Producen imágenes de tres dimensiones que flotan en el aire

Científicos de la Universidad de Keio, junto a ingenieros de la empresa Burton Inc. y del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology de Japón ( AIST, han desarrollado una máquina capaz de producir imágenes reales en tres dimensiones. Estas imágenes están compuestas de puntos luminosos que se forman en el aire.

Con un tecnología de láser plasma, y gracias a la mejoría de la emisión de los rayos láser, los ingenieros han logrado generar dichas imágenes en el espacio, con más brillo y contraste, en comparación con intentos anteriores, informa AIST en un comunicado.

Es la primera vez que se consigue una proeza tecnológica capaz de generar puntos luminosos que pueden formar imágenes geométricas de tres dimensiones que literalmente “flotan” en el espacio.

Por el momento se trata sólo de puntos luminosos incoloros y de baja resolución, pero esta tecnología promete espectaculares desarrollos. El sistema utiliza la conjunción de varios rayos láser para producir pequeñas acumulaciones de plasma, que aparecen en forma de puntos blancos suspendidos en el aire.

Un sistema de espejos múltiples potencia estas acumulaciones de plasma, consiguiendo una reunión de cientos de puntos de plasma por segundo, lo que permite crear la pretendida imagen de tres dimensiones.

El láser emite 100 ráfagas por segundo, formando figuras de hasta 50 centímetros de altura. La distancia alcanzada por el proyector es de dos a tres metros, aunque en un futuro se pretende conseguir una mayor distancia e incluso color.

El sistema sólo puede funcionar en una atmósfera muy particular en la que se vaporizan electrones e iones específicos que permiten la reacción capaz de crear las acumulaciones de plasma. De esta forma se consigue una imagen que tiene realmente tres dimensiones.

Hasta la fecha, se habían conseguido generar “pseudo-imágenes” tridimensionales proyectadas en dos de las dimensiones del espacio, aprovechando la disparidad binocular del ojo humano para crear el efecto tridimensional.

Aprovechando la capacidad ocular

La disparidad binocular es responsable de nuestra capacidad de ver con profundidad. Es un fenómeno que sucede cuando fijamos nuestra mirada en un punto situado a cierta distancia, lo que produce en nuestros ojos un fenómeno de convergencia, es decir, ambos ojos se orientan de modo que la imagen del punto cae en porciones equivalentes en cada una de las retinas, en el centro de ellas.

Esto nos permite calcular distancias en relación al objeto mirado. Como ambos ojos están separados alrededor de 6 cm, cada ojo percibe imágenes desde posiciones equivalentes de sus retinas, ligeramente diferentes. Este fenómeno lo podemos apreciar mirando un objeto con un ojo y luego con el otro. Por lo tanto, cuando miramos el mismo punto con los dos ojos, corregimos parcialmente esa disparidad (disparidad binocular), pero nos da una idea de la distancia del objeto.

Las “pseudo-imágenes” tridimensionales creadas anteriormente gracias a esta disparidad binocular, que dan al ojo la impresión de ser en 3D cuando en realidad son de dos dimensiones, han presentado algunos problemas, como el de la limitación del campo visual, debido a que dichas imágenes no pueden verse de igual forma desde cualquier punto. En realidad son sólo un efecto óptico.

El espacio en el que transcurre la vida ordinaria es tridimensional y todas las cosas que ocupan un espacio poseen también tres dimensiones: longitud, altura y profundidad. Y aunque hasta ahora es posible disponer de imágenes en 3D, las que existen actualmente son el resultado de un efecto óptico, y no el reflejo de una realidad en 3D, ya que no existe un dispositivo electrónico que permita exhibir imágenes reales en 3D.

Realismo

Esta es la novedad del dispositivo creado por el AIST y sus colaboradores, ya que utiliza una emisión de plasma que se sitúa cerca del punto focal del láser. Controlando la posición de dicho punto focal en la dirección de los tres ejes dimensionales x,y,z, se producen las imágenes tridimensionales reales, compuestas por puntos situados en el aire, esto es, en un espacio tridimensional.

Es decir, se “dibuja” en el aire la forma deseada mediante puntos de luz que iluminan los puntos marcados. La forma a representar está predefinida y se consigue su realismo 3D al iluminar los puntos guardados.

Esta iluminación se hace por medio de un proyector y por emisiones de láser y de plasma (gas fuertemente ionizado con el mismo número de cargas libres positivas y negativas) del oxígeno y nitrógeno presentes

El dispositivo creado continene un sistema de motor lineal, así como un proyector láser de alta calidad. El sistema de motor lineal permite que el punto de focalización del láser varíe gracias a una lente situada en el motor. El motor puede variar la posición del punto focal del láser y emitirla en la dirección del eje z, lo que produce la tridimensionalidad.

Para la proyección en los otros dos ejes, el aparato contiene espejos galvanométricos convencionales. La fuente de luz láser utilizada emite pulsaciones de alta calidad de mucho brillo, con una frecuencia de aproximadamente 100 herzios. Con esta frecuencia, es posible controlar con precisión la producción de plasma, lo que produce una imagen con mayor contraste y claridad.

La distancia entre el aparato y los puntos dibujados en el aire aumentará a medida que se desarrolle mejor el artefacto, hasta alcanzar varios metros. El tiempo de emisión de las pulsaciones lumínicas del láser es de un nano-segundo, o un segundo dividido por 1.000.000.000. El dibujo se realiza y controla a través de un programa informático.

Aunque las imágenes de 3D reales representadas son formas y figuras muy simples y de luz blanca, la proeza conseguida promete desarrollos que impactarán en numerosas tecnologías, desde las audiovisuales hasta las telecomunicaciones.