Um par de câmeras idênticas foi posicionado para realizar “visão estereoscópica”, que é um procedimento que usa as imagens de duas câmeras para estimar a distância de objetos. As câmeras têm distância focal f (a distância entre o furo por onde passa a luz e o plano de imagens da câmera – o plano que contém os sensores das câmeras). Suponha que a lente no furo não mude a trajetória dos raios de luz. As câmeras foram colocadas lado a lado, com seus furos afastados por uma distância c, como indica a figura.

Certo objeto está a uma distância d do plano de imagens das câmeras (o plano que contém os sensores). Na imagem da câmera 1 (a da esquerda), o objeto aparece localizado em um pixel à direita do centro da imagem e a uma distância x1 deste centro. Já na imagem da câmera 2 (da direita), o objeto aparece localizado em um pixel também à direita do centro da imagem e a uma distância x2 deste centro, como mostra a figura.

a) Mostre que a distância d pode ser calculada em função de c, f, x1 e x2, por meio da expressão d = f · começar estilo tamanho matemático 14px abre parênteses 1 espaço mais espaço numerador c sobre denominador x com 2 subscrito espaço menos espaço x com 1 subscrito fim da fração fecha parênteses. fim do estilo

b)Se f e c são valores pequenos, da ordem de poucos centímetros, e o objeto está a uma distância d muito grande, como a lua ou uma estrela, o que podemos dizer sobre a relação entre x1 e x2?

a) Observe a figura a seguir:

Da semelhança dos triângulos ODE e OAB, vem:

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto d sobre denominador reto d menos reto f fim da fração igual a numerador reto c menos reto x com 1 subscrito mais reto x com 2 subscrito sobre denominador reto c fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto d sobre denominador reto d menos reto f fim da fração igual a 1 mais numerador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito sobre denominador reto c fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto d sobre denominador reto d menos reto f fim da fração menos 1 igual a numerador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito sobre denominador reto c fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto d menos parêntese esquerdo reto d menos reto f parêntese direito sobre denominador reto d menos reto f fim da fração igual a numerador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito sobre denominador reto c fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto f sobre denominador reto d menos reto f fim da fração igual a numerador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito sobre denominador reto c fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto d menos reto f sobre denominador reto f fim da fração igual a numerador reto c sobre denominador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto d sobre reto f menos 1 igual a numerador reto c sobre denominador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto d sobre reto f igual a 1 mais numerador reto c sobre denominador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito fim da fração fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto d igual a reto f abre parênteses 1 mais numerador reto c sobre denominador reto x com 2 subscrito menos reto x com 1 subscrito fim da fração fecha parênteses fim do estilo

b) Do item anterior, tem-se a igualdade:

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto f sobre denominador reto d espaço menos espaço reto f fim da fração espaço igual a espaço numerador reto x com 2 subscrito espaço menos espaço reto x com 1 subscrito sobre denominador reto c fim da fração fim do estilo

Como f é um valor pequeno e d é um valor muito grande, então começar estilo tamanho matemático 14px reto d espaço menos espaço reto f espaço espaço quase igual espaço reto d fim do estilo. Com isso, tem-se começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto f sobre denominador reto d espaço menos espaço reto f fim da fração espaço quase igual espaço reto f sobre reto d espaço quase igual espaço 0 fim do estilo (pois é o resultado da divisão de um valor pequeno por um valor grande).

Logo, tem-se:

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto f sobre denominador reto d espaço menos espaço reto f fim da fração espaço quase igual espaço 0 fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px numerador reto x com 2 subscrito espaço menos espaço reto x com 1 subscrito sobre denominador reto c fim da fração espaço quase igual espaço 0 fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto x com 2 subscrito espaço menos espaço reto x com 1 subscrito espaço quase igual espaço 0 fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto x com 2 subscrito espaço quase igual espaço reto x com 1 subscrito fim do estilo

Isso significa que x2  está muito próximo de x1.