3. POLARIZACIÓN (PASIVO)
El sistema polarizado es un sistema pasivo y, en esencia, es similar anáglifo.
Ambos utilizan filtros para, aclarar u oscurecer, el par estereoscópico para
que cada ojo del espectador vea su correspondiente imagen. La diferencia entre
ambos estriba en la manera de hacerlo, el anáglifo utiliza filtros de colores y
el polarizado lo hace tamizando las ondas de luz para que se propaguen en una
única dirección. A esta alteración, mediante filtrado del rayo lumínico, se le
conoce con el nombre de polarización.
La proyección 3D polarizada se demostró experimentalmente en la década de
1890, la luz de los proyectores se polarizaba utilizando prismas Nicol
(inventados en 1928 por el escocés William Nicol). Estos estaban dispuestos en paquetes
de hojas delgadas de vidrio, colocados en ángulo a fin de reflejar la luz de
distancia de la polaridad deseada. No hay constancia del éxito de estas pruebas,
hay que remontarse varias décadas más, hacia el siglo XX para encontrar la primera
aplicación práctica de proyección polarizada.
3.1. Polarización Lineal
E. H. Land inventor del filtro polarizador y de la cámara instantánea
Polaroid
El sistema de polarización lineal lo inventó, en 1929, Edwin H. Land quién
pocos años después fundaría la famosa compañía norteamericana Polaroid. Cuando estudiaba química en la universidad de
Harvard tuvo la idea de fabricar unos filtros que sirvieran para reducir el
deslumbramiento de los faros de los
coches. Lo comercializó en 1932 y las láminas que utilizaba fueron conocidas como
filtro polarizador. En 1934 Land en demostró en privado el uso de sus filtros
para la proyección y visualización de imágenes en relieve. En enero de
1936 tuvo lugar la primera demostración pública en una proyección de
fotografías estereoscópicas en el Hotel Waldorf Astoria, de Nueva York. La
reacción fue muy favorable y, como sus propiedades eran idóneas para este
cometido, rápidamente se aplicaron al cine tridimensional.
Patente de Edwin H. Land para la utilización de filtros polarizadores en la
proyección estereoscópica.
La primera experiencia de proyección tridimensional pública, utilizando
película de cine, fue en la “Polaroid on
Parade” exhibida en una instalación del Museo
de Ciencia e Industria de Nueva York, en diciembre de 1936. Para este
acontecimiento se utilizó película en color Kodachrome
de 16mm demostrando que el filtrado polarizado no afectaba al rendimiento
cromático, como era el caso del anáglifo.
El filtro polarizador lineal actúa de la siguiente manera, un rayo de
luz viaja en infinitos planos, si
colocamos un filtro polarizador podemos seleccionar un solo plano o mejor dicho
‘Plano de polarización’. En el caso del ejemplo “A” si colocamos el filtro polarizador en vertical, polarizamos la
luz en el plano vertical y en el ejemplo “B”
la polarizamos en el horizontal. Si vamos más allá y ponemos en práctica el
ejemplo “C”, es decir, primero filtramos la luz en el plano vertical
y posteriormente la volvemos a filtrar en el plano horizontal, ocurrirá que el
rayo de luz queda anulado o filtrado por completo.
Si este concepto lo aplicamos a la proyección estereoscópica, expuesto en el dibujo de la patente de Land, entenderemos que si el
fotograma izquierdo lo proyectamos con un filtro polarizador colocado en
vertical y el fotograma derecho con otro filtro polarizador colocado en
horizontal, cada imagen del par estereoscópico quedará polarizada 90º una
respecto a la otra. Si el espectador se coloca unas gafas polarizadas cuyo
cristal izquierdo y derecho filtran la luz a su contrario, cada ojo puede ver
separadamente cada imagen porque el filtro derecho anulara la imagen izquierda
y dejara ver la derecha y el filtro izquierdo hará lo contrario. Una vez
nuestros ojos ven individualmente cada imagen el cerebro será el encargado de
fundirlas en una sola en relieve o 3D.
El grave inconveniente de emplear filtros polarizadores, es que provocan
perdidas de luz en la proyección y además no pueden utilizarse las
tradicionales pantallas blancas, la explicación es simple, cuando la luz rebota
sobre una superficie blanca las imágenes que refleja se despolarizan. Por este
motivo, en su lugar, deben utilizarse pantallas plateadas para que no interfieran
a la polarización y reflejan hacia las gafas del espectador las imágenes
correctamente polarizadas.
Foto del rodaje de “Nozze vagabonde”
la cámara 3D es la de la derecha y la de 35mm la de la izquierda. Plano detalle
de la cámara estereoscópica de 63mm de Gualtierotti
Cartel de la película y fotograma de 35mm del
sistema en relieve alemán Zeiss-Ikon
El sistema en relieve alemán Raumfilm-System
Zeiss-Ikon también adoptó la polarización para la proyección del
cortometraje comercial de una promoción de seguros “Zum greifen nah!” (1936).
Esta película fue presentada en Berlín, en el cine UFA Palast, el 17 de mayo de
1937. Lo curioso del caso, era que este sistema estereoscópico, inventado por Vierlin y Fritz, también utilizaba una
única cámara de cine. Frente al objetivo se acoplaba un conversor
estereoscópico cuya función era separar los dos imágenes, con la distancia
interaxial correcta, y rotarlas 90º sobre un fotograma estándar de 35mm de cine.
Un conversor similar se utilizaba durante la proyección para recuperar el par
estéreo en la orientación correcta y polarizaba cada imagen en dos planos
diferentes de 90º. Tanto en el caso alemán
como en el italiano las películas eran en blanco y negro.
La ventaja del sistema de polarización sobre el anáglifo era que permitían proyecciones
estereoscópicas de películas en color. La primera película en 3D y en color fue
un documental“Dresden Reichsgartenschau” rodado con el procedimiento
dicromático UFAcolor y con el sistema
3D Zeiss-Ikon. Fue presentado, en
1937, en la Sociedad Alemana
Cartel anuncio del pabellón Chrysler y poster de la película exhibida en 3D
De vuelta a Estados Unidos, el sistema de polarización fue utilizado en la feria Universal de Nueva York de 1939, para el mediometraje, en blanco y negro, que se exhibía en el pabellón de la compañía Chrysler “In tune with tomorrow” (1939), de John Norling, donde se mostraba como se ensamblaba un coche Plymouth. Fue rodado utilizando las cámaras y el rig estereoscópico diseñado por J. Norling.
Gafas de cartón, troqueladas simulando la silueta de un Plymouth, con los
filtros polarizadores grapados en la apertura de los faros
La película tuvo tanto éxito que al año siguiente se proyectó una nueva
versión, ahora en color, retitulada “New Dimensions”. La compañía RKO la
recuperó en 1953 bajo el nuevo nombre de “Motor Rhythm”.
En 1950 la industria de Hollywood, ante la competencia cada vez mayor de la
televisión, adoptó el cine en relieve para las películas de ficción. Tras el
éxito de la película en color y en 3D “Bwana devil” (1952), de Arch oboler,
rodada con el procedimiento Natural Vision
que utilizaba proyección polarizada y gafas de cartón. El cine
estereoscópico tuvo un auge popular nunca logrado hasta esa fecha. Muchas
películas comerciales se rodaron en relieve y la tentativa duró tan solo un año par ver su
declive pero, década tras década, siguieron apareciendo sucesivas oleadas de
películas 3D con tecnología polarizada para todos los fieles seguidores de la
cinematografía estereoscópica.
Las ventajas de poder proyectar películas a todo color hicieron que la
proyección polarizada fuera el procedimiento más utilizado a lo largo de
mediados del Siglo XX. Fue empleado tanto en proyección dual como en película
de formato único, donde las dos imágenes estaban registradas sobre la misma
película, con la ventaja de no tener que sincronizar los proyectores. El
problema de este formato fue que en la mayoría de las ocasiones había que
sacrificar la mitad de la resolución de la imagen.
El sistema más famoso y de mayor calidad que ha perdurado hasta nuestros
días, ha sido el IMAX 3D o su hermano
OMNIMAX 3D. Pero el éxito progresivo
del cine digital ha puesto contra las cuerdas a la película fotoquímica y ha
comenzado su lento declive. La compañía Eastman Kodak que la inventó, allá por
el siglo XIX, ahora está en quiebra. El futuro para compañías como Fuji, que la
sigue fabricando, no es nada alentador.
3.2. Polarización Circular
La evolución de la tecnología digital, como ya hemos visto, ha traído
mejoras considerables en los sistemas de proyección en relieve. El éxito
arrollador de “Avatar” (2009) de James Cameron, ha impulsado el sistema Digital
3D hacia una claridad tridimensional que ha creado escuela, demanda una
nueva y mejorada manera de proyección casi perfecta. Sistemas como Dolby 3D con filtros super-anaglifos
Infitec, el XpanD con el uso de gafas
activas pusieron en entredicho la calidad del viejo proceso de polarización
lineal. Desde su nacimiento, tuvo el
grave inconveniente que cuando el espectador giraba o inclinaba la cabeza la
polarización fallaba y la fusión de una imagen tridimensional se desvanecía
descubriéndose en la pantalla una borrosa doble imagen. Los espectadores tenían
que estar lo más quietos posibles para evitarlo. Para remediarlo el sistema
evolucionó al adoptar una técnica mejorada conocida como polarización circular.
3.2.1 RealD
La compañía RealD nació en la
década del 2000 y emplea tecnología
de proyección digital. El sistema utiliza como novedad la polarización circular,
en lugar de la lineal, porque es inmune
a la despolarización por los movimientos de cabeza del espectador. La ventaja del
sistema digital es que utiliza un único proyector, lo que simplifica el proceso, y por lo tanto no se tiene que sincronizar las dos imágenes del par estéreo. Tiene el
inconveniente de que el uso de filtros provoca una apreciable perdida de brillo en la imagen.
Pantalla ZScrenn de
cristal liquido que se coloca delante del objetivo de proyección y que permite polarizar
alternadamente las imágenes
En el proyector se utiliza un dispositivo electro-óptico de cristal líquido
modulador llamado ZScrenn que se
coloca delante del objetivo de proyección. Las imágenes se proyectan
alternadamente a 48ips por segundo (24 para el ojo derecho y 24 para el
izquierdo) y este filtro polariza circularmente cada imagen alternadamente de
dos maneras diferentes.
Esquema del funcionamiento de un filtro polarizador circular
Gafas RealD polarizadas circularmente
El espectador lleva unas gafas con filtros de polarización circular que
aseguran que cada ojo vea solamente su fotograma correspondiente.
3.2.2. MasterImage
Logo de la compañía y dispositivo polarizador
La compañía MasterImage, igual
como RealD, nació también en la década del 2000 y utiliza
la tecnología de polarización circular en la proyección. La diferencia entre un
sistema y otro difiere en el dispositivo independiente que se coloca delante
del objetivo del proyector. La parte
superior de la unidad está compuesta de varios filtros, con diferente
polarización circular, colocados en un disco que gira a 4320rpm. Con su
rotación y sincronización continúa con la imagen, consigue que el fotograma
izquierdo y el derecho se polaricen adecuadamente. Como en el RealD el espectador debe colocarse las gafas de polarización circular con la
combinación adecuada de los dos filtros para percibir la imagen en 3D. Esta
solución es muy simple pero tiene el inconveniente de que el filtro rotatorio
es muy ruidoso.
3.2.3. Technicolor 3D
Esquema del sitema de proyección en 3D polarizado en pelícua de 35mm.
El grupo Thomson/Technicolor
ofrece otra alternativa al formato digital, utilizando un sistema retro similar
a los viejos formatos 3D, en película fotoquímica, como Spacevison, Arrivision,
Optimax III, McNabb, entre otros. El par estereoscópico está imbricado en un
fotograma estándar de 35mm en formato Arriba/Abajo (Over/Under).
Para la proyección se utiliza una óptica especial o conversor que permite
proyectar los dos fotogramas polarizados circularmente sobre la típica pantalla
plateada. Este dispositivo también puede emplearse en dispositivos digitales si
la imagen es codificada con el sistema arriba y abajo (imagino que con perdidas
de resolución y su no compatibilidad con los sistemas de proyección alternados). La
compañía Panavisión ofrece un formato
similar para película de 35mm, que ya vimos con anterioridad, pero empleando la proyección filtros de
interferencia tipo Infitec.
3.2.4. La polarización circular para
uso doméstico
La aplicación doméstica de la polarización no tardó mucho en ser aplicada a
las pantallas de ordenador o de televisión. En 2003, Keigo Iizuka de la Universidad de Toronto
en Canadá creó unas hojas de celofán de 35 micrones de espesor que cuando se colocaban delante de la
pantalla, permitían polarizar la luz de los pixels. Para poder ver la imagen en 3D
era necesario utilizar unas gafas también polarizadas.
Televisor LG CINEMA 3D y VIZIO de tecnología pasiva con polarización
circular
Ese mismo año, la compañía coreana LG
y la norteamericana Vizio
introdujeron las primeras pantallas de televisión con polarización circular. La
ventaja de este sistema era que no emplea las costosas gafas de cristal líquido utilizadas en los sistemas activos que eran fáciles de romper y había que recargar. Además no necesitaban
de unidad inalámbrica de sincronización con las gafas con el televisor. El televisor tampoco necesitaba tener altas frecuencias de refresco del sistema activo. Todo ello hace
que el precio sea mucho más económico y que incluso pueda utilizarse
cualquier modelo de gafas de polarización circular, incluso las del cine de un
euro.
Esquema del funcionamiento del sistema de polarización circular en un
televisor
La tecnología empleada es muy sencilla, de la imagen derecha, por ejemplo,
se eligen las líneas impares y de la imagen izquierda las pares. Esta
operación reduce a la mitad la resolución del par estéreo, esto se hace así
para poder imbricar las dos señales, izquierda y derecha, en líneas alternas en
la pantalla LCD. Esta imagen compuesta es filtrada por un panel especial LCD
que polariza linealmente todas las líneas de la fusión de los dos fotogramas.
Cada línea está perfectamente alineada con su correspondiente banda de
polarización circular para que por ejemplo las líneas impares se polaricen en el
sentido de las agujas del reloj, y las pares en el sentido contrario. Si nos
colocamos unas gafas pasivas de polarización circular el cristal izquierdo oscurece
las líneas de la imagen derecha y el cristal derecho oscurece las líneas de la
imagen izquierda. De este modo cada ojo ve su correspondiente imagen y el
cerebro la funde en 3D.
La polémica está servida ante las dos tecnologías pasiva y activa. Existen sus detractores y defensores. Yo tengo un televisor de tecnología
activa para visionado de material en 3D, pero para la edición prefiero el
pasivo porque las gafas son más cómodas. Para gusto los colores. Si alguien
está interesado en un televisor en 3D y no sabe que tecnología escoger, debe
pensar en el uso que le va a dar. Si realmente no es un fanático del 3D y va a ver
películas muy de cuando, en cuando, lo mejor es un televisor pasivo que es más
barato, además conseguir múltiples gafas no resulta caro. Si por el contrario es un fan de la
calidad, apreciara más un televisor con tecnología activa que le ofrecerá toda la
resolución completa de la imagen.
José Pastor
Próximo capítulo: “4. Autoestereoscopia, el 3D sin gafas”
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