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Las gafas 3D polarizadas pasivas representan una de las tecnologías más antiguas en el ámbito de la visualización tridimensional. Su invención marcó un hito en la forma en que percibimos las imágenes, proporcionando una sensación de profundidad y realismo que antes era inalcanzable. A lo largo de los años, estas gafas han evolucionado desde los primeros modelos anaglíficos, que utilizaban filtros de colores opuestos y de las que hablamos en el artículo anterior, hasta las modernas gafas polarizadas que conocemos hoy en día.

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Qué es luz polarizada

​La luz polarizada es la que ha sido filtrada para solo dejar pasar las que tengan sus ondas en un ángulo concreto.

​Como sabemos, la luz tiene características tanto de onda como de partícula. En el caso de la polarización, tan solo se tiene en consideración su característica de onda.

​Podemos asimilar la característica de onda al efecto que se produce cuando lanzamos una piedra a la superficie del agua. La piedra generará una serie de ondas cuyo movimiento es siempre vertical (de abajo a arriba y de arriba a abajo). Sin embargo, la luz no viaja a través de la superficie del agua, sino que atraviesa el vacío, el aire, el agua, etc., por lo que no es necesario que su onda sea siempre vertical. Así, la luz está formada por infinidad de ondas superpuestas que se mueven en sentido vertical, horizontal y una combinación de ambos.

​Para reflejar mejor las distintas ondas que pueden producirse en la luz, sustituyamos ahora el ejemplo de la piedra lanzada a la superficie del agua por otro en el que dos niños sujetan una comba. Los niños pueden ponerse de acuerdo para agitar la comba de forma que se produzcan ondulaciones verticales, horizontales u oblícuas, de forma similar a como ocurre con la luz.

​Si ahora colocamos un tercer niño solitario que esté alejado de ellos, en teoría podemos hacer que la onda se ondule verticalmente y pueda ver la ondulación, o que se ondule horizontalmente y no pueda ver la ondulación. Imaginemos que el niño solitario observa cómo los niños que sujetan la comba mueven sus brazos arriba y abajo: observará también que la cuerda se ondula. Sin embargo, el niño solitario, puede que crea que los niños que sujetan la comba tan solo la mantienen en tensión sin agitarla y, sin embargo, la podrían estar agitando horizontalmente, algo que sólo podría apreciar un cuarto niño que viese la comba desde arriba a través de por ejemplo un dron.

​Así, el niño solitario podría ver las ondulaciones verticales y oblicuas, y el niño que maneja el dron podría ver las ondulaciones horizontales y oblicuas.

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Funcionamiento de las gafas polarizadas

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​Esta separación de lo que podemos ver o no es lo que consiguen las lentes polarizadas, que están diseñadas para dejar pasar solo la luz que ondula verticalmente u horizontalmente, bloqueando las demás ondas de luz. Así, la lente polarizada de nuestro ojo izquierdo solo dejará pasar la luz cuya onda es vertical, y, la lente polarizada de nuestro ojo derecho, será igual pero estará girada 90 grados para que solo deje pasar la luz con forma de onda horizontal. De esta forma, tal y como ocurren con el niño solitario y el niño del dron, a través de cada ojo percibiremos una imagen totalmente distinta aunque la escena sea la misma.

​Así, cuando llamamos polarizar, realmente lo que estamos diciendo es que solo vamos a dejar pasar las ondas que tengan la orientación que nos interese. En este caso concreto, solo nos interesan las ondas verticales y horizontales, descartando todas las demás. Por esto al usar lentes polarizadas el brillo de la imagen desciende, ya que se eliminan de nuestros ojos todas las ondas de luz que no tienen la polarización que deseamos, teniendo visualmente un efecto parecido a unas gafas de sol, aunque por su funcionamiento distinto la mayoría no son aptas para usarlas para protegernos de la luz solar.

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Historia

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Fue en 1935 cuando el físico estadounidense Edwin Land creó el primer filtro polarizado. Este filtro era capaz de bloquear la luz según la orientación de su onda, dejando pasar solo la que tenía una determinada dirección. Land fundó la empresa Polaroid Corporation en 1937 y se dedicó a fabricar y comercializar estos filtros para diversas aplicaciones, como las cámaras fotográficas.

​Land tuvo la idea de aplicar su invento al cine 3D, y en 1939 presentó el primer sistema de proyección polarizada. Este sistema consistía en proyectar dos películas simultáneamente sobre una pantalla especial que conservaba la polarización de la luz. Cada película tenía una imagen diferente del mismo plano, tomada desde ángulos distintos. Además, cada una estaba filtrada con un polarizador diferente, uno horizontal y otro vertical. De esta forma, cada imagen tenía una polarización distinta y solo podía ser vista por un ojo.

​Para ver las películas en 3D, los espectadores debían usar unas gafas con lentes polarizadas, una horizontal y otra vertical. Así, cada ojo solo veía la imagen que le correspondía y el cerebro las fusionaba en una sola con profundidad. Estas gafas eran las primeras gafas 3D polarizadas pasivas de la historia.

​El sistema de Land fue utilizado por primera vez en el cine en 1952, con la película Bwana Devil. A partir de entonces, se produjo un auge del cine 3D en los años 50 y 60, con películas como La criatura de la laguna negra o Los crímenes del museo de cera. Sin embargo, este sistema tenía algunos inconvenientes, como la pérdida de brillo de las imágenes, la necesidad de usar una pantalla especial y la dificultad para sincronizar las dos películas.

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Equipamiento necesario

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Moderno televisor 3D que usa gafas polarizadas.

​Las gafas 3D pasivas son relativamente económicas, y pueden adquirirse con facilidad. En este caso el mayor coste lo supone el medio a través del que se proyectan los haces de luz polarizada que forman la imagen en pantalla.

​Existen pantallas de televisión que disponen de la capacidad de emitir la imagen polarizada. Aunque hay variantes, la más sencilla es la que emite cada lineal de pixeles horizontales con una orientación de la onda de luz distinta. Así, cada línea par emitirá ondas de luz verticales y cada línea impar ondas de luz horizontales. Si no usamos las gafas 3D polarizadas podremos ver todas las líneas de de pixeles en una imagen doble, pero si usamos las gafas polarizadas veremos con un ojo las pares y con otras las impares, teniendo así las dos imágenes separadas.

​El otro sistema es mediante un proyectores que emite la imagen sobre una superficie que refleja la luz sin alterar su polarización. Estos proyectores habitualmente tienen dos focos, uno para la luz polarizada verticalmente y otro para la polarizada horizontalmente. Ambos focos alinean la proyección en la pantalla haciendo que las dos imágenes se superpongan. Si no usamos las gafas polarizadas también veremos una imagen doble, pero al usarlas cada ojo recibirá una imagen distinta dependiendo de la orientación de la polarización de la luz de la imagen proyectada y la polarización que permita cada una de las lentes.

​La elección entre un método u otro es una cuestión muy personal que depende básicamente del espacio del que dispongamos, aunque hoy en día la relación calidad/precio hace que la mayoría de usuarios se decante por televisores 3D antes que por proyectores 3D.

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Ventajas e inconvenientes sobre otras técnicas 3D

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Las gafas 3D polarizadas no deben usarse como gafas de sol convencionales a pesar de su aspecto similar.

​La principal ventaja respecto a las lentes anaglíficas que describimos en el artículo anterior es que las polarizadas permiten ver un rango de colores mucho más natural. Otra ventaja, en este caso sobre las lentes activas que veremos en el artículo siguiente, es que son más relajantes para la vista y producen menor sensación de mareo. Además, las gafas polarizadas pasivas son muy ligeras, ya que no requieren ningún tipo de mecanismo electrónico para funcionar. Sin embargo, esto no hace que sean perfectas.

​En primer lugar, cabe destacar que todas las lentes polarizadas disminuyen la cantidad de luz que llega a nuestros ojos, por lo que las imágenes tienen un brillo más apagado. Esto puede resolverse parcialmente aumentando el brillo de la imagen proyectada, aunque como consecuencia tiene un mayor coste de energía.

​El coste del equipamiento también es superior al necesario con las gafas anaglíficas. Si bien con las anaglíficas solo tenemos el coste adicional de las baratas gafas coloreadas, con las polarizadas deberemos invertir en un medio de proyección específicamente preparado para 3D, ya sea un televisor o una pantalla, como indicamos anteriormente, algo que no es necesario con las anaglíficas que solo requieren cualquier imagen a color.

​Por último, cabe destacar que, tal y como ocurriría si el niño solitario salta, al girar nuestra cabeza el efecto 3D se desvanece, ya que empezaríamos a percibir las ondas de luz polarizadas con una orientación distinta. Así, tendremos que mantener nuestros ojos perfectamente horizontales respecto a la imagen que vemos en pantalla y a la distancia adecuada.

​Cabe destacar que este es el sistema más sencillo y utilizado en salas IMAX y la mayoría de televisores. Sin embargo, existe una variante de las gafas polarizadas que, en lugar de polarizar la luz de forma vertical u horizontal, lo hace de manera circular. Esta forma es más compleja, pero usa un solo proyector y permite que podamos girar la cabeza sin que perdamos la sensación de ver la imagen en 3D. Este sistema tan solo lo implementan los cines RealD y algunas marcas de televisores.

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Relación de las gafas polarizadas con los videojuegos

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​Los videojuegos que se pueden jugar con este sistema deben tener un modo 3D o adaptarse con algún software específico. Algunos ejemplos de videojuegos compatibles con 3D son Avatar: The Game, Batman: Arkham City, Call of Duty: Black Ops II o Gran Turismo 5.

​Una de las ventajas de usar las gafas polarizadas 3D pasivas en los videojuegos es que no necesitan baterías ni sincronización con el dispositivo, lo que las hace más cómodas y económicas. Además, al no tener parpadeo ni interferencias, ofrecen una imagen más nítida y estable.

​Otra ventaja es que, si usamos gafas con la misma polarización en ambas lentes, se pueden usar para jugar en modo dos jugadores con una sola pantalla. Esto se consigue al asignar cada imagen a un par de gafas diferente. Así, cada jugador ve su propia imagen sin interferir con la del otro. Sin embargo, esto implica que se elimina el efecto 3D y básicamente lo que estaríamos haciendo es usar una pantalla como si fuesen dos pantallas independientes, una para cada usuario.

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En la actualidad

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​Debido a que adaptar un televisor al 3D polarizado es relativamente barato (básicamente tan solo hay que añadir una capa a la pantalla que polarice cada línea horizontal de pixels), este es un sistema ampliamente usado en la actualidad. No obstante en los proyectores sigue siendo caro, por lo que es menos común su uso.

​Hoy día, sin embargo, la tendencia es usar sistemas de realidad virtual y, obviamente, una pantalla estática lo impide. Por esto, la tendencia es ir sustituyendo tanto televisores como proyectores por las modernas gafas de realidad virtual o realidad mixta que explicaremos en los siguientes artículos.

​Si te interesa el apasionante mundo del 3D y su relación con los videojuegos, recuerda no perderte el siguiente artículo de esta serie.