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¿Por qué vemos en 3D?

septiembre 10, 2010

Ahora está de moda el cine, la televisión y los videojuegos en 3D e incluso revistas y periódicos tradicionales añaden imágenes en tres dimensiones. Unas imágenes que nos fascinan porque somos capaces de captar volúmenes y ver en profundidad, pero… ¿Por qué tenemos esa capacidad?

videojuego en tres dimensiones

La respuesta breve es: porque tenemos dos ojos. Ya no hace falta que siga leyendo si es que tiene algo más importante que hacer, como trabajar o insultar a alguien en un foro. A esta visión por medio de dos ojos se le llama estereoscópica y, pese a estar muy difundida en el reino animal, científicos y pensadores hasta bien entrado el siglo XIX no llegaron a comprender su funcionamiento.

Antiguamente se pensaba que teníamos dos ojos al igual que tenemos dos riñones o dos brazos, como una consecuencia más de la bilateralidad y simetría que caracterizan al cuerpo. Así, además, si se estropeaba uno estaría el otro de reserva. No se percataron de que es necesario el funcionamiento de ambos ojos para ver en profundidad. Veamos por qué.

Cazadores, triangulación y camuflaje

Piluca no puede ver bien en profundidad

En primer lugar porque tener dos ojos no basta para ver en  tres  dimensiones. Deben ocupar además una posición frontal para que las imágenes que captan puedan superponerse y luego procesarse en el cerebro. Los animales herbívoros necesitan tener un amplio campo de visión para detectar depredadores mientras están pastando. Por ello tienen cada ojo a un lado de la cara, de forma que disfrutarán de una visión panorámica de casi 360 grados, aunque a cambio no podrán captar la profundidad adecuadamente.

Los animales cazadores y/o arborícolas de los que provenimos en cambio no necesitan tanto una visión panorámica de su entorno como una visión precisa de la distancia a la que se encuentra su presa o próxima rama a la que saltar. Por eso estos animales tienen (tenemos) los ojos en el centro de la cara. De esa manera se capta una misma imagen desde dos ángulos ligeramente distintos, lo que permite calcular la distancia por medio de un poco de trigonometría, que nuestro cerebro es capaz de realizar intuitivamente.

Otra ventaja que tuvo para nuestros lejanos antepasados la visión estereoscópica es que así puede detectarse los camuflajes, especialmente de insectos. Si el depredador puede captar el volumen, por similar que sea el color del insecto con el del fondo sobre el que se mueve tarde o temprano será engullido.

Una aplicación más moderna de este principio está en las fotografías aéreas tomadas por los aviones espía. Primero se realizan varias capturas de un mismo sector en breves intervalos durante el vuelo (lo que se conoce como traslape), a continuación un analista observa cada par de fotos mediante un visor que muestra una de esas fotografía consecutivas para cada ojo, el llamado “par estereoscópico”. De esta forma los objetos camuflados al no ser planos no se superpondrán correctamente. Serán diferentes en cada ojo y al analista por lo tanto se le aparecerán en relieve. Ahí está el enemigo escondido.

Y llegó el cine en 3D

pintura callejera

No obstante hay que aclarar que la visión binocular no lo es todo a la hora de captar el relieve. Basta cerrar un ojo para comprobar que el mundo sigue estando ahí, sin volverse plano como una fotografía y los piratas no se caían por la borda continuamente a pesar de tener un parche en el ojo. El cerebro, que en una parte considerable está dedicado a la visión, tiene otros recursos para interpretar los datos que le llegan, como los ángulos en zigzag de los contornos y las sombras. Un artista habilidoso sabrá retratar bien las perspectivas y hasta cierto punto podrá engañar a nuestros ojos.

Una familia un tanto extraña y tridimensional

Al movernos, además, contemplamos como los objetos más cercanos se mueven más rápido que los lejanos, lo cual contribuye a dar sensación de profundidad y es un recurso utilizado en diversos gifs, como el que acompaña estas líneas. Aquí pueden verse más.

Sin embargo, por hábiles que sean estas triquiñuelas siempre topan con el obstáculo de la visión estereoscópica. En un mundo en relieve, como decíamos, cada retina recibirá una imagen levemente diferente, que al unirse dentro del cerebro crean la conciencia de una tercera dimensión.

Pero un cuadro o una pantalla de cine proyectan una misma imagen para ambos ojos. La solución en teoría es sencilla, aunque algo difícil de llevar a la práctica. Se trata de proporcionar a cada ojo una imagen algo distinta para que surja ese relieve, a la manera del analista militar anteriormente mencionado. ¿Y cómo se logra?

Una de las primeras películas en 3D

Pues en los antiguos sistemas de cine de 3D, por medio de las clásicas gafas con un color diferente en cada lente, una roja y otra verde azulada. Se proyectaban dos imágenes con diferentes colores y sin que estuvieran perfectamente superpuestas de manera que los tonos rojizos quedasen filtrados por una lente y los azulados por la otra. El cerebro interpretaba esa diferencia en la imagen de cada ojo como volumen y… tachán, ahí se nos aparecía la criatura del lago saliéndose de la pantalla. También estaba el método de las gafas polarizadas, con rendijas para captar la luz en diagonales distintas para cada ojo, un sistema que Hitcock utilizó en la película “Crimen perfecto”.

En la práctica el resultado dejaba bastante que desear porque sólo los espectadores de las filas centrales podían captarlo en el caso de las gafas polarizadas, y en el otro parte del público padecía el efecto denominado “rivalidad binocular”. Se produce cuando el cerebro no puede unir adecuadamente ambas imágenes, dando prevalencia alternativamente a una u otra, un efecto incómodo y que acaba provocando dolor de cabeza.

Desde Avatar se ha popularizado un sistema más eficaz. Se proyectan alternativamente diferentes perspectivas y las gafas -sincronizadas con el proyector- vuelven trasparente u opaca cada lente a una velocidad mayor de la que podemos percibir, de manera que cada ojo siempre recibe la misma perspectiva mientras el otro está tapado. Pero qué mejor que mostrar las diferentes técnicas precisamente mediante imágenes -en dos dimensiones, eso sí- como en esta página de onlineschools.

Artículo escrito en colaboración con José Javier Vallés Vilar, alias “Tío Patillah”, Doctor en Física por la Universidad de Valencia y autor de la tesis “Correlaciones invariantes de objetos tridimensionales“.

 

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