Autoestereoscopia

Una barrera de paralaje es un dispositivo colocado delante de una fuente de imagen, como una pantalla de cristal líquido, para permitirle mostrar una imagen estereoscópica o multiscópica sin necesidad de que el espectador use gafas 3D. El principio de la barrera de paralaje fue inventado independientemente por Auguste Berthier, quien publicó primero pero no produjo resultados prácticos, ^{[ 8 ]} y por Frederic E. Ives , quien creó y exhibió la primera imagen autoestereoscópica funcional conocida en 1901. ^{[ 9 ]} Aproximadamente dos años después, Ives comenzó a vender imágenes de muestra como novedades, el primer uso comercial conocido.

A principios de la década de 2000, Sharp desarrolló la aplicación electrónica de panel plano de esta antigua tecnología para su comercialización, vendiendo brevemente dos computadoras portátiles con las únicas pantallas LCD 3D del mundo. ^{[ 10 ]} Estas pantallas ya no están disponibles a través de Sharp, pero otras compañías aún las fabrican y desarrollan. De manera similar, Hitachi lanzó el primer teléfono móvil 3D para el mercado japonés bajo la distribución de KDDI. ^{[ 11 ] [ 12 ]} En 2009, Fujifilm lanzó la cámara digital FinePix Real 3D W1 , que cuenta con una pantalla LCD autoestereoscópica incorporada de 2,8 pulgadas (71 mm) en diagonal. La familia de consolas de videojuegos Nintendo 3DS utiliza una barrera de paralaje para imágenes 3D. En una revisión más reciente, la New Nintendo 3DS , esto se combina con un sistema de seguimiento ocular para permitir ángulos de visión más amplios.  

El principio de la fotografía integral, que utiliza una matriz bidimensional (X-Y) de muchas lentes pequeñas para capturar una escena 3D, fue introducido por Gabriel Lippmann en 1908. ^{[ 13 ] [ 14 ]} La fotografía integral es capaz de crear pantallas autoestereoscópicas tipo ventana que reproducen objetos y escenas a tamaño real, con paralaje completo, cambio de perspectiva e incluso la señal de profundidad de la acomodación , pero la plena realización de este potencial requiere una gran cantidad de sistemas ópticos muy pequeños y de alta calidad, y un ancho de banda muy alto. Hasta ahora solo se han producido implementaciones fotográficas y de vídeo relativamente rudimentarias.

Walter Hess patentó en 1912 matrices unidimensionales de lentes cilíndricas. ^{[ 15 ]} Al reemplazar los pares de líneas y espacios en una barrera de paralaje simple con diminutas lentes cilíndricas, Hess evitó la pérdida de luz que atenuaba las imágenes vistas por luz transmitida y que hacía que las impresiones en papel fueran inaceptablemente oscuras. ^{[ 16 ]} Un beneficio adicional es que la posición del observador está menos restringida, ya que la sustitución de lentes es geométricamente equivalente a estrechar los espacios en una barrera de líneas y espacios.

Philips resolvió un problema importante con las pantallas electrónicas a mediados de la década de 1990 inclinando las lentes cilíndricas con respecto a la cuadrícula de píxeles subyacente. ^{[ 17 ]} Basándose en esta idea, Philips produjo su línea WOWvx hasta 2009, con una resolución de hasta 2160p (3840 × 2160 píxeles) y 46 ángulos de visión. ^{[ 18 ]} La empresa de Lenny Lipton , StereoGraphics, produjo pantallas basadas en la misma idea, citando una patente mucho anterior para las lentes lenticulares inclinadas. Magnetic3d y Zero Creative también han participado. ^{[ 19 ]}

Gracias a los rápidos avances en la fabricación óptica, la capacidad de procesamiento digital y los modelos computacionales de percepción humana, está surgiendo una nueva generación de tecnología de visualización: las pantallas de campo de luz compresivas . Estas arquitecturas exploran el codiseño de elementos ópticos y computación compresiva, teniendo en cuenta las características particulares del sistema visual humano. Los diseños de pantallas compresivas incluyen dispositivos duales ^{[ 20 ]} y multicapa ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} que se basan en algoritmos como la tomografía computarizada y la factorización de matrices no negativas y la factorización de tensores no negativos .

Dolby, Stereolabs y Viva3D demostraron herramientas para la conversión instantánea de películas 3D existentes a autoestereoscópicas. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

Dimension Technologies lanzó una gama de pantallas LCD conmutables 2D/3D disponibles comercialmente en 2002 utilizando una combinación de barreras de paralaje y lentes lenticulares. ^{[ 27 ] [ 28 ]} SeeReal Technologies ha desarrollado una pantalla holográfica basada en el seguimiento ocular. ^{[ 29 ]} CubicVue exhibió una pantalla autoestereoscópica con patrón de filtro de color en la competencia i-Stage de la Consumer Electronics Association en 2009. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

También existen otros sistemas autoestereoscópicos, como la visualización volumétrica , en la que el campo de luz reconstruido ocupa un volumen real del espacio, y la imagen integral , que utiliza una matriz de lentes tipo ojo de mosca.

El término pantalla automultiscópica se ha introducido como sinónimo más corto del extenso «pantalla 3D autoestereoscópica multivista» ^{[ 32 ]} , así como del término anterior y más específico «panorama de paralaje». Este último término originalmente indicaba un muestreo continuo a lo largo de una línea horizontal de puntos de vista, por ejemplo, captura de imágenes mediante una lente muy grande o una cámara en movimiento y una pantalla de barrera desplazable, pero posteriormente pasó a incluir la síntesis a partir de un número relativamente grande de vistas discretas.

Sunny Ocean Studios, ubicado en Singapur, ha sido reconocido por desarrollar una pantalla automultiscópica que puede mostrar imágenes 3D autoestereoscópicas desde 64 puntos de referencia diferentes. ^{[ 33 ]}

Investigadores del Media Lab del MIT han desarrollado un enfoque totalmente nuevo para la autoestereoscopia llamado HR3D . Este sistema consumiría la mitad de energía, duplicando la duración de la batería si se utiliza con dispositivos como la Nintendo 3DS , sin comprometer el brillo ni la resolución de la pantalla; otras ventajas incluyen un mayor ángulo de visión y el mantenimiento del efecto 3D al girar la pantalla. ^{[ 34 ]}