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Cómo funciona el cine 3D

December 29th, 2009 Leave a comment Go to comments


Después de ver varias pelis en 3D, entre ellas Avatar, la cual os recomiendo, el tema de como funciona el cine 3D ha sido algo recurrente entre mis amigos. Como soy muy curioso, hacía ya un tiempo que me había documentado en cómo funciona este tipo de sistemas de proyección, que a estas alturas supongo que la gente ya sabe que las gafitas con las lentes roja y azul ya no se usan, pero el principio es el mismo, os cuento…

Teoría de la visión tridimensional
Como habréis podido observar, los humanos (la mayoría) tenemos 2 ojos, separados unos centímetros uno de otro. Nuestros ojos captan dos imágenes desde dos puntos de vista dferentes que el cerebro se encarga de combinar, pudiendo tener la sensación de profundidad y volumen, muy útil para calcular distancias (cuando los primates iban de rama en rama les sería muy útil calcular la distancia, digo yo..). Si probáis a taparos un ojo e intentar coger un lapiz de un bote de lápices veréis como cuesta acertar.

Como en el cine, las imagenes se proyectan sobre una pantalla plana, es requisito indispensable que cada ojo perciba una imagen ligeramente diferente, de forma que engañemos al cerebro para crear sensación de profundidad.

Todos recordamos que en las primeras imagenes 3D, era necesario usar unas gafas con un plástico azul en un lado y un plástico rojo en el otro. Con esto solo se podían mirar imagenes formadas por dos ilustraciones de colores rojo y azul superpuestas. Cada imagen era tomada desde un punto de vista ligeramente separado del otro, de forma que al verla con las gafas, el ojo con el plastico azul no veia la imagen azul por ser del mismo color, y el ojo del plastico rojo no veia la imagen en rojo, por lo mismo. De esta forma, se consigue que cada ojo vea una imagen diferente. Como primera aproximación estaba bien pero ver una peli en 3D así sería impensable, veríamos la imagen en un color que no sería real.

Sin adentrarme mucho en las técnicas que se han estado usando hasta ahora, voy a contaros la técnica más usada a día de hoy, que consiste en aplicar filtros a la luz para polarizarla. Esta técnica se llama RealD 3D

RealD 3D
Como necesitamos imagenes diferentes para cada ojo, se graban dos películas, una para el ojo izquierdo y una para el ojo derecho, como comentaba antes, el punto de vista de las imagenes para cada ojo están separadas unos centimetros. Como ahora casi todo está hecho por ordenador, realmente no tiene sobrecoste, salvo las escenas de imagen real, que requieren una cámara estereoscópica (es decir, que graba dos imagenes separadas, simultáneamente), o directamente, se graban en 2D y al componerlas sobre fondos 3D, quedan como si estuvieran en distintos planos de profundidad.

A la hora de proyectar la imagen en el cine, se proyectan las dos películas de forma que se intercalen los fotogramas para el ojo izquierdo y para el ojo derecho, por eso sin las gafas, vemos la imagen doble, ya que se proyectan los fotogramas muy rápidamente, 144 fotogramas por segundo frente a los 24 que ve el ojo humano, esto se hace para eliminar el parpadeo de la imagen, y da la sensación de ver dos imágenes superpuestas, pero la magia realmente sucede en la polarización de la luz.

¿Que es la luz polarizada?

La luz no polarizada está compuesta por ondas que vibran en todos los ángulos, al llegar a un medio polarizador, sólo las ondas que vibran en un ángulo determinado consiguen atravesar el medio, al poner otro polarizador a continuación, si el ángulo que deja pasar el medio coincide con el ángulo de vibración de la onda, la luz pasará íntegra, si no sólo una parte pasará hasta llegar a un ángulo de 90º entre los dos polarizadores, donde no pasará nada de luz.
Como una imagen vale mas que mil palabras…

Polarización de la luz

Polarización de la luz

En cine 3D la luz se polariza en forma circular, en sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario (ver Wikipedia para más detalles)

De acuerdo ¿cómo se produce el 3D?
Pues básicamente se pone un cristal polarizador delante de la lente del proyector que hace que la luz se polarice en una direccion u otra dependiendo de si la imagen va a ser para el ojo izquierdo o para el derecho. Si se usa un proyector, es un disco con ambos cristales que gira delante del cañon con la misma frecuencia que este para que los fotogramas correspondan con el cristal correspondiente.

¿Y para qué sirven las gafas?

(En el caso de la técnica RealD) Las gafas tienen un filtro de luz polarizada en cada lente, de tal modo que la lente izquierda solo deja pasar la luz polarizada en una direccion y la lente derecha solo deja pasar la luz polariza en dirección contraria. Así volvemos a conseguir que cada ojo vea una imagen diferente y el cerebro hace el resto.

¿Y esto me vale en casa?¿y si me bajo una peli 3D de internet?
Bueno, este tema lo ibamos hablando a la salida del cine. La respuesta es que no, como hemos dicho, hace falta un polarizador de luz, una tele que emita luz polarizada de manera distinta para cada fotograma, o un proyector 3D que proyecte luz polarizada, si la luz no está polarizada, las gafas no valen para nada (ya que solo es un filtro de luz). Si grabas la película con una cámara, la imagen que grabes será a menor velocidad y verás la mezcla de ambas, de modo que al reproducirla en casa, no se verá con luz polarizada, se verá con luz natural y por tanto las gafas no harán nada.

Pero venden teles y proyectores 3D
Si, pero estas teles y proyectores llevan unas gafas del estilo de las que explico en el siguiente apartado, unas gafas conectadas al reproductor que se sincronizan para mostrar una imagen u otra mediante un filtrado activo (con alimentación eléctrica)

Otras técnicas

Leyendo por ahí, hay otras técnicas mucho más caras. Una es poniendo un filtro de cristal liquido en cada lente de las gafas, de modo que se oscurecen y aclaran alternativamente para mostrar una imagen u otra pero necesitan baterías y sincronizarse con el proyector, lo que las encarece.

Otra tecnica es el Dolby 3D, que consiste en saturar las imagenes mas hacia el rojo y mas hacia el verde (en función del ojo que la vaya a ver) pero de forma imperceptiva a simple vista, y usar unas gafas con 50 cristales en cada lente que filtran el color correspondiente, como aquellas de plástico pero muy mejorado. Esto también es caro :)

Espero haberos aclarado, para más información:
http://www.gamefilia.com/sayancatx/10-02-2009/19170/tecnologia-del-cine-cine-en-3d
http://www.uned.es/cristamine/crist_opt/cropt_luz_crist.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Polarizaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

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  • Pingback: Cómo funciona el cine 3D

  • alex

    Muchísimas gracias por tu explicación!! Es genial tu forma de escribirlo.

  • Fernando Gallego

    @alex
    Gracias! Me alegro de que te haya gustado :)

  • http://fer-delta.blogspot.com fer

    Muy buena y sencilla explicación.
    El otro día, a lo que iba a empezar la de avatar, me di cuenta de que los cristales estaban polarizados, que era similar al filtro de cualquier reflex (no se por qué me dio por mirar los reflejos de las luces de la sala, y quedaban eliminados) y entonces nos picó la curiosidad a mi novia y a mi de como proyectarían las diferentes imágenes polarizadas en diferentes direcciones, (si un fotograma polarizado en circular y otro en lineal) o con dos proyectores superpuestos, uno con cada polarización.
    Así queda todo más claro :)

  • Al

    Muy bien explicado, pero me quedo con una dudilla;

    Hay un sensor en las gafas, entre las dos lentes, que de alguna forma activa los filtros. Comprobé que tapándolo desaparecía el efecto 3D. ¿Sabes cómo va o qué es lo que “sensa”?

    Gracias!

  • Fernando Gallego

    @Al
    Gracias por tu comentario Al.

    Verás, cuando se usan las gafas polarizadas, no hay ningún tipo de sensor, puesto que es un filtro pasivo y directamente las lentes dejan pasar la luz adecuada. Si tapas una lente produce el mismo efecto que si te tapas un ojo, dejas de ver la profundidad y pasas a ver el mundo en 2D.

    Otras técnicas, como la de tapar un ojo u otro alternativamente según el fotograma, o bien están conectadas por cable a la fuente de vídeo que las sincroniza diciendo que lente hay que tapar para el siguiente fotograma, o bien emplean un receptor de radio que las sincroniza inalámbricamente.

    Espero haber aclarado tu duda!

  • http://enochmm.es enochmm
  • fer

    Esto ya lo invento Gila, con las gafas de sol que polan o no polan, segun el optico.

  • Santiago

    Hola, muy bueno tu artículo. Llevo ya un tiempo interesado en este tema y en mi trabajo hemos hecho algunas pruebas de 3D en tele con la técnica de sincronizar las gafas con el refresco de la televisión (en nuesto caso sólamente funciona con teles de tubo y poniendo el vídeo que tiene que ver cada ojo en un campo diferente del fotograma).

    La verdad es que tal como avanzan las televisiones no entiendo porqué no crean una tele de LCD con líneas impares en un ángulo y líneas pares en el ángulo contrario. Así simplemente se usarían gafas sin “pilas” con un cristal polar en cada ojo y en ángulos contrarios. Supongo que esta solución haría que la resolución bajase a la mitad (o tal vez no).

    Ya como idea de futuro, si esto funcionase… ¿lentillas polarizadas?

  • Fernando Gallego

    @Santiago
    Gracias!

    Interesante también lo que comentas. Monitores y pantallas 3D para el consumidor se han presentado este fin de semana en el CES de Las Vegas, algunas incluso sin gafas, que aun no he investigado su funcionamiento.

    El tema de lentillas lo veo un poco más difícil ya que yo creo que poca gente que nunca se ha puesto unas, se las vaya a poner por placer (yo el primero).

    Lo que comentas de los televisores LCD, aparte de que la resolución si que sería la mitad, imagino que será dificil técnicamente, ya que cada punto de la pantalla es un diminuto LED que tenría que llevar su filtro delante y no se hasta que punto es viable. Pero es interesante :)

  • juantxo

    En breve va a salir a la venta la primera camara de fotos 3D, la cual, para poder ver las fotos con el efecto trodimensional, tendra que hacerse a traves de una pantalla especifica que funciona sin gafas.

    El proceso de dicha pantalla para poder mostrar 3D sin gafas, segun vi explicado no recuerdo donde, vendría a ser una tele en que cada ‘punto de luz’ son dos, uno enfocando a cada ojo. Es decir, en vez de tener un punto de luz (pixel) `_’ tendriamos dos ‘v’. no se si con el ‘_’ y el ‘v’ me he explicado.

    Supongo que las televisiones que estan empezando a presentaer y en breve a comercializar, en 3D sin gafas, seguiran el mismo procedimiento.

    Un saludo, el articulo muy intersante.

  • Cobalt

    Yo no veo muy claro el tema del 3D en televisores.

    Creo que mejor solución serán unas gafas con pantallas LCD de alta resolución, una para cada ojo. Con eso está resuelto el tema de la visión “estéreo”. Creo que ya se han hecho cosas así aunque sin demasiados buenos resultados.

  • fran

    Hola. Pues yo he visto avatar en 3d en un kinepolis y era dolby 3d creo. En vancouver vi una con con gafas polarizadas, y la verdad, me quedo con aquella. Mucho más real, mas facil de ver. felicidades por el articulo

  • Pingback: Cómo funciona el cine 3D | El Noticiero

  • http://www.mirage-tech.com Rafa

    @Santiago
    Hola Santiago,

    Lo de las lentillas, sería bastante molesto o incomodo. Para casa se está tendiendo a las televisiones 3D, que lo que hacen es usar la técnica de la polaridad que se comenta en el artículo pero entrelazando las imágenes. Es decir una fila de píxeles de la pantalla en una polaridad y la siguiente en la otra. Eso por desgracia requiere de gafas.

    También hay otra posibilidad que son las pantallas autoestereoscópicas, que permite ver en 3D sin gafas. Para más información de como funciona:
    http://es.wikipedia.org/wiki/Autoestereoscopia

    En el cine 3D (por lo menos en la zona de valencia) que más abunda es el que se comenta al final del artículo Dolby3D, aunque yo también lo he oido como estéreo infitec (http://en.wikipedia.org/wiki/Infitec).

    Saludos y muy buen post

  • Titotui

    Buen artículo pero tengo una pregunta.
    Resulta que he visto Avatar en 3D, y las gafas disponían de pilas pilas y un detector entre las lentes, por lo que pensaba que serían de cristal liquido, como el que explicas de sistemas domésticos.
    ¿Será como imagino que en vez de actualizar los proyectores, en Vigo nos venden un sistema 3D de 2ª categoría?

  • Fernando Gallego

    @Titotui
    Hola, efectivamente, ese sistema es el de cristal líquido y no tiene por qué ser mejor o peor que la técnica que comento, son sistemas diferentes. Hay gente que dice que con ese sistema se ve mejor y gente que prefiere el de luz polarizada pero supongo que como todo, irá en gustos.
    También comentan que para la técnica de luz polarizada es necesario cambiar la pantalla de proyección para que no se pierda brillo mientras que con el sistema de gafas con LCD, la pantalla sobre la que se proyecta es la misma que se usa en películas normales.

    Espero haberte ayudado.

  • http://noticias.iberestudios.com/ Pequenayuffie

    Muy buen post! Muy bien explicado y sencillo hasta para los que no sabemos mucho sobre esta tecnología.

  • Oswaldo

    Excelente articulo!!

    Existe alguna compañia a la que pueda comprarle los filtros (por rollos o por metros) y pueda hacer las gafas en carton?

    Como se haria? con que se pegan al carton?

    Muchas Gracias!!

  • semuaaa

    muy interesante el articulo, el domingo 17 vi avatar en yelmo travesia vigo y tengo la sospecha de haber sido estafado, tanto bombo con esta pelicula (muy buena ) pero el 3d no me convencio nadita ,donde esta esa profundidad de la pelicula, constantemente el fondo estava borroso o desenfocado, quitando un par de escenas la del interior de la nave y luego casi al final en la reunion de los soldados en una gran sala, no note esos 200000000€ de espectacularidad. No se si defecto del cine de mis gafas pero los tailers del principio la de Dragon le dab 1000 bueltas en profundidad y efectos y era un trailer. Acaso el sistema xpand es malo o mal reproducido en las salas de vigo. un saludo

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  • Hpereira

    Se puede utilizar un filtro polarizador de una camara fotografica? o deben de ser algunos especiales?

  • http://twitter.com/ferdy182 Fernando F. Gallego

    Pues no tengo ni idea la verdad, pero necesitarías uno para cada ojo que deje pasar la luz de la misma manera que las gafas que te suministran en los cines.
    Un saludo

  • Ricky

    Gracias por la explicación, aclaraste muchas dudas.

  • Edrocoyote

    Hola, estoy notando que el sistema de polarizacion es un desastre, el bueno es el de las gafas de obturacion activa, las que dices de pila.

  • JESUS

    LA MAXIMA DUDA, ENTONCES LAS GAFAS GRISES QE DAN EN LOS CINES Y QE SE VENDEN EN INTERNET, NO TE SERVIRAN DE NADA SI CORRES EN UN BLUE RAY UNA PELICULA EN 3D (DOBLE IMAGEN) ??????

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