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Pantallas 3d Avanzadas
por Juan C. D√ľrsteler [mensaje nļ 88]

La visualización en 3D, largamente asociada a gafas especiales y artilugios aparatosos, empieza a desprenderse de las ataduras y a disponer de hardware de presentación 3D visible a ojo desnudo.

El estreno de la √ļltima entrega de la saga de ‚ÄúLa Guerra de las Galaxias‚ÄĚ (Star Wars), nos ha expuesto de nuevo a la iconograf√≠a a que nos tiene acostumbrados George Lucas. Uno de los dispositivos cl√°sicos de esta saga es el display volum√©trico en el que la princesa Leia y otros tantos personajes graban sus mensajes tridimensionales en los que aparecen a tama√Īo real aunque veteados por algunas franjas, v√≠ctima siempre de alguna interferencia del imperio (el espacio ya no es lo que era).

No parece que haya que esperar a un futuro muy lejano para disfrutar de displays 3D similares a los de la película. Hace cierto tiempo que se experimenta con sistemas de presentación que no necesitan del uso de gafas especiales. Los trabajos han conducido a varios tipos de tecnologías, algunas ya disponibles comercialmente:

  • Displays Autoestereosc√≥picos o de Paralaje: son pantallas de ordenador similares a las tradicionales, en las que no es necesario el uso de gafas polarizantes o filtros de colores. Algunos sistemas disponen de obturadores selectivos que muestran s√≥lo las columnas de p√≠xeles que corresponden a la imagen de uno de los ojos, obturando las que corresponden al otro, para la posici√≥n de la cabeza del usuario. Por ello suelen estar asociados a sistemas de seguimiento de la cabeza por infrarrojos. (Para m√°s informaci√≥n v√©ase por ejemplo las excelente demos en Java de la Universidad de New York)

    Otros sistemas como los de 4d-Vision emiten la luz en diferentes ángulos dependiendo de su color. La luz roja, verde y azul se deflecta desde la pantalla en diferentes direcciones para crear vistas para el ojo derecho y el izquierdo en ocho planos de visión diferentes. Ello permite la visión 3D independiente de la posición del usuario, por lo que no requiere seguimiento de la cabeza y varios usuarios pueden ver independientemente en 3D.

    Stereographics produce también displays autoestereoscópicos basados en una tecnología que denominan pantalla lenticular. Los precios van de 6000 dólares en adelante.

  • Displays Volum√©tricos: Son sistemas que presentan la informaci√≥n en un determinado volumen. Al igual que una pantalla de TV es capaz de iluminar selectivamente todos y cada uno de los p√≠xeles de su superficie, un display volum√©trico es capaz de iluminar todos los voxeles (p√≠xeles en 3D) que componen su volumen.

    Hay tres tipos principales. 
    • Espejo varifocal: Una membrana espejeada oscila convirti√©ndose en un espejo de distancia focal variable que refleja la imagen de una pantalla. Sincronizando la imagen que se muestra en la pantalla con la potencia √≥ptica del espejo se puede barrer cualquier punto de un volumen determinado. Un sistema bastante experimental todav√≠a

    • Volumen emisivo: Un determinado volumen ocupado por un medio capaz de emitir luz en cualquier parte de su interior como resultado de una excitaci√≥n externa, por ejemplo mediante l√°ser de diferentes longitudes de onda. Muy experimental, la gran dificultad es encontrar el material apropiado. 

    • Pantalla rotativa: Una pantalla plana gira a una velocidad de alrededor de 600 rpm. Para cada uno de un conjunto predeterminado de posiciones angulares de la misma un sistema espejos proyecta sobre ella la imagen del objeto tal como corresponde a la perspectiva asociada a dicho √°ngulo. El resultado final es la imagen 3D de un objeto que podemos ver desde 360 grados. 
ActualityDNA.jpg (27359 bytes) PerspectaExploded.gif (19140 bytes)
Perspecta Spatial 3D, un display volumétrico de pantalla rotativa por Actuality systems.

Imagen cortesía de Actuality Systems, Inc. (Burlington, Mass., USA

Esquema del Perspecta Spatial 3D display. Pulse sobre la imagen para agrandarla.

Imagen cortesía de Actuality Systems, Inc. (Burlington, Mass., USA

Algunos de estos sistemas rotativos est√°n disponibles ya por el relativamente asequible precio 45.000 d√≥lares, como es el caso del extraordinario sistema Perspecta Spatial 3D de Actuality objeto de la patente USA 6,183,088. 

Perspecta, posiblemente el m√°s avanzado de este tipo de sistemas, proporciona una resoluci√≥n de m√°s 100 Millones de V√≥xeles. Consta de una c√ļpula esf√©rica transparente que le confiere un aspecto caracter√≠stico de ‚Äúbola de cristal‚ÄĚ dentro de la cual gira una pantalla plana a 730 rpm. Un proyector ilumina la pantalla sucesivamente con hasta 198 im√°genes de 768x768 p√≠xeles cada una, mostrando una u otra en funci√≥n del √°ngulo de giro de la pantalla. 

Cada una de las im√°genes corresponde a una ‚Äúrebanada‚ÄĚ del objeto como si lo seccion√°ramos por un eje vertical y se refresca 24 veces por segundo. La persistencia de la visi√≥n en la retina convierte la pila de im√°genes 2D en una clara percepci√≥n tridimensional del objeto.

La ventaja de este sistema radica en que el objeto aparece flotando dentro de su campana transparente y se puede ver desde cualquier ángulo y posición. Es quizá lo más cercano al proyector de R2D2 en la guerra de las galaxias.

Muchos cabos andan todav√≠a sueltos. Cuando las im√°genes 3D ‚Äúse salgan‚ÄĚ del ordenador sin necesidad de gafas o artilugios especiales querremos interaccionar con ellos, tocarlos y modificarlos. Se abre un nuevo campo en la interfaz entre ser humano y m√°quina

Quizá pronto ejerzamos de aprendiz de brujo con nuestra bola de cristal de alta tecnología...


Para m√°s informaci√≥n sobre estos sistemas v√©ase este interesante art√≠culo sobre autoestereoscop√≠a o la lista de 3dcgi 

Enlaces de este artŪculo:

http://mrl.nyu.edu/~perlin/demos/autostereo.html  
http://www.4d-vision.de/  
http://www.stereographics.com/  
http://www.actuality-systems.com/  
http://web.media.mit.edu/~halazar/autostereo/autostereo.html  
http://www.3dcgi.com/cooltech/displays/displays.htm  
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