Reseña

Sistema holográfico de realidad aumentada.

Mención Ciencias Exactas, Físicas y Naturales - 2022

Sistema holográfico de realidad aumentada. AUTORES: Alejandro Vélez Zea, Profesor Asistente e integrante del Grupo de Óptica y Fotónica del Instituto de Física y John Fredy Barrera Ramírez, Profesor Titular y Coordinador del Grupo de Óptica y Fotónica del Instituto de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia.

Desde los paneles de instrumentos de los más modernos aviones militares, hasta los sistemas de entretenimiento basados en teléfonos celulares, hoy en día hay un creciente interés por las tecnologías de visualización con realidad aumentada y virtual.

En particular, la realidad aumentada consiste en el uso de algún dispositivo tecnológico para incorporar de manera inmersiva objetos virtuales sobre la visión del mundo real. En la mayoría de los prototipos y productos comerciales disponibles, la realidad aumentada se logra con gafas estereoscópicas, que presentan información ligeramente diferente a cada ojo para posibilitar que el cerebro forme escenas tridimensionales virtuales.

Sin embargo, este tipo de gafas no reproducen perfectamente todas las propiedades con las que se observa el mundo real, por lo cual su uso prolongado causa una variedad de efectos no deseados, desde mareos hasta fatiga visual. Una alternativa de gran interés para superar esta limitación es la construcción de sistemas holográficos de realidad aumentada.

La holografía permite registrar y reproducir de forma fiel todas las características que toma la luz al reflejarse en un objeto o escena, lo que a su vez hace que las proyecciones holográficas tengan el potencial de ser indistinguibles de un objeto real para la percepción humana. A pesar de este gran potencial, múltiples limitaciones han hecho difícil lograr prototipos comerciales de sistemas holográficos de realidad aumentada.

En particular, los sistemas holográficos requieren de formas de crear contenidos radicalmente distintos a las pantallas o gafas estereoscópicas: ya no es suficiente un simple video de la escena, si no que se requieren simulaciones complejas basadas en modelos físicos con un elevado costo computacional, o sistemas de registro voluminosos con diversos elementos ópticos para obtener el holograma de la escena. A su vez, estos contenidos holográficos presentan características que imposibilitan su compresión y encriptación con técnicas convencionales como las usadas para video e imágenes. Teniendo en cuenta estas limitaciones, hemos trabajado de forma holística en el problema de la visualización holográfica, proponiendo no solo nuevas técnicas de alta eficiencia para producir contenidos holográficos, sino además toda una batería de métodos para el manejo de estos contenidos, incluyendo su compresión, encriptación y postprocesado.

Estas investigaciones dieron como resultado final un prototipo de sistema de visualización holográfico de realidad aumentada, capaz de insertar múltiples escenas bidimensionales y tridimensionales sobre una escena real, con un elevado grado de flexibilidad y eficiencia. Este sistema es el primero de su tipo en Latinoamérica, y representa una interesante plataforma de prueba para futuros desarrollos en realidad aumentada y virtual holográfica, que esperamos sirva para que nuestro país sea pionero en la región en estas industrias emergentes.