EYE POINT (PUNTO DE VISTA)

Los medios de reproducción de imágenes, incluidos la TV y el cine, están diseñados para que el espectador se ubique en la perpendicular al centro de la pantalla y a una determinada distancia de ella. Sólo desde la posición adecuada (eye point) se verá la perspectiva correcta. Esa es la posición de la cámara que tomó las imágenes. Incluso en el caso de imágenes generadas por ordenador, el software define una posición de cámara virtual. Esto quiere decir que solamente un espectador (UNO) puede ver la imagen correcta, el resto la verá deformada. En el caso de pantallas planas, y siempre que no exageremos el ángulo de visualización, la impresión será aceptable porque la deformación es pequeña y además, generalmente no conocemos los objetos originales capturados por la cámara.

La deformación de perspectiva en el domo

Cuando la superficie de proyección es curva, la deformación de la imagen vista desde un punto inadecuado es mucho más severa. En las pantallas cilíndricas el eye-point normalmente se define en el centro del eje de curvatura de la misma, y en los domos de proyección es el centro de la esfera. Aquí aparece otro gran problema de los planetarios tradicionales, porque el proyector opto-mecánico sólo puede funcionar en el centro, despojándonos del sitio de preferencia para los espectadores. Es decir, en un planetario opto-mecánico nadie puede ver la perspectiva correcta de las imágenes, todos los espectadores verán un cielo deformado. Y no hablo de pequeñas deformaciones sino bastante importantes. Además los dispositivos opto-mecánicos obstaculizan la visión de algunas zonas de la pantalla desde algunas butacas. 

  Un ejemplo Imaginemos que la escena proyectada en el domo digital es el interior de una habitación. En un cuarto normal las líneas rectas prevalecen: los muebles, cuadros, puertas, ventanas; pero además, esta habitación virtual tiene vigas de madera visibles que sostienen el techo. Si esta imagen proyectada en el domo se observa desde el punto correcto todas esas líneas, incluso las vigas del techo, se verán perfectamente rectas y tendremos la sensación de estar bajo un techo plano, pero apenas nos alejemos un poco del centro, todo se curva y la ilusión se pierde.

  El cielo deformado Las imágenes astronómicas padecerán la misma deformación. Tal vez no sea tan obvio para alguien que no conoce el cielo y no lo note al ver estrellas, pero las constelaciones cambiaran su forma para los espectadores situados en los bordes de la sala.

Espectador en el centro

Espectador a la izquierda

Espectador a la derecha En la imagen se ve un ejemplo de la tierra y la luna observadas desde distintas butacas en un domo de planetario.

Los planetarios digitales permiten ubicar los proyectores en la periferia reservando el lugar de privilegio para el público. Esto es posible porque es el proyector el que asume el trabajo de compensación para darle al público la imagen corregida y sin deformaciones.

Lo recomendable al diseñar un planetario es utilizar los bordes de la sala como pasillos y reservar el centro para los asientos. Además la tendencia actual de inclinar el domo y presentar el centro de atención hacia delante en vez de hacerlo en el zenit como antes, brinda mayor comodidad a los asistentes y permite ubicar mas asientos al no tener que estar tan recostados. Otra gran ventaja adicional de esta configuración es que la sala puede usarse además para teatro, conferencias y otros fines.

LA LUMINOSIDAD

El ojo es un órgano extraordinariamente adaptable. Podríamos hacer un experimento con un grupo de voluntarios elegidos al azar, en una sala de cine capaz de oscurecerse por completo y con un proyector de doble lámpara de unos 5000 ANSI-lúmenes. Los voluntarios verían una película usando el proyector en modo lámpara simple, es decir, 2500 ANSI-lúmenes (sin que lo sepan), luego salen un rato de la sala, 10 o 15 minutos en luz ambiente normal y vuelven a entrar para ver de nuevo la misma película, esta vez con el proyector en doble lámpara, 5000 ANSI. Luego los consultamos respecto de cual de las dos proyecciones se vio mejor, difícilmente alguno de ellos notaría la diferencia. Tal vez alguno responderá que las escenas oscuras se veían mejor la primera vez. Los ojos se adaptan en pocos minutos a la luminosidad media que están recibiendo para lograr ver la imagen más inteligible posible. Este mecanismo es absolutamente involuntario e imperceptible y es capaz de regular en un enorme rango de valores, desde la luz de día hasta penumbras.

En ambientes de poca iluminación la pupila se agranda para permitir mayor ingreso de luz, pero ese no es el único mecanismo de adaptación, en las células sensibles de la retina se producen cambios fotoquímicos que aumentan su sensibilidad. La adaptación completa a la oscuridad demora entre 30 minutos y una hora. En cambio la adaptación a la luz intensa es mucho más rápida.

 

Pero volviendo a los voluntarios de nuestro experimento, si los convencemos de repetir la prueba, es decir, que vean la misma peli dos veces más, pero ahora dejaremos una suave luz ambiente en la sala, y nuevamente, primero proyectamos con una lámpara y luego con las dos, sorprendentemente, ahora sí se darán cuenta del cambio de luminosidad del proyector. Y también dirán que las dos primeras veces se vió más luminosa que las dos últimas. ¿Por qué ahora lo perciben? El ojo se adapta a la luz media, y la iluminación de la sala actúa como referencia. Cuando la sala estaba a oscuras la referencia era la luz media de la película, sea cual fuera, y los ojos se adaptan sin que nos enteremos. Para más información a cerca de los mecanismos de adaptación recomiendo este artículo del doctor Ocularis El 99% de los proyectores de video del mundo son utilizados con alguna luz ambiental: en presentaciones de empresas, clases en colegios y universidades, shows de música, etc., casi siempre hay luz ambiente en las proyecciones, y cuando hay luz hace falta proyectores más potentes. Por eso normalmente se tiende a calcular por exceso la potencia para proyecciones en oscuridad. .

La gran capacidad de adaptación de nuestros ojos los convierte en órganos de respuesta no lineal. Si vemos (de a una por vez) una luz blanca y luego otra del doble de intensidad no podremos diferenciarlas. Pero sí nos daremos cuenta de un cambio en el negro de doble potencia porque los proyectores emiten una luz residual sobre el negro, que también será del doble de intensidad. Los planetarios son salas perfectamente oscurecibles, por lo que no es necesaria una gran potencia de proyección, si nos pasamos, corremos el riesgo de deslumbrar al público al pasar de escenas nocturnas a blancos súbitos, incluso hasta llegar al punto del dolor, y perderemos el negro que se convertirá en un fondo grisaceo. Lo que sí se hace necesario es una gran capacidad de regulación de la salida de luz (dimer). Si se ajustan en el punto correcto se puede ubicar la luz residual del proyector por debajo del umbral de sensibilidad del ojo para que se vean los cielos nocturnos perfectamente negros al mismo tiempo que las imágenes diurnas vivas y coloridas.

Imagenes tomadas del domo de un planetario 

Proyectores DLP SIM5

BLACK LEVEL

En busca del negro absoluto 

Derribando mitos: El negro absoluto no existe. Es un mito, mentira, ilusión.

Las definiciones

Las definiciones tradicionales de las profesores decían: “los colores son luz de determinada longitud de onda visible; el blanco es luz de todas las longitudes de onda visibles; y el negro no es un color, sino la ausencia de luz”. Pues estas son verdades a medias, ya que siempre hay luz, aunque no seamos capaces de verla (refiriéndonos a lugares de la superficie terrestre, por si alguien estaba pensando en los agujeros negros, exceptuémoslos) siempre existe algún nivel de radiación luminosa. La definición correcta de negro es menos absoluta y más subjetiva: Negro es todo nivel de luz por debajo del umbral de sensibilidad del ojo.

Explicación fisiológica

El umbral de sensibilidad es el mínimo nivel de luz necesaria para estimular los fotorreceptores de la retina, y no es un valor fijo, los ojos varían su sensibilidad dependiendo de la luz media que reciben y están en constante adaptación a la iluminación ambiente.

Nuestros ojos pueden diferenciar 10exp10 niveles diferentes de luz (escalones de grises), aunque no todos al mismo tiempo. Una vez completada la adaptación, el ojo distingue unos 50 niveles. El nivel más bajo que es capaz de percibir se llama umbral de sensibilidad y el máximo será el punto de saturación. Toda la luz de menor intensidad que el umbral se verá como negro y las zonas con luz por encima de la saturación provocarán deslumbramiento.

El gráfico intenta representar que el ojo humano sólo diferencia algunos de los niveles de luz disponibles, pero mediante la adaptación este rango puede desplazarse, también se ve como la luz residual del proyector puede "esconderse" debajo del umbral de sensibilidad y que el blanco del proyector no debe superar el el nivel de saturación del ojo porque deslumbraría al público.

En cualquier ambiente iluminado, los objetos reflejan luz en un rango amplio de niveles continuos, cuanto más iluminación mayor es el rango disponible, pero llegado un punto no somos capaces de ver detalles en las zonas más oscuras, las vemos negras, ni tampoco en las zonas más claras, nos deslumbramos. Si fijamos la vista en algún objeto muy luminoso, en seguida notaremos que hay más zonas negras en nuestro campo, porque la adaptación del ojo a ese punto hace que lo tomemos como nivel medio.

Para más información a cerca de los mecanismos de adaptación recomiendo este articulo del doctor Ocularis.

Negro proyectado

Los proyectores de imágenes, tanto de cine, diapositivas o video, nunca proyectan negros absolutos, siempre emiten algo de luz en las zonas negras de la imagen. En cualquier proyección de imágenes debemos regular la luminosidad media de modo que la luz residual del proyector quede por debajo del umbral de sensibilidad para que veamos el negro realmente negro. En una simulación del cielo nocturno ese ajuste es muy delicado, ya que la luz media de un cielo con estrellas es muy baja, pero es posible lograrlo con proyectores de calidad. En el caso de tecnologías CRT (tres tubos) y siempre hablando de equipamiento de calidad y bien ajustado, la luz residual casi siempre será invisible, aunque el CRT tiene otros inconvenientes que analizaremos cuando hablemos de tecnologías de proyección. En LCD es imposible evitarlo y en DLP se puede ocultar con facilidad, excepto al dejar la pantalla en completo negro por varios minutos, situación que siempre debe evitarse, porque si le damos tiempo al ojo para adaptarse a una oscuridad mayor, empezará a ver que nuestro negro no es perfecto. Todos los sistemas de visualización, incluyendo la TV y el cine se basan en un astuto engaño de nuestros ojos.

FOTOS REALES

Proyector SXRD

Proyector CRT 909

proyector DLP SIM5

Las fotos son reales tomadas de domos de planetarios de España, en la primera el negro no es adecuado para representaciones de astronomía, en las otras dos se ve un buen negro con dos tecnologías diferentes.