Holocam de Zeiss que convierte una ventana en una cámara
(digitalcameraworld.com)- Holocam de Zeiss es una tecnología basada en holografía que permite usar medios transparentes como ventanas de vidrio, pantallas de laptop, ventanas de automóvil y vidrio de puertas de entrada como si fueran cámaras
- Si la cámara se integra de forma transparente en la pantalla, puede colocarse sin recortes ni perforaciones tipo punch-hole, y también puede reducir el problema del contacto visual en las videollamadas
- El principio clave es el acoplamiento holográfico de entrada, la guía de luz y los elementos de desacoplamiento, que redirigen hacia un sensor de imagen oculto la luz que entra en el medio transparente
- La presentación en CES 2024 se enfocó en el Multifunctional Smart Glass de Zeiss y en aplicaciones automotrices, con casos de uso como timbres inteligentes, webcams, cámaras de estacionamiento, reconocimiento facial o de gestos y detección de fatiga del conductor
- Como incluso ventanas o puertas de ducha podrían usarse como dispositivos de vigilancia, existe preocupación por las cámaras ocultas, por lo que al aplicarlo a productos de uso cotidiano surgen tanto ventajas de conveniencia como problemas de privacidad
Concepto básico de Holocam
- Zeiss presentó Holocam en CES 2024, y esta tecnología hace que medios transparentes como vidrio o pantallas funcionen como una cámara
- Entre los posibles usos se mencionan ventanas de automóvil, pantallas de laptop y vidrio de puertas de entrada
- El vidrio o la pantalla transparentes pueden usarse como si tuvieran un sensor de imagen invisible
Cómo una cámara transparente cambia el diseño de pantallas
- Si se puede hacer la cámara completamente transparente, ya no serían necesarios los recortes ni los punch-hole en la pantalla
- En videollamadas, la cámara podría colocarse arriba de la pantalla o en cualquier punto dentro de ella, lo que permitiría una configuración más natural para mirar a los ojos al interlocutor
- También sería posible un modo de uso como una “webcam que funciona sin importar en qué parte de la pantalla mires”
Cómo funciona
- Holocam tiene una estructura que envía a un sensor de imagen oculto la luz que entra en el medio transparente
-
Elementos ópticos clave
- Acoplamiento holográfico de entrada (holographic in-coupling)
- Guía de luz (light guiding)
- Desacoplamiento (de-coupling)
- Aunque no sobresalga un módulo de cámara visible en todo el vidrio, la luz puede llevarse hasta el sensor
Enfoque en CES 2024 y casos de uso
- La presentación de Zeiss en CES se centró en el sistema Multifunctional Smart Glass en su conjunto y en aplicaciones automotrices
- Aunque el foco principal está en cómo la holografía mejora la operabilidad dentro del automóvil, podría extenderse a una gama más amplia de productos
- Los casos de uso incluyen:
- Timbres inteligentes sin necesidad de un módulo de cámara independiente
- Webcams que funcionan sin importar en qué parte de la pantalla mires
- Cámaras de estacionamiento que pueden ocultarse por completo
- Reconocimiento facial o de gestos basado en pantalla
- Desbloqueo de puertas mediante reconocimiento facial
- Detección de fatiga del conductor
- Teléfonos y tabletas sin notch ni punch-hole
Posibilidades ópticas y preguntas pendientes
- Usar toda la lámina de vidrio como si fuera el lente de una cámara abre nuevas posibilidades ópticas
- En la información de Zeiss se incluyen “large aperture invisible camera” y “individual adjustment of orientation and size of the field of views”
- Sigue siendo una duda qué tan grande podría ser la apertura máxima de esta cámara y cuál sería su rango de enfoque
Preocupaciones de privacidad
- Una tecnología como Holocam puede vincularse de inmediato con el problema de las cámaras ocultas
- En un contexto donde ya existen preocupaciones por cámaras ocultas en Airbnb, la posibilidad de que incluso las ventanas o puertas de ducha de un alojamiento se usen para vigilancia resulta inquietante
- La tecnología en sí es interesante, pero si llega al uso cotidiano, será importante cómo se maneje la presencia de cámaras invisibles
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Para quienes estén preocupados, esto es, por ahora, un vidrio altamente especializado cuya fabricación es extremadamente compleja, y por las leyes de la termodinámica tampoco puede ser 100% transparente
No es algo que vuelva posible la vigilancia a través de ventanas de vidrio comunes; como mucho podría usarse en instalaciones nuevas, con espacio para poner el equipo de soporte y con un costo de decenas a cientos de miles de dólares
Este tipo de vidrio-cámara seguramente tendría al menos un ligero tinte y se usaría para fines especiales, y además su relación señal-ruido, resolución y rendimiento en baja luz serían bastante malos
Hoy por hoy, los componentes estructurales de esta tecnología se usan sobre todo en HUDs del sector aeroespacial ultracaro, así que parece poco probable encontrársela en los próximos 10 años
La tecnología de detección remota que sí vale la pena preocuparse hoy es la vigilancia por RF usando una combinación de mmWave, radar que atraviesa paredes y Wi‑Fi interferométrico. El iPhone usa aleatorización de MAC, pero otros dispositivos, incluido el TPMS de los autos, no. El lidar en modo Geiger también es interesante; en una empresa donde trabajé hicieron una demo mapeando el interior de la casa de una persona
Las cámaras pinhole con lente de 2 mm ya son baratas y fáciles de conseguir, así que con tantas opciones casi no hay motivo para usar una costosa “ventana cámara”
Si te preocupa la vigilancia gubernamental o un adversario con mucho presupuesto, sí puede valer la pena pensarlo, pero la mayoría no entra en esa categoría
Incluso el vidrio común no es 100% transparente si miras solo la luz visible. Si la preocupación es si se puede identificar fácilmente, habría que fijarse en la diferencia dentro del rango visible
Además, algunos vidrios tienen tinte a propósito, y el ajuste dinámico del tinte es una aplicación de esto. En teoría, ¿no podría obtenerse una señal más o menos útil solo capturando las reflexiones alrededor del borde del vidrio?
Hoy incluso se puede hacer reconstrucción 3D filmando una bola espejada con una cámara. Habría mucho ruido, pero señal sí habría. Si se puede proyectar, debería poder hacerse al revés; no parece que la estructura interna del vidrio vaya a ser tan dependiente de la dirección. Hace mucho estudié óptica, así que quizá se me escape algo
Un sistema que analiza una lámina arbitraria de vidrio y deriva todas las transformaciones necesarias para usarla como guía de onda de alta precisión. De hecho, una vez un gerente me pidió desarrollar algo así, y le pregunté si realmente podía contratar a varias decenas de doctores en óptica para lograrlo
El artículo es flojo porque solo habla de los componentes de cámara. Raro que hayan elegido una imagen de stock sobre pantallas holográficas/ópticas y luego no mencionen eso ni una sola vez
La página de Zeiss es mucho más útil de leer: https://www.zeiss.com/corporate/en/about-zeiss/present/newsr...
En resumen, ZEISS mostró en CES 2024 un Smart Glass holográfico para display, proyección y filtrado, y por separado un componente de cámara holográfica
Holocam usa elementos de acoplamiento, desacoplamiento y guiado de luz para enviar la luz entrante a un sensor oculto, así que no hace falta un recorte ni espacio de instalación en el área visible
Como ZEISS no planea ser fabricante, parece que quiere permitir que otras empresas usen esta tecnología
Todo lo demás se parece más a imágenes engañosas hechas por artistas
“Las superficies de vidrio también pueden generar energía. Una capa microóptica en el cristal de la ventana absorbe la luz solar entrante y la transmite de forma concentrada a una celda solar. Esto combina las ventajas ya conocidas de las ventanas convencionales —luz natural y vista sin restricciones— con el beneficio adicional de una producción de energía eficiente”. Esto sí que impresiona
Podría haber grabado adicional o una película depositada sobre el parabrisas para soportar los ángulos necesarios
También parece posible colocar la cámara en otra parte y modificar sutilmente el parabrisas u otro vidrio de forma similar para ver otros objetos
Segundo: el punto 3 siempre me suena a señal de alerta. A veces es código para “funciona en el laboratorio, pero no sabemos cómo fabricarlo”. Algo parecido a “tenemos una gran idea de software para licenciar, pero aquí en realidad no hay nadie que sepa programar”
Tercero: es difícil subestimar el impacto que tendría si esto se masifica. Podrías hacer pantallas transparentes como en las películas de ciencia ficción, sistemas de videollamada con contacto visual real, e incluso espejos que te muestren con otra ropa
Pero el punto 3 me baja el entusiasmo. Me pregunto si me perdí el anuncio de que había una exhibición real en el CES. Si de verdad hubo una muestra funcional, habría considerado seriamente volar a Las Vegas para verlo
Esto es guía de luz inversa. Llevamos mucho tiempo haciendo conformación de haz, así que no sorprende que sea posible hacer imagen a través de un tubo de luz en sentido contrario
El problema clave es reunir suficiente energía. Si el objetivo está bien iluminado, como un espejo de baño, supongo que podría funcionar bastante bien, ya que el espejo está detrás de la guía de luz
Si la guía de luz fuera demasiado eficiente, se vería opaca, así que hace falta un equilibrio
La frase “convertir cualquier ventana” es bastante engañosa. A menos que se me escape algo, se necesitaría un vidrio muy especial o al menos un recubrimiento o laminado especial
Para quienes se preocupan por la privacidad, casi siempre sería más fácil y más barato instalar una cámara espía muy pequeña en algún lado
No parece probable que Zeiss vaya a ponerse a vender vidrio barato con márgenes bajos
Aun así, eso no debilita mucho el argumento sobre privacidad. Incluso si la licencia fuera gratis, es casi seguro que el costo de fabricar los componentes sería varios órdenes de magnitud mayor que el de las tecnologías actuales que logran un objetivo parecido
https://www.microsoft.com/applied-sciences/projects/the-wedg...
Lo contrario, o sea la recepción de señal, en cualquier frecuencia se acerca más a una tecnología recién salida del horno
Ahora eso ya es fácil, y se puede hacer en varias etapas hasta escala micrométrica. Algo del estilo “NSA, pon una simple óptica tipo Prince Rupert drop sobre un ojo sintético”. Sería como una lente de fibra que se autodestruye si la descubren
Hace algunos años visité Zeiss en Oberkochen. La sede era excelente y había también unas cuantas litografías antiguas. Creo que algunos equipos costaban alrededor de 80 millones de dólares
La instalación del otro lado de la Autobahn era tan sensible que bastaba con que pasara un camión para que el equipo vibrara, y para evitarlo tuvieron que poner material amortiguador en la Autobahn
Antes de eso ya habían montado los cimientos sobre algún tipo de suspensión. Un colega me dijo que Zeiss era la empresa que más doctores contrataba en Europa
El equipo es tan sensible que tuvieron que poner las unidades de aire acondicionado de toda la instalación sobre suspensión, y al conducir dentro del campus incluso piden que no se acelere ni se frene bruscamente
Me identifico con la parte de que “en un contexto de miedo a cámaras ocultas en Airbnb, la idea de que todas las ventanas de un alojamiento, incluso la puerta de la ducha, puedan convertirse en dispositivos de vigilancia es bastante inquietante”
Esta tecnología realmente tiene aplicaciones potenciales muy interesantes, pero al mismo tiempo también tiene un lado bastante inquietante
La masificación de los teléfonos con cámara y la aparición de tecnologías como las gafas de Meta ya nos están empujando en una dirección inquietante, aunque interesante y a veces útil. Aun así, algunos de estos conceptos de punta me preocupan. También me hace pensar en el Wi‑Fi que ve a través de las paredes
A la gente no le gustaba que Google Glass pudiera grabar todo el tiempo, y ahora quizá ni siquiera se vea una cámara física
Tengo entendido que Ray-Ban/Meta tiene sensores que detectan si quien las usa está tapando la luz que indica que la cámara está en uso, pero si cualquier pieza de vidrio puede convertirse en cámara, no sé cómo funcionaría ese enfoque
Buscando encontré una patente que parece relacionada: https://patents.google.com/patent/WO2020225109A1/en
Usa la expresión “Holocam”, tiene base en alemán, y el comunicado de prensa menciona las aplicaciones automotrices como uno de los primeros usos principales porque Audi fue quien la presentó. Al ser una traducción del alemán, es un poco más difícil de leer que una patente normal
Fuera de las afirmaciones audaces pero vagas del comunicado, no hay nada de información profunda, lo cual frustra. Si uno solo ve el PR, suena como un avance milagroso que va a cambiarlo todo
El comunicado original de Zeiss solo agrega algo como: “La transparencia de la capa holográfica tiene un impacto mínimo en la nitidez de la reproducción de la imagen. También se pueden detectar componentes espectrales como información adicional para complementar la imagen visible. Los datos resultantes ofrecen información sobre la contaminación atmosférica y la exposición a UV como factores de contaminación ambiental”
Pero por experiencia, este tipo de afirmaciones audaces y vagas en la práctica vienen acompañadas de compromisos y limitaciones importantes en costo, energía, fidelidad, tamaño y velocidad, que restringen su campo de aplicación. Sobre todo en implementaciones iniciales de nuevas tecnologías
Aun así, puede ser interesante y útil. Lástima que el marketing de Zeiss haya elegido jugar a esconder la información en vez de publicar una explicación técnica que resuma esos compromisos y limitaciones, porque así casi no hay manera de pensar dónde podría ser útil
Si pudiera hablar con alguien de Zeiss, primero querría preguntar cuánto afectan los componentes adicionales a las propiedades ópticas del vidrio, cuál es la resolución de los datos de imagen resultantes, y qué tan grandes son los componentes en los bordes y qué tan lejos pueden estar del área de captura
Y también me da curiosidad cómo se corresponde la salida del sistema de imagen resultante con métricas tradicionales de cámaras y lentes como número f, apertura, tamaño y densidad del sensor de imagen, ganancia y distancia focal. Al final, Zeiss es una empresa de óptica
El artículo que aparece en la sección de explicación se puede leer aquí: https://www.academia.edu/52566311/_title_Volume_phase_hologr...
Los elementos marcados como 20 y 22 en los diagramas de la patente son rejillas de este tipo, y probablemente tengan las franjas inclinadas 45 grados
También se puede sacar información adicional de otras patentes que citan esta. Es una patente inventada por uno de los coinventores de la segunda: https://patents.google.com/patent/DE102019206354A1/en
Busqué unos minutos, pero parece que Zeiss todavía no ha publicado nada aparte del comunicado de prensa: https://www.zeiss.com/corporate/en/about-zeiss/present/newsr...
La parte de “La superficie del vidrio también puede generar energía. La capa microóptica del cristal de la ventana absorbe la luz solar entrante y la transfiere en forma concentrada a celdas solares. Esto combina las ventajas de las ventanas convencionales, como la luz natural y la vista sin restricciones, con el beneficio adicional de una producción eficiente de energía” está bastante genial
Eso sí, como no mencionan para nada la eficiencia, esta parte del comunicado se siente un poco como humo y espejos
Solo hay que buscar “imágenes sin línea de visión”, o sea NLOS. Tan solo un artículo público ya llega a este nivel: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2024468118
Si esto es lo que se publica abiertamente, da para pensar qué tendrán las agencias de inteligencia
Este video parece mostrar mejor que el artículo lo que están diciendo: https://www.youtube.com/watch?v=NORPeCcIXRQ