Diferencia entre revisiones de «Televisión 3D»

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Revisión del 07:52 12 jun 2010

La sensación que dan estos monitores es la de que la imagen "sale de la pantalla".

Artículo principal: Televisión

La televisión 3D (o 3D TV) es un sistema de televisión que permite ver las imágenes en tres dimensiones, dando sensación de profundidad. Basado en la esterovisión, en la que también se basa el cine en 3D, se captan, procesan, emiten, reciben y muestran dos imágenes similares, que son captadas por dos cámaras de televisión situadas una cerca de la otra.

Existen al menos dos tecnologías diferentes para la realización práctica de esta técnica; la más extendida utiliza gafas con cristales polarizados y la otra se basa en pantallas de LCD o plasma que incorporan unas microlentes o espejos colocados en cada píxel, que permiten enviar una imagen ligeramente diferente a cada ojo (el mismo principio que la holografía) y con ello nuestro cerebro puede utilizar la diferencia entre imágenes para componer el espacio. Algunos aspectos de esta nueva tendencia aún se encuentran en desarrollo.

Tipos de televisores 3D

Televisión stereo

La necesidad de variar el ángulo del haz de luz de cada píxel hizo que se utilizasen en un principio espejos deformables. Cada uno de estos espejos consiste en una membrana ultrafina y circular de nitruro de silicio recubiertos de aluminio y suspendidos sobre unos electrodos. Cuando se le aplica un voltaje al electrodo la membrana del espejo se deforma de manera parabólica. El frente de onda del haz de luz incidente en el espejo puede ser cambiado variando el voltaje aplicado sobre el electrodo. Si no se aplica ningún voltaje, la membrana de espejos se mantendrá plana. De esta manera se pueden realizar imágenes en tres dimensiones manteniendo también el modo de dos dimensiones habitual. Esta metodología es la que se denomina televisión stereo y sólo permite que haya un observador. También tiene la problemática de que el sistema necesita saber desde dónde mira el observador. Para tener esta información se requiere tener una cámara con un algoritmo que localice los ojos del espectador y sea capaz de enfocar los espejos en aquella dirección. La imagen captada por el observador será igual en cualquier punto del ángulo de visión, es decir, aunque nos movamos no percibiremos un cambio de posición relativa a la imagen. El vídeo reproducido en este sistema tiene que tener dos imágenes por frame.

Una cámara tiene que de localitzar al espectador y enfocar los espejos hacia sus ojos.

Televisión autoestereoscópica

La televisión autostereoscópica se considera una mejora respecto al sistema anterior. Además de representar la información de profundidad permite la selección arbitraria del punto de vista y dirección dentro de la escena. De esta manera, un cambio de posición del espectador afecta a la imagen que éste observa. La sensación es que la escena gira con el movimiento del observador. Este fenómeno se conoce cómo Free viewpoint (punto de vista libre) y estos están limitados a 8 actualmente por cuestiones tecnológicas. Cada Free Viewpoint son dos imágenes (una por cada ojo) lo que hace que podamos mostrar en la actualidad 9 imágenes a la vez, diferentes en el plano horizontal, lo que quiere decir que la pantalla tendrá que tener una resolución mucho mayor que la HDTV. Se resuelve también el problema con la capacidad de espectadores, puede haber más de uno, ya que no es necesario localizarlos. El principal cambio es la utilización de microlentes que permiten controlar la difracción de los haces de luz. También permiten mantener el modo de dos dimensiones.

Tener diferentes puntos de vista significa incrementar el número de imágenes mostradas a la vez. Esto quiere decir que el monitor debe tener una resolución 4 veces mayor que la resolución estándar (SDTV) y soportar corrientes de vídeo de millones de bytes por segundo. Además, la utilización de lentes delante de la pantalla puede suponer una pérdida de brillo, contraste y color si no se aplica un sistema de control riguroso sobre las microlentes.

El Free viewpint permite que hayan mas espectadores y que cada uno tenga una visión diferente.

WOWvx

Philips fué la primera empresa en sacar al mercado el primer televisor autoestereoscópico. El televisor WOWvx^[1] de 42 pulgadas tiene un ángulo de visión de 160 grados y una resolución de 3840x2160 píxeles. Además es capaz de representar 9 imágenes a la vez.

Tecnología de lentes multivista

Una capa con una matriz de lentes transparentes y cilíndricas están fijadas sobre la pantalla. La transparencia de esta capa es un factor limitador para el contraste y el brillo que el monitor pueda representar. Mientras que con un ojo percibimos una parte de la pantalla, con el otro, que observa desde un ángulo diferente, observaremos otra parte dirigida hacia el otro ojo. Entonces podemos decir que, para el observador, cada píxel observado es una lente, pero estas están subdivididas en subpíxeles. Para crear el efecto 3D se tiene que representar la información sobre cada subpíxel. La visión múltiple se consigue cuando una lente se coloca solapando un grupo de subpíxeles, enviando la información de cada subpíxel en una dirección diferente.

Cada lente semicircular refracta la información de cada subpíxel en una dirección diferente.

Matriz de lentes

Una característica de todos los televisores 3D es la diferencia entre la resolución del píxel y la profundidad. En una escena en 3D, los píxeles que en 2D contribuyen a una resolución también se utilizan para mostrar la profundidad. Si el conjunto de lentes se posicionan de forma vertical encima de la pantalla, la resolución horizontal disminuirá en un factor igual al número de imágenes mostradas a la vez. Por ejemplo, un televisor que muestre 9 imágenes a la vez y con lentes colocadas de forma vertical, su resolución horizontal será 9 veces inferior a la vertical y causará un desequilibrio en la relación de aspecto del píxel. Este problema se soluciona inclinando las lentes con un patrón repetitivo, de esta manera se disminuye la resolución horizontal y vertical en un factor de tres, haciendo que se mantenga en cada píxel una relación cuadrada. El efecto que se percibe es que algunos píxeles se repiten horizontalmente. La inclinación de las lentes hace que, mientras que se cambia de punto de vista, se intercale una visión poco coherente e incorrecta. De todas formas, este método es necesario para no ver zonas con sitios vacíos.

2D & 3D Dual mode (compatibilidad entre el modo 2D y 3D)

Las lentes de cristal líquido permiten cambiar el ángulo de refracción de la luz incidente. En el momento que aplicamos una carga sobre éstas eliminamos su efecto.

Los televisores autoestereoscópicos permiten ver contenidos 2D y 3D sobre la misma pantalla. Conociendo el contenido visual a reproducir se realiza el cambio de modo. En el modo 3D cada lente refracta el frente de onda hacia una dirección diferente, provocando el efecto 3D. En el modo 2D el efecto de las lentes se puede eliminar de dos maneras:

Aplicando un procesado a la señal de vídeo. Sabiendo las características ópticas de las lentes, el contenido de la señal puede ser redistribuido en los (sub)píxeles para cancelar el efecto de las lentes.

Lentes de LC (cristal líquido) permiten desactivar el efecto de las lentes. Con lentes de LC en modo 2D, todos los píxeles contribuyen en una única imagen de alta resolución. Este proceso ha sido patentado por PHILIPS 3D Solutions^[2] y consiste en variar el índice de refracción de las lentes. La capa de lentes se llena de cristal líquido y de esta manera tienen un índice de refracción diferentes que permiten el modo 3D. Para cambiar al modo 2D, se aplica una carga eléctrica sobre el cristal líquido para alterar su índice de refracción y como resultado se consigue que no refracte la luz que pasa a través de él.

Creación de contenidos 3D

Se requieren nuevas metodologías a la hora de grabar contenidos visuales para aprovechar el nuevo método de representación de estos televisores. Se trata de captar más información de la que podemos captar únicamente con una cámara. Los métodos utilizados son los siguientes:

Multicámara

Permite crear diferentes puntos de vista en un espacio limitado, utilizando varias cámaras. Se requiere una calibración de todas las cámaras.

Visión desde diferentes ángulos de una misma secuencia.

Time-of-Flight (TOF)

El Time-Of-Flight (tiempo de vuelo) es un método para extraer la información de profundidad de una única imagen para que así podamos crear una visión estéreo (no confundir con visión 3D). El TOF consiste en que la cámara emite una señal modulada en el espectro infrarrojo, sobre los 20 MHz o mayor. Esta señal incide sobre la escena y vuelve rebotada sobre la cámara. Cada píxel de la cámara puede demodular esta señal y, a través de su fase, detectar la distancia. La cámara genera una imagen en escala de grises que nos da la información de profundidad.

La cámara envía una señal infrarroja que rebota en la escena y es captada por cada píxel.

Plugins para programas de animación 3D

Muchas aplicaciones de animación hoy en día trabajan con planos en 3D pero finalmente renderizan archivos en 2D. En estos casos la información de profundidad se encuentra implícita en la animación creada y, por lo tanto, se puede extraer un contenido en 3D. Philips, por ejemplo, ha desarrollado para los softwares más conocidos de animación 3D (como 3D Maya o 3Ds Max) unos plugins que exportan las imágenes en 3D más el plano de profundidad, para que de esta manera se puedan generar nuevos contenidos.

Estándar de codificación

Los vídeos multivista tienen un gran tamaño y requieren un elevado bitrate para ser reproducidos. La necesidad de comprimir este formato ha hecho que se realizase un nuevo método de compresión llamado codificación multivista.Este formato aprovecha la gran redundancia espacial entre las imágenes de las cámaras para reproducir el número de bits. Para hacerlo se basa en las técnicas utilizadas en MPEG-2, haciendo servir imágenes tipo I,P,B y con el algoritmo de Block matching. Este formato no se encuentra estandarizado, pero se prevé que en un futuro surja un estándar sobre MPEG, llamado MPEG-MVC.

Aplicaciones

Hoy en día esta tecnología se encuentra en el mercado pero no tiene un gran difusión debido a que es una tecnología muy nueva y cara. Se prevé que los primeros campos en utilizarse serán en el sector de la publicidad, en la visualización científica y medica, en aplicaciones de manipulación remota y en el sector del ocio.

Referencias

Enlaces externos

Véase también

[1] WOWvx site

[2] PHILIPS 3D Solutions

[1]

[2]

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 === Televisión autoestereoscópica ===
+La televisión autostereoscópica se considera una mejora respecto al sistema anterior. Además de representar la información de profundidad permite la selección arbitraria del punto de vista y dirección dentro de la escena. De esta manera, un cambio de posición del espectador afecta a la imagen que éste observa. La sensación es que la escena gira con el movimiento del observador. Este fenómeno se conoce cómo '''[[Free viewpoint television|Free viewpoint]]''' (punto de vista libre) y estos están limitados a 8 actualmente por cuestiones tecnológicas. Cada Free Viewpoint son dos imágenes (una por cada ojo) lo que hace que podamos mostrar en la actualidad 9 imágenes a la vez, diferentes en el plano horizontal, lo que quiere decir que la pantalla tendrá que tener una resolución mucho mayor que la [[HDTV]].
-La televisión es una puñetada
+Se resuelve también el problema con la capacidad de espectadores, puede haber más de uno, ya que no es necesario localizarlos.
+El principal cambio es la utilización de microlentes que permiten controlar la difracción de los haces de luz. También permiten mantener el modo de dos dimensiones.
+Tener diferentes puntos de vista significa incrementar el número de imágenes mostradas a la vez. Esto quiere decir que el monitor debe tener una resolución 4 veces mayor que la resolución estándar ([[SDTV]]) y soportar corrientes de vídeo de millones de bytes por segundo. Además, la utilización de lentes delante de la pantalla puede suponer una pérdida de [[brillo]], [[contraste]] y [[color]] si no se aplica un sistema de control riguroso sobre las microlentes.
 [[Archivo:TelevisioAutoestereoscopica.PNG||center|400px||thumb|El Free viewpint permite que hayan mas espectadores y que cada uno tenga una visión diferente.]]
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 ===== Tecnología de lentes multivista =====
+Una capa con una matriz de lentes transparentes y cilíndricas están fijadas sobre la pantalla. La transparencia de esta capa es un factor limitador para el [[contraste]] y el [[brillo]] que el monitor pueda representar.
-Aguante el Chavo del 8
+Mientras que con un ojo percibimos una parte de la pantalla, con el otro, que observa desde un ángulo diferente, observaremos otra parte dirigida hacia el otro ojo. Entonces podemos decir que, para el observador, cada [[píxel]] observado es una lente, pero estas están subdivididas en subpíxeles. Para crear el efecto 3D se tiene que representar la información sobre cada subpíxel. La visión múltiple se consigue cuando una lente se coloca solapando un grupo de subpíxeles, enviando la información de cada subpíxel en una dirección diferente.
 [[Archivo:LentsSemicirculars.PNG|center|200px|thumb|Cada lente semicircular [[Refracción|refracta]] la información de cada subpíxel en una dirección diferente.]]