Vídeo 3D holográfico começa a virar realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/11/2010

Este é o primeiro protótipo a demonstrar a possibilidade de construção de um sistema holográfico a cores.
[Imagem: Blanche et al./Nature]

Telas 3D holográficas

Pesquisadores da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, desenvolveram um sistema holográfico capaz de transmitir uma série de imagens 3D realísticas em tempo quase real.

A projeção holográfica cria imagens realmente 3D, ao contrário dos mecanismos utilizados no cinema e nas TVs 3D. Por isso, a holografia dispensa o uso de óculos ou qualquer outro aparato para visualização.

A tecnologia é a mais promissora para tornar realidade as projeções vistas, por exemplo, no filme Guerra nas Estrelas, principalmente na famosa cena onde o robô R2D2 mostra a imagem da Princesa Leia flutuando no ar.

Mas o ritmo de desenvolvimento da holografia tem-se mostrado mais lento do que se esperava inicialmente.

Holografia ganha quarta dimensão

Agora, Pierre-Alexandre Blanche e seus colegas finalmente adicionaram a quarta dimensão à holografia: além de gerar a imagem holográfica propriamente dita, eles conseguiram gerar imagens em sequência temporal, criando um filme, e transmiti-lo de um projetor para outro.

O sistema holográfico, que ganhou a capa da edição desta semana da revista Nature, incorpora um novo polímero fotorrefrativo - que consegue atualizar rapidamente as imagens holográficas e pode ser fabricado em escala industrial - acoplado a um sistema de gravação e transmissão das imagens 3D por meio de uma rede comum, padrão Ethernet, ou mesmo pela internet.

Os materiais usados até agora para a gravação de imagens holográficas não eram regraváveis, ou seja, parecem-se mais com as mídias CD-R ou DVD-R, que só podem gravadas uma vez. Uma outra categoria, ao contrário, aceita inúmeras gravações, mas a imagem desaparece tão logo a fonte de luz é desligada, sem dar tempo para que a próxima imagem seja gerada.

O novo polímero fotorrefrativo resolve os dois problemas.

"Este avanço nos leva um passo mais próximo do nosso objetivo final, que é a telepresença holográfica realista com alta resolução, colorida e de tamanho humano - imagens 3D que possam ser enviadas na velocidade das taxas de atualização de vídeo de uma parte do mundo para outra," afirma Nasser Peyghambarian, coautor do trabalho.

A tela holográfica 3D tem 10 polegadas, mas o grupo já está testando uma versão de 17 polegadas.
[Imagem: University of Arizona]

Holografia a cores

Na etapa anterior da pesquisa, os cientistas haviam criado um sistema de geração de imagens holográficas no polímero, e que podia ser atualizado - mas as imagens levavam quatro minutos para serem redesenhadas.

Agora, o novo sistema consegue atualizar as imagens a cada dois segundos - ainda não é o ideal para uma videoconferência realista, mas é mais de cem vezes mais rápido do que o protótipo anterior, mostrando o potencial da técnica.

Outra grande inovação em relação a outros sistemas holográficos experimentais é que este é capaz de gerar imagens coloridas, graças à utilização de um laser único para desenhar as imagens.

Ainda que a a taxa de atualização das imagens coloridas seja mais lenta do que para as imagens monocromáticas, o protótipo demonstra a possibilidade de construção de um sistema holográfico a cores.

Cada pulso do laser grava um "hogel" individual no polímero - o hogel é o pixel holográfico, a unidade básica que compõe a imagem 3D. Hogel é um acrônimo para HOloGraphic pixEL.
[Imagem: Blanche et al./Nature]

Pixel holográfico

A imagem 3D é gravada usando um conjunto de câmeras comuns, cada uma delas focando o objeto a partir de uma perspectiva diferente. Quando mais câmeras forem usadas, maior é a qualidade e a resolução final da imagem.

A informação gerada pelas câmeras é então codificada em um feixe de laser pulsado. Ao interagir com outro feixe de laser, que serve como referência, gera-se um padrão de interferência. É este padrão que é escrito no polímero fotorrefrativo, no qual a imagem é não apenas mostrada, mas também armazenada.

Cada pulso do laser grava um "hogel" individual no polímero - o hogel é o pixel holográfico, a unidade básica que compõe a imagem 3D. Hogel é um acrônimo para HOloGraphic pixEL.

O polímero permite que uma nova imagem seja gravada rapidamente, substituindo a anterior quando se cria uma nova estrutura de difração que deleta o padrão que estava sendo mostrado. Se não for manipulada, a imagem desaparece do polímero em cerca de dois minutos.

Vivian Sieh, membro da equipe, mostra o polímero fotorrefrativo que permitiu a criação das primeiras telas 3D holográficas. A taxa de atualização das imagens é de dois segundos.
[Imagem: University of Arizona]

3D real

O professor Peyghambarian destaca que um dos maiores feitos do trabalho foi a obtenção de uma paralaxe total: "Conforme você move a cabeça para a esquerda e para a direita, ou para cima e para baixo, você vê diferentes perspectivas. Isso contribui para uma imagem muito realista, como os seres humanos estão acostumados a ver."

O trabalho é resultado de uma colaboração entre os cientistas da Universidade do Arizona e da empresa Nitto Denko Technical, que fabrica os polímeros fotorrefrativos.

Como o pulso do laser é extremamente rápido, o equipamento de geração e projeção das imagens é muito robusto, não sendo afetado por vibrações, ruídos ou variação de temperatura no ambiente.

O sistema representa um grande avanço em relação aos hologramas gerados por computador, que exigem um poder computacional muito grande para a geração de cada imagem, embora cientistas de Cingapura tenham recentemente feito avanços significativos também nessa área - veja Hologramas: imagens 3D realísticas estão chegando aos computadores.

Aplicações da holografia

O protótipo agora apresentado usa uma tela polimérica de 10 polegadas, mas o grupo já está testando uma versão de 17 polegadas.

Além do entretenimento, a projeção holográfica deverá ter grande impacto nas telecomunicações, servindo a aplicações como teleconferências, telemedicina, demonstração e desenvolvimento de produtos etc.

"A telepresença holográfica significa que poderemos gravar uma imagem em três dimensões em um lugar e mostrá-la em outro lugar, em tempo real, em qualquer lugar do mundo", afirma Peyghambarian.

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