4.3. El autoestereoscopio para uso doméstico
Los sistemas de barrera de paralaje ya fueron probados sin mucho éxito en el cine, ya hemos hablado del Sterokino y del Clycoestereoscope, desgraciadamente la idea quedó en el olvido por no poder solucionar los problemas inherentes a esta tecnología. Cuando se contempla una pantalla autoesteroscópica hay que mantener la cabeza y la mirada fija en la pantalla. Cualquier movimiento indeseado de la cabeza provoca una perdida momentánea en el relieve de la imagen y el ángulo de visión para el espectador sigue siendo muy pobre. A pesar de todos estos inconvenientes las investigaciones siguen avanzando hacia la búsqueda de un sistema sistema perfecto en 3D. La llegada de las primeras pantallas planas de televisión devolvió el interés hacia la autoestereoscopia en el ámbito doméstico. Si exceptuamos la tecnología holográfica de la que no hablaremos porque todavía no ha pasado de la fase experimental. La barrera de paralaje o una forma evolucionada de pantalla lenticular LCD, siguen siendo las dos vías en activo para la continuidad de un sistema en relieve sin tener que utilizar unas incomodas gafas.
4.3.1. Pantallas con Barrera de Paralaje
La barrera de paralaje sigue
vigente en nuestros días porque es la más simple de todas. Se trata de utilizar
unas tiras opacas delante de la imagen que está compuesta por los dos registros
divididos entre la imagen impar y par, para que cada ojo pueda contemplar su
correspondiente registro (ver dibujo: Estereograma de Paralaje).
Jonas Ferdinand
Gabriel Lippman
Evolución de los teléfonos móviles en 3D
El primer dispositivo en aplicar
una barrera de paralaje fue el teléfono móvil Sharp Mova SH251iS 3D que fue
comercializado el 16 de noviembre de 2002. Tenía una pequeña pantalla de 2,2
pulgadas y estaba disponible solamente para Japón, al año siguiente apareció un
nuevo modelo el SH505i. En 2007, solo para el mercado del Corea del Sur, el
Samsung SCH- B710 con una pantalla de 2,2 pulgadas y una resolución de 240x320
píxeles. Este fue el primer móvil en incorporar una cámara 3D con dos objetivos
de 1,3 megapixels. El 6 de febrero de 2009 salió al mercado japonés el Hitachi
Wooo H001 Ketai, con una resolución de
845×480 pero con una cámara 2D. En 2010, para Corea del Sur, el Samsung AMOLED 3D SCH- W960, en China el
Motorola MING MT810, en la India el Spice Mobility View D con una pantalla de
2,4 pulgadas, el Sharp el LYNX SH -03C, el Galapagos 003SH y en 2011 el
Galapagos 005SH solo para Japón. Ese mismo año LG lanza el Optimus 3D P920, HTC
el EVO 3D y Sharp el Aquos SH- 12C. Los tres equipados con cámaras 3D con dos
objetivos. La compañía Sony comercializó el Ericsson Xperia Arc S con una
pantalla 2D pero con una cámara 3D. Tenía una salida HDMI que soportaba la reproducción
de vídeos estereoscópicos.
Cámaras de fotos con visores 3D
Respecto a las cámaras de fotos
digitales, en 2008, la compañía japonesa Fuji presentó un prototipo de la
cámara Finepix 3D con doble óptica y en 2009 comercializó la FinePix Real 3D
W1, con una separación interaxial de 77mm entre los dos objetivos. Tenía 10
Megapixels para foto y podía grabar video en 3D con una resolución de 640x480
pixels: Llevaba una pequeña pantalla de 4/3 con barrera de paralaje que
permitía ver la imagen en 3D en el visor LCD de la cámara. En 2010 lanzó la
Finepix W3 que permitía grabar vídeo 3D a 1280x720/24p. Por su parte en 2012,
Panasonic lanzó la DMC-3D1 tenía 8 Megapixels para foto y registraba vídeo en
3D a 1920x1080/60i, Rollei comercializó
la Power Flex 3D (la Easy 3D es la misma cámara), con 5 Megapixels y grababa
vídeo a 1280x720p.
Marcos digitales 3D
En 2009 Fuji lanzó un marco
digital 3D para poder visionar las imágenes de su cámara Finepix W1 tenía 8
pulgadas y una resolución de 800x600 pixels. En 2010, Nikon comercializó el
NF-300i 3D de 7,2 pulgadas y 800x600 pixels, disponible solo para el mercado
japonés. El JOBO P3D800 piano de 8 pulgadas y 1280x768 pixels, el Aiptek 3D P8
también de 8 pulgadas y 800x600 pixels. Estos dos últimos modelos tienen una
versión portable.
Cámaras de vídeo con visores 3D
Muchos visores de la mayoría de
las cámaras digitales 3D de doble objetivo también emplean barrera de paralaje.
En 2011 apareció la JVC GS-TD1, la Sony HDR-TD10 y los posteriores modelos
TDH20, TDH30, Panasonic el modelo HDC-Z10000, Speed el FXH-10, Aiptek el iH3,
Toshiba el Z100, Aiptek el HD-i2, Sony el Bloggie MHS-FS3, también apareció la
3DView entre otras muchas más.
Videoconsola Nintendo 3DS
equipada con pantalla 3D, en la ampliación se puede apreciar las bandas negras
verticales de la barrera de paralaje
El caso más famoso de utilización
de una pantalla con barrera de paralaje fue el de la videoconsola portátil
Nintendo 3DS que fue lanzada en 2011. Pantalla de tenía una resolución de
800x240 y estaba equipada con una cámara 3D con doble objetivo. Permitía hacer
fotos y vídeo en 3D. En 2012 se lanzó la Nintendo 3DS XL con una pantalla 3D
más grande de 800x340 pixels.
4.3.2. Pantallas lenticulares
Fue el físico franco-luxemburgues
Lippman quién en 1908 mejoró la barrera de paralaje autoestereoscópica. El
empleó una matriz confeccionada por diminutas lentes que se utilizaba tanto
para capturar la imagen como para contemplarla en relieve. Esta barrera
lenticular permitía separar los dos registros fotográficos del par
estereoscópico para que cada ojo viera su imagen correspondiente.
Diagrama de cómo
funciona un estereograma lenticular
En 1912 Walter Hess simplificó
esta matriz utilizando lentes cilíndricas pequeñas y utilizando una disposición
vertical similar a la barrera de paralaje. Con esta mejora se conseguían
imágenes más claras y con un mayor ángulo de amplitud para conseguir un buen
efecto tridimensional durante su contemplación. Herbert, el hijo de Frederic
Eugene Ives, llegó mucho más lejos en 1930 al aplicar un sistema lenticular,
que incluía más de dos registros, que mejoraba sustancialmente la sensación
tridimensional de las imágenes fotográficas.
El sistema lenticular no se
aplicó a las imágenes en movimientos porque era un sistema mucho más complejo
que el de barrera de paralaje. Hubo que esperar varias décadas hasta que el
uso de microlentes para visualizar imágenes en 3D, fuera desarrollado en 1985
por Reinhard Boener en el Heinrich Hertz Institute (HHI) de la ciudad de
Berlín. El HHI ya pudo presentar
prototipos de pantallas 3D para un solo observador en la década de 1990.
Pantallas Free2C
En el IFA de 2007 se mostraron
dos pantallas desarrolladas por el Instituto de Investigación Fraunhofer y
conocidas con la terminología Free2C. Su aplicación iba encaminada hacia el
mundo de diseño gráfico para que ingenieros o modeladores tuvieran una
herramienta de visualización en estereoscópica real y sin la necesidad de
utilizar gafas. Este tipo de pantallas tenían una resolución de 1200x1600
pixels y buen confort para visionado tridimensional. Para conseguirlo la
pantalla incorporaba una microcámara que seguía el movimiento de los ojos del
observador, permitiendo un ajuste mecánico instantáneo de las microlentes de la
pantalla y poder visualizar correctamente el par estéreo. El inconveniente de
este sistema era que limitaba el uso a un único espectador.
Monitor 3D WOWvx de
Philips
La compañía holandesa Philips
estuvo trabajando en una pantalla 3D, con tecnología lenticular, sin gafas que
pudiera ser vista por varios espectadores a la vez. La pantalla contenía una
capa con una matriz de lentes transparentes y cilíndricas fijas que permitían
que cada ojo percibiera las imágenes del par estéreo desde ángulos diferentes.
De este modo cada píxel que se observaba funcionaba en realidad como una
microlente que estaba dividida en subpixeles. Para crear el efecto 3D se tenía
que representar la información sobre cada subpixel. La visión múltiple se
conseguía cuando una lente se colocaba solapando un grupo de subpixels,
enviando información de cada subpixel en una dirección diferente.
Esquema de cómo trata
la información en 3D el monitor WOWvx
La pantalla estaba pensada para
trabajar con programas tipo 3D Studio Max.
Gracias a la ayuda de un plug-in especial se conseguía separar la
información del objeto en “2D” por un lado y por otro la información de
profundidad codificada en escala de grises “Z”.
El monitor interpretaba estas dos informaciones y las representaba
simultáneamente desde 9 puntos de vista diferentes del objeto que podía ser
visto por el espectador como un objeto en 3D sin la necesidad de emplear gafas.
En el el SID de 2006, Philips
presentó un televisor de 42 pulgadas que obtuvo la medalla de oro ‘Como
pantalla del año’. La compañía holandesa permitió a su filial Dimenco
comercializar el modelo 42-3D6W02 en marzo de 2009, pero finalmente suspendió
las ventas y la producción de este modelo en marzo de 2009. La razón esgrimida
por la compañía fue que era contraproducente una guerra de formatos diferentes.
Asegura que su intención es que esta tecnología siga en desarrollo si el
mercado 3D evoluciona.
Monitor Toshiba
autoestereoscópico lenticular
En 2010 la empresa japonesa
Toshiba lanzó al mercado un monitor LCD con tecnología autoestereoscópica. La
pantalla de 21 pulgadas tenía una resolución de 1280×800 píxeles, su finalidad
era servir como monitor de ordenador o de pantalla publicitaria en relieve.
Incorporaba también una tecnología de multiparalaje, que permitía reducir la
fatiga ocular durante largos períodos de visualización. El inconveniente era
que el ángulo de visualización era muy pobre y alcanzaba únicamente los 30º. El
25 de mayo de ese mismo año, el monitor,
fue mostrado en la ciudad de Seattle en los Estados Unidos.
Tras hablar de diferentes
ejemplos de pantallas multiángulo, volvemos de nuevo a las pantallas autoestereoscópicas con dos ángulos
de visión tradicionales. El avance de la tecnología LCD ha permitido que se
empleen microlentes de cristal líquido que pueden cambiar la manera que dejan
pasar la luz emitida por el panel de imagen del monitor. Esta alternativa es
una mezcla entre la tradicional barrera de paralaje y la lenticular.
Funcionamiento de las
lentes de cristal líquido de una pantalla LCD 3D
Funcionaba del siguiente modo, el
panel principal emitía la luz de la imagen y esta atravesaba un panel especial
LCD transparente que podía controlar la dispersión de la luz. En el ejemplo “A”
vemos que cuando activábamos el modo 3D, no se aplica ninguna carga eléctrica
al panel de las microlentes, estas dirigían la luz del panel principal LCD en
un ángulo predeterminado. Si establecemos que la luz de las microlentes impares
vayan a la izquierda y las pares a la derecha, cada ojo podrá percibir su par
estéreo correspondiente. Si desactivamos el modo 3D. En el ejemplo “B”
observamos que si se aplica una carga eléctrica las microlentes se anula este
efecto y la luz se propaga en todas las direcciones de una manera normal. Otro
aspecto importante a tener en cuenta es el de la curvatura o el ángulo de la
lente. Para un buen efecto 3D hay que utilizar lentes de ángulo estrecho, con
un ángulo de visión entre 15º y 44º. La ventaja de este sistema es que cuando
se activa la opción 3D la pantalla LCD puede mostrar imágenes estereoscópicas y
si se desactiva puede mostrar imágenes normales en 2D sin perdida aparente de
luminosidad como ocurre en otros sistemas de paralaje.
Portatil Sharp Mebius
con pantalla 3D
Tras el relativo éxito del primer
móvil 3D, la compañía Sharp decidió aplicar en 2005 esta tecnología de lentes
de cristal líquido a una actualización de su portatil Mebius (Actius) PC-AL3DH.
Tenía una pantalla LCD de 15 pulgadas y una resolución de 1024x768 en 3D. El
siguiente modelo fue el Mebius (Actius) PC-RD3D que además llevaba un
reproductor DVD con tecnología “TriDef DVD” capaz de convertir las películas 2D
a pseudo-3D. Tenía un procesador Pentium
4 de 2.8GHz. 512Mb de RAM y salió a la venta por un precio nada económico de
3.600 dólares.
Toshiba Qosmio
F750-3D y el F755-3D sin gafas
En 2011 la compañía Toshiba
también la empleó para su portátil 3D autoestereoscópico Qosmio F750-30, el
F755-3D y el X875-Q7390. El modelo más avanzado llevaba un processador Intel
Core i7 y una resolución que alcanzaba los 1080p.
Láminas protectoras
lenticulares EyeFly 3D y Eassee 3D para el Iphone
En lo referente a filtros
especiales autoestereoscópicos existen varios ejemplos. En el apartado de
teléfonos móviles y tabletas, es una empresa de Singapur la que comercializa un
protector de pantalla llamado EyeFly 3D para iPhone 5, iPad 5 y Samsung Galaxy.
Este celofán transparente convierte la pantalla 2D del terminal en una en 3D,
tanto en el modo vertical como horizontal. La película protectora tiene un
grosor de 0,1 milímetros y contiene medio millón de lentes perfectamente
alineadas. Otra empresa tailandesa también ha lanzado un producto similar
llamado Eassee 3D, está disponible para el iPhone4/5 y para el iPad 2 en
adelante. En ambos casos es necesario descargar una aplicación para poder ver o
visionar contenido de vídeos o juegos en 3D.
A pesar de su expansión y
utilización en todo tipo de pantallas 3D, los sistemas autoesterescópicos
siguen presentando el problema de tener una profundidad limitada de las
imágenes y ofrecer un ángulo de visión muy restringido. Se sigue avanzando en
esta tecnología con la intención de producir microlentes de alta calidad pero
tienen el inconveniente de los altos costes de fabricación y, de momento, solo
se aplican a prototipos y a series limitadas. El futuro deparará cual será la
tecnología que triunfe, todo el mundo sabe que si se consigue una pantalla 3D sin gafas y confortable a la
vista, el consumidor aceptará sin reparos la adopción de pantalla
estereoscópica para su casa. Este logro sería el triunfo de los televisores en
relieve de consumo masivo. En esa etapa sería imprescindible que los contenidos
ofertados fueran de una calidad tridimensional tan natural como la realidad que
contemplamos.
José Pastor
Próximo capítulo: “Holografía y Sistemas pseudo-estereoscópicos”
