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La evolución del 3D

En Gradiant se trabaja para estar en la vanguardia de la generación de tecnologías que permitan el desarrollo de nuevos métodos de visualización de escenas tridimensionales, y ya se dispone de una aplicación capaz de emitir una escena tridimensional variante en función de la posición de un usuario (movimiento en paralaje) a través de técnicas de detección y seguimiento facial

La visión humana se basa en la percepción de dos imágenes ligeramente distintas de una misma escena, cada una de ellas capturada por uno de los ojos. A partir de estas imágenes, el cerebro es capaz de combinarlas para formar una sola, con la percepción añadida de profundidad y de distancia que nos separa de los objetos.

No obstante, muchas de las pistas que tenemos a la hora de percibir en 3D pueden emplearse en imágenes en 2D. Por ejemplo, dada una fotografía, podemos estimar la profundidad de los objetos que se encuentran en la escena, sabiendo que unos se encuentran delante de otros.

Sin embargo, existen cuatro aspectos de la visión en 3D que no se pueden conseguir mediante la visión de imágenes planas. El primero de ellos es conocido como paralaje estéreo, que consiste en obtener la sensación de profundidad a partir de la vista de dos imágenes distintas de la misma escena, una con cada ojo. Otro de los aspectos es el movimiento en paralaje, esto es, cambiar nuestro punto de vista de la escena si nos movemos con respecto a la misma. Además, en el caso de la visión en 3D, nuestros ojos se fijan en un determinado objetivo, lo que condiciona la variación que percibimos de la escena. Esto se debe a que nuestros ojos pueden converger sobre uno de los objetos situados en la escena.

Estos cuatro aspectos han sido siempre la barrera que se ha intentado superar para conseguir obtener una visión 3D completa a partir de imágenes en 2D. No obstante, parece que los esfuerzos centrados en conseguir este tipo de visión se han convertido en productos reales que ya podemos disfrutar. El ejemplo más claro lo encontramos en el cine.
Hoy en día, el cine en 3D se ha instalado casi por completo en nuestros cines. Cada vez es mayor el número de películas que se estrenan en 3D, intentando así añadir a la película un valor que atraiga a los espectadores al cine, en una época en que la crisis amenaza con dañar el sector.

Sin embargo, el 3D cuenta con una larga trayectoria a lo largo de la historia cinematográfica. Quizás a muchos nos sorprendió el impacto del 3D cuando, en 2003, James Cameron presentó "Ghosts of The Abyss", primera película en formato IMAX-3D. Sin embargo, se tiene constancia de que la primera película en 3D fue emitida por primera vez en 1915. El 10 de junio de dicho año se presentaron 3 cortos en el Teatro Astor de Nueva York. La técnica que se empleó entonces no distaba mucho de la que se emplea hoy en día. Dicha técnica empleaba dos imágenes superpuestas filtradas a través de unas gafas anaglíficas. Mediante esta técnica, se muestran dos imágenes de la misma escena separadas unos pocos centímetros, sobre las que se superponen dos colores opuestos (rojo y azul, por ejemplo). Estas gafas son en realidad dos plásticos (rojo y azul), que filtran la escena con el fin de mostrar a cada ojo la imagen correspondiente, pudiendo así tener sensación de profundidad.

Cabe destacar que el primer "boom" del cine en 3D se produjo en la década de los 50, con películas que hoy se recuerdan como clásicos, como "Crimen perfecto" de Alfred Hitchcock o "La casa de Cera", de Andre de Toth. Sin embargo, la emisión de películas en 3D fue perdiendo fuerza hasta que, en 2004, "Polar Express", en formato IMAX-3D, recaudó 14 veces más en su versión 3D que en su versión 2D. La fórmula animación+3D despertó el interés del público en un momento de crisis del sector cinematográfico y devolvió a los espectadores a las salas, intentando combatir la escalada de piratería que se estaba produciendo. La fórmula ha funcionado, ya que películas como "Avatar" o "Alicia en el País de las Maravillas", para algunos escasas de contenido, han conseguido ganarse la admiración de la crítica por sus efectos especiales.

Otro de los aspectos que propiciaron el nuevo éxito del cine en 3D fue la evolución de las gafas que se deben llevar para ver la película y de los métodos de visualización basados en estas gafas. Además de las gafas anaglíficas (con filtros de color rojo y azul), también se han empleado gafas polarizadas, cuyos cristales filtraban la luz según la polarización de la misma. Posteriormente, se introdujeron las "shutter glasses", de cristal líquido, que a través de control por infrarrojos activan y desactivan los cristales de forma secuencial, permitiendo que cada ojo vea únicamente su imagen correspondiente. La elevada frecuencia de emisión de imágenes (144 cuadros por segundo), y de obturación de las gafas evita que el usuario perciba el efecto de alternancia.

Sin embargo, la velocidad a la que avanza hoy en día la tecnología está propiciando que un mecanismo que cuenta con 85 años a sus espaldas haya comenzado a resultar obsoleto en tan sólo nueve años. Ante el aumento de la demanda del público, que desea poder visualizar los mismos contenidos sin tener que usar dispositivos especiales, se están produciendo una serie de avances llamados a revolucionar el mundo del 3D, centrados en el desarrollo de dispositivos de visualización autoestereoscópicos.

La autoestereoscopía es el efecto de la visualización en 3D sin la necesidad de portar ningún tipo de dispositivo especial. La técnica más simple es la barrera de paralaje, un conjunto de rejillas situadas como una persiana delante del emisor. Mediante esta técnica, se presentan las dos imágenes de forma intercalada, situadas de forma que cada ojo vea siempre la imagen que le corresponde (Figura 1a). Esto significa que en ningún momento el ojo ve más de una imagen. El problema de esta técnica es que existen posiciones donde el usuario puede recibir las imágenes de forma intercambiada, no consiguiéndose el efecto deseado de profundidad.

Para solucionar este aspecto, se pueden emplear técnicas de detección y seguimiento facial, con el fin de saber qué regiones va a observar cada ojo y resituar las imágenes en las rejillas (Figura 1b). Sin embargo, el hecho de "personalizar" la emisión de imágenes en función de la posición del usuario no permite extender el empleo de esta técnica a un número mayor de usuarios, lo que limita enormemente la capacidad de estos sistemas, siendo útil únicamente para aplicaciones monousuario.

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No obstante, existe la posibilidad de generalizar la barrera de paralaje para múltiples usuarios. Para ello, en vez de emitir dos imágenes de la misma escena (necesarias para un usuario), se emite un número mayor de imágenes intercaladas, de modo que dependiendo de la posición del usuario, éste verá un par de imágenes contiguas de la escena, pudiendo visualizarla en 3D. Sin embargo, si el usuario se desplaza alrededor de la escena percibirá cómo cambia su punto de vista con respecto a la misma, aunque siga visualizándola en 3D. Este método permite que varios usuarios puedan visualizar una escena 3D sin necesidad de gafas ni técnicas de detección y seguimiento facial, aunque cada uno de ellos la percibirá desde su punto de vista.
Para implementar este sistema, se dispone un grupo de proyectores que emiten las imágenes hacia una lente que las proyectas hacia la zona de visión de un modo ordenado, tal y como se puede ver en la Figura 2.

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También existe la posibilidad de ofrecer la misma escena a cada uno de los usuarios, mediante la secuenciación de las imágenes que deben ir a cada parte de la zona de visión. La idea básica de este sistema consiste en ir emitiendo los pares de imágenes correspondientes de la escena a una zona concreta, emitiendo hacia el resto de zonas una imagen completamente negra. Mediante un barrido a alta frecuencia de las zonas de visión, se puede conseguir que los usuarios perciban la misma escena y de forma continuada.

Como se puede apreciar, el campo de la autoestereoscopía es muy reciente y se puede afirmar que aún está dando sus primeros pasos, aunque sus resultados están llamados a sustituir a las tradicionales gafas que se usan en el cine. Es por ello que quizás es pronto para evaluar qué dispositivo tomará ventaja en la comercialización para uso doméstico de contenidos en 3D. Philips, Sharp o LG, así como compañías menos conocidas como Holografika, ya se encuentran en la búsqueda de la televisión del futuro. En Gradiant se trabaja para estar en la vanguardia de la generación de tecnologías que permitan el desarrollo de nuevos métodos de visualización de escenas tridimensionales, y ya se dispone de una aplicación capaz de emitir una escena tridimensional variante en función de la posición de un usuario (movimiento en paralaje) a través de técnicas de detección y seguimiento facial.

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