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• Oscar Armao

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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Universidad Alejandro de Humboldt Vicerrectorado Académico Ingeniería del Software DCN0604

REALIDAD VIRTUAL Y REALIDAD AUMENTADA

Profesor: Ing. Luis Piña

Integrantes: Pérez S., Nibsy G. V-22.561.822 Pozzo A., Jesús E. V-23.630.290 Boullon V., Nelson G. V-23.638.776

Caracas, febrero de 2016

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 2 REALIDAD VIRTUAL ..................................................................................... 3 HISTORIA ....................................................................................................... 3 FUNCIONAMIENTO ....................................................................................... 4 CLASIFICACIÓN ............................................................................................ 5 NOVEDADES ................................................................................................. 5 REALIDAD AUMENTADA ............................................................................. 6 FUNCIONAMIENTO ....................................................................................... 6 CLASIFICACIÓN ............................................................................................ 7 PRINCIPALES APLICACIONES .................................................................... 7 DISPOSITIVOS............................................................................................... 9 CONCLUSIONES ......................................................................................... 10 REFERENCIAS ............................................................................................ 11

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INTRODUCCIÓN

La tecnología ha progresado más rápido que la habilidad del ser humano para siquiera imaginar qué se hará con ella. Hoy, un proceso digno de la mejor literatura de ciencia ficción ha trastocado la percepción y está revolucionando al mundo, no solo al de la informática sino también a los de diversidad de áreas como la medicina, la arquitectura, la educación y la ingeniería. El presente trabajo no es, ni pretende ser, un exhaustivo desarrollo donde se traten todos los aspectos relativos a la Realidad Virtual, sino enfocar un estudio sobre ésta, a fin de recopilar información que facilite la comprensión de este tema, ya que, por estar su experimentación restringida a un número de personas limitadas, esta información no ha sido tan difundida y documentada, a pesar de su indiscutible atractivo e importancia. Matthew Schnipper en un reportaje para el portal The Verge titulado ‘The State of Virtual Reality’ dice “La promesa de la realidad virtual ha sido sobre-estimada. Usa unos lentes, ubícate aquí y serás transportado hacia allá. Es el mismo escapismo prometido por las drogas, el alcohol, el sexo o el artedeshacerse de los grilletes mundanos a través de una transportación metafísica hacia estados alterados”. El único valor de un mundo virtual es que permite hacer cosas especiales. Se presenta un medio esencialmente activo. La realidad virtual entra en un exclusivo rango de herramientas para hacer, en el cual el usuario puede incursionar creativamente, hasta donde el límite de su imaginación se lo permita. Allí radica, muy posiblemente el mayor atractivo, por cuanto la imaginación y la creatividad tienen la oportunidad de ejecutarse en un "mundo" artificial e ilimitado.

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REALIDAD VIRTUAL La realidad virtual es por lo general un mundo virtual generado por computadora (o sistemas informáticos) en el que el usuario tiene la sensación de estar en el interior de este mundo, y dependiendo del nivel de inmersión este puede interactuar con este mundo y los objetos del mismo en un grado u otro. No obstante el término realidad virtual también puede aplicarse a otros mundos virtuales generados por otros medios, como por ejemplo a través de la imaginación (sueños, libros, cine, etc.). La realidad virtual ideal sería la que desde una inmersión total nos permita una interacción sin límites con el mundo virtual, además de aportarnos como mínimo los mismos sentidos que tenemos en el mundo real (vista, oído, tacto, gusto, olfato). Sin embargo, la mayoría de los sistemas actuales se centran en únicamente 2 sentidos (vista y oído), debido a las dificultades y costes de simular los otros sentidos. HISTORIA Los orígenes de la realidad virtual no están claros y dependiendo de la persona que los mente estos serán más o menos remotos. Sin embargo, se pueden tomar como antecedentes la creación del primer estereoscopio por Charles Wheatstone en 1938. En 1939, se crea el primer Link Trainer, que era un simulador de vuelo mecánico. En 1958, la empresa Philco Corporation crea un casco de realidad virtual que utiliza los movimientos de la cabeza del usuario para realizar los desplazamientos. Para 1965, Ivan Sutherland describe el concepto de realidad virtual en un artículo titulado ‘The Ultimate Display’, pero en el artículo no llega a utilizarse el término y en 1968, la empresa Evans & Sutherland crea el primer casco estereoscópico. El primer simulador de vuelo basado únicamente en sistemas informáticos es creado en 1979. Para 1984, William Gibson publica su novela ‘Neuromancer’ donde se utiliza por primera vez el término Ciberespacio para hacer referencia a un mundo virtual. Y en 1992 se estrena la película ‘El Cortador de Césped’ (The Lawnmower Man) ayudando aún más a popularizar la realidad virtual.

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La realidad aumentada surgió por primera vez en los años 70, como una tecnología orientada a las experiencias en mundos virtuales. El término fue acuñado por Tom Caudell en 1992, y a partir de ese momento se sucedieron diferentes aplicaciones y plataformas para desarrollar más tecnología y aplicaciones de realidad aumentada. FUNCIONAMIENTO Computadora y software Es imprescindible una computadora y un determinado tipo de software especialmente diseñado, los cuales serán los encargados de crear la ilusión de la realidad virtual. A este conjunto de elementos, compuestos por el equipo informático y las aplicaciones se lo denomina Reality Engine. La clave para la creación de un óptimo sistema de realidad virtual se basa en la incorporación de poderosos equipos con amplias capacidades de proceso, punto más que importante si tenemos en cuenta la significativa cantidad de datos para codificar que fluirán desde los sensores de entrada. Cada nuevo dato que aparezca también es almacenado en la memoria de la computadora, ampliando la base de datos para poder ofrecer una simulación tridimensional cada vez más detallada. Si bien es el software quien será el encargado de generar y enviar las instrucciones necesarias hacia la computadora, cabe destacar que el equipo informático que se utilice limitará la potencia y eficacia del sistema de realidad virtual. Fundamentalmente, la computadora se encarga de controlar y manejar tres importantes tareas para la creación del mundo virtual: el ingreso de los datos, la salida de los mismos, y la generación, operación y administración de los mundos virtuales. Es por ello, que en general se utilizan estaciones de trabajo o supercomputadoras para montar un sistema de realidad virtual, ya que se requiere de un equipamiento adecuado, que permita reproducir en tiempo real

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los movimientos del usuario y ejecutar sin demoras las reacciones a dichas acciones. Cabe mencionar, que además de la máquina de realidad compuesta por la computadora y el software, también es necesaria la utilización de diversos elementos que debe utilizar el usuario con el fin de lograr una experiencia realista en el mundo virtual. Elementos virtuales En general se utilizan gafas,

guantes y cascos especialmente

diseñados para esta actividad, que poseen sensores de movimiento, microchips, pantallas de cristal líquido, y además, con el fin de que la realidad virtual creada por la máquina virtual rodee a la persona que se encuentra inmersa en dicho mundo irreal y perceptivo. CLASIFICACIÓN - Realidad Virtual Inmersiva: Se consigue una inmersión total mediante periférico (cascos de realidad virtual, gafas, posicionadores, HDM, etc.), hasta el punto de desaparecer el mundo real. - Realidad Virtual Semi-inmersiva: Se interactúa con el mundo virtual, pero sin estar sumergidos en el mismo, por ejemplo a través de un monitor. Este tipo de realidad virtual es muy común en videojuegos en la actualidad ya que no requiere ningún hardware especial. NOVEDADES Los mayores avances requieren una implementación entre el hardware, el software y el cuerpo humano. Los cascos y visores de realidad virtual son ya una realidad. Algunas empresas van más allá y han diseñado chalecos y guantes que emulan las sensaciones necesarias para enriquecer la experiencia. Generan una imagen gigantesca (proporcionalmente a la cercanía de la imagen con los ojos), pero más allá de eso, el software permite emular con gracia y mucha naturalidad sonidos, contextos, colores, ambientes

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y texturas que nos acercan a un concepto de realidad sobredimensionada, la cual genera poderosas emociones. REALIDAD AUMENTADA La realidad aumentada consiste en combinar el mundo real con el virtual mediante un proceso informático, enriqueciendo la experiencia visual y mejorando la calidad de comunicación. Gracias a esta tecnología se puede añadir información visual a la realidad, y crear todo tipo de experiencias interactivas: catálogos de productos en 3D, probadores de ropa virtual, videojuegos y mucho más. FUNCIONAMIENTO Cualquier aplicación de realidad aumentada tiene 5 componentes fundamentales: - Cámara: Para poder activar cualquier sistema de realidad aumentada se necesita una cámara que capte la realidad y sea la fuente de información real para la aplicación. - Marcador: El marcador es el elemento que activará la aplicación de realidad aumentada. Puede ser de varios tipos, puede ser una imagen que captemos con la cámara, o simplemente un punto geográfico que al aproximarnos inicie una secuencia de realidad aumentada. - Información virtual: Se trata de todos los datos que se ofrecerán al usuario una vez se haya activado un marcador mediante cámara. - Pantalla: Es imprescindible contar con una pantalla con la que visualizar la información virtual. - Software: Es software o programa informático que interprete la aplicación y la reproduzca en la computadora o móvil.

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CLASIFICACIÓN Se pueden distinguir básicamente dos tipos de realidad aumentada, la realidad aumentada que emplea marcadores o imágenes y la realidad aumentada basada en la posición. Realidad Aumentada basada en marcadores o imágenes Este tipo de realidad aumentada emplea marcadores (símbolos impresos en papel) o imágenes, en los que se superpone algún tipo de información (imágenes, objetos 3D, video, etc.) cuando son reconocidos por un software determinado. El software de ejecución es capaz de realizar un seguimiento del marcador de tal manera que si el usuario lo mueve, el objeto 3D superpuesto también sigue ese movimiento, si se gira el marcador se puede observar el objeto 3D desde diferentes ángulos y si se acerca o se aleja, el tamaño del objeto aumenta o se reduce respectivamente. Realidad Aumentada basada en la posición Estas aplicaciones utilizan el hardware de los smartphones bien sea el gps, la brújula y el acelerómetro para localizar y superponer una capa de información sobre puntos de interés (POIs) de nuestro entorno. Cuando el usuario mueve el Smartphone captando la imagen de su entorno, el navegador, a partir de un mapa de datos, muestra los POIs cercanos. PRINCIPALES APLICACIONES Los usos actuales más frecuentes de la realidad virtual y la realidad aumentada son: - Entrenamiento de pilotos, astronautas, soldados, etc. - Medicina educativa, por ejemplo para la simulación de operaciones. - CAD (diseños asistidos por ordenador). Permite ver e interactuar con objetos antes de ser creados, con el evidente ahorro de costes. - Creación de entornos virtuales (museos, tiendas, aulas, etc.). 7

- Tratamiento de fobias (aerofobia, aracnofobia, claustrofobia, etc.). - Juegos Cine 3D y todo tipo de entretenimiento. Educación - Si es posible usar una simulación. - Si la enseñanza o al entrenamiento en el mundo real pueda ser: o Peligrosa. Por ejemplo, cuando el aprendiz y/o instructor puedan sufrir algún daño. o Imposible. Por ejemplo, cuando la situación real no permite experimentación (viajar en un cuerpo humano, a Marte, el movimiento molecular, etc.). o Inconveniente. Por ejemplo, problemas éticos y morales asociados a la clonación humana, o problemas de coste. - Si pudieran suceder errores significativos por parte del alumno o aprendiz en el mundo real. Errores que pudieran ser: o Devastadores y/o desmoralizadores para el alumno/aprendiz. o Perjudiciales para el ambiente. o Causantes de averías al equipo. o Costosos. o El modelo del entorno en cuestión enseñará/entrenará tan bien como la situación real. Medicina Uno de los campos del conocimiento donde se han aprovechado las ventajas de la realidad virtual ha sido en la medicina, ventajas que se han traducido en mejoras terapéuticas, mayor certeza al realizar un diagnóstico, comodidades para el paciente entre muchas otras. Entretenimiento La aplicación al ocio y entretenimiento ha sido uno de los campos que ha permitido y previsiblemente permitirá la popularización de estas

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tecnologías. Hasta el momento uno de los mayores problemas de estas tecnologías es su baja producción y su coste elevado. Sin embargo la industria del juego está dando un paso adelante en este sentido. DISPOSITIVOS - Oculus Rift, HTC Vive, Sony PlayStation VR Headset. - Teslasuit: Su tecnología de electro estimulación, gracias a más de 50 sensores repartidos por todas partes, ofrece una gran cantidad de sensaciones, como el viento, el agua, los impactos de bala o los abrazos. - 3DRudder: Es un dispositivo de control que, para conseguir un manejo óptimo, hace uso de varios sensores de movimiento que se activan gracias a distintas posiciones que adoptan los pies. Su base es semicircular y hace que se incline dependiendo del peso que haya en cada zona. - Gloveone: Es un par de guantes que cuenta con 10 activadores con los que seremos capaces de sentir el tacto de diferentes superficies mediante una serie de pulsos vibratorios en cada dedo. - HoloLens: Es un dispositivo holográfico creado por Microsoft. Son gafas inteligentes que la vez son un ordenador inalámbrico autónomo con sistema operativo Windows 10. Utiliza sensores avanzados, una pantalla óptica montada en la cabeza, 3D estereoscópica de alta definición y sonido espacial, para permitir aplicaciones de realidad aumentada, y una interfaz con la que el usuario interactúa a través de la mirada, la voz y gestos con las manos. HoloLens había estado en desarrollo durante cinco años antes de su anuncio en 2015, pero fue concebido anteriormente como el lanzamiento original hecho a finales de 2007 para lo que sería la plataforma Kinect.

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CONCLUSIONES

En la tecnología, es constante el surgimiento de nuevas tendencias, prácticas y dispositivos que se transmiten a través de los medios de forma instantánea, actualmente se denomina esta transmisión como ‘viral’, y básicamente se induce la necesidad en el ser humano por estas tecnologías, prácticas y dispositivos, cambiando su estilo de vida. Aunque los alcances más considerados por el consumidor regular sean orientados al ocio y al entretenimiento, la tecnología aplicada a dispositivos de realidad virtual y realidad aumentada, poseen un enorme potencial para simular situaciones en diversos campos del mundo real, particularmente en el campo de la educación, donde sus características de inmersión, aprendizaje en primera persona, interacción no simbólica, pueden ser de gran ayuda al proceso de enseñanza/aprendizaje. Las características de la realidad virtual y realidad aumentada hacen de

ésta

una

herramienta

casi

“natural”

para

el

proceso

de

enseñanza/aprendizaje; sin embargo, las aplicaciones software deben considerar además tecnologías tales como Técnicas de Enseñanza, Objetivos Educativos, y Estilos de Aprendizaje, con la finalidad de desarrollar aplicaciones centradas en el alumno y no sólo en el contenido. Cualquier modelo que pretenda ayudar en la decisión de cuándo y cómo incorporar la Tecnología de Realidad Virtual en el proceso de Enseñanza/Aprendizaje en forma de Software Instruccional, debe considerar al alumno como punto central.

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REFERENCIAS

 www.realidadvirtual.com  www.informatica-hoy.com.ar  www.redbull.com  www.multimedia.com.mx  realidadaumentada.info  www.pangeareality.com  www.cnet.com

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