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La tecnología requiere perfección óptica y mecánica

Hace varios años, cuando la producción de video en 3D comenzó a cobrar importancia, se habló mucho sobre la necesidad de hacer coincidir precisamente los lentes de zoom para grabación en 3D
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El lente HDTV portátil gran angular HJ14ex4.3B de Canon cuenta con conexiones de datos avanzadas que facilitan la creación de entornos de estudio virtuales dinámicos y de gran atractivo visual. SEATTLE, Washington — Hace varios años, cuando la producción de video en 3D comenzó a cobrar importancia, se habló mucho sobre la necesidad de hacer coincidir precisamente los lentes de zoom para grabación en 3D. Si los lentes no coincidieran (por ejemplo, si el lente del ojo izquierdo quedara centrado ópticamente durante un zoom, pero el centro óptico del lente del ojo derecho se desplazara durante el mismo movimiento), el espectador tendría un dolor de cabeza terrible, ya que sus ojos y su cerebro tratarían de resolver la diferencia entre el par de imágenes en estéreo.

Por Craig Johnston

El 3D todavía no es común en la producción televisiva cotidiana, pero las técnicas de producción cada vez más populares de realidad aumentada y realidad virtual que se utilizan en programas de deportes y noticias requieren una perfección mecánica y óptica similar en los lentes de zoom. En lugar de hacer coincidir un par de lentes, como se necesita en el 3D, para la realidad aumentada y la realidad virtual se debe hacer coincidir el lente con el mundo óptico perfecto creado por el motor de renderización de fondos o efectos.

“Desde luego, los lentes son un elemento fundamental de la realidad virtual y la realidad aumentada”, comenta Thom Calabro, director de marketing y desarrollo de productos de la División de Dispositivos Ópticos de Fujifilm.

“La cualidad principal (de un lente utilizado para realidad aumentada o virtual) es la capacidad de enviar información sumamente precisa sobre las coordenadas de foco y zoom del lente al software que genera la realidad virtual”, señala Chuck Westfall, asesor técnico de la División de Ingeniería Profesional y Soluciones de Canon Estados Unidos.

Tanto Fujifilm como Canon fabrican lentes de zoom para estudio y portátiles con controles digitales que envían información precisa de zoom, foco y diafragma a los motores de renderización.

Los controles electrónicos de lentes no son una novedad. Desde hace bastante, Fujifilm, Canon y otros fabricantes de lentes hacen lentes controlados analógicamente. Estos lentes a control remoto se han integrado en cámaras tales como las cámaras tipo “Beauty Shot” protegidas contra todo clima que se colocan en edificios y torres de las ciudades. Los controles analógicos de estos lentes permiten que los operadores hagan zoom, foco y controlen la apertura del diafragma, pero no ofrecen indicadores de posición, más allá de lo que el operador pueda ver en un monitor de video.

Realidad virtual y realidad aumentada Un ejemplo de realidad aumentada Con frecuencia, los términos realidad virtual y realidad aumentada se confunden, y no hay una línea divisoria clara entre ellos. La diferencia es la cantidad de material virtual que hay en una toma en particular. Un fondo totalmente representado con solo un presentador y un escritorio sería un ejemplo de realidad virtual, mientras que la línea del primer down del fútbol americano o la inserción de carteles de publicidad detrás de un bateador de baseball serían ejemplos de realidad aumentada. En definitiva, si la mayor parte de la imagen es real, es realidad aumentada; si la mayor parte de la imagen está representada, es realidad virtual.


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Craig Johnston

A medida que los controles analógicos fueron dando lugar a los controles digitales, empezó a concretarse la posibilidad de que los lentes informaran de manera precisa su configuración de zoom, foco y diafragma para utilizar en los motores de renderización. Los lentes codificados informan precisamente la posición de los controles de zoom, foco y diafragma, que son los anillos giratorios de la lente.

De acuerdo con Westfall, Canon tiene una larga trayectoria en la producción de un componente llamado “codificador giratorio de láser”, que es un detector de ángulo muy preciso para aplicaciones como, por ejemplo, el control de la posición en la escena. Tanto Canon como Fujifilm ofrecen codificadores de lentes de 16 bitios. “La ventaja de [la codificación de 16 bitios] es que permite obtener la posición del foco y el zoom con una precisión de 0,1 micrones, es decir, prácticamente microscópica”, destaca Westfall.

Calabro aportó otro método para medir la precisión que permite la codificación de 16 bitios. “Con 16 bitios, hay casi 65.000 puntos de datos en total” para informar la configuración del zoom, el foco y el diafragma de los lentes, explica Calabro. Los motores de renderización toman estas lecturas una vez por cuadro (junto con los movimientos de paneo, paneo vertical, elevación y la información de posición del trípode de la cámara) para saber cómo crear un efecto de coincidencia o un fondo.

Los 0,1 micrones de Westfall y los casi 65.000 puntos de datos de Calabro fueron contextualizados en un informe técnico reciente de Vinten sobre las necesidades de realidad virtual y aumentada para la realidad aumentada con 4K. El informe fue redactado por Andrew Butler, gerente de proyectos y planificación estratégica de la división Videocom de Vitec Group. Tras hacer los cálculos, asegura: “Es poco probable que los fabricantes de lentes tengan que modificar el rendimiento de la codificación al diseñar los nuevos lentes 4K”.

Sin embargo, los codificadores miden la posición de los motores, o anillos del lente, no del cristal óptico ni de las placas del diafragma. Cualquier demora o contragolpe entre esos controles y el movimiento real de los componentes del lente produce un error de posición en los datos enviados al motor de renderización. Por ejemplo, en el fútbol americano, se vería la línea del primer down moviéndose unas pulgadas hacia arriba o hacia abajo al activar el zoom.

Con respecto a los mejores lentes digitales de Fujifilm, Calabro informa: “Se han perfeccionado los motores, el mecanismo es mejor y el sistema de acoplamiento se encarga de eliminar cualquier disparidad entre ambos elementos, para que sean sumamente precisos. Se activan cuando deben activarse y se detienen cuando deben detenerse”.

Westfall habló sobre otra anomalía de los lentes que causaría una diferencia entre la imagen real creada por un lente y lo que el motor de renderización interpretaría de la imagen: el desajuste del foco. Es un fenómeno que se ve particularmente exacerbado en los lentes de zoom de menor costo y calidad. Al girar el anillo del foco, el tamaño de los objetos de la imagen aumenta o disminuye.

“Hemos integrado tecnología en los lentes de teledifusión con la que podemos combinar el zoom y el foco, para que al cambiar uno o el otro, el tamaño relativo del sujeto siga siendo proporcional, como debería”, concluye Westfall.

Tanto Canon como Fujifilm hacen hincapié en que así como no fabricaron lentes especiales para 3D, no fabrican lentes especiales para realidad virtual o realidad aumentada. Sus lentes de teledifusión digital de 16 bitios cuentan con las especificaciones de codificación óptica, mecánica y digital que responden a los requisitos para la producción de realidad virtual o aumentada.


Craig Johnston es un productor de multimedios e Internet, con oficinas principales en Seattle, Washington, que cuenta con un vasto conocimiento en transmisiones de radio y televisión.