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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Cómo se hace el cine y la televisión en tres dimensiones?

Televisión en 3d

Los objetos que nos rodean tienen largo, ancho y alto, tres dimensiones que captamos con dos ojos. Cada uno de nuestros ojos es como una cámara fotográfica, es decir, sólo ve dos dimensiones: ancho y alto. Si, al taparnos un ojo, nos parece ver profundidad, es porque nuestro cerebro, a fuerza de ver en tres dimensiones, añade una más aunque realmente no la vea. Hay un ejemplo clásico con el que se puede comprobar lo que digo: coloque un lápiz verticalmente sobre una mesa a cierta distancia, de manera que pueda tocarlo alargando el brazo, tápese un ojo e intente colocar, moviéndolo de arriba abajo, la yema del dedo índice exactamente en la punta del lápiz; lo mas seguro es que no lo consiga a la primera porque ha perdido una dimensión y eso le impide la visión en profundidad. Haga esta prueba con ambos ojos y pruebe de nuevo, será fácil.

Así pues, si con el ojo derecho vemos dos dimensiones y con el izquierdo otras dos, podríamos pensar: dos más dos, cuatro. Pues no, en lo que a dimensiones se refiere, dos más dos son tres, y que me perdonen los matemáticos.

Al mirar un objeto, lo vemos desde dos ángulos distintos, es decir, cada ojo toma una imagen diferente y luego nuestro cerebro funde ambas en una sola de tres dimensiones. Esto también es fácil de comprobar con otro experimento: coloque el dedo índice frente de usted, muy cerca de su nariz, verá dos, pero ambas imágenes son distintas, el ojo izquierdo ve más del lado izquierdo del dedo y el derecho ve más de su lado. Cuando separamos el dedo y centramos la vista en él, ambas imágenes se funden en una sola y el cerebro se encarga de hacer las correcciones oportunas para sumarlas sin que lo notemos, añadiendo la tercera dimensión.

Vamos al cine a ver una película en 3D. Por supuesto, le darán, o le cobrarán, unas gafas especiales. Si al empezar la película miran a la pantalla sin las gafas, sólo verán una imagen borrosa, desdoblada, pero al ponerse las gafas, ¡milagro! se ve en tres dimensiones. ¿Qué ha sucedido? Muy simple, hemos engañado a nuestro cerebro.

El secreto es el siguiente: sobre la pantalla se proyectan dos imágenes ligeramente distintas, tomadas desde ángulos diferentes, como las verían dos ojos por separado. Cada lado de las gafas deja pasar solamente la luz de una de las imágenes e impide el paso de la otra, de esa manera imitando a la naturaleza, cada ojo ve una imagen distinta y el cerebro hace su trabajo: las funde y crea una imagen tridimensional.

Existen varios procedimientos para hacer llegar una sola imagen a cada ojo. Un sistema se basa en la proyección de dos imágenes de distinto color sobre la pantalla: una rojiza y otra azulada. Las gafas contienen una lente que filtra el color azul y otra que filtra el rojo, cada lente sólo deja pasar uno de los dos colores, o sea, una de las dos imágenes. Así pues, con un ojo vemos sólo la imagen azul y con el otro sólo la roja, ya tenemos las dos imágenes distintas, el cerebro hace el resto.

Otra fórmula consiste en hacer vibrar la luz en distinto plano, es decir, "polarizar" la luz. La luz es una onda electromagnética que normalmente vibra en todas las direcciones del espacio pero, bajo ciertas circunstancias, por ejemplo al ser reflejada sobre la superficie del agua, pierde las vibraciones en el plano vertical y vibra sólo en un plano horizontal. Bien pues, existen ciertos materiales que son transparentes sólo a la luz que vibra en un determinado plano y opacos a la luz que vibra en planos distintos a ése. Estos materiales "polarizados" son los que se utilizan para crear las gafas. La lente derecha está polarizada verticalmente, por ejemplo, y la derecha horizontalmente. Si hacemos que la luz de cada una de las dos imágenes proyectadas en la pantalla vaya polarizada en distinta dirección, cada lente de las gafas dejará pasar sólo una de ellas y llegará una sola imagen con cada ojo. Este método es más realista que el anterior porque trata todos los colores por igual.

La televisión en 3D requiere otras soluciones, entre otras cosas porque al mirar el televisor solemos movernos mucho y mirarlo desde ángulos muy distintos. En este caso se han probado otras fórmulas que se basan en lentes "activas", es decir, gafas que participan activamente en el proceso. Las gafas activas están hechas de cristal líquido y tiene la facultad de controlar el paso de la luz al aplicarle una tensión eléctrica, dicho de otra manera, pueden hacerse transparentes u opacas a voluntad.

Veamos cómo funcionan. Como saben, la imagen de televisión, como las de cine, es, en realidad, una secuencia de imágenes fijas -fotogramas- que se suceden con tal rapidez que nuestro cerebro las une creando una sensación de movimiento. En el televisor preparado para la visión en 3D también se ponen dos imágenes ligeramente distintas pero, en lugar de ponerlas simultáneamente como en la pantalla del cine, se van poniendo por separado, alternando una a continuación de la otra. Es como si los fotogramas pares ofrecieran una película y los impares otra ligeramente distinta. Desde el televisor se envía una señal inalámbrica que activa los cristales de las gafas de tal manera que la lente izquierda, por ejemplo, deja pasar la luz de un fotograma y la lente derecha se vuelve opaca, en el siguiente fotograma ocurre lo contrario, la lente izquierda se hace opaca y la derecha transparente. Así, mientras una de las películas es vista sólo por el ojo izquierdo, la otra la ve solamente el ojo derecho. La alternancia es muy rápida, tanto que no nos damos cuenta y el cerebro la interpreta en 3D.

Y, para terminar, el más difícil todavía: ¡sin gafas! Las últimas ofertas en tecnología se basan en sistemas denominados autoestoreoscópicos. En estos sistemas toda la tecnología se concentra en la pantalla del televisor y en el software que controla la imagen. Las pantallas autoestoreoscópicas están hechas con pequeñísimas lentes -microlentes- que hacen que las dos imágenes salgan de la pantalla en ángulos ligeramente distintos. De esa manera, dado que nuestros ojos están separados y miran el mundo desde ángulos diferentes, cada ojo ve una imagen y el cerebro ve en 3D. También hay pantallas autoestereoscópicas que se adaptan a los televisores normales o a las pantallas de algunos móviles para conseguir este efecto.

Por supuesto, si la película no ha sido tomada para su proyección en tres dimensiones todos estos sistemas no sirven para nada porque las películas normales se basan en una sola imagen y, como dijimos al principio, con un solo ojo sólo podemos ver dos dimensiones.

Como ven, las posibilidades son muchas y la tecnología sigue avanzando a toda velocidad hacia las tres dimensiones.


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