Hace justo una semana que le otorgamos a Kinect el título del mejor gadget de 2011 porque este producto diseñado para jugar se ha convertido en una plataforma de desarrollo que, según el prestigioso MIT Media Lab, formará parte de muchos sistemas que llegarán en el futuro. Kinect es un sistema capaz de realizar una representación tridimensional del entorno que capta con su cámara en el que se incluyen medidas de las distancias entre objetos, funcionalidades que podrían desarrollarse en otros sistemas con los que realizar capturas fotográficas de alta calidad y en las que, además, podamos obtener información precisa sobre medidas y distancias. Con tal fin, un equipo del MIT está trabajando en el desarrollo de una cámara 3D de altas prestaciones que, además, pueda ser desplegada en un smartphone y, así, convertirlos en sistemas móviles para la captura de imágenes 3D.
Este es el reto al que se enfrenta el equipo del Profesor Vivek Goyal del Laboratorio de Investigación Electrónica del MIT, un proyecto con el que pretenden desarrollar una cámara 3D de altas prestaciones, de tamaño reducido, barata, de bajo consumo y capaz de trabajar con cualquier condición de luz ambiental, casi nada.
La captura de imágenes y datos para realizar representaciones tridimensionales es un tema de gran actualidad. En el campo de la electrónica de consumo, la gente está muy interesada en las comunicaciones que permitan la inmersión en un entorno 3D y también la interacción 3D entre humanos y computadoras
El reto es una gran complejidad técnica, así lo comenta Ahmed Kirmani, uno de los miembros del equipo de trabajo:
Las pantallas 3D están muy por delante, tecnológicamente hablando, que las cámaras 3D. Hay muchas pantallas 3D de gran resolución capaces de reproducir vídeo, sin embargo, la captura es mucho más complicada que la reproducción
El equipo de investigación del MIT se basa en el "tiempo de vuelo" de las partículas de luz para medir la profundidad. Con tal fin, lanzan un pulso de luz infrarroja y la cámara mide el tiempo que pasa hasta que la luz rebota y vuelve, captando así la distancia a cada uno de los obstáculos que existen (con un conjunto de receptores). Actualmente, los sistemas que realizan este tipo de capturas son caros, así que el equipo del MIT decidió desarrollar una cámara con un único detector de luz, es decir, una cámara de un único píxel que, sumada a un algoritmo, es capaz de disparar el pulso de luz varias veces.
La luz emitida por el sistema se hace pasar por una serie de patrones aleatorios de luz y de oscuridad que, tras la detección del rebote, es capaz de ofrecer información suficiente para que un algoritmo pueda reconstruir una imagen bidimensional a partir de la intensidad de luz medida por el detector. La tercera dimensión de la imagen proviene de un cálculo matemático en el que suponen que todas las superficies de la escena a captar son planas y están orientadas hacia la cámara; así que mediante otro algoritmo matemático (en el que se utiliza este modelo de superficies planas) se obtiene un mapa bastante aproximado de la profundidad del entorno y sus obstáculos.
Al simplificar el modelo y el equipamiento, los investigadores están en la senda de conseguir una cámara bastante simplificada que no requerirá componentes excesivamente caros. Según este esquema, el sistema utilizará un fotodetector y un convertidor analógico-digital, componentes que se pueden integrar en un teléfono móvil y que, además, ofrecería un tiempo de respuesta de 0,7 nanosegundos (lo que daría una capacidad de medida de unos 21 centímetros):
Por tanto, para profundidades de 10,5 centímetros, y divido por dos porque la luz debe ir y volver, toda la información se vería algo borrosa
¿Y por qué se vería borrosa la imagen? Por ahora, la precisión de esta cámara está en 2 milímetros porque, a mayores distancias, la simplificación del modelo hace que la captura de la imagen sea borrosa pero, en cualquier caso, este desarrollo supone un primer paso en la concepción de cámaras para realizar capturas 3D a pequeña escala y sin necesidad de un procesador de alta capacidad como el que puede tener Kinect.
Imagen: MIT