Nueva tecnología 3D podrá reproducir hologramas en móviles y tabletas

Hay que entender cómo funciona la visión humana. Tal como reseña el profesor Neil A. Dodgson de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), los humanos ven el mundo de forma estereoscópica. «Esto quiere decir que nuestros ojos tienen visiones un tanto diferentes del mundo porque están separados por cerca de 63 milímetros. Nuestro cerebro combina estas dos vistas en un modelo interno 3D de lo que estemos viendo».

En el caso de las pantallas 2D estas proyectan una imagen plana (dos dimensiones) sencilla, para que los dos ojos vean la misma figura. Pero en el caso de una pantalla que quiere proyectar en 3D esta debe proporcionar una imagen para cada ojo. En este punto entran en juego las gafas basadas en tecnología 3D, usadas en cines y otros dispositivos como televisores. Sin embargo, estas gafas son inapropiadas o incómodas para algunos gadgets más pequeños. Por eso hay en el mercado aparatos como consolas portátiles de videojuegos (Nintendo 3DS) o televisores que tratan de proyectar imágenes 3D sin necesidad del uso de gafas, aunque hay algunos problemas de alcance y de puntos de vistas.

Dodgson explica que existen varios sistemas para su visualización. Uno de los más usados es la sincronización de imágenes van cambiando rápidamente de izquierda a derecha de la pantalla para da «una visión» diferente en cada ojo. Este sistema es más común en los televisores 3D. Otra solución es la llamada «polarización pasiva, en la que las dos lentes de las gafas están polarizadas de diferente manera. Así, explica Dodgspn, ha trabajado la industria del cine desde 1950, pero hay una solución aún más sencilla y barata, las gafas de dos colores rojo-verde, que funcionan como filtros. Esta técnica fue usada en 1922 pero se encontraron que producían mareos, nauseas y dolores de cabeza.

Para poder proyectar esta imágenes en 3D y que el ojo humano las pueda interpretar (sin necesidad de gafas) el dispositivo debe (en la propia pantalla) enviar una imagen distinta para cada ojo. «Los píxeles individuales en la pantalla por lo tanto necesitan un control direccional», explica Dodgson. En el caso de las imágenes 2D los píxeles individuales se envían en todas las direcciones.

«Una pantalla 3D tiene píxeles que envían luz en direcciones cuidadosamente limitadas, de modo que la luz llegue a cada ojo diferente y así os dos ojos del espectador verán diferentes imágenes en la pantalla. Se podría suponer que sólo se necesitan dos direcciones restringidas, pero este no es el caso, debido a que la pantalla no se sabe dónde están sus ojos y por lo tanto tiene que proporcionar imágenes a través del espacio de visualización completa, para dar el efecto 3D correcta sin importar donde se colocan los ojos», explica en el texto «3D sin gafas», publicado también por «Nature».

El experimento

David Fattal, científico líder de los laboratorio de Hp, con un doctorado en física por la Universidad de Stanford, ha publicado una investigación en la que propone un nuevo sistema para la visualización en 3D. «Las pantallas en 3D de múltiples vistas pueden proyectar las correctas perspectivas de una imagen 3D en varias direcciones espaciales simultáneamente. Estos proveen un experiencia estereoscópica a muchos usuarios al mismo tiempo con experiencia de movimiento y que requieren el uso de gafas o tecnología de seguimiento visual», describe Fattal en su informe.

Sin embargo, el físico destaca que aunque existen varias soluciones, ninguna de estas se «adapta bien» a los dispositivos portátiles como relojes, móviles o tabletas, ya que requieren otros parámetros para que funcione. «Es en este punto donde introducimos la tecnología de difracción de luz de fondo multidireccional que permite una alta resolución de imágenes 3D con una zona de visión amplia (180 grados) con una distancia de observación de hasta un metro», reza el documento.

Fattal utiliza una pantalla con cristal líquido (LCD) con algunas modificaciones (las más comunes en móviles) y la dificultad física recae en que tuvieron que diseñar pantallas 3D súper delgadas, de medio milímetro.

Tal como reseña el MIT Technology Review, algunos sistemas de multivistas 3D de espejos que giran rápidamente, mientras que otros utilizan sistemas láser o múltiples procesadores gráficos. En el caso de la pantalla de Hp, se utilizan «ranuras nanoestructuradas» que Fattal llama «píxeles direccionales» que envían luz en diferentes direcciones. El sistema no tuliza estructuras nuevas y trabajan con un componente de pantallas disponible, la luz de fondo.

Las pantallas convencionales de LCD utilizan una capa de plástico o vidrio que cubre los bultos que suelen dispersar la luz blanca y la dirigen hacia los filtros de colores de la pantalla, la polariza y la envía al usuario.

Lo que demuestra la investigación de Fattal es que el curso, el color y otras propiedades de la luz se pueden manipular al pasarla a través de materiales con patrones a nanoescala. Esta pantalla HP, explican desde MIT Technology Review, reemplaza el padrón dado al azar de esos bultos de la pantalla LCD con ranuras en patrones deliberados.

Cada «pixel direccional» tiene tres conjuntos de ranuras que dirigen la luz roja, verde y azul en una dirección particular. El número de píxeles direccionales determina el número de puntos de vista que la pantalla puede producir. La luz de los píxeles pasa después a través de una variedad convencional de obturadores de cristal líquido que dejan pasan o bloquean la luz para hacer una imagen en movimiento, al igual que en un LCD convencional.

Estos científicos han comprobado que pueden proyectar imágenes fijas con 200 vistas de imagen o vídeo con 64 tipos de vistas a 30 cuadros por segundo (por ahora). «Una interfaz 3D para un teléfono móvil o portátil puede mostrar diferentes ventanas al lado de uno, también podría ser usada por los arquitectos que en una tableta podrían mostrar un modelo tridimensional a un cliente, en lugar de construir un modelo físico. O se puede usar un reloj inteligente para ver Google Maps en 3D», ha comentado Fattal a MIT Technology Review.