Los materiales de láminas artificiales podrían ampliar las capacidades de la holografía
Las pantallas holográficas están a la vanguardia de la tecnología de visualización tridimensional y son capaces de crear escenas de gran realismo con paralaje de movimiento completo. Este desplazamiento aparente de la imagen holográfica, que imita el aspecto que tendrían los objetos en el mundo real desde distintos ángulos, permite que parezca que realmente existen en tres dimensiones. La tecnología holográfica es muy prometedora para una amplia gama de aplicaciones, como la realidad aumentada y virtual, las imágenes médicas, las pantallas interactivas y la cartografía tridimensional. Sin embargo, este ámbito se topa con un obstáculo fundamental para la investigación. Los hologramas contienen muchos más detalles y complejidad de los que pueden mostrar los moduladores espaciales de luz (SLM, por sus siglas en inglés) actuales. Dicha limitación se debe a la capacidad restringida de estos dispositivos para manejar imágenes detalladas, debido a su pequeño tamaño y baja resolución. Básicamente, los SLM no tienen suficiente espacio o ancho de banda para reproducir con precisión los complejos detalles que se encuentran en los hologramas, lo cual afecta a la calidad de las imágenes tridimensionales producidas. A fin de aprovechar plenamente las capacidades de las pantallas holográficas, es necesario crear técnicas más eficaces que puedan manejar los patrones de luz amplios y detallados —la gran extensión óptica—, esenciales para producir imágenes holográficas tridimensionales realistas. Esta mejora haría que los efectos visuales resultaran más envolventes y realistas para los espectadores.
Metasuperficies para ampliar el ángulo de visión en holografía
«Para desarrollar pantallas de vídeo tridimensionales y holográficas de alta calidad, existen tres componentes que son fundamentales: un sistema óptico capaz de mostrar vistas de gran angular, una modulador espacial de luz de gran ancho de banda y algoritmos rápidos para generar hologramas informáticos», señala Luis Sánchez-Soto, coordinador del proyecto HoloWS, financiado con fondos europeos. «HoloWS se ha centrado en desarrollar un sistema que ofrezca un ángulo de visión más amplio». Para ello, los investigadores han trabajado en un novedoso planteamiento destinado a superar las limitaciones que plantean los SLM y lograr pantallas holográficas tridimensionales realmente inmersivas. La técnica emplea un control del frente de onda basado en la metasuperficie, que permite ampliar considerablemente el campo de visión más allá de lo que ofrecen las pantallas holográficas tradicionales basadas en Fourier. Esta limitación ha sido durante mucho tiempo un reto en el ámbito de la holografía. El control del frente de onda basado en metasuperficies es una tecnología óptica avanzada que manipula las propiedades de las ondas luminosas —como su dirección, fase y amplitud— mediante superficies ultrafinas diseñadas a tal efecto. Se denominan metasuperficies y están compuestas por minúsculas unidades estructuradas artificialmente que pueden alterar el comportamiento de las ondas luminosas que las atraviesan de formas específicas.
Preparar el terreno para los avances
En el campo de las pantallas holográficas, aún queda mucho por hacer para conseguir pantallas de vídeo holográficas y tridimensionales realmente fotorrealistas. Sin embargo, el desarrollo por parte de HoloWS de un sistema de productos de gran ancho de banda espacial marca un hito importante hacia este objetivo. Este producto de espacio-ancho de banda refleja el compromiso entre el tamaño de la imagen que puede mostrarse y su resolución. El avance del proyecto promete nuevas posibilidades para pantallas holográficas de mayor tamaño y ángulo, superando las limitaciones actuales de los SLM. «Se espera que nuestro trabajo inspire una oleada de investigación innovadora en áreas como las pantallas holográficas de visualización frontal y la iluminación holográfica basada en la detección comprimida», destaca Sánchez-Soto. «Nos hemos comprometido a seguir perfeccionando los algoritmos de renderizado holográfico y a ampliar el alcance de la investigación para incluir aplicaciones interactivas y formatos de visualización más grandes».
Palabras clave
HoloWS, pantallas holográficas, imagen, metasuperficie, ancho de banda, control del frente de onda, moduladores espaciales de luz