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Investigadores de la ULL desarrollan un objetivo óptico de imágenes en 3D

   
Cafadis3D

El prototipo de la cámara Cafadis que graba directamente en 3D. / DA

GARA GARCÍA * | SANTA CRUZ DE TENERIFE

Un equipo de investigadores de la Universidad de La Laguna (ULL), en colaboración con el Instituto de Astrofísica de Canarias, ha desarrollado un objetivo óptico que permite obtener imágenes directamente en tres dimensiones. Coordinado por José Manuel Rodríguez-Ramos, del Departamento de Física Fundamental y Experimental, Electrónica y Sistemas de la ULL, el equipo prueba el objetivo para aplicarlo a campos como la astrofísica, la microscopía y la medicina. El objetivo óptico ha sido desarrollado en el marco del proyecto Cafadis y fue presentado en el Congreso de Defensa y Seguridad, en Estados Unidos.

La 3D había sido hasta ahora un proceso complejo, ya que se necesitaba tomar el mismo objeto o escena desde distintos ángulos, para luego recrear el efecto en tres dimensiones uniendo las imágenes resultantes en una sola. Sin embargo, el objetivo plenóptico o de microlentes es capaz de hacer esto tomando una sola imagen.

El secreto está en las microlentes, una matriz de lentes diminutas que, en su conjunto, forman la lente del objetivo desarrollado. Para comprender este concepto de lente lo más sencillo es pensar en el ojo de una mosca, una idea original de Lippman, premio Nobel de Física en 1908, en la que se han basado los desarrolladores para construir el objetivo.

Este conjunto de pequeños cristales, agrupados como si fueran una única lente, permite que la imagen resultante contenga distintas perspectivas, tantas como píxeles hay detrás de cada microlentes. Se hace de tal de manera que en una sola imagen se obtiene la información necesaria para ver la escena en 3D. Según Rodríguez-Ramos, esta tecnología permite obtener hasta doscientos puntos de vista diferentes de una misma escena, con una resolución en volumen de 24 planos diferentes. Además, estos parámetros son configurables a voluntad. El equipo ha conseguido con este objetivo obtener imágenes en superresolución, de 4.000×3.000 píxeles, que es superior a la resolución estándar FullHD comercializada hoy.

Para generar imagen en 3D, ya sea en fotografía o en vídeo, se necesita un trabajo posterior a la toma de la imagen muy lento. Los investigadores han desarrollado también un software que permite hacer este trabajo en tiempo real, aunque con unos ordenadores enormes y con tarjetas gráficas de muy alta capacidad de cálculo. Para subsanar este escollo, en la actualidad están trabajando en la implantación de un pequeño chip que realiza todo este trabajo, junto con otros elementos de hardware necesarios para disponer de un dispositivo lo más pequeño posible. Conseguir llevar a cabo esto último significaría facilitar la portabilidad de esta tecnología. Si se añade la posibilidad de colocar el objetivo plenóptico en cualquier cámara convencional, se abriría la puerta a la comercialización para todo tipo de usuarios.

Utilidad múltiple

La colaboración del equipo desarrollador con el Instituto de Astrofísica de Canarias no es casual. El objetivo plenóptico puede usarse en otros campos, además de la fotografía y la captura de vídeo. Uno de ellos es la astrofísica, usuaria de grandes telescopios. Aún está por lograrse una resolución en los telescopios que permita aprovecharlos hasta su máxima capacidad óptica.

La causa es que la atmósfera terrestre contiene una serie de perturbaciones que distorsionan la imagen original de lo que queremos observar a través del telescopio. Tal y como lo explica Rodríguez-Ramos, “es como cuando hace mucho calor y ves desenfocado al mirar a ras de suelo. No es la realidad, pero es lo que captan nuestros ojos”, explica.

La utilización de esta lente, al tomar muchas perspectivas diferentes, permite eliminar esa distorsión de la imagen, para conseguir una información más exacta de la estrella que quiere observarse.

Otro de los campos en los que están investigando con este objetivo es la microscopía. Esta disciplina se enfrenta a la dificultad de trabajar con objetos muy pequeños, pero con mucho volumen. La lente plenóptica incorporada a un microscopio permite calcular el volumen exacto del objeto de una sola visión, previniendo así errores de manipulación. Las posibilidades se extienden incluso a la cirugía. Como el objetivo es capaz de captar objetos de cualquier tamaño en 3D, el cirujano podría tener enfocada durante toda la operación la zona a intervenir, lo que le facilitaría éxito quirúrgico.

Televisor futuro

El objetivo desarrollado permite generar tres tipos de 3D, lo que se traduce en que la imagen puede ser mostrada a través de televisores que estén preparados para usarse sin gafas, con gafas y en anglifo, que es la tecnología más clásica, de dos colores superpuestos, usada actualmente en el cine.

Pero para José Manuel Rodríguez-Ramos, la tecnología del futuro no pasa por ninguna de estas tres posibilidades: “La televisión del futuro no va a ser con gafas, ni la que existe en la actualidad sin gafas”. Añade que “hoy, ambas opciones hacen que algunos espectadores se mareen, e incluso hay personas que pueden sufrir de epilepsia”. Por eso está convencido de que “la solución pasa por algo que permita ver las imágenes sin sufrir”. Pone el ejemplo de la cirugía, siendo muy peligroso que se use en ella una tecnología que provoque mareos.

“Las pantallas del futuro son las denominadas integrales, aquellas que, sin usar gafas, permiten ver la imagen fuera de la pantalla, haciendo converger el enfoque con la distancia. Y nuestra cámara es el mejor alimentador para esas pantallas”, aclara.

El conjunto de técnicas de grabación con objetivo plenóptico, el post procesado en tiempo real y la implantación en los hogares de estas pantallas integrales, permitirían que llegasen a los espectadores contenidos de televisión en tres dimensiones en directo y de forma saludable. Podríamos estar asistiendo, en Tenerife, al principio de una nueva y futura revolución en los medios de comunicación.

*Reportajes elaborados en colaboración entre las Aula de Cultura Digital de la Universidad de La Laguna (Acudi) y DIARIO DE AVISOS.