PROTÓTIPOS DE TV HOLOGRÁFICA DESENVOLVIDOS
Primeira edição: 8 de agosto de 1998
Última edição: 10 de janeiro de 2015


 
FIGURAS DE JORNAL que me dedicaram matérias: O "Personaje de La semana" de Nova Iorque e "El Día" de La Plata-Bs.As.-Argentina

Antecedentes__________________________________________________

A holografía é a única técnica que permite a vários usuários simultaneamente ver imagens tridimensionais sem necessidade de usar óculos especiais ou qualquer acessório visual, podendo os observadores se deslocarem lateralmente recebendo a representação do objeto sob todos os pontos de vista. Em alguns casos as cenas chegam a ter as cores originais, mas em geral, têm cores uniformes e artificiais, se bem que bonitas. A animação de imagens tradicional resulta limitada na holografia, pois para ter uma sequência de muitas imagens os hologramas são registros em filme feitos com laser, onde não se pode iluminar um ambiente grande. A holografia na televisão é um desejo do público e dos pesquisadores que começa a dar resultados concretos na última década. Existem como protótipos sistemas de TV sem acessórios de observação, porém padecem ao menos de um dos seguintes defeitos:

Como é no caso comum de telas lenticulares, onde duas ou três perspectivas são colocadas em forma de finas fatias vertias misturadas alternadamente. Cada conjunto é coberto por uma lente cilíndrica que leva a que a fatia de cada perspectiva seja vista somente desde uma direção, ou seja, por um dos olhos do observador, enquanto o outro olho vê o conjunto das fatias que representa outra perspectiva.

A Universidade Estadual de Campinas está na vanguarda do tema a partir da invenção da tela difrativa associada a processos criados a partir da luz branca. Isto significa que há protótipos funcionando que evidenciam, até para um leigo, a possibilidade concreta de se atingir o objetivo final. Apesar disto, para um público amplo, podem ser mais impactantes as imagens maiores ou com alguma limitação de profundidade que foram obtidas ao longo da pesquisa, do que as mais recentes. Estas são tecnicamente completas por ter todos os elementos de profundidade, porém menos brilhantes e nítidas.

Sistema 1: Visão estéreo sem óculos, com o observador em posição fixa.

O primeiro modelo de TV tridimensional sem acessórios para o observador foi realizado em 1988, e divulgado em começos de 1989 (1).

Foi conseqüencia da evolução de uma idea, a tela holográfica, que até então nunca havia sido pensada para uso com luz branca como gerador de una seqüencia continua de pontos de vista (paralaxe) na dimensão horizontal. Funciona separando o campo de visão da câmara em visão direita e esquerda por meio de espelhos, como em algumas câmaras fotográficas estereoscópicas, mas com a câmara invertida de cima para baixo.

Foto publicada na revista Superinteressante, ano 1990
FOLHA DE SÃO PAULO" 31.05.92
Esquema de tomada e reprodução estéreo com holotela.
Pessoa_ve_3D_sem_oculos_10.jpg
Uma pessoa vendo projeção estéreo sem óculos por meio de tela holográfica.
Observe como a luz é dirigida para cada olho. Versão atual com projetores multimídia.

Na hora da observação usava-se uma TV comum e duas objetivas iguais, de maneira que cada campo da cena era projetado na tela toda. A tela fica inclinada respeito da projeção, e o observador a frente dela.

A cena resulta com muita profundidade, como no cinema estéreo 3D, e nítida como metade de uma tela de televisão.

Sistema por estereoscopia de duas cores (anaglifo) necessitando de somente um projetor convencional sobre a holotela.

No exemplo acima, duas vistas são lançadas em duas cores diferentes, e cada uma delas segue para cada um dos olhos do observador. Como em todos os casos, a difusão vertical que a tela tem, permite que o observador possa subir e descer com a cabeça, mas neste sistema, os movimentos laterais não são permitidos, tal como acontecia no primero sistema. Propomos o acréscimo de perspectivas meio de filtros alternados mecânica ou eletroópticamente na tomada e na projeção. O sucesso de filtros Dolby usados no cinema 3D atual permite pensar nisso.

Você conhece um pouco de óptica, e quer saber como funciona  a tela holográfica?  Clique aqui (e volte depois)
 

Foto obtida diretamente da tela holográfica e publicada na revista bilingüe latinoamericana "Radiodifusão TV/Radiodifusión TV", Buenos Aires-RA,1989

Este resultado sorprendente foi um atalho no caminho da solução final, pois não oferecia liberdade de movimientos aos dois ou tres observadores que podiam ver simultáneamente, e não era brilhante. Como vantagem, deixava um residuo das cores originais, e a sensação de realismo era extraordinaria. Foi bastante divulgado na oportunidade (2-14) exhibindo-a na I Semana de Arte da UNICAMP e no Museu Dinâmico de Ciências de Campinas, no Brasil, em 1989, com registros de mímica do saudoso ator Luiz Otávio Burnier. No mesmo ano foi exhibido no exterior na Comissão de Energia Nuclear-CNEN, Argentina (3-6), em 1990 em curso de óptica no instituto de física teórica ICTP de Trieste, Itália, no projeto Media Park da cidade de Köln, Alemanha, e no Centro de Fotografia do Rochester Institute of Technology-RIT, Rochester, EUA.

Somente anos depois, com a fabricação dos projetores de televisão foi possível dar brilho a esse sistema. O caminho da pesquisa, porém, não foi dirigido para a aplicação comercial dele, pela carência que mencionamos. Foi diretamente na procura da solução completa.

Esta solução, ou seja, a que permite que os observadores possam se movimentar livremente ao redor da imagem, a pesar de vislumbrada teóricamente en 1994, somente foi alcanzada experimentalmente em 1997.

Sistema 2: Visão sem óculos com liberdade de posição para os observadores mas com cena em um ou vários planos fixos.

Uma tela holografica é um elemento feito pela sobreposição de dois feixes derivados de um mesmo láser, incidindo em um filme de altissima resolução (filme holográfico) que é revelado como um filme fotográfico convencional e depois branqueado. Aparece quaser transparente e funciona pela difração da luz. Temos sido os primeiros a utilizá-la em luz branca.

Trata-se de um sistema que, sem ser a solução completa, permite desde 1993 exibir ao público em geral de maneira mais simple. Oferece imagens de grande tamanho (máximo de 0,75 m x 1,14m , formato retrato) que podem ser vistas por umas 10 pessoas simultáneamente num ambiente em penumbra. Uma sala com dimensões mínimasde 6 m de largura por 12 m de profundidade é ideal. O público verá, a uma certa distância, uma imagem que sai de uma tela que aparece invisível, até 1 m pela frente dela.


Projeção de texto em três planos fixos na tela holográfica, um por tras da tela (texto de cima), outro na tela(texto central)  e outro a frente dela (texto mais baixo).


O texto mais baixo ("Crowded Market") aparece para o observador na posição onde a pessoa na cena colocou a mão.

Sistema de holoprojeção de imagens de televisão em tela holográfica de 89 cm x 55 cm (formato paisagem) num plano fixo a 50 cm a frente da tela.

São imagens de TV convencionais sobre um plano que pode ser colocado como fantasma pela frente da tela e que, a alguma distancia, crian a ilusão de verdaderas imagens holográficas. Pode contar com um título ou logotipo simples num plano fixo adicional .

Público observando holoTV2 Projetando na holoTV2, vendo na direção de incidência.

Imagem que começa a aparecer.

Imagem 1 de gif de 3
Público observando
Como na observação de hologramas,
nada se vé na direção de iluminação,
somente o brilho intenso da fonte iluminadora,
pois a luz é transmitida sem alterações
A imagen começa a aparecer na direção
de difração, frente à tela
Parece como um fantasma que flutua.

imagem mais nítida

imagem que aparece 3/3

CENPRA_07.jpg



Desligando a luz a tela deixa de ser visível.

Assista um vídeo de uma apresentação em evento científico O público tem um amplo espaço para observação

 A sensação de presença tridimensional é muito boa, este sistema que converte a imagem de TV em holoprojeção resulta puramente óptico, sem partes móveis.

Experiência de colocação em cenário de teatro: com a visita ao nosso laboratório de grupos de teatro em 2002, fizemos uma montagem demonstrativa no cenário do Instituto de Artes da UNICAMP.

Devemos recolocar um vídeo da experiência, anteriormente disponível no sítio FTP/pub da UNICAMP

Mas é possível fazer mais, chegando a ocupar com imagens o volume completo, pela frente e por tras da tela, sequêncialmente. Um sistema óptico mais complexo com elementos moveis controlados por microcomputador pode colocar a cena em qualquer posição. Ela pode, p.ex., vir de tras e atravesar a tela, como um perfeito fantasma. Assim foi demonstrado em Madrid em 1995 em sala de cinema Tres Rios. Fotografias de gravuras foram utilizadas em tese de mestrado em artes plásticas da UNICAMP.
 
 

Registrando no computador as posições do ator ou objeto na tomada e sincronizando as posições dos planos na observação, o resultado é excelente. A primeira presentação ao público de esse sistema aconteceu em Madrí em abril de 1995, na "7ª Semana de Cine Experimental" (15). Não foi televisão senão uma sequência de fotografias projetadas surgindo por tras da tela, atravessando-a como fantasmas. Nesse mesmo ano foi feita a primeira exhibição de televisão em tela grande (89 cm x 55 cm) mas ainda com posição fixa do plano de presença da imagem (16).

Sistemas completos

Os sistemas descritos acima são protótipos que já sairam à cena, podendo ser usados em exposições e feiras, alugáveis por um custo comparável ao de qualquer sistema avanzado usado em publicidade.

Sistema vetorial
O desenvolvimento da imagem eletrônica holográfica com paralaxe (campo de visão) contínuo é um processo que descreveremos com detalhe em outra oportunidade. Atingiú grau satisfatório em dezembro de 1994 quando mostramos a possibilidade de fazer uma imagem vetorial (representação ponto a ponto) completa (vide artigos técnicos)

Neste sistema três motores comandados por computador colocam um ponto luminoso no espaço em função das três coordenadas (horizontal, vertical, e profundidade). Assim, onto a ponto mas em sequência rápida, foi desenhado um cubo como vemos nas fotos (duas perspectivas, com a esquerda sendo repetida, para permitir quem quiser ver em 3D no monitor, fixar os olhos nelas independentemente, seja com visão paralela ou com visão cruzada)

(COLOCAR SEPARADAMENTE, ESQ-DIR, E DEPOIS DIR-ESQ)

Como consequência, propomos um sistema para imagem por varredura (como na TV convencional) ocupando o volume por meio de uma sequência de planos.

Em abril de 1998 duas teses apresentaram o resultado, com figuras criadas por computador que chegaram a ser animadas e em tela grande (tamanho que supera qualquer outra experiência conhecida).

Temos assim o que chamamos de sistema holoprojetor por sequênciamento de planos obliquos, que não é tão brilhante e nítido como os anteriores, mas está a caminho de ser a solução final para a TV holográfica. Veja a seguir como funciona:

Um projetor de TV lança quadros, que são uma fatia da cena, e que por meio de um sistema de codificação cromática por difração são vistos na tela como um plano obliqo flutuando no espaço. Um espelho controlado por computador, sincroniza a cada instante a posição do plano que está sendo visto com a correspondente ao plano que está sendo lançado.

Veja como funciona a simulação do sistema por meio de figuras geradas no computador:
 

Cena tridimensional

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 Fatiamento da cena para projeção alternada das fatias

Atingiu-se uma etapa de trabalho que permitiria incorporar elementos de última geração da TV digital atual e, colocando componentes especializadas que já existem no mercado, poderá atingir um grau de qualidade suficiente como para termos o primeiro protótipo de TV holográfica completa, registrando cenas verdadeiras.

Veja em sequência vertical pares estéreoscópicos de quadros da primeira animação realizada, tal como foram registrados saindo da tela holográfica:
 
 
Animação computadorizada:  Homem andando, maio de 1998.
De cima para baixo, quatro quadros  da animação fotografados da projeção 
na tela, cenas esquerda e direita.

Pode-se ver estereoscópicamente na visão paralela ou imprimindo e 
colocando em um estereoscópio.

Fotos destes resultados. 
Veja o vídeo.



Algumas matérias divulgadas pela imprensa:

1) "UNICAMP da inicio ao cinema holográfico", "FOLHA DE SÃO PAULO", página G-6 inteira, 12.05.89

2) "Personaje de la semana", periódico "Noticias del Mundo" (NY-USA), 30.06.89

3) no periódico "El Cronista Comercial" (Bs.As.-Arg.), agosto de 1989.

4) no periódico "Clarín" (Bs.As.-Arg.), 29.09.89, p.11, 3/4 de página.

5) Matéria para transmisiones por ondas cortas, RAE (Arg.), 1989.

6) "TV holográfica", Rev.Telegráfica Electrónica (Arg.), Año 4, N11, agosto de 1989, p.812.

7) "Físico do Brasil cria tela de televisão em três dimensões", Jornal do Brasil - Rio - RJ, 24.09.89.

8) "Televisão holográfica", Revista latinoamericana bilingue "Radiodifusão TV/Radiodifusión TV"- BR, octubre de 1989.

9) "Televisão holográfica, a revolução que vem da UNICAMP", rev. IPESI Eletro Eletrônica, jan-fev 1990, p.23-24

10) "TV tridimensional é criada no Brasil", capa e artigo da revista bilingue latinoamericana "Radiodifusão TV", junio de 1990, p.15-16.

11) "Nova dimensão na tela de TV", rev. "Superinteressante", fev.1990, p.11

12) "TV tridimensionale", entrevista para a televisão RAI 3, Trieste, Italia, 9.03.90.

13) "No telão, imagens nítidas e profundas", Rev."Globo Ciencia", V1, N1, p.109, agosto de 1991.

14) "Físico cria projetor para o cinema em três dimensões", "Folha de São Paulo", 31.05.92 , p.6-18.

15) Exhibição no hall das salas de cinema Renoir, por invitação da firma KARAS STUDIO HOLOGRAFIA. Ref.: Sr. José Ramón Benito Peres, Presidente: KARAS STUDIOS HOLOGRAFIA: Hospital, 12 , 28012 Madrid. Matéria publicada em jornal local.

16) Exhibição convidada de TV sobre tela holográfica, workshop internacional conjunto Comissão Brasileira de Óptica-CBO e Sociedade Brasileira de Microondas-SBMO “Advanced Topics on Optolectronics, Optical Communications and Storage”, Centro de exposições da Cia. LIGHT, Rio de Janeiro-RJ, 24.07.95. Matéria publicada no jornal ..

17) Veja no próximo programa do Globo Ciência, agosto de 2013! Eles registraram nosso mais recente protótipo.

Copia de alguns des artigos mencionados (1,6,7,8,9,10, 11,13,14, 15)

Referencias comerciais_________________________________________

O Prof. Lunazzi realizou muitas exhibições técnicas e didáticas ao longo de sua carreira no Brasil, e algumas com carater comercial. A primeira delas para a firma SHARP, montando dois paineis com hologramas em seu estande da feria nacional de informática, Centro de Exposições do Anhembí, São Paulo, 1984. Eles geravam fortes cores puras que traziam a atenção do público ao longo de uma galeria desde uma distância de mais de 50 m, pois tinham a propiedade de serem mais brilhantes que todos os letreiros luminosos ao seu redor, conforme observaba-se de mais longe.



Temos uma publicação técnica em inglês de trabalho recente, útil apenas para quem está mais diretamente interessado nos aspectos técnicos do trabalho.

Querendo mais informações sobre este tema, entrar em contacto com o Prof. Lunazzi

Conexões a outros projetos parecidos:

CLARO TV Este sistema inventei em 1987 e a patente hoje está vencida. Não é senão um tipo de tela construida por holografia, onde a imagem aparece plana e chapada na tela. Quando desligada ou quando a regiões escuras na cena, pode-se ver através da tela, como também acontece em nossa tela verdadeiramente holográfica. Telas desse tipo e maiores são alugadas no Brasil pela VLOX, e o povo acostuma chamá-las de holográficas. Alguns cantores apresentam ainda maiores em seus shows, usando telas transparentes (translúcidas) ou lâminas refletivas. Passei um bom tempo colocando comentários em vídeos do YouTube, como os da Globo, que enganan dizendo colocar hologramas na TV, cenários de teatro, etc. Por isso recomendo este vídeo: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Bzxfligf16Y

HOLOGRAFIKA É o único sistema que cumpre as condições para se chamar de um mostrador ou tela (em português moderno "display") holográfico, embora o procedimento seja mantido em segredo mesmo com patentes protegendo e vendidas à SONY. Pessoalmente, tem declarado se tratar de telas holográficas, mas entrando no sítio não ha informação alguma a respeito. Começa a gerar imagens de TV em 2012, mas a versão completa utiliza 62 projetores multimídia e tem preço muito alto.

O QUE NÃO É HOLOGRAFIA  O artigo em inglês que indico mostra alguma das técnicas chamadas falsamente de holográficas. No dia 07/09/13 o programa de TV "Globo Ciência" vai comentar isto com filmação feita no meu laboratório (ver aos 12:37 min). No dia 09/09/13 será a vez de uma entrevista por Radio Nacional fazer o mesmo.

SISTEMAS DE IMAGEM 3D Veja o livro: 3D Videocommunication


 
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