Captura y reproducción de imágenes 3D mediante sistemas de Imagen Integral. Diseño, implementación y aplicaciones (2014)

Una gran mayoria de los usuarios de monitores para la visualizacion de imagenes tiene el deseo de migrar de los sistemas de visualizacion de imagenes bidimensionales (2D) a los sistemas de visualizacion de imagenes tridimensionales (3D), pero la realidad es que dicha migracion no se esta produciendo debido a que los sistemas disponibles en la actualidad tienen numerosas limitaciones y no satisfacen las expectativas de los usuarios. Esta insatisfaccion proviene del hecho de que los sistemas 3D disponibles en la actualidad no son capaces de estimular los principales mecanismos que el cerebro emplea para percibir nuestro entorno en 3D. Junto con la Holografia, la Imagen Integral es la unica tecnica capaz de estimular los principales mecanismo fisicos y psicologicos involucrados en la vision 3D. Los sistemas de Imagen Integral proporcionan paralaje horizontal y vertical. Cada punto de la escena 3D se reconstruye a partir de un gran numero de rayos luminosos, por lo que la transicion entre las distintas perspectivas es cuasi continua y el paralaje de movimiento no presenta saltos abruptos. Ademas, los mecanismos de convergencia y acomodacion se estimulan correctamente sin que se produzca conflicto entre ambos. La ventaja de la Imagen Integral con respecto a sus competidoras es que para su implementacion no es necesario desarrollar nuevas tecnologias, se pueden usar las tecnologias digitales actuales para la captura y reproduccion de imagenes 2D tales como los sensores CMOS o CCDs y los monitores basados en LCDs, Plasma y LEDs. Los sistemas de Imagen Integral pueden trabajar en diferentes configuraciones y los requerimientos tecnicos pueden ser muy diversos en funcion de la aplicacion a la que esten destinados. En esta Tesis se analizan las configuraciones empleadas mas comunmente en estos sistemas, asi como su clasificacion en funcion de su utilidad. Al igual que el resto de tecnicas para capturar y reproducir imagenes en 3D, la Imagen Integral tiene algunas limitaciones. Entre esas limitaciones se encuentra la naturaleza pseudoscopica y la baja resolucion de las imagenes reconstruidas, las inhomogeneidades en la resolucion lateral, el fenomeno del trenzado de facetas y la limitada profundidad de campo en la etapa de captura. Tales limitaciones se estudian en esta Tesis y se proponen algunas soluciones a las mismas con el objetivo de contribuir a la viabilidad de la tecnica. Adicionalmente, el numero de aplicaciones cientificas y tecnicas basadas en la Imagen Integral ha crecido rapidamente en los ultimos anos. A lo largo de esta Tesis se han propuesto un par de aplicaciones tecnicas, entre las que se incluye un metodo para analizar las tensiones en un sistema que involucra diversas laminas con oclusiones mutuas y un sistema que permite llevar a cabo reconstrucciones 3D a escala real, incluyendo el color y la textura del objeto original. Se preve que el mercado de los monitores 3D crecera enormemente en cuanto se consiga comercializar un sistema que permita estimular todos los mecanismos fisicos y psicologicos involucrados en la vision de objetos 3D y se resuelvan los problemas de infraestructura basica, la competitividad de los precios y la disponibilidad de contenidos.