La realidad virtual plantea que los gráficos de una computadora deberán inducir entenderse como una ventana y no una pantalla; una ventana por la cual podemos observar otra forma de realidad, una simulación. El desafío pues que al usuario entrar en una interacción con el computador, este deberá responder en tiempo real y generar simulaciones incluso muy semejantes a la realidad.
En una realidad virtual se deberá generar experiencias en las que el usuario este inmerso es una respuesta de este mundo virtual, esto implica un control dinámico por parte del usuario.
En 1994 se empezó a hablar de realidad virtual los primeros modelos de realidad virtual se dieron en el campo de la simulación de vehículos, así como en aplicaciones para entretenimiento. La evolución de este tipo de tecnología en estos tiempos ha avanzado mucho, las simulaciones con la realidad son mucho más precisos y las instalaciones mucho más envolventes.
Tecnologías
Cuatro tecnologías son cruciales para la VR
° Los sentidos (el visual, el auditivo, y el táctil) ya que sumerge al usuario en este mundo virtual.
° La representación gráfica que permite mostrar imágenes cambiantes, con la utilización de 20 a 30 fotogramas.
°Reconocimiento de movimiento, con la incorporación de un sistema de seguimiento que continuamente informa de la ubicación de la persona, al reconocer la cabeza y las extremidades.
°Base de datos y sistemas de mantenimiento para construir y mantener detallada y realista los modelos del mundo virtual.
Hay otras cuatro tecnologías importantes
° Parte importante de lograr una buena simulación de la realidad se logra con el sonido, para esta tecnología se utilizan sonidos sintetizados, y simulaciones de sonidos.
°Generar sensaciones táctiles, e involucrar a los sentidos kinestésicos.
°Utilización de dispositivos tales como guantes, gafas, controladores mentales.
°Técnicas de interacción que sustituyan a las reales, y posibles interacciones con el mundo físico.
La tecnología de las pantallas ha avanzado, se empiezan a utilizar entornos virtuales, cascos (HMD); cuevas, las cuales son espacios rodeados por proyecciones, proyectores panorámicos, entre otros.
La mayoría de las personas consideran que las pantallas del computador no son VR esto debido a que no presentan objetos virtuales de tamaño natural y por lo tanto no crean la ilusión de inmersión.
Que es HMD?
Un head mounted display es un dispositivo de visualización similar a un casco, que permite reproducir imágenes creadas por ordenador sobre un display muy cercano a los ojos o directamente sobre la retina de los ojos. En este segundo caso el HMD recibe el nombre de monitor virtual de retina.
Ahora muchas de las instalaciones de VR utilizan sonido envolvente; el sistema de CAVE se introdujo por primera vez en la universidad de Illinois chicago.
Las principales ventajas de las pantallas de proyección envolvente son:
° un amplio campo entorno a la vista.
°la capacidad de generar experiencias compartidas.
las principales desventajas son:
°el costo de generar imágenes múltiples.
°requisitos de espacio para la proyección
°brillo debido a las grandes dimensiones de la pantalla, y por lo tanto dificultad en la percepción del color.
°las esquinas y los bordes entran en la percepción de las escenas.
°contraste reducido, y saturación del color por la dispersión de la luz, sobre todo al ponerse barias proyecciones o pantallas unas interfieren con la iluminación de las otras.
Es necesario tener en cuenta el materia de las pantallas para que el brillo, el contraste y la saturación sean los adecuados.
Es así pues que los usuarios insisten en una pantalla de tamaño natural.
PANTALLAS PANORAMICAS
En revisiones de diseño sueles utilizarece este tipo de pantallas, ya que las personas pueden manejar el punto de vista.
MESA DE TRABAJO
se utiliza una distancia adecuada para la proyección, o la implementación de pantallas, esto con el fin de mejorar el punto de vista de las personas y que puedan obtener una imagen personalizada.
MOTORES DE RENDERIZADO
Estos han tenido un importante avance en cuanto a la velocidad y la reducción de costos.
VELOCIDAD
Los motores de renderizado han mejorado notablemente en los últimos 5 años, la complejidad de los mundos virtuales y la visualización de estos en 1994 era muy limitado, en estos momentos se está llegando a la utilización de 500 polígonos para lograr una ejecución en tiempo real.
COSTO
El progreso de las tarjetas aceleradora de gráficos impulsada por los videojuegos, ha logrado avances en la CPU, de igual manera que en la VR, lo que masifica este tipo de tecnología y baja costos considerablemente.
RASTREO O TRACKING
En 1994 el seguimiento de la cabeza del espectador era un problema importante, el avance tecnológico en cuanto a las pantallas fue superior al del trackeo, de este se esperaba avances prometedores, en la actualidad existen dispositivos que reconocen el movimiento, pero todavía falta mejorarlos.
ERGONOMÍA
Uno de los grandes problemas en al VR son los cables a los usuarios. así como dispositivos que deben ir superpuestos en cabeza y extremidades de los usuarios, lo cual se convierte en algo incómodo, es por esto que han surgido avances en cuanto a tecnología inalámbrica.
SISTEMAS DE LATENCIA
La ilusión más grande en 1994 fue la latencia entre el movimiento del usuario y su representación visual, como fue la experiencia de simulación de vuelo.
En los sistemas HMD la rotación de la cabeza es el más exigente movimiento, con unas velocidades angulares de 50 grados por segundo.
Muchos de los avances en la velocidad de procesamiento de imagen se generaron a través de la canalización de procesamientos de gráficos, lo cual ha perjudicado el sistema de latencia; los diseñadores de sistemas de seguimiento presentan mucha atención al sistema de latencia, muchos de los sistemas de VR se han reconstruido, utilizando dentro de sus ordenadores tracking y generadores de imagen, lo que contribuye a una notable mejora en la latencia.
El registro dinámico, los dos mundos, el virtual y el real deben mantenerse rígidamente acoplados tanto por la ilusión de la realidad y para el desempeño de tareas.
La aplicación de la VR en la cirugía es de gran importancia en este se utiliza los dos mundos, el virtual que escanea imágenes internas del paciente y las trasmite en vídeo.
Modelos de ingeniería
Ahora se pueden explorar mundos virtuales en tiempo real, la evolución de software que constantemente están evolucionando, nuevas versiones mejoradas pluguins y códigos fuentes que permiten mejoras en los programas.
MODELO DE ADQUISICIÓN
Los profesionales adquieren VR de tres maneras, construir con ellas, heredadas por esfuerzos de diseño apoyado con computadores, o adquirir directamente los objetos ya existentes.
COMPRA DE LOS MODELOS
Las empresas ofrecen catálogos de modelos con diferentes niveles de detalle es mucho más barato comprar estos modelos que realizar unos propios.
LA HERENCIA DE LOS MODELOS CAD
Obtener modelos con muchos detalles y bien diseñados se logra con modelos CAD, peor incluso con esto es complicado:
° representaciones poligonales, es necesario reducir estos polígonos para lograr diferentes niveles de detalle.
° los formatos casi siempre tienen que ser traducidos, deberá buscarse la forma de que estos conserven toda la información.
° los modelos CAD a menudo requieren grandes cantidades de limpieza, ya que los polígonos y objetos, permanecen en la base de datos.
° auto CAD no refleja la orientación de los polígonos.
° si alguno de los programas de procesamiento posterior requiere algunos polígonos de auto CAD, es muy complejo y requiere de mucho trabajo.
° los modelos CAD, en las estructuras arquitectónicas, suelen mostrar el objeto como fe diseñado mas no como fue construido.
MODELOS A PARTIR DE IMAGENES
Las imágenes pueden producir modelos, como exploraciones con láser, por medio de estos se obtienes atributos en 3d, como la textura, el color, la superficie... esto es una área única donde la tecnología y que está en pleno estudio.
APLICACIONES
Lo más importante de la VR desde 1994 no es el avance en la tecnología, si no las técnicas utilizadas y la aumentada productividad, esto mejora la comunicación del equipo y reduce costos, ahora la VR es muy real.
ENCONTRAR LAS APLICIONES DE LA ETAPA DE PRODUCCIÓN
Tres etapas de madurez de la aplicación:
° Demostración
° Piloto de producción que cuenta con usuarios reales.
° El sistema en manos del usuario.
La VR ha avanzado rápidamente tanto que se utiliza VR inmersiva para la visualización de datos sismológicos, esta tecnología se utiliza en universidades empresas.
Tipos de aplicaciones de producción verificables:
° simulación de vehículos, y sigue siendo el mejor.
° entretenimiento virtual a través de juegos; paseos virtuales.
° diseño de vehículos, ergonomía, diseño de piezas e ingeniería.
° diseño arquitectónico, disposición espacial, submarinos, petroleras, plantas de proceso.
° diseño de la aeronáutica nacional.
° medicina; tratamiento siquiátricos.
° sonda microscópica.
De todas las anteriores, la simulación de vehículo fue la primera que se llamó realidad virtual, no solo es el más antiguo si no también el más avanzado, los resultados obtenidos con la simulación de vehículo proporcionaron un teorema de existencia y un desafió para las otras aplicaciones. Por su parte la utilización de VR para fines comerciales como es la industria del entretenimiento, utiliza gráficos no en tiempo real, pero la implementación de VR en parques temáticos cada vez es más real.
UN SIMULADOR DE VUELO 747 DE BRITISH AIRWAYS
Este simulador de vuelo pose una muy buena ilusión una de las mejores realidades virtuales, la cual tuvo un coste de 13 millones de dólares.
Los efectos visuales aparecen en unas pantallas esféricas; este está montado en una plataforma de movimiento, la simulación del sonido es excelente.
La realidad virtual es utilizada en todo tipo de campos, como en el centro marítimo, para lograr este ambiente marítimo se utiliza una tarjeta aceleradora de gráficos, al igual q u sistema GPS para lograr una ubicación exacta y que la simulación sea totalmente inmersivo.
Se requieren mejores pantallas, con más brillo. Este tipo de simulaciones permite que los costos bajen.
Estas simulaciones son muy interactivas y permiten que el usuario interactué de forma directa con los dispositivos, los cual genera una gran inmersión y sensación de realidad. Otra gran ventaja de este tipo de simulaciones es el sonido, el cual proporciona un nivel de realidad mucho más cercano.
ERGONOMIA Y DISEÑO
Es muy importante realizar modelos de prueba con usuarios reales para medir el nivel de inmersión e interacción.
Uno de los problemas más difíciles en la VR es recibir información precisa y detallada de los modelos realizados en auto CAD, estos modelos son subproductos del proceso de diseño y están equipados por personas que no forman parte del equipo de realidad virtual.
La VR de hoy sigue siendo una tecnología costosa, debido a los modelos, al software y al equipo humano.
Las organizaciones, empresas y planteles educativos, perciben grandes ventajas al implementarcen tutoriales con realidad virtual, ya que el aprendizaje sería mucho más inmersivo y didáctico.
tomado de
Frederick P. Brooks, Jr.
University of North Carolina at Chapel Hill
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