Tem a finalidade básica de suavizar sombras causadas no rosto da pessoa (olhos, nariz e pescoço) pela luz principal e de preencher os vazios que causam essas sombras, daí seu nome, preenchimento. Para obter este efeito, a luz de preenchimento é normalmente mais extensa, suave e difusa do que a luz principal. Após o posicionamento da luz principal e da contra-luz, a luz de preenchimento é a última a ser ajustada. Sua intensidade deve ser menor do que a intensidade da luz principal. Como as rugas e marcas de expressão presentes no rosto humano conferem dramaticidade à ação quando são mostradas, a intensidade da luz de preenchimento deve ser inversamente proporcional ao desejo de se transmitir esta sensação.
A luz de preenchimento deve ser posicionada no lado oposto ao da luz principal (se esta está à direita, posicioná-la à esquerda e vice-versa). Olhando-se de cima, a luz de preenchimento deve estar localizada a 60 graus ou à esquerda ou à direita da câmera, em relação ao ângulo formado pela linha imaginária que liga a pessoa à câmera e os braços da mesma abertos e estendidos para os lados, como mostra a figura abaixo:

A luz de preenchimento é colocada em nível mais baixo do que o da luz principal, normalmente formando um ângulo de 30 graus em relação à câmera e o rosto da pessoa, como mostra a figura abaixo:

No entanto, é comum a luz de preenchimento ser mais abaixada ainda, ficando quase que no mesmo nível que o rosto da pessoa. Neste caso, naturalmente o ângulo de 30 graus será menor.
Ao contrário da contra-luz, a suavização da luz de preenchimento com difusores ou softboxes não causa problemas para a câmera. E ao contrário da luz principal, o fato de sua altura ser mais baixa não acarreta ofuscamento para a pessoa, pois, além de ser geralmente uma luz suave, é posicionada geralmente mais afastada de sua parte frontal - onde está a câmera e para onde normalmente a pessoa olha. Como a finalidade desta luz é, atuando em conjunto com a luz principal, controlar a atmosfera que se quer dar ao personagem e o humor da cena, destacando ou relevando a textura da pele do mesmo, o ajuste de sua intensidade é justamente utilizado para causar este efeito. Assim, o uso da luz de preenchimento é crítico para estabelecer a qualidade da luz na cena e o que a mesma deve transmitir, sendo a que consome mais tempo e requer mais cuidado em seu ajuste. É a luz de preenchimento que determina quanto dramática uma cena será.
Utilizando este esquema simples de luz, suas imagens ficarão melhores e o resultado final ganhará bastante em beleza e dramaticidade.

resolução de imagens digitais

assunto: imagem

Resolução de imagens digitais

Eduardo Baptista

coluna Fique Ligado, revista Zoom Magazine

Um dos termos mais comuns hoje em dia em se tratando do assunto "imagem digital" é sua resolução. Ao contrário das imagens analógicas, cuja resolução é medida em quantidade de linhas, as imagens digitais tem sua resolução medida em quantidade de pixels. Quanto maior esta quantidade, maior é a resolução da imagem. No entanto diversos processos ocorrem desde a captação da imagem até sua exibição final, processos estes que normalmente alteram a quantidade de pixels na imagem. Assim, pode-se dizer que a resolução das imagens digitais capturadas pela câmera aplica-se a 3 etapas distintas: sua captação, seu armazenamento e sua exibição.

Captando a imagem...

A primeira etapa é a da aquisição da imagem. Nesta etapa, quanto maior for a fragmentação da imagem em pixels maior será sua resolução. Para CCDs com mesmo tamanho, o que tiver mais pixels terá maiorresolução, pois o tamanho de seus pixels será menor, conseguindo assim individualizar fragmentos menores da imagem e tornando com isso mais fiel a cópia eletrônica da imagem. A figura abaixo mostra porque o tamanho do pixel (decorrente de sua maior ou menor quantidade no CCD) influencia o detalhamento (e consequentemente a resolução) da imagem captada: não existe "meio" pixel, o pixel registra a luminosidade que atinge a área correspondente ao mesmo de maneira uniforme. No desenho, no primeiro quadro à esquerda a imagem de um círculo preto sobre fundo branco é projetada na superfície do CCD; as linhas azuis representam os pixels em um pequeno trecho da borda do círculo:

O desenho mostra que os pixels recebem luz em diferentes proporções em sua superfície com 4 exemplos de pixels, um que recebe luz em 40% de sua superfície, outro que recebe luz em 90% de sua superfície, outro que não recebe nenhuma luz e um último que recebe 100% de luz. Como o pixel é uma célula fotoelétrica em miniatura, cada um desses pixels mencionados vai gerar energia elétrica, com exceção do localizado na parte escura da imagem. E de acordo com a intensidade luminosa que recebe, cada pixel gerará uma intensidade diferente de energia elétrica. Cada pixel possui um ‘acumulador’ de energia associado ao mesmo. Assim, com o passar do tempo (milisegundos) a energia gerada em cada um deles vai sendo armazenada individualmente. O segundo desenho da figura mostra os pixels depois de alguns milisegundos de exposição à luz da imagem.
Os acumuladores de energia dos pixels são a seguir lidos pelo circuito eletrônico gerando um sinal elétrico de intensidade variável (conforme a carga acumulada para cada pixel) que, após sofrer algumas transformações e ajustes é armazenado em uma fita ou disco. No momento de reproduzir a imagem, a informação armazenada para cada pixel é recuperada. Para um dos pixels da borda do círculo por exemplo, será "área com 40% de luminosidade", o que fará com que a área correspondente ao mesmo na tela do monitor fique cinza, idêntica à do segundo desenho da figura. A conclusão: perdeu-se o detalhe da curvatura do círculo.
Porém, como o CCD contém uma quantidade muito grande de pixels, o tamanho de cada pixel fica pequeno, da mesma forma como também fica pequena a imprecisão perdida no contorno do círculo, como mostram os desenhos seguintes da parte direita da figura, onde o tamanho da imagem foi gradativamente sendo reduzido para mostrar isso. Na realidade, sempre que observarmos imagens digitais ampliadas será possível perceber essa característica, conhecida como pixelamento da imagem. Em outras palavras, quanto mais pixels, menores eles serão e menos perceptível será o efeito do pixelamento na imagem: as curvas serão mais perfeitas, os contornos mais suaves e portanto a imagem ficará mais nítida e fiel à realidade. Será possível ‘resolver’ com mais precisão pequenos detalhes da imagem, por isso diz-se que o CCD terá maior resolução.
Embora muitos CCDs possuam uma quantidade imensa de pixels, quase nunca a totalidade desses pixels é utilizada integralmente para a formação da imagem: durante a etapa de armazenamento da imagem (fita / disco) uma parte da informação obtida é descartada, o que leva à segunda etapa da resolução das imagens digitais.

Armazenando a imagem...

A segunda etapa é a do armazenamento dos dados adquiridos na primeira. Conforme visto acima, uma parte dos pixels é desprezada e um dos motivos para isso é a adequação dos diferentes tamanhos de imagens produzidas pelas diversas lentes nas diversas câmeras e o tamanho da área do CCD, que por motivos de escala de produção industrial tem geralmente tamanhos pré-definidos.
Um outro fator associado à redução da resolução da imagem na etapa de armazenamento é a opção, presente geralmente na geração de imagens fotográficas de se economizar espaço no(s) arquivo(s) gerados, diminuindo seu tamanho. Issso porque quanto mais pixels existirem, mais informação será gerada para uma determinada imagem e maior será portanto o espaço ocupado por essas informações. Estas opções empregam um software na câmera para calcular a média da intensidade luminosa de alguns pixels adjacentes e gerar a partir daí a informação para um único pixel. A quantidade de pixels resultante desse processo varia conforme a opção de se economizar mais ou menos espaço no arquivo, permitindo com isso que mais imagens sejam armazenadas pela câmera. Geralmente as opções utilizadas recebem nomes como "Standard" (pior resolução, arquivo menor), "Fine" (resolução média, arquivo de tamanho médio) e "Super-Fine" (resolução máxima, arquivo grande).
Existem outros fatores, no entanto, diretamente ligados ao formato das imagens que se quer gerar. Isto porque cada formato possui seu próprio padrão definido de resolução. O padrão de vídeo DV (Mini-DV, Digital-8, DVCAM) do tipo NTSC por exemplo, estabelece 720 x 480 pixels (largura x altura da imagem). Assim, se o CCD gerar quantidade de pixels maior do que esta, os mesmos serão descartados para gerar uma imagem de vídeo no formato Mini-DV por exemplo, em um processo de "agrupamento" de pixels.
Em câmeras de vídeo digitais que fazem duplo papel (foto / vídeo) a quantidade maior de pixels do CCD é utilizada somente no modo foto, não no modo vídeo, ocorrendo descarte de informação, conforme visto acima. A resolução no modo vídeo é sempre fixa, determinada pelo padrão utilizado (DV por exemplo). Assim, no sistema DV NTSC o padrão é 720 x 480 pixels.
Antes de ser gravado no meio de armazenamento, as informações passam por diversos processos gerenciados por softwares de compressão, que empregam diversos tipos de algoritmos para reduzir o tamanho final do arquivo a ser gravado. Esta etapa no entanto não diminui a resolução da imagem, apenas diminui o tamanho ocupado pelas informações que compõem a mesma, informações estas que serão lidas e recuperadas pelos processos de exibição da imagem, que compõem a terceira etapa na qual aplica-se a resolução da imagem digital.

Exibindo a imagem...

A terceira etapa é a da reprodução da imagem. Conforme visto acima, uma determinada imagem digital (foto ou vídeo) conterá sempre um determinado número de pixels. Assim, quanto mais pixels a imagem possuir, maior será a sua resolução. A resolução da imagem está diretamente associada à quantidade de pixels que possui. Os principais meios de exibição de uma imagem são a tela do monitor e, para imagens fotográficas, também o papel.
Monitores analógicos (monitor de vídeo, TV por exemplo) tem sua resolução medida em linhas verticais e linhas horizontais. Imagens de vídeo digital, ao serem exibidas em monitores deste tipo, devem ser convertidas através de um circuito eletrônico do modo digital para analógico. Monitores digitais (tela de microcomputador por exemplo) tem sua resolução medida em quantidade de pixels. Neste caso, existem sempre dois valores de resolução: um deles, determina a quantidade máxima de pixels que o monitor pode apresentar na tela. O outro, a quantidade para a qual o monitor está ajustada no momento. Alguns valores possíveis: 800x600 pixels (o ajuste mais comum), 1024x768 e outros.
Para uma dada imagem (quantidade fixa de pixels, portanto), quanto maior for a resolução ajustada para o monitor, menor será o tamanho com que a imagem será apresentada na tela. Isto ocorre porque o monitor mostra pixels, a imagem contém pixels e existe uma relação de um para um entre a imagem e o monitor: com a maior resolução do monitor os pixels tormam-se menores, aumentando com isso a densidade dos mesmos na tela (mais pixels por área).
Ao contrário da impressão em papel, onde a área a ser impressa é medida em polegadas e a densidade de pontos impressos em pontos por polegada (dpi - dot per inch) , na exibição de imagens na tela nãoexiste o conceito de polegadas. O que determina a resolução de uma imagem mostrada na tela é a quantidade de pixels que a imagem possui e a densidade de pixels ajustada para o monitor. Assim, uma mesma imagem com resolução 800x600 pixels preencherá toda a tela de um monitor ajustado para 800x600 pixels, somente parte da tela de outro ajustado para 1024x768 pixels e não caberá em um terceiro ajustado para 640x480 pixels.
Em outras palavras, imagens com qualquer resolução podem ser exibidas na tela do monitor de um microcomputador: conforme a resolução ajustada para o monitor, a imagem caberá ou não na tela (se não couber, apenas um trecho da mesma será mostrado). O tamanho da imagem na tela depende naturalmente do tamanho físico da tela do monitor: em dois monitores ajustados para mostrar 800x600 pixels na tela, o primeiro com tela menor do que o segundo, as imagens ficarão maiores no segundo e com a mesma resolução nos dois (no caso o tamanho de cada pixel no segundo é maior).
Portanto, é o conjunto desses 3 fatores, captação - armazenamento - exibição que determina a resolução final das imagens digitais. Isso leva a uma visão mais ampla do termo "resolução" para esse tipo de imagem.