Cómo funciona el cine en 3D

Vivimos en un mundo en constante evolución, donde la tecnología evoluciona a pasos agigantados. Es el caso del cine y de las populares películas en 3D. Un ingenio, no tan reciente como veremos en este artículo, que está forzosamente destinado a dominar el mercado en los próximos años. Sin embargo, ¿cómo funciona esta tecnología?, ¿por qué hay televisiones donde no necesitamos utilizar gafas?, ¿qué las diferencia de las primitivas gafas de color rojo y azul? En esta entrada ahondaremos en estas cuestiones.



Antes de poder explicar cómo funciona la tecnología 3d hay que exponer el funcionamiento del ojo humano y por qué disponemos de dos ojos. Gracias a nuestro sistema de visión, somos capaces de recoger una serie de imágenes a través de los ojos y tras un procesamiento en el cerebro, reconocer imágenes. Nuestro ojo funciona como una cámara fotográfica, recogiendo sucesivos fotogramas de lo que nos rodea. Sin embargo, al igual que en una foto, al ver una imagen sólo tenemos constancia de dos dimensiones: el alto y el ancho. Aquí es donde entra en juego el disponer de un segundo órgano de visión.
Ya que ambos ojos son idénticos, y por tanto cuando observan un objeto sólo son capaces de analizar dos dimensiones, ¿por qué somos capaces de reconocer objetos en 3d? En realidad, el disponer de dos ojos nos permite apreciar la profundidad de este objeto, a partir del paralelismo entre estas imágenes.



Gracias a que existe una separación entre los dos ojos, somos capaces de ?capturar? la imagen de un objeto desde dos ángulos diferentes. Esta facultad se llama visión binocular o visión estereoscópica y nos permite por medio del cerebro, elaborar una imagen en 3d a partir del procesamiento de estas dos imágenes. Podéis hacer el clásico experimento de colocar un dedo muy cerca de la nariz, donde veréis dos imágenes del dedo, e ir alejándolo léntamente. En otro artículo, más adelante, explicaremos de forma matemática cómo funciona exactamente la visión estereoscópica.
Muy bien, ya sabemos que si tenemos dos ojos somos capaces de analizar la profundidad de una imagen. Entonces, ¿por qué en el cine tradicional no percibimos las tres dimensiones? Por la misma razón que no distinguimos la profundidad en una fotografía. Esas imágenes que alcanzan nuestro sistema de visión han sido capturadas a con una única imagen, por lo que la tercera dimensión ?ya ha sido eliminada?.
De ahí sacamos la primera conclusión. Si una película no ha sido grabada en 3d, con dos cámaras o más, no es posible que sea una película 3d. Existen ciertas técnicas para ?modificar? una película y darle cierta profundidad, pero no es técnicamente una película en 3d.
Tal y como veremos en la siguiente entrega, la técnica 3d no es tan reciente como pensamos ya que la primera vez que se aplicó a la industria del cine fue en el año 1915, en el Teatro Aster de Nueva York.



El principal escollo que se presenta en el cine para poder representar una imagen en 3d es que sólo hay una fuente desde la que provienen las imágenes: la pantalla. Sin embargo, ¿se podría utilizar algún método para enviar una imagen al ojo izquierdo y otra diferente hacia el ojo derecho? De esta forma, cada ojo captaría una imagen diferente y podríamos darle ?profundidad? a la escena.
Antiguamente se hacía esto mediante el uso de unas gafas con celofán de colores rojo y azul. En estas gafas, cada uno de los cristales sólo deja pasar la luz de un solo color. De esta forma, el ?cristal? rojo sólo deja pasar la luz roja, y el otro, la luz azul.
Así ya hemos resuelto cómo puede recibir cada ojo una imagen, pero, ¿cómo hacemos para que salgan estas dos imágenes desde la misma pantalla? Como sabréis, una película no es más que una rápida secuencia de imágenes (aproximadamente unas 25 imágenes por segundo) que consigue la impresión de movimiento en nuestro cerebro. Pues bien, si mostramos en la pantalla una imagen en rojo y otra en azul, cuando llegue a nuestros ojos, el cristal rojo sólo dejará pasar al ojo la imagen roja y el cristal azul hará lo mismo con la imagen azul. Estas imágenes se conocen por el nombre de imágenes de anaglifo, y son imágenes de dos dimensiones que provocan en nuestro cerebro el efecto tridimensional.



Ha pasado mucho tiempo desde que se realizaron las primeras películas utilizando esta técnica. Sin embargo, en los últimos años hemos observado como las gafas de celofanes de colores han pasado a la historia. En su lugar utilizamos unas gafas más corrientes que a simple vista parecen cristales transparentes. En la siguiente entrada analizaremos su funcionamiento.
Como hemos visto anteriormente, una película en 3d se basa en la proyección de dos imágenes ligeramente distintas que han sido grabadas desde dos ángulos diferentes. Allá en 1838, Sir Charles Wheatstone inventó el estereoscopio. Un simple pero fabuloso sistema que nos permite observar, desde una posición concreta, unas tarjetas especiales que eran percibidas por nuestro cerebro como una imagen estereoscópica.
Este sistema tiene el ligero inconveniente de que sólo puede observarse desde una posición muy específica, por lo que su aplicación al cine se antoja complicada. Ya analizamos en la anterior entrega el uso de gafas de colores para percibir estas dos imágenes en el receptor, pero ¿cómo funcionan los actuales sistemas? Gracias a la polarización de la luz.



La luz es una onda electromagnética y como tal, sufre una serie de oscilaciones. Estas vibraciones pueden realizarse en un plano horizontal o en un plano vertical, por lo que si fuésemos capaces de orientar este plano de oscilación, podríamos tener control sobre dos ondas de luz.
En este concepto se basan las actuales gafas en 3d. Existen ciertos materiales que se comportan de manera diferente cuando la luz que les atraviesa está polarizada horizontalmente que cuando está polarizada verticalmente. De esta forma, un cierto material permite el paso de la luz si ésta vibra en el plano horizontal pero se comporta como un cuerpo opaco si la luz está polarizada verticalmente.



¿Cómo podemos aplicar esta técnica a nuestras salas de cine? En la pantalla se proyectan las dos imágenes grabadas desde ángulos diferentes, con polarizaciones distintas. De esta forma al observador llegarán dos ondas de luz, una polarizada horizontalmente y otra verticalmente. Los cristales de nuestras grafas están formados por materiales como los descritos en el párrafo anteior anterior, de manera que sólo dejarán pasar uno de los dos rayos de luz hacia el ojo. Así conseguimos recrear la visión estereoscópica en nuestro cerebro tratando todos los colores por igual, consiguiendo una gran mejora respecto a las antiguas gafas de colores rojo y azul.
Existen otros sistemas 3d que podemos tener en la tele de nuestra casa y que hace uso de las llamadas gafas activas. Es decir, gafas que necesitan alimentación porque intervienen de forma activa en el proceso. Estas gafas están hechas de cristal líquido que permiten, mediante señales eléctricas, dejar pasar una imagen o no. A diferencia del cine en 3d, sobre la TV se proyecta una imagen detrás de la otra, y mediante una señal inalámbrica que actúa como sincronización, se avisa a las gafas de cuándo debe dejar pasar la luz hacia un ojo y hacia el otro. Esta alternancia de imágenes se realiza de forma tan rápida que nuestro cerebro no lo percibe.
Llegados a este punto nos podemos preguntar cómo es posible que funcione la televisión 3d sin gafas. Esta técnica, que es bastante compleja y todavía no está muy madura, se basa en un sistema autoestereoscópico. La pantalla de la televisión está formada por microlentes, de la que salen dos rayos de luz con ángulos distintos. De esta forma, cada ojo recibe una imagen diferente.






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