Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

febrero 06, 2010

Visión estereoscópica: de la cacería al cine en 3D

La vida transcurre en tres dimensiones, y la visión estereoscópica es fundamental para nuestra especie. Pero representar las tres dimensiones es otra historia.

Daguerrotipo estereoscópico  de Auguste Belloc,
de mediados del siglo XIX.
(D.P. vía Wikimedia Commons)
Apreciamos el mundo en tres dimensiones. Esto, que parece tan natural, tiene un origen y unas consecuencias sumamente complejas.

La visión estereoscópica o binocular es el resultado de un delicado mecanismo cerebral que toma los datos que mandan los dos ojos, que ven lo mismo desde ángulos ligeramente distintos. El cerebro, en la zona dedicada a la visión, la llamada corteza visual situada en la zona occipital, compara estas dos visiones, nota las similitudes, analiza las pequeñas diferencias entre ambas, las fusiona y realiza la interpretación de la profundidad.

No todos los animales tienen visión estereoscópica, pues ésta responde, como todas las demás características de los seres vivos, de la presión de selección. Para un conejo, por ejemplo, y para los animales cuyo papel es el de presas, es importante tener una visión lo más amplia posible para detectar a los posibles depredadores. Estos animales tienen los ojos a ambos lados de la cabeza y la visión de los dos casi no se superpone.

Sin embargo, los depredadores suelen tener visión estereoscópica para identificar a la presa, perseguirla y dar el golpe final con la máxima precisión posible. Búhos, águilas, tigres, lobos, tienen ambos ojos al frente, y una corteza visual de altísima precisión para aumentar sus posibilidades de éxito en la cacería.

La visión estereoscópica o en tres dimensiones nos parece tan natural que no solemos darle su justo valor. Un experimento interesante para comprender cuán importante es esta capacidad de nuestro sistema de percepciones es el de pasar un tiempo con un ojo vendado. Al hacerlo, descubrimos que muchas de las actividades cotidianas se vuelven difíciles o imposibles.

La visión estereoscópica nos permite calcular la distancia a la que está un objeto que deseamos levantar, enhebrar una aguja, verter líquido en un recipiente y subir y bajar peldaños, entre otras cosas. Conducir con un solo ojo se vuelve una tarea incluso peligrosa para alguien habituado a usar los dos ojos.

Por esto mismo, algunas actividades humanas serían imposibles si no apreciáramos las tres dimensiones, entre ellas los deportes como el fútbol que requieren una apreciación rápida y exacta de la velocidad y la dirección de una pelota y de los demás jugadores, o profesiones que van desde la de cirujano hasta la de camarero.

No es extraño pues que el hombre siempre haya querido representar artísticamente el mundo en tres dimensiones. La escultura en sus muy diversas formas es, finalmente, una representación así. Pero la pintura, la fotografía y el cine han intentado también utilizar diversos trucos para crear la ilusión de 3D.

Los estereogramas crean la ilusión de tres dimensiones a partir de dos imágenes bidimensionales. En fotografía, estas imágenes se obtienen utilizando cámaras fotográficas dobles, en las que los objetivos tienen la misma separación entre sí que los ojos humanos. Utilizando un visor que hace que cada ojo vea sólo una de las imágenes, se obtiene la ilusión de 3D. También se han creado pinturas y dibujos que utilizan el mismo principio.

En blanco y negro, esa ilusión se puede obtener también colocando en el mismo plano las dos imágenes, una en rojo y la otra en verde, y dotando al espectador de unas gafas que tengan filtros también rojo y verde. El ojo con el filtro rojo verá en color negro la imagen en verde y no verá la imagen en rojo, mientras que con el verde ocurrirá lo contrario, de modo que, de nuevo, cada ojo percibe sólo una de dos imágenes ligeramente distintas. Este sistema se conoce como anaglifo.

Los intentos de conseguir la ilusión de 3D en el cine datan de 1890, con procedimientos diversos para conseguir que cada ojo viera sólo una de dos imágenes estereoscópicas. En 1915, por ejemplo, se usó un anaglifo rojo y verde para proyectar películas 3D de prueba, y entre 1952 y 1955 se realizaron varias cintas de 3D en color que utilizaban polarizadores tanto en el proyector como en las gafas del público para separar las imágenes destinadas a cada ojo. Pero el sistema era propenso a errores, y la sincronización de los dos proyectores necesarios se alteraba fácilmente, de modo que se abandonó hasta su rescate por el sistema IMAX en la década de 1980.

El renacimiento del cine en 3D comenzó en 2003 gracias a la utilización de un nuevo sistema de cámaras de vídeo de alta definición en lugar de película y una mayor precisión matemática en la diferenciación de las imágenes. Este sistema de 3D proyecta las dos imágenes sucesivamente pero empleando un solo proyector. El cine normal en dos dimensiones se hace a 24 cuadros por segundo, y el moderno cine en 3D utiliza desde 48 cuadros por segundo, alternando los del ojo/objetivo izquierdo y derecho, hasta 144 cuadros por segundo, 72 para cada ojo.

Las gafas de 3D que llevamos cuando vamos a ver una película en 3D están hechas de cristal líquido. Controlados por infrarrojos, los cristales de estas gafas se oscurecen alternadamente, de modo que cada ojo sólo ve los cuadros correspondientes a su imagen. Si uno obstruye la entrada de infrarrojos con el dedo en el puente de la nariz, entre ambos cristales, dejan de reaccionar y vemos las dos imágenes a la vez, lo que no es nada agradable de ver.

Este sistema se empieza a utilizar también en monitores de vídeo que pueden hacer realidad la soñada televisión en 3D, aunque para los verdaderos conocedores de las imágenes en tres dimensiones, es preferible el sistema de la realidad virtual, que utiliza cascos o grandes gafas con dos diminutas pantallas de vídeo, cada una ante un ojo, con las imágenes correspondientes.

Los avances que han permitido que el cine en 3D sea comercialmente viable son, sin embargo, insuficientes. La ciencia y la industria siguen esperando la solución perfecta para crear ilusiones que simulen efectivamente la realidad tal como la vemos.

Los hologramas

El uso de dos imágenes en dos dimensiones para dar la ilusión de tres no consigue sin embargo que lo que vemos se comporte como la realidad. En el cine en 3D no podemos dar la vuelta a un árbol para ver qué hay detrás. Pero esto sí es posible mediante la holografía, una forma de registro de imágenes que emplea un láser que se separa en dos haces para registrar los objetos en su totalidad (de allí el uso de la raíz “holos”, que significa la totalidad). Por desgracia, después de un prometedor inicio en la década de 1970 que incluyó una exposición de hologramas de Dalí en 1972, no se consiguió un desarrollo adecuado, y la holografía se orientó más a la seguridad y el almacenamiento de datos, quedando apenas un puñado de creadores de hologramas artísticos.

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