3D

1. Historia

Los inicios del 3D

El primer sistema de cine en 3D que se patentó fue en 1890 y lo realizó William Freese-Greene. El siguiente paso dado por Frederick Eugene Ives llegó diez años después con su cámara de dos lentes. Más tarde llegaría la separación de la imagen basada en dos colores, en la que se introducía el concepto de las gafas con cristales de dos colores que todos asociamos a las tres dimensiones.

Habría que esperar hasta 1922, concretamente el 27 de septiembre, para ver la primera película en 3D en salas comerciales usando el sistema de dos proyectores. Su título fue The Power of Love. Posteriormente se sucedieron grabaciones en las que se usaban cámaras estereoscópicas.

El 3D comercial

Pero la primera proyección en 3D realmente fue la que se realizó el 10 de junio de 1915 en el Teatro Astor de New York y que se componía de tres cortos con escenas rurales de Estados Unidos, un documental sobre las cataratas del Niágara y una selección de escenas de El Rey de la Estafa.

El 3D como propaganda

El documentalista australiano Philippe Mora, encontró en el Archivo Federal de Berlín, películas realizadas en 3D durante el nazismo, que formaban parte de las producciones propagandísticas ideadas por Joseph Goebbels.

Mientras buscaba material para nutrir a su documental “How the Third Reich was Recorded”, el cual busca analizar el modo en que los Nazis utilizaban las imágenes para manipular la realidad, Mora se encontró con dos mediometrajes de 30 minutos rodados en 35 mm y aparentemente filmados con un prisma en frente de dos lentes.

“Es en Alemania y no en Hollywood donde se creó el 3D”, aseguró a Variety Mora, quien contó: “La calidad de los films es fantástico. Los Nazis estaban obsesionados con filmar todo y cada imagen era controlada, todo era parte de cómo ganaban el control sobre el país y su gente”. Estas películas habrían sido realizadas por estudios independientes alemanes por orden del Ministerio de Propaganda de Goebbels.

Las películas halladas en 3D son el musical “So Real You Can Touch It” y “Six Girls Roll into Weekend”.

La actualidad del 3D

Las películas en 3-D son más caras de realizar pero son un gran éxito. Si cuesta 150 millones de dólares hacer una película, entonces harían falta 15 millones más para hacerla en 3-D. Es más caro hacer una película de imágenes digitales en 3-D porque hay que proyectarla tres veces para conseguir la visión del ojo derecho, del izquierdo, y de los dos combinados.

2. Condiciones

Actualmente, la forma más sencilla de ver video 3D en casa es utilizar un ordenador a un monitor 3D mediante un cable HDMI y utilizando una tarjeta gráfica con soporte 3D. En los últimos meses se están fabricando televisores 3D que incluyen su propio emisor, por lo que sólo faltará disponer del tipo de gafas 3D apropiadas para el sistema utilizado.

Las gafas activas, las cuales son electrónicas y se sincronizan con la pantalla de cine (dudo que sean estas por que no creo que las vendan.)

Las pasivas que hay de dos tipos (principalmente)

Las que son de colores (rojo y azul, verde y rojo, cian y magenta etc.)Las gafas oscuras (con polarización circular de RealD)

Si son las gafas de colores funcionarán en cualquier monitor y televisor, pero necesitas que los vídeos estén creados para esas gafas, hay bastantes vídeos en youtube, pero pelícuas dificilemtne encontraras recientes.

Si son las gafas polarizadas, necesitas un televisor especial, no es que sea un LCD, en realidad necesitas un televisor con polarización circular, estos televisores son los que suelen anunciar como TV 3D. Así que no funciona con cualquier LCD. Además necesitaras que los vídeos sean grabados para verse con esas gafas, hoy en día todas las películas 3D están creadas para verse con esos lentes, también a veces pasan partidos de fútbol y otras cosas. Además de estos televisores hay proyectores que funcionan con esas gafas e incluso venden un filtro para convertir la imagen de un proyector normal en una imagen polarizada 3D.

3. Tipos de Lentes

Gafas para ver películas 3D

2009 ha sido el año en el que la tecnología 3D se ha introducido de una forma realmente espectacular. Hemos visto como las grandes productoras de Hollywood han utilizado las imágenes 3D para crear superproducciones como Avatar, UP, etc.

Al tratarse de una tecnología que comienza ahora a introducirse en el mercado, son varios los fabricantes de sistemas 3D y de gafas 3D, por lo que encontraremos diferentes métodos de reproducción y tipos de gafas. Así que hoy vamos a hablar de los diferentes tipos de gafas 3D existentes y de cómo funcionan.

Gafas 3D Pasivas

Las gafas 3D pasivas utilizan un sistema y tecnología muy similar al que todos hemos escuchado o visto, es decir, las gafas típicas que tienen lentes anaglíficas. Las gafas anaglíficas usan dos lentes decolores diferentes (generalmente rojo y azul) para filtrar las imágenes de una película 3D.

Si miras a una pantalla sin gafas con imágenes 3D, podrás ver como hay dos

combinaciones de imágenes superpuestas y ligeramente desincronizadas en posición. Una de ellas tendrá un tono azul mientras que la otra será roja. Al ponerte las gafas 3D, ves como las dos imágenes convergen para convertirse en una sola pero con profundidad.

Lo que pasa en esta situación es que cada lente de color absorbe la luz emitida por cada una de las imágenes, es decir, la lente roja filtra la imagen roja para un ojo y la lente azul hace lo mismo para el otro. Esto hace que cada ojo vea el contorno de la imagen opuesta en color y posición, haciendo que el cerebro interprete una sola imagen con profundidad.

Dentro de las gafas 3D pasivas, podemos encontrar sistemas más avanzados que las gafas anaglíficas, y son las gafas polarizadas. Las gafas polarizadas emplean unas lentes que filtran las ondas de luz y las proyectan a ciertos ángulos. Cada lente solo permite pasar la luz que es polarizada de una forma compatible, es decir, cada ojo sólo verá una composición de imágenes en la pantalla, algo imprescindible para poder tener la sensación 3D.

Las gafas polarizadas se están imponiendo a las gafas anaglíficas por varios motivos entre los que podemos destacar una reproducción más fiel al color real y una mejor experiencia de tridimensionalidad.

Gafas 3D Activas

Para poder usar unas gafas 3D activas necesitas sincronizar las imágenes

alternativas en la pantalla con las lentes LCD, es decir, conectar las gafas con la pantalla a través de un conector de señal sincronizado estereoscópico. El conector estereoscópico es un conector estandarizado que utiliza 3 pines para sincronizar las lentes LCD con la pantalla 3D. Cada uno de los pines tiene su función: 1 pin para llevar la carga eléctrica, otro actúa como tierra y el tercero transporta la señal sincronizada estéreo.

Gafas activas E-D y ELSA:

Existen dos tipos de gafas 3D activas: gafas E-D y gafas ELSA. Ambas tecnologías emplean el mismo sistema de transmisión de datos estereoscópicos, aunque la verdad, es que para que funcionen a la perfección, cada tipo de gafas debe de trabajar con su emisor compatible, si no, podríamos encontrar una desincronización en el filtrado de las lentes.

¿Qué gafas 3D utilizar con cada sistema?

Actualmente existen cuatro sistemas de proyección 3D, por lo que dependiendo de la tecnología empleada, deberemos de utilizar un tipo de gafas 3D u otro:

XpanD/Nuvision: Este sistema utiliza gafas 3D activas y garantiza la misma visión tridimensional a cada espectador en la sala, independientemente de donde esté sentado.

IMAX 3D: Para poder ver una película 3D en IMAX 3d es necesario utilizar unas gafas polarizadas o bien unas gafas de cristal líquido modelo E3D, las cuales captan la imagen mediante una señal infrarroja.

RealD: Se utilizan gafas pasivas de polarización circular. Es un sistema sencillo y barato, ya que sólo es necesario un proyector que envíe imágenes distintas para cada ojo que se ven sobre una pantalla plateada.

Dolby 3D: En este sistema se utilizan unas gafas pasivas con el sistema alemán Infitec. Estas gafan tienen filtros para los tres colores primarios (rojo, verde y azul) y su coste es más elevado, por lo que se suelen reutilizar.

4. Matemática (3D)

Las figuras tridimensionales tienen cuatro propiedades que las separan de las figuras bidimensionales: las caras, los vértices, los bordes y el volumen. Estas propiedades no sólo te ayudan a determinar si una forma es bidimensional o tridimensional, sino que también te dicen qué figura tridimensional es.

Volumen

El volumen es el indicador principal de una figura tridimensional. El volumen se calcula multiplicando la longitud, la altura y la anchura de una figura. Puesto que se utilizan tres dimensiones para calcular el volumen, ésta es una medida tridimensional. Por tanto, el área sólo usa la longitud y la anchura, y por lo tanto, es una medida bidimensional.

Caras

Una cara de una figura tridimensional es la superficie de una figura. En una figura poliédrica todas las caras son planas. En una figura no poliédrica al menos una de sus caras es curvada. Las figuras poliédricas tienen al menos cuatro caras. Ejemplos de figuras poliédricas son los cubos y las pirámides. Las figuras poliédricas tienen al menos una cara. Ejemplos de figuras no poliédricas son los conos y las esferas.

Bordes

Un borde de una figura en tres dimensiones es el lugar donde se unen dos caras. Una esfera y un toroide, un no poliedro con figura de rosquilla, no tiene ningún borde ya que es completamente curvado. Las figuras poliédricas tienen al menos 6 bordes. La pirámide triangular tiene 6 bordes. Las figuras no poliédricas pueden tener bordes, pero es posible también que no los tengan. El cono tiene un borde, mientras que un cilindro tiene dos. Como se ha dicho anteriormente, la esfera y el toroide no tienen bordes.

Vértices

Un vértice es un punto donde se unen tres o más caras en una figura tridimensional. Puesto que las esferas y el toroide no tienen una sola cara y no tienen bordes, tampoco tienen vértices. El cilindro tampoco tiene vértices, aunque sí tiene dos bordes. Las figuras poliédricas tendrán al menos 4 vértices. De nuevo,

la pirámide triangular es el que tendrá el menor número de vértices entre las figuras poliédricas. El cono es la única figura no poliédrica que tiene un vértice.

Fórmula para caras, vértices y bordes

Las caras, vértices y bordes tienen también una relación matemática para cada figura tridimensional. Cuando sumas las caras y los vértices, y después restas 2, consigues el número de bordes, c+v+2=b. Esta fórmula funciona para una figura no poliédrica. Un cono tiene 2 caras (la base y la curva para crear el cono) y 1 vértice. Resta estos números en la fórmula para conseguir: 2+1-2=1. Un cono tiene 1 borde que gira alrededor de la circunferencia de la base. Sin embargo, las figuras no poliédricas sin vértices no pueden usar esta fórmula. Otro ejemplo, un cubo tiene 6 caras, 8 vértices y 12 bordes. 6+8-2=12.

5. Modelo

En computación, un modelo en 3D es un "mundo conceptual en tres dimensiones".

Un modelo 3D puede "verse" de dos formas distintas. Desde un punto de vista técnico, es un grupo de fórmulas matemáticas que describen un "mundo" en tres dimensiones.

Desde un punto de vista visual, valga la redundancia, un modelo en 3D es un representación esquemática visible a través de un conjunto de objetos, elementos y propiedades que, una vez procesados (renderización), se convertirán en una imagen en 3D o una animación 3d.

Por lo general, el modelo visual suele ser el modelo 3d que las diseñadores manejan, dejando las fórmulas a procesos computacionales. Esto es así,

porque lo que el modelo en 3d visual representa se acerca más a la imagen en 3D final que se mostrará al renderizarse.

Existen aplicaciones de modelado en 3D, que permiten una fácil creación y modificación de objetos en tres dimensiones. Estas herramientas suelen tener objetos básicos poligonales (esferas, triángulos, cuadrados, etc.) para ir armando el modelo. Además suelen contar con herramientas para la generación de efectos de iluminación, texturizado, animación, transparencias, etc. Algunas aplicaciones de modelado son 3D Studio Max, Alias, Blender, Cheetah3D, Cinema 4D, Generative Components, Houdini, LightWave, Maya, MilkShape 3D, modo Rhinoceros 3D, Softimage|XSI, trueSpace, ZBrush, etc.

El modelo en 3D describe un conjunto de características que, en conjunto, resultarán en una imagen en 3D. Este conjunto de características suele estar formado por objetos poligonales, tonalidades, texturas, sombras, reflejos, transparencias, translucidez, refraxiones, iluminación (directa, indirecta y global), profundidad de campo, desenfoques por movimiento, ambiente, punto de vista, etc.

6. Evolución

Evolución de la representación 3D

La representación de tres dimensiones (largo, ancho y profundidad) o más comúnmente 3D se realiza en dos dimensiones (2D) desde hace muchos años pero no desde siempre. Civilizaciones tan avanzadas como la egipcia que duro miles de años representaban todo en dos dimensiones, por eso en sus pinturas los ojos se ven de frente y el torso también se ve frontalmente. Incluso las esculturas están hechas con una rigidez tal que implica que solo se las ve correctamente de frente o lateralmente. Se puede decir que está fue una civilización 2D .

Pintura egipcia.

El ojo aparece representados de frente y la cara de perfil a su vez que el torso aparece de frente.

Otras civilizaciones pintaban 3D interpretando lo que veían como podían, es así que algo que estaba más lejano lo dibujaban más pequeño pero no tenían métodos o reglas de dibujo que permitieran representar lo que veían tal cual lo veían.

Recién en el Renacimiento italiano el pintor Piero della Francesca estableció todas las reglas de pintura y dibujo para presentar una realidad tridimensional tal cual la vemos con los ojos . Este pintor sentó la base de las reglas de perspectiva y fue el primero en aplicarlas de manere sitematica.

"La ciudad ideal" Piero Della Francesca 1475, pintura fundamental del Quattrocento italiano donde se observa el dominio absoluto para representar las tres dimensiones y los juegos de luz resultantes.

Las baldosas policromadas del suelo sirven para representar la profundidad (un recurso que se usa mucho en juegos 3D) mientras que los dos podios que encontramos en el primer plano refuerzan el aspecto de simetría general de la composición.

Recién en el siglo 15 el ser humano aprendió a ver 3D correctamente sobre un lienzo de la mano de los pintores del Renacimiento.

Transcurrieron 500 años mas para que en el siglo 20 de la mano de la fotografía y el cine se diera otro auge al registro de la profundidad.

La primer película de los creadores del cine (Los hermanos Lumiere) “una escena de un tren viniendo de frente” hizo salir corriendo de susto a los asistentes a esa función de cine que ya desde su inicio aprovecha la representación de dos cualidades fundamentales del cine : la profundidad de espacio y el movimiento.

L'Arrivée d'un train à La Ciotat (1895) (ver video)

El cine fantástico fue a lo largo del siglo 20 el que más utilizó representaciones 3D , al pricipio se realizaba con maquetas o modelos a medida . En la clasica serie B de los 60' "Tierra de gigantes" muchos escenarios se hacian a escala de tal manera que los humanos parecieran diminutos y luego se uso el montaje para que los animales domesticos parecieran gigantes . Con la aparición de la computadora ya se comenzaron a realizar efectos y creaciones que antes parecian imposibles .

Películas como Jurassic park o Toy story fueron hitos de creaciones 3D que se proyectaban en filmes 2D.

Actualmente muchas personas no ven gran diferencia entre una película 2D o otra 3D , claro que esto depende del tipo de película y mucho también de la calidad de realización. La cuestión fundamental (la creatividad) está en manos de que los realizadores aprovechen bien las características del cine 3D. Hay diferencias notorias de una película a otra y una película 3D no debe ser únicamente una excusa para lanzarle todo tipo de objetos al público, aunque hasta ahora es donde mejor se ve el efecto.

Estamos en los albores de un ingreso a una nueva era de 3D donde la representación visual en 3 dimensiones puede pasar a ser fundamental en nuestra vida diaria . De hecho sitios como Second Life, un sociedad en línea y en 3D donde cada habitante elige tener una segunda vida representada por un avatar 3D son muestra de ello.

Sin duda que estamos ingresando tal vez como en el renacimiento en una nueva manera de ver el mundo y vivirlo donde los límites entre realidad y virtualidad estarán cada vez más difusos.

7. Cómo funciona el cerebro para captar la señal 3d

Cada uno de nuestros ojos capta una imagen ligeramente diferente de la que capta el otro. Después de que nuestro cerebro procese las dos imágenes, estas nos aportan información sobre profundidad o volumen. A esto se le llama estereoscopia.

A medida que aumenta la distancia entre nosotros y el objeto que miramos, los ejes ópticos de nuestros ojos (o la dirección en la que estos apuntan) son más paralelos y, por tanto, las imágenes que nuestros ojos transmiten al cerebro son prácticamente iguales. Cuando el objeto se acerca, nuestros ejes ópticos se van cruzando y las imágenes que captan nuestros ojos se van diferenciando cada vez más. En este último caso es cuando la estereoscopia se hace más evidente. Si cerrásemos de forma alternativa los ojos percibiríamos que lo que vemos a través de cada uno de ellos difiere bastante de lo que el otro nos muestra.