Ebook: La apuesta por la holografía

LOS ÚLTIMOS AVANCES EN EL MUNDO DE LA IMAGEN

LA APUESTA POR LA

HOLOGRAFÍA 01 04

Historia de la holografía

02

CASO DE ESTUDIO

05

La apuesta de Microsoft

La batalla legal en el mundo de los hologramas INFOGRAFÍA

El avance de la holografía

SERIE INNOVATION TRENDS

03

Hologramas al servicio de la política

01 Historia de

la holografía El descubrimiento de los hologramas, en 1948 por Dennis Gabor, pasó desapercibido hasta la década de los 60.

“Quiero hablar del Universo como si fuera un holograma.

Como probablemente sabrán, un holograma es la representación de un objeto tridimensional en una superficie bidimensional, como una placa fotográfica. Supuestamente yo estaba representado por un holograma en uno de los primeros episodios de Star Trek, la Siguiente Generación.

Digo supuestamente porque, a pesar de aparecer tridimensional en la nave espacial Enterprise, las pantallas de la televisión de aquella época no podían, y todavía no pueden, mostrar imágenes holográficas tridimensionales. Eso será la próxima revolución tecnológica.

En aquel episodio jugaba al

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póker con Isaac Newton, Albert Einstein y el comandante Data”.

Este es el comienzo del discurso que pronunció el científico Stephen Hawking en Tenerife en 2014 en el que define de forma más atractiva que la RAE la holografía.

La Real Academia Española señala que es "la técnica fotográfica basada en el empleo de la luz coherente producida por el láser. En la placa fotográfica se impresionan las interferencias causadas por la luz reflejada de un objeto con la luz indirecta.

Iluminada, después de revelada, la placa fotográfica con la luz del láser, se forma la imagen tridimensional del objeto original".

La fotografía ordinaria es capaz de reproducir una imagen bidimensional, obtenida enfocando la luz reflejada por un objeto sobre una placa fotográfica que registra la intensidad de luz que recibe.

De esta forma, el mapa

bidimensional, una vez revelado, reconstruye la imagen correspondiente al plano enfocado.

El holograma está, en cambio, formado por un confuso esquema de puntos brillantes y oscuros donde está “plegada” (enfolded) toda la información óptica del objeto, con la particularidad fundamental de que cada porción del holograma contiene a su vez toda la información plasmada en el holograma completo. Al iluminar la placa con luz láser, aparece la imagen holográfica que reproduce tridimensionalmente el objeto, la cual mostrará la información óptica desplegada (unfolded).

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Dennis Gabor, padre de la holografía El húngaro Dennis Gabor es el inventor del holograma y explica de forma sencilla en un artículo publicado en 1948 su descubrimiento: "El objeto de este trabajo es un nuevo método de formación de imágenes ópticas en dos etapas.

En una primera etapa, el objeto se ilumina con una onda monocromática coherente, y el patrón de difracción resultante de la interferencia de la onda secundaria coherente proveniente del objeto con el fondo coherente se registra en una placa fotográfica. Si la placa fotográfica, procesada adecuadamente, se sitúa después en su posición original y se ilumina sólo con el fondo coherente, aparecerá una imagen del objeto detrás de ella, en la posición original."

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La holografía, según señala Augusto Beléndez, catedrático de Física Aplicada de la Universidad de Alicante y miembro de la Real Sociedad Española de Física, en el artículo de Open Mind Dennis Gabor el padre de la Holografía", comienza a dar sus primeros pasos en 1947 en un laboratorio de una empresa de ingeniería eléctrica en el que Gabor trabajaba en la mejora del microscopio electrónico.

Con este instrumento se había aumentado en cien veces el poder de resolución de los mejores microscopios ópticos y se estaba muy cerca de resolver las estructuras atómicas, pero los sistemas no eran lo bastante perfectos.

Su limitación estaba relacionada con la aberración esférica de las lentes magnéticas del microscopio.

Para resolver este problema Gabor se preguntó: "¿Por qué no tomar una mala imagen electrónica, pero que contenga la información ‘total’ de la misma, reconstruirla y corregirla mediante métodos ópticos?".

La contestación a esta pregunta se le ocurrió mientras esperaba para jugar un partido de tenis en 1947 y consistía en considerar un proceso en dos etapas. En la primera etapa, el

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registro, produciría el diagrama interferencial entre el haz de electrones objeto (onda objeto) y un "fondo coherente" (onda de referencia) que registraría en una placa fotográfica.

A este interferograma Gabor lo llamó holograma, del griego holos, que significa ‘la totalidad’,

pues contiene la información total (la amplitud y la fase) de la onda objeto.

En la segunda etapa, la reconstrucción, iluminaría el holograma con luz visible, reconstruiría el frente de onda original y podría corregirlo por métodos ópticos para obtener una buena imagen. Así pues, los principios físicos de la holografía están basados en la naturaleza ondulatoria de la luz y son la interferencia (en la etapa de registro) y la difracción

(en la etapa de reconstrucción).

Gabor dedicó el resto del año trabajando en su ‘nuevo principio de microscopía’ (new microscopic principle).

cuando aplicaban el método al microscopio electrónico y la segunda, la etapa de reconstrucción del holograma que era imperfecta.

Abandono En los años 50 se publicaron unos cincuenta artículos sobre la técnica de Gabor. Sin embargo, sólo se consiguieron imágenes pequeñas y borrosas.

Los investigadores perdieron el interés por dos razones. La primera, la imposibilidad de obtener resultados óptimos

El método de Gabor genera un holograma en eje cuya calidad es pobre debido al solapamiento de la imagen virtual y la imagen real o conjugada. Al contemplar la imagen virtual o la real siempre aparece la otra imagen desenfocada como fondo.

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En 1955, y tras investigar varios montajes ópticos para minimizar el efecto de la imagen conjugada, Gabor abandonó sus investigaciones sobre holografía.

Pero, como cuenta el científico español, todo cambió en la década de los 60. La explosión holográfica, originada en los Estados Unidos en los primeros años de la década de los sesenta del siglo pasado tras la invención de láser en 1960 y gracias sobre todo a las contribuciones de Emmett Leith

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-que registró el primer holograma de un objeto tridimensional en 1964rehabilitaron la figura de Gabor que pasó de ser prácticamente un desconocido a recibir en 1971 el Premio Nobel de Física “por su invención y desarrollo del método holográfico”.

También recibió el homenaje de Salvador Dalí- apasionado por la óptica- en el genial holograma Holos! Holos! Velázquez!

Gabor! que fue presentado en la galería Knoedler de Nueva York.

02

La batalla legal en el mundo de los hologramas Las compañías que "resucitan" a los muertos en los escenarios gracias a la tecnología se topan con el recelo de la legislación.

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En agosto de 2012, Freddy Mercury resucitaba en la ceremonia de clausura de los Juegos Olímpicos celebrados en la capital británica. Unos meses antes, en Coachella en Indio (California), reaparecía

sobre el escenario el rapero Tupac Shakur, 15 años después de morir acribillado en una calle de las Vegas tras volver de ver un combate de Mike Tyson. Con sus compañeros Snoop Dogg y Dr. Dree, estos vivos, volvía a protagonizar un concierto. El próximo año, en 2016, está previsto que la cantante estadounidense Whitney Houston -fallecida hace cuatro años- reaparezca también en el mismo escenario californiano.

La fiebre comercial en el mundo de los mal denominados hologramas parece no tener fin. Como explica este artículo publicado en El País: “Al público en general y a la prensa en

particular le gusta llamarlo holograma, pero realmente no lo es (...) la filosofía del ardid es la de un truco teatral inventado por el químico John Henry Pepper y que se utilizó en 1862 para la obra de Charles Dickens The haunted man (El hombre embrujado).

Entonces, la artimaña se lograba con un cristal sobre el que se proyectaba una imagen previamente reflejada en un espejo desde fuera del escenario. Ahora se sustituye el pesado cristal por una pantalla invisible. Esta se coloca con una inclinación de 45 grados y ofrece la impresión muy vivida de que el artista está realmente tocando en directo.

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Llámese holograma o no, lo cierto es que la moda parece no tener fin. Y el dinero que mueve tampoco. El multimillonario griego Alki David ha invertido ya 15 millones de dólares y su empresa Hologram USA está especializada en revivir a famosos. En una pequeña sala de Beverly Hills aparecen Michael Jackson, Ray Charles, Mariah Carey, Mick Jagger o Sinatra. También logra que los vivos Julian Assange y Edward Snowden mantengan una charla animada. El último proyecto que han puesto en marcha se denomina Hologram Comedy Club -en Jamestown, al sur de Nueva York- con las actuaciones cómicos legendarios como George Carlin, Rodney Dangerfield y Bob Hope. Una oportunidad para experimentar cómo SERIE INNOVATION TRENDS · NOVIEMBRE 2015

actuaban los cómicos de otra época. Un espectáculo pensado para convertirse en un impulso para el desarrollo económico y el turismo en las ciudades con problemas económicos que buscan atraer a nuevos visitantes.

Y aunque parecía en un primer momento que los hologramas iban a llevar el peso de los conciertos en Estados Unidos y en las capitales europeas, su coste- las dos canciones del rapero Tupac rondaron los 400.000 dólares- y la batalla legal que han emprendido dos empresas del sector han frenado la fiebre holográfica del espectáculo.

Días antes de la gala de los Billboard Music Awards en 2014, que preveía la aparición de un holograma de Michael Jackson, los propietarios de la

tecnología usada para revivir digitalmente al rapero Tupac Shakur pidieron a la justicia estadounidense que impidiese el uso de sus técnicas para proyectar un holograma del rey del pop. Hologram USA Inc. y Musion Das Hologram Ltd. demandaron a los herederos de Jackson al argumentar ser los dueños de las patentes de la tecnología que crea imágenes en 3D y que las proyecta en el escenario para que parezca que están junto a otros músicos en vivo. No era la primera batalla legal en el mundo de la holografía. Hologram USA

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demandó también al Circo del Sol y a MGM Resorts International por su espectáculo "Michael Jackson ONE que triunfa en Las Vegas. El espectáculo incluye la presentación de una versión digital de Jackson que ,según la empresa, usa indebidamente su tecnología.

La batalla legal en el mundo de los hologramas no ha hecho nada más que comenzar. Una batalla que disputan los vivos que quieren resucitar - aunque sea solo un par de minutos-, a los muertos.

03

Hologramas al servicio de la política

La holografía entra en campaña en Estados Unidos e India.

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¿Cómo estar en 140 mítines a la vez? India, el segundo país más poblado del planeta- 1.200 millones de personas-, ha visto como Narendra Modi ha explotado las posibilidades que ofrecen los hologramas en su carrera política.

Obsesionado con las redes sociales, Modi se convirtió en primer ministro de India al derrotar a Rahul Gandhi el pasado mes de mayo. El hijo del vendedor de té supo utilizar la tecnología para terminar con

el trono de los Gandhi y convencer a la mayoría de los 814 millones de votantes.

Para conseguirlo contó con la ayuda de la empresa Hologram USA, dirigida por el multimillonario griego Alkiviades David. Un éxito que no ha dejado indiferente a las potencias que quieren utilizar el mismo modelo para acercarse a los ciudadanos.

Como destaca en un reciente artículo el Washington Post, la tecnología holográfica está llegando a la capital de los Estados Unidos con la esperanza de que todo lo que ha hecho por la industria del entretenimiento en los últimos años- resucitar a los artistas más conocidos del país- se replique en las campañas políticas. De momento no se han planteado SERIE INNOVATION TRENDS · NOVIEMBRE 2015

“resucitar” a John Fitzgerald Kennedy junto a Barack Obama aunque en el país del espectáculo la apuesta por proyectar copias realistas de políticos entra en la agenda de todos los partidos, sean del color que sean.

El periódico estadounidense destaca que Hologram USA, la empresa especializada en la tecnología holográfica, quiere replicar el fenómeno indio en las calles de las ciudades estadounidenses. El griego Alkiviades David se declara admirador del senador republicano de Kentucky Rand Paul y de la aspirante demócrata Hillary Clinton “o de cualquier otra persona que esté buscando mejorar sus esfuerzos de comunicación ante los votantes”.

Jeffrey Taylor, socio gerente de USGRI (U.S. Government Relations International)- la empresa que va a explotar la tecnología junto a Hologram USA- y ex asesor del Congreso, prevé que la tecnología aumente la interacción entre los votantes y los candidatos presidenciales, que simplemente no pueden aparecer físicamente en todas las ciudades, incluso en los estados cruciales.

"Vamos a estar en New Hampshire con Clinton", explica Taylor. “Ella puede aparecer de forma remota a través de un holograma en lugares a los que su agenda le impide viajar, contestando preguntas en una especie de reunión en un ayuntamiento virtual", explica Taylor.

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Y añade: "La única cosa que no puedes hacer es darle la mano."

Voces críticas Hay voces críticas pues generalmente los ciudadanos quieren ver los candidatos en persona y en su ciudad y eso la tecnología, por muy avanzada que sea, es incapaz de conseguir. “La tecnología del holograma tiene que complementar el elemento humano”, señala Zac Moffatt, digital director del que fuera aspirante a representar al Partido Republicano, Mitt Romney.

Tampoco hay que olvidar que la tecnología holográfica es mucho más cara que las charlas online que se pueden realizar con los candidatos en Facebook o Twitter. "¿Pero el impacto sobre el votante es mayor que por ejemplo Skype o Google Hangout?", se pregunta Moffatt.

Alkiviades David calcula que el coste para que la holografía sea una realidad en Estados Unidos gira sobre los 6 millones de

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dólares al mes. Muy por encima de los presupuestos de la mayoría de las campañas de los senadores; una inversión considerable incluso para los aspirantes a la Casa Blanca.

Aunque, como destaca el Washington Post, “el deseo perpetuo de hacer ruido en la política estadounidense podría estimular la holografía. Tanto en las convenciones demócratas como en las republicanas que tratan habitualmente de

superarse unos a otros para atraer la atención de los medios”.

"Con los avances en inteligencia artificial, pronto podremos tener hologramas de los candidatos presidenciales e interactuar con ellos", señala David Plouffe, que llevó la campaña de Obama en 2008, en The Wall Street Journal.

Más allá de la política, David y Taylor ven otras razones para potenciar la tecnología: “en simulaciones militares y sesiones informativas o para que el que ocupe la Casa Blanca pueda comunicarse con más estadounidenses. Podrá estar hablando en un aula de sexto grado en Missouri sin todos los gastos de viaje y la seguridad”.

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Para los recelosos, Alkiviades David se muestra tajante: "Creo que todo lo que podemos escribir sobre ella, evangelizar o imaginarlo, no es suficiente; usted no recibe el impacto de lo que realmente es hasta que lo ve", concluye en declaraciones al periódico estadounidense.

04

La apuesta de Microsoft por la holografía El casco Hololens, que superpone holografías en el entorno para interactuar con él, está destinado a las empresas y rondará los 3.000 dólares.

Hololens es la apuesta de Microsoft en el sector holográfico. El proyecto Holographic de la compañía estadounidense es un ordenador llamado Hololens: unas gafas de realidad aumentada que superponen holografías en el entorno para poder interactuar con él.

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Hololens incluye un ordenador completo, con CPU, GPU, sensores y pantalla HD, además de una cámara similar a Kinect para identificar lo que nos rodea y los gestos que hacemos con nuestras manos o la voz. Como destaca la revista especializada Xataca: Todo es inalámbrico y con

funcionamiento autónomo.

Xataca también señala que “el futuro de Windows es holográfico y espectacular gracias a Project HoloLens” y explica que permite “proyectar ventanas en medio de los elementos reales de nuestro entorno, podemos tener una aplicación que reproduce vídeo

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suspendida frente a nuestro sofá, donde reposamos, o una conversación de Skype en otro punto de la habitación”.

Y añade: “Pero la idea no se limita a crear ventanas planas en medio de la estancia, puede crear objetos vivos en 3D, a los que podemos rodear e

interactuar desde los diferentes puntos que tiene un objeto con dimensión. Este último apartado es la esencia de Project Hololens”.

En el New York Times son más críticos con la experiencia. Los periodistas del medio estadounidense asisten a una demostración “de una aplicación Hololens que ha creado con el fabricante de automóviles suizo Volvo Cars”.

Y relatan: “La presentación se hizo en una gran sala alargada que parecía un concesionario minimalista de Volvo, con una gran plataforma elevada en la que normalmente se podría exhibir un vehículo. No había nada sobre la plataforma, pero con el casco Hololens puesto aparecía materializada una representación del nuevo sedán

de lujo Volvo S90 (el coche será presentado físicamente en enero en el salón del automóvil de Detroit)”. ¿Y qué opinan de la experiencia? “Con el Hololens puesto, se puede dar la vuelta al sedán para verlo desde distintos ángulos. En otra zona de la sala, el casco proyectaba un vídeo del coche en marcha por una carretera, simulando las características de conducción autónoma del vehículo. Una versión en juguete del S90 apareció en un pedestal, con los sensores de luces de detección de colisiones iluminándose ante una persona que, con el Hololens, rodeaba el coche.

Hololens tiene un limitado campo visual: la parte de visión

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sobre la que pueden proyectarse imágenes digitales.

Imagine un pequeño rectángulo suspendido unos centímetros frente a sus ojos, una forma que se mueve con los giros de su cabeza. Ese es el lienzo de Hololens. Hololens no proyecta nada en la visión periférica del sujeto, o por encima o por debajo de ese rectángulo”.

Para los críticos: “La experiencia es mucho menos envolvente que la de otro casco de realidad virtual como Oculus Rift, que envuelve la visión con imágenes, impidiendo la visión del mundo físico. Es un poco como la diferencia entre una pantalla IMAX y un televisor de 36 pulgadas”.

Microsoft, por su parte, se defiende. Scott Erickson,

un directivo de Hololens en ( ) la compañía estadounidense, explica que los desarrolladores y otros clientes potenciales del casco no deben dejarse intimidar por su campo visual.

Y que tampoco hay que olvidar que Hololens está centrando sobre todo en aplicaciones para negocios y educación. La última versión del casco, que

estará disponible en el primer trimestre, costará 3.000 dólares. Prueba de ellos es la experiencia descrita con Volvo, que tiene previsto empezar a usar Hololens en 2016 para mejorar la experiencia de compra de sus coches por sus clientes.

Los clientes deben ser capaces de usar Hololens para ver como

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sería el coche con un color determinado, y con un paquete de accesorios distintos a los existentes en stock.

Un paso más de la tecnología aunque insuficiente. Como señalan también desde Volvo: “Si quieres ver el coche, siente el coche, la experiencia física no desaparecerá”.

05/INFOGRAFÍA El avance de la holografía

Los hologramas son imágenes tridimensionales que se usan en tarjetas de crédito, DVD y discos compactos para evitar la falsificación. Los de mayor tamaño han sido utilizados también en la industria del entretenimiento.

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Breve historia

1891

Grabriel Lippmann

Presentó la "Fotografía Lippmann", que permitía que una placa fotográfica registrase los colores de una foto.

1947

Dennis Gabor

Inventó la técnica de reconstrucción de frente de onda usando los principios de difracción.

1958

Y.N. Denisyuk

Intentó crear imágenes tridimensionales, basado en la técnica de Lippmann.

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Breve historia

1962

C. Townes Hakd

Las posibilidades del holograma se dispararon con el advenimiento del láser que fue inventado por el ruso.

100%

92% 1962

Y.N. Denisyuk

Realizó por vez primera los hologramas de reflexión, empleando emulsiones gruesas, obteniendo eficiencias de difracción altas.

1968

Benton S. A.

Realiza los hologramas “imagen” conocidos también como hologramas arcoíris (rainbow).

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Breve historia

1970

RCA.

La compañía Radio Corporation of America hace el primer intento de llevar al mercado los hologramas.

1974

Bartolini

Publicó resultados sobresalientes para la replicación, haciendo accesibles al público los hologramas.

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Cómo se crea La holografía es un proceso fotográfico en el que se utilizan lentes y espejos para dirigir y enfocar un haz de luz de láser.

Se utiliza luz láser debido a sus propiedades: coherencia espacial y temporal (luz que viaja en forma ordenada), y monocromática.

Imagen virtual

Plato fotográfico

Haz de reconstrucción

Frente de onda reconstruida

Vista SERIE INNOVATION TRENDS · NOVIEMBRE 2015

Aplicaciones Microscopio Se graba todo el campo de visión con la información de la profundidad. Cada holograma puede ser estudiado, al estar “congelado” en el tiempo.

Procesado óptico de información Se utiliza para la comparación de imágenes, que son similares unas a otras, y solo son diferentes en pequeños detalles.

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Soporte de información Se emplean láseres que “escriben” la información en un polímero fotosensible sobre todo el volumen del material de almacenamiento.

Técnicas de medición La interferometría holográfica de doble exposición permite encontrar cambios muy pequeños entre el mismo objeto bajo diferentes condiciones.

Aplicaciones Monitorización Los objetos pueden grabarse y exhibirse en una imagen en tres dimensiones para examinar todos los detalles.

Medicina Hologramas muy reales de muy alta resolución que pueden ser proyectados en un sistema de espejos en el espacio libre.

Procesado óptico de información Se utiliza para la comparación de imágenes, que son similares unas a otras, y solo son diferentes en pequeños detalles.

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