Crear una imagen 3D mediante una única lente y sin mover la cámara

Se ha conseguido desarrollar una asombrosa técnica que permite a fotógrafos y microscopistas crear una imagen 3D usando una sola lente y sin mover la cámara.
Esta nueva tecnología se basa sólo en computación y matemáticas, y no en un hardware inusual o en lentes de complejidad extrema. El efecto sería equivalente a ver con un ojo cerrado una imagen con la percepción de profundidad que se lograría con los dos ojos abiertos.

Captar detalles tridimensionales mirando con solo un ojo, es muy difícil, tal como expone, a modo de ejemplo, Kenneth B. Crozier, del equipo de investigación. Se hace difícil percibir la profundidad con un ojo cerrado. El ojo se puede enfocar en una cosa u otra, pero a menos que también se mueva la cabeza de un lado a otro, es difícil percibir correctamente las distancias relativas de los objetos. Si la visión está fija en un punto, como cuando se realiza una observación mediante un microscopio, resulta un problema difícil.
Una vía alternativa para esquivar este obstáculo es la que ha seguido el equipo de Crozier y Antony Orth, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS), adscrita a la Universidad de Harvard, y ubicada en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos. En esencia, se trata de calcular, mediante un software especial, cómo la imagen se vería si hubiera sido tomada desde un ángulo diferente. Para ello, el equipo se basa en las pistas que quedan codificadas en los haces de luz que entran en la cámara.
La luz que llega a cada píxel viene en un cierto ángulo, y ello brinda información importante. Las cámaras más avanzadas poseen todo tipo de nuevo hardware que puede registrar la dirección de la luz, lo cual permite hacer algunas cosas muy interesantes, como tomar una foto y enfocarla luego, o cambiar un poco la perspectiva visual. Eso está muy bien, pero la pregunta que los investigadores se plantearon fue: ¿Podemos obtener parte de esa funcionalidad con una cámara común, sin añadir ningún tipo de hardware adicional?
Video Demostrativo

La clave, según encontraron, es inferir el ángulo de la luz en cada píxel, en vez de medirlo directamente (algo que los sensores de imagen convencionales no serían capaces de hacer). La solución del equipo es tomar con la cámara dos imágenes desde la misma posición, pero enfocadas a profundidades diferentes. Las ligeras diferencias entre estas dos imágenes proporcionan información suficiente para que un ordenador cree matemáticamente una imagen completamente nueva, como si se hubiera movido la cámara hacia un lado.
Combinando estas dos imágenes en una animación, Crozier y Orth bridan una vía mediante la cual fotógrafos aficionados y microscopistas pueden crear la impresión de una imagen con profundidad, sin tener que usar un hardware costoso.