Els vídeos i la nostra percepció visual

Chip_DLP.jpg La revista Nature ha publicat fa poc un treball de l’investigador David Fattal i els seus col·laboradors, que obre la porta a la possibilitat de tenir (en el futur) pantalles hologràfiques en els nostres ordinadors, tauletes i telèfons. La idea és fàcil d’entendre. Aquestes noves pantalles tindran píxels direccionals que permetran que veiem imatges diferents segons la direcció en què mirem la pantalla. Cada píxel físic estarà format per molts micro-píxels unidireccionals. I aquests micro-píxels tindran una nano-xarxa de difracció i un sistema de retroalimentació que controlarà el color que emeten. És com si cada un d’ells tingués una persiana microscòpica que només deixa veure la llum en una determinada direcció. Ho podeu veure en aquesta imatge de la mateixa revista Nature. El problema és que els píxels del prototipus actual només contenen 14 micro-píxels, i això és insuficient. Quan la tecnologia permeti fabricar píxels amb un centenar o més de micro-píxels, tindrem veritables píxels direccionals que ens oferiran imatges diferents segons la direcció des de la que mirem la pantalla. Penseu en una tauleta o en un telèfon mòbil. Quan mirem un determinat punt de la pantalla, cada un dels nostres dos ulls està rebent la llum d’aquest píxel en una direcció diferent: si podem controlar el color del micro-píxel que ens envia llum a l’ull dret de manera independent al del micro-píxel que veiem amb l’ull esquerre, cada ull veurà una imatge diferent i el nostre cervell automàticament interpretarà que la imatge de la pantalla no és plana sinó tridimensional. Si la pantalla ens mostra el globus terraqüi vist des d’el pol nord, el veurem en relleu i podrem veure Europa, Canadà o el Japó sense fer res, només movent-nos al voltant seu com si fóssim davant d’un globus terraqüi de veritat. Si ho mirem uns quants amics, cadascun veurà una perspectiva diferent perquè els micro-píxels faran que els colors i les imatges siguin direccionals. Igual que quan mirem un holograma. L’únic problema és que caldrà tenir molts micro-píxels per a que no notem els salts quan passem de veure un d’ells a un altre. Si el nombre de micro-píxels i de direccions és massa petit, els salts ens molesten i ens passa el mateix que quan mirem hologrames senzills i de baixa qualitat. Però quan el nombre de micro-píxels creix i passa un cert límit, es produeix el miracle. Deixem de percebre els salts, ja no ens molesten, i passem a veure i captar l’objecte en relleu sense cap problema.

Els vídeos digitals els veiem bé, oi? Els objectes, els personatges i els colors van variant de manera suau i semblant al que veiem en el món real. Però tot és fals. El que veiem suau i continu és discret i discontinu. Si ho veiem bé és perquè hem entès les nostres limitacions perceptives i hem sabut cóm utilitzar-les adequadament. Sabem controlar els salts i les discontinuïtats, tot deixant-les per sota del nostre llindar perceptiu.

Sabem que el cinema, la televisió i els vídeos es basen en la nostra persistència retinal. Després dels primers experiments i invents de la segona part del segle XIX (els taumàtrops, zoòtrops i praxinoscopis), es considera que el cinema va néixer oficialment el 28 de desembre de 1895. Aquell dia, els germans Lumière van mostrar, en sessió pública, els seus films als espectadors del Salon Indien de París. El cinema ens va descobrir que el pas molt ràpid d’imatges o fotogrames, quan la freqüència supera la xifra de 16 per segon, es percep com un moviment continu.

Després, ara fa uns quaranta anys, les imatges van entrar al món dels ordinadors. Abans, les fotografies i els fotogrames eren analògics. Calien papers i tires de plàstic transparent fotosensible que fixaven la llum amb procediments químics. Amb les ordinadors, les imatges van passar a ser digitals. I el món digital no és continu, és discret. Qualsevol imatge digital és un conjunt de molts píxels. La paraula píxel és una contracció de “picture element” en anglès: un píxel és un element atòmic de qualsevol imatge. Un píxel és un punt de color. La resolució de les càmeres digitals, per exemple, es mesura en megapíxels. Les fotos que fem amb una càmera de 5 megapíxels, per exemple, tenen 5 milions de puntets de colors. Però nosaltres no veiem els puntets, ho veiem tot continu.

El cinema i la televisió van nàixer en blanc i negre abans d’incorporar el color. I això és perquè el color implica més informació i més complexitat. Però hem anat aprenent que tampoc en cal molta més, d’informació. Per què? Doncs perquè els cons, les cèl·lules de la retina que detecten el color, no detecten pas tots els colors. Tenim cons sensibles a la zona dels vermells, d’altres que són sensibles als colors verdosos i uns tercers que ho són a la llum blava. Com que només tenim tres tipus de cons, hem descobert que no cal pas generar tots els colors. Les pantalles dels ordinadors, tauletes i telèfons tenen píxels que només emeten llum vermella, verda i blava. El mateix passa amb els projectors. Cada píxel està format per diversos sub-píxels, i cada sub-píxel és monocromàtic: vermell, verd o blau. El que estem realment veient en una imatge o en un vídeo són sub-píxels monocromàtics. Sabem jugar amb les intensitats lumíniques dels colors emesos pels sub-píxels, i acabem tenint la il·lusió que veiem tots els colors del món real. Però tot és discret: subpíxels i només tres colors.

Un dels invents que trobo més enginyosos és el de la generació de colors en els projectors DLP. Per començar, aquests projectors tenen un xip amb tants micro-miralls com píxels volem projectar. Cada mirall és independent i “fa la rateta” moltes vegades per segon (per exemple, 60 vegades). Els micro-miralls dels píxels de les zones que volem que quedin clares a la imatge que projectem, s’orienten adequadament i envien la llum als punts corresponents de la pantalla, mentre que els de les zones que volem que quedin fosques giren per no fer la rateta en la pantalla. En la imatge de dalt podeu veure alguns micro-miralls i el mecanisme microscòpic que els fa girar. Un projector DLP de resolució HD de 1920 x 1080 té dos milions de micro-miralls, i tots ells fan la rateta de manera independent més de 60 vegades per segon. No està malament, oi? Però això no és tot. El més interessant és com generen els colors, aquests projectors DLP. Els miralls no fan la rateta 60 vegades per segon, sinó 180 vegades per segon. Primer amb llum vermella, després amb llum verda i el tercer cop amb llum blava, de manera que els nostres ulls reben els tres components dels colors en successives trameses al llarg d’un seixantè de segon. Si rebem llum vermella i després llum verda, cap problema: el que percebem és el color groc. Els projectors DLP ens serveixen gràcies a que el nostre sistema perceptiu no pot distingir colors successius massa ràpids: els barreja.

Hi ha més defectes perceptius que ens ajuden en el camp dels vídeos digitals. Podem comprimir els vídeos i guardar-los en un llapis de memòria perquè eliminem informació i només hi deixem la que ens serà rellevant quan després els mirem. Per exemple, els vídeos comprimeixen més el color que la lluminositat perquè nosaltres, a la retina, tenim molts més bastons que cons i distingim la claror de la foscor molt més que els colors (encara que no ens ho sembli). De fet, tenim 120 milions de bastons per percebre els grisos i només 7 milions de cons per captar els colors.

Tot són salts i discontinuïtats, en el món digital. Quan som a casa i veiem una pelicula amb un projector de “cinema a casa”, gaudim dels moviments dels actors quan només estem veient un pas ràpid de diapositives. Veiem una imatge nítida, però de fet és un conjunt de píxels. Gaudim del color i de la fotografia quan en realitat tot és una barreja de tres colors. I a més, si el nostre projector és “DLP”, aquests tres colors no són ni tan sols simultanis. Però a la nit, quan somiem, les escenes que hem vist en el vídeo poden arribar a ser tan reals com les que hem anat observant pel carrer. La informació que processa el nostre cervell és el resultat d’una forta simplificació i destil·lació del que constantment entra pels nostres sentits, amb l’objectiu de poder entendre i recordar el màxim del món que ens envolta tot esmerçant el mínim d’esforç. El nostre sistema perceptiu no és més perfecte del que és perquè així fa una bona funció i estalvia energia.

Però cada nou defecte perceptiu que descobrim, l’estem sabent aprofitar per crear nous ginys que ens permeten veure millor les animacions i els vídeos digitals. La nostra percepció dels models digitals es basa en què hem aprés a treure partit dels nostres defectes i limitacions. En els vídeos digitals i en les pantalles i sistemes de projecció hem après a mostrar el que és essencial i a eliminar la brossa perceptual, tot adaptant força bé el seu caràcter discret (en el temps, en els colors i en la resolució) a les nostres limitacions.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús