Preparando el escenario para una nueva era de pantallas inmersivas, los investigadores están un paso más cerca de mezclar los mundos real y virtual en un par de anteojos comunes utilizando imágenes holográficas 3D de alta definición, según un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Princeton.
Las imágenes holográficas tienen profundidad real porque son tridimensionales, mientras que los monitores simplemente simulan la profundidad en una pantalla 2D. Como vemos en tres dimensiones, las imágenes holográficas podrían integrarse perfectamente en nuestra visión normal del mundo cotidiano.
El resultado es una pantalla de realidad virtual y aumentada que tiene el potencial de ser verdaderamente inmersiva, del tipo en el que puedes mover la cabeza normalmente y nunca perder de vista las imágenes holográficas. «Para obtener una experiencia similar al usar un monitor, sería necesario sentarse justo frente a una pantalla de cine», dijo Felix Heide, profesor asistente de ciencias de la computación y autor principal de un artículo publicado el 22 de abril en Comunicaciones de la naturaleza.
Y no necesitarías usar una pantalla frente a tus ojos para vivir esta experiencia inmersiva. Los elementos ópticos necesarios para crear estas imágenes son pequeños y podrían caber en un par de gafas normales. Las pantallas de realidad virtual que utilizan un monitor, como lo hacen las pantallas actuales, requieren unos auriculares completos. Y tienden a ser voluminosos porque necesitan acomodar una pantalla y el hardware necesario para operarla.
«La holografía podría hacer que las pantallas de realidad virtual y aumentada sean fácilmente utilizables, portátiles y ultradelgadas», afirmó Heide. Podrían transformar la forma en que interactuamos con nuestro entorno, desde obtener direcciones mientras conducimos hasta monitorear a un paciente durante una cirugía y acceder a instrucciones de plomería mientras realizamos una reparación en el hogar.
Uno de los desafíos más importantes es la calidad. Las imágenes holográficas se crean mediante un pequeño dispositivo similar a un chip llamado modulador de luz espacial. Hasta ahora, estos moduladores sólo podían crear imágenes pequeñas y claras o grandes y borrosas. Este equilibrio entre el tamaño de la imagen y la claridad da como resultado un campo de visión estrecho, demasiado estrecho para brindar al usuario una experiencia inmersiva. «Si miras hacia las esquinas de la pantalla, toda la imagen puede desaparecer», dijo Nathan Matsuda, científico investigador de Meta y coautor del artículo.
Heide, Matsuda y Ethan Tseng, estudiante de doctorado en informática, han creado un dispositivo para mejorar la calidad de la imagen y potencialmente resolver este problema. Junto con sus colaboradores, construyeron un segundo elemento óptico para trabajar en conjunto con el modulador de luz espacial. Su dispositivo filtra la luz del modulador de luz espacial para ampliar el campo de visión preservando al mismo tiempo la estabilidad y fidelidad de la imagen. Crea una imagen más grande con sólo una mínima caída en la calidad.
La calidad de la imagen ha sido un desafío central que impide las aplicaciones prácticas de las pantallas holográficas, dijo Matsuda. «La investigación nos acerca un paso más a la resolución de este desafío», afirmó.
El nuevo elemento óptico es como una pieza muy pequeña de vidrio esmerilado hecha a medida, afirmó Heide. El patrón grabado en el vidrio esmerilado es la clave. Diseñada con IA y técnicas ópticas, la superficie grabada dispersa la luz creada por el modulador de luz espacial de una manera muy precisa, empujando algunos elementos de una imagen a bandas de frecuencia que el ojo humano no percibe fácilmente. Esto mejora la calidad de la imagen holográfica y amplía el campo de visión.
Aún así, persisten obstáculos para hacer una pantalla holográfica que funcione. La calidad de la imagen aún no es perfecta, afirmó Heide, y es necesario mejorar el proceso de fabricación de los elementos ópticos. «Para que esto sea factible, es necesario unir mucha tecnología», afirmó Heide. «Pero esta investigación muestra un camino a seguir».