Einstein ou Marilyn?

einstein marilynQuando você olha esta imagem ao lado de perto, vê Albert Einstein. Mas se se afastar cerca de cinco metros, ela vai se “transformar” em Marilyn Monroe. Como isso é possível? Parece quase “mágico”… Para ajudá-lo a entender, é preciso explicar como essas imagens foram construídas. Um retrato normal, fotográfico ou desenhado, contém variações das chamadas “frequências espaciais”, que podem ser de dois tipos. As frequências espaciais “altas” se referem aos detalhes, aos traços finos de uma imagem. Já as frequências espaciais “baixas” estão nas linhas largas e nas bordas embaçadas, sobretudo de objetos grandes. A maioria das imagens contém um espectro de frequências que vão da alta à baixa, em proporções variáveis.

Usando algoritmos de computador, pode-se processar um retrato normal para remover seletivamente diferentes frequências espaciais. Se as altas forem removidas, teremos uma imagem borrada. Esse procedimento de embaçamento é chamado “filtro passa-baixo”, porque barra as frequências altas (bordas precisas, linhas finas) e deixa passar as baixas. O “filtro passa-alto”, por sua vez, faz exatamente o contrário: mantém as bordas definidas e os contornos delicados e remove variações de larga escala. O resultado parece um pouco um esboço sem sombreamento.

Esses tipos de imagens processadas por computador são combinados de maneira atípica, para criar os rostos que se transformam “misteriosamente”. No caso da foto acima, foram usadas fotografias normais com a face de Einstein e de Marylin. Então, cada rosto foi filtrado para obter tanto imagens passa-alto (contendo linhas finas e definidas) quanto passa-baixo (borradas). Depois, foram combinadas a foto do passa-alto com a face do passa-baixo.

O que acontece quando os retratos são vistos de perto? Primeiro, a imagem precisa estar próxima para você ver as características mais definidas. Segundo, quando visíveis, elas “mascaram” objetos de larga escala (frequências espaciais baixas) ou desviam a atenção deles. Assim, quando você traz a imagem para perto, as características definidas tornam-se mais visíveis, mascarando aquelas pouco definidas. Ao deslocar a página mais para longe (ou afastar os olhos do monitor), seu sistema visual não é mais capaz de processar os detalhes finos; a expressão transmitida por eles desaparece e apenas as frequências baixas são expostas e percebidas.

Esta foto ilustra uma ideia originalmente formulada pelos cientistas Fergus Campbell e John Robson, da Universidade de Cambridge. Eles demonstraram que informações de diferentes frequências espaciais são paralelamente captadas por vários canais neurais, cujos campos receptivos são de variados tamanhos (o campo receptivo de um neurônio visual é a porção da retina na qual um estímulo precisa ser apresentado para ativá-lo). Isso também mostra que os canais não funcionam isolados. Ao contrário, interagem de maneiras interessantes, por exemplo: as bordas definidas captadas por pequenos campos receptivos mascaram as variações borradas de grande escala sinalizadas pelos campos receptivos maiores

(Adaptado de Vilayanur S. Ramachandran e Diane Rogers-Ramachandran, Mente e Cérebro; colaboração: Renato Jungbluth)