Doutor em Computação Gráfica inova em método 3D

Quando ligamos a TV para assistir a uma partida de futebol não imaginamos que, para acompanhar o esporte mais amado do mundo, existe muita Matemática por trás daquelas imagens. Para o pesquisador Bruno Eduardo Madeira, isso não é novidade, afinal, é seu campo de estudo.

Formado em Engenharia de Computação pelo Instituto Militar de Engenharia (IME), Madeira fez mestrado em Computação Gráfica no IMPA. Em 23 de agosto, defendeu a tese de doutorado “Métodos de Visão Computacional e Processamento de Imagens para Estereoscopia Horizontal” para a banca formada por seu orientador, Luiz Velho; Luiz Henrique de Figueiredo e Diego Nehab, ambos do IMPA; Paulo Cezar Carvalho, da Fundação Getúlio Vargas (FGV); e Carlos Volotão e Paulo Rosa, do IME.

Baseado na resolução de problemas de Visão Computacional e Processamento de Imagens, modelados via Geometria Projetiva e Otimização, o trabalho de Madeira mostra maneiras de deformar imagens reais capturadas por pares de câmeras, de forma a criar versões adequadas para serem exibidas em telas 3D colocadas na horizontal. 

De acordo com o pesquisador, essa abordagem “permite que observadores munidos de óculos 3D tenham a percepção de estarem diante de um objeto real apoiado sobre a tela”.

Para entender melhor, basta observar a imagem abaixo. Este método proporciona ao observador/telespectador a sensação de estar diante de uma miniatura de uma partida de vôlei sobre uma tela horizontal, ou seja, uma espécie de maquete virtual.

A pesquisa de Madeira mostra como produzir imagens 3D adequadas para exibição nessas telas horizontais. No método adotado, as imagens 3D são produzidas via deformação de imagens reais capturadas por câmeras.

“Mostramos como fazer isso em casos muito gerais, que nos permitiram, por exemplo, criar “maquetes virtuais” a partir de imagens aéreas capturadas por um avião autônomo, como pode ser visto no vídeo abaixo, produzido em parceria com o Laboratório de Robótica e Inteligência Computacional do IME.

Essas maquetes virtuais têm aplicações práticas e muito úteis, como “ajudar no planejamento de operações de resgate em regiões de desmoronamento”, explica Madeira. Além disso, elas podem ser usadas na área de transmissão de eventos esportivos ou peças de teatro, como uma miniatura virtual sobre telas horizontais.

“Temos ainda a alternativa de construção de um “Teletransporte Virtual”, no qual as imagens de um objeto filmado sobre uma superfície horizontal são transmitidas para outro computador, responsável por deformá-las em tempo real e exibi-las em uma tela 3D horizontal, o que é muito útil no caso de teleconferências”, garante.

Bruno Madeira em simulação da teoria de sua tese

Parceria e futuro

Orientado por Luiz Velho, Bruno Madeira revela uma longa parceria com o pesquisador e líder do Visgraf (Laboratório de Visão e Gráficos). “Ele foi meu orientador de iniciação científica, mestrado e agora doutorado. Então, este foi um processo muito natural, pois já estávamos acostumados a trabalhar em conjunto”.

O novo doutor do IMPA afirma que Velho sempre o incentivou. “Sob a orientação dele, tive a felicidade de poder atacar os problemas que mais despertavam meu interesse, tanto no mestrado, como no doutorado”.

O sucesso de Madeira também se deve ao ambiente e à estrutura do IMPA, que possibilitam o intercâmbio de conhecimento com alunos de diversos países. “É algo difícil de ter em outro local no Brasil”.

“Sempre me chamou a atenção o fato de que praticamente todos os alunos [do IMPA] são extremamente dedicados, passando diversas horas do dia estudando na biblioteca, cujo silêncio parece ser sagrado. Acho que quem estuda no IMPA percebe que a ideia popular de que ser esforçado é sinônimo de ser pouco inteligente é só um mito”, conclui.

Agora que concluiu o doutorado no IMPA, Bruno Madeira se dedicará ao trabalho no Grupo Especial de Simuladores do Centro Tecnológico do Exército (CTEx), que realiza pesquisa e desenvolvimento na área de simulação. “Acredito que os conhecimentos de Visão Computacional e Computação Gráfica que adquiri no IMPA podem ser bem utilizados nos projetos deste grupo”. Entretanto, não descarta a volta aos estudos. “Realmente ficarei satisfeito de, futuramente, poder retornar ao IMPA para uma nova jornada de pesquisas”.