Hologramas como los de Star Wars: ¿una nueva esperanza?

Publicado online el 3 de noviembre de 2010 | Nature | doi:10.1038/news.2010.

Hologramas como los de Star Wars: ¿una nueva esperanza?

Un nuevo plástico podría permitir proyecciones holográficas tridimensionales en tiempo real.
Zeeya Merali

[ La princesa Leia pronto podría transmitirse a su lado. Lucasfilm / 20th Century Fox / The Kobal Collection ]

La difusa imagen tridimensional (3D) de la princesa Leia pidiendo ayuda en la película La Guerra de las Galaxias de 1977 muestra un efecto que los investigadores llevan tiempo tratando de conseguir: hologramas que se mueven en tiempo real. Ahora, un material que puede almacenar datos holográficos cambiantes traslada esta fantasía al reino de la realidad. Esta sustancia podría tener futuras aplicaciones en medicina e industria, así como en el negocio del espectáculo.

“Desde el primer día pensé en el holograma de la princesa Leia y si podría salir de la ciencia ficción”, declaró Nasser Peyghambarian, científico óptico de la Universidad de Arizona, Tucson, que ha estado intentando durante varios años desarrollar proyecciones holográficas que se muevan en tiempo real.

El reto era encontrar un material regrabable que pudiera almacenar datos codificados en imágenes holográficas sucesivas. Ahora Peyghambarian y sus colegas han desarrollado un material que puede grabar y mostrar imágenes 3D que actualiza cada dos segundos. Su investigación se ha publicado en la revista Nature1.

El sistema del equipo captura información 3D mediante la filmación de un objeto desde múltiples ángulos, con 16 cámaras que toman una imagen del objeto cada segundo. Los 16 puntos de vista son procesados en un píxel holográfico por un ordenador, que envía una señal a dos haces de láser pulsado que graban los datos en el material de registro.

Durante el proceso de escritura, los dos haces se combinan para crear un patrón de interferencia de luz y manchas oscuras en el material de grabación. Disparando otra luz al patrón se reconstruye la imagen 3D.

Electrones a la deriva
En un holograma estático, las propiedades físicas del material de registro cambian de forma permanente por este patrón de interferencia, por lo que la imagen no se puede actualizar. Por el contrario, el equipo de Peyghambarian ha desarrollado el material regrabable a partir de la combinación de dos polímeros de plástico: PATPD/CAAN. Cuando los rayos láser golpean el copolímero, causan que los electrones y otros portadores de carga queden a la deriva y se reúnan en las zonas correspondientes a las regiones claras y oscuras del patrón de interferencia, creando un registro temporal. La imagen almacenada puede sobrescribirse con la próxima ronda de datos de la imagen que se muestre.

En 2008, el equipo utilizó un material similar para construir una pantalla de 4 pulgadas que se tardaba unos 4 minutos en sobrescribir2. Ahora han modificado la mezcla de polímeros para desarrollar una pantalla de 17 pulgadas que se actualiza más de cien veces más rápido, generando una imagen que cambia prácticamente en “tiempo real”, aseguró Peyghambarian.

Aunque los televisores 3D ya están en el mercado, éstos son filmados desde sólo dos perspectivas. Así que aunque dan una sensación de profundidad, “no se puede caminar alrededor de la imagen de una persona y verle la nuca”, afirmó Peyghambarian.

Espera que, además de revolucionar el entretenimiento, la técnica del holograma algún día permita a los cirujanos ver de forma remota imágenes 3D de las operaciones en directo y aconsejar sobre ellas. También podría encontrar usos industriales, permitiendo a los ingenieros visualizar y modificar modelos 3D en tiempo real.

360 grados
Sin embargo, Rob Eason, físico óptico de la Universidad de Southampton, Reino Unido, señala que las imágenes holográficas son todavía relativamente lentas y pequeñas, y se pregunta si la técnica mejora significativamente en otros recientes avances en pantallas 3D. En 2009, por ejemplo, Sony presentó un prototipo llamado RayModeller. Proyecta una imagen 3D en movimiento dentro de un tubo cilíndrico, que permite al espectador caminar alrededor y ver diferentes perspectivas.

Peyghambarian replicó que un sistema holográfico de mayor escala proporcionará “una resolución excelente. Ya podemos hacer un píxel holográfico de 400 micrómetros: mejor que una televisión de alta definición”.

Añadió que en principio debería ser fácil grabar películas holográficas, de manera que se puedan reproducir más tarde. El equipo ahora está trabajando para acelerar la velocidad de actualización para que coincida con los 30 fotogramas por segundo necesarios para las películas, y para reducir la cantidad de energía necesaria para leer y escribir imágenes.

Peyghambarian cree que alguna versión de este sistema podría llegar a los hogares en unos siete a diez años: “Hemos demostrado que crear un holograma dinámico del tamaño y la resolución de la princesa Leia es una realidad”. Ahora sólo necesita construir un R2-D2 con el que jugar.