Eletrônica

MIT cria nova tecnologia 3-D sem óculos

Larry Hardesty, MIT - 10/05/2011

Em vez de exibir faixas verticais, como o 3DS faz, a tela de cima do HR3D exibe um padrão personalizado da imagem abaixo dela.
[Imagem: MIT Media Lab]

O videogame Nintendo 3DS portátil, o primeiro aparelho comercial com uma tela 3-D que dispensa óculos, está disponível nos Estados Unidos há pouco mais de um mês, e já vendeu mais de um milhão de unidades.

A vida útil da sua bateria, porém, de três horas, é menos da metade daquela do seu antecessor, o DS 2-D.

De olho nesse gargalo, pesquisadores do MIT, nos Estados Unidos, desenvolveram uma abordagem fundamentalmente nova de telas 3-D sem óculos, chamada HR3D, que afirmam poder dobrar a vida útil da bateria de um aparelho como o 3DS, sem comprometer o brilho da tela ou a resolução.

Entre outras vantagens, a técnica também amplia o ângulo de visão de uma tela 3-D, tornando-a prática para dispositivos maiores, com vários usuários, e mantém o efeito 3-D mesmo quando a tela é girada - algo que acontece rotineiramente com os aparelhos portáteis.

3D do Nintendo 3DS

De acordo com Doug Lanman, um dos responsáveis pela criação do HR3D, o 3DS usa uma tecnologia centenária, conhecida como uma barreira de paralaxe.

Como a maioria das tecnologias 3-D, esta requer duas versões da mesma imagem, uma para o olho esquerdo e outra para o olho direito. As duas imagens são cortadas em segmentos verticais e intercaladas em uma única superfície.

Sozinha, a imagem composta parece um amontoado incoerente. Mas se você a projeta em uma tela com "fendas" verticais - a barreira de paralaxe -, exatamente à frente da imagem, e fica a uma distância adequada, a imagem 3-D "salta aos seus olhos".

As seções opacas da tela escondem do olho direito as partes da imagem destinadas ao olho esquerdo e vice-versa, mas os cortes permitem que cada olho veja os segmentos destinados a ele.

A tela do 3DS é composta por duas telas de cristal líquido (LCD), ligeiramente separadas. Quando o videogame está operando em modo 3-D, a tela frontal serve como barreira de paralaxe, projetando uma série de listras verticais opacas.

Como as listras bloqueiam metade da luz vinda da tela, o backlight do aparelho tem de ser duas vezes mais brilhante - o que drena a bateria duas vezes mais rapidamente.

Além disso, como o espaçamento das listras é calibrado para a separação horizontal dos olhos humanos, se a tela for inclinada, a ilusão 3-D desaparece.

Paralaxe total

Os pesquisadores do MIT decidiram repensar a tecnologia 3-D sem óculos a partir do zero.

No mundo real, conforme um observador se move em torno de um objeto, sua perspectiva desse objeto muda constantemente.

Uma experiência visual 3-D convincente pode exigir que uma tela ofereça uma dúzia de diferentes perspectivas, conforme o espectador se mexe para a direita ou para a esquerda.

Mas com o 3-D da barreira de paralaxe, cada nova perspectiva restringe ainda mais a emissão de luz.

A adição de múltiplas perspectivas na direção vertical, bem como na horizontal, exigiria uma barreira com paralaxe horizontal, assim como faixas verticais.

Para uma exposição com pontos de vista suficientes, a barreira paralaxe acabaria parecendo uma folha opaca com minúsculos furos.

Se um aparelho como o 3DS utilizasse a tecnologia HR3D, a carga da bateria poderia durar muito mais porque a barreira paralaxe bloqueia menos luz.
[Imagem: MIT Media Lab]

3D de todos os ângulos

Como no 3DS, o novo sistema HR3D utiliza duas camadas de telas de cristal líquido.

Mas, em vez de exibir faixas verticais, como o 3DS faz, ou orifícios, como em um sistema de barreira paralaxe de múltiplas perspectivas, a tela de cima do HR3D exibe um padrão personalizado da imagem abaixo dela.

Em vez de poucas fendas verticais grandes, a barreira paralaxe é formada por milhares de pequenas fendas, cujas orientações seguem os contornos dos objetos na imagem. Assim, o padrão ideal acaba se parecendo um pouco como a imagem original

Como as fendas são orientadas em inúmeras direções diferentes, a ilusão de 3-D é consistente não importando se a imagem está sendo mostrada de pé ou rotacionada em 90 graus.

A adição de mais perspectivas altera o padrão das fendas, mas permite que a mesma quantidade de luz passe.

Se um aparelho como o 3DS utilizasse a tecnologia HR3D, a carga da bateria poderia durar muito mais porque a barreira paralaxe bloqueia menos luz.

"Mas a verdadeira vitória," diz Lanman, "vem com o movimento de paralaxe total" - isto é, uma tela que mostra múltiplas perspectivas em ambas as direções, horizontal e vertical.

Poder de processamento

Mas ainda há empecilhos para que a HR3D chegue ao mercado, mesmo em dispositivos não-portáteis: ela é altamente intensiva em computação.

Por isso, os pesquisadores planejam agora debruçar-se sobre o algoritmo que efetua os cálculos da barreira de paralaxe para torná-lo menos computacionalmente intensivo.