Es un sistema tecnológico, basado en el empleo de ordenadores y otros dispositivos, cuyo fin es producir una apariencia de realidad que permita al usuario tener la sensación de estar presente en ella. Se consigue mediante la generación por ordenador de un conjunto de imágenes que son contempladas por el usuario a través de un casco provisto de un visor especial. Algunos equipos se completan con trajes y guantes equipados con censores diseñados para simular la percepción de diferentes estímulos, que intensifican la sensación de realidad. Su aplicación, aunque centrada inicialmente en el terreno de los videojuegos, se ha extendido a otros muchos campos, como la medicina o las simulaciones de vuelo.
Historia de la realidad virtual
El origen de la realidad virtual se sitúa en el campo de la investigación militar, hace aproximadamente unos veinticincos años. En aquella época (finales de los sesenta) el Departamento de Defensa Americano estaba muy interesado en dos tipos de tecnología relacionadas .De un lado, la tecnología de simulación de vuelo, porque los simuladores permitían entrenar a los pilotos sin riesgos para ellos ni para los aviones; además , la simulación permitía controlar el entrenamiento , fijando las condiciones ambientales y los escenarios específico a voluntad .De otro lado, también estaba interesado en la investigación sobre dispositivos de control especializados para la conducción de aeronaves, especialmente cascos de visualización que permitieran combinar información gráfica e imágenes reales
Durante los últimos años de la década de los sesenta y toda la década de los setenta, dichos objetivos darían lugar a una serie de proyectos en distintos centros de investigación de los Estados Unidos, como resultado de los cuales se fueron poco a poco sentando las bases de lo que hoy se conoce como la realidad virtual
En primer lugar, el desarrollo de los simuladores de vuelo requería de la posibilidad de generar gráficos 3-Dmediante ordenador , un campo éste prácticamente inexplorado hasta el momento . Como consecuencia, durante aquellos años se desarrollarían una serie de técnicas ,algoritmos, herramientas y equipos pensando para el tratamiento de dicho tipo de información gráfica. Fue fundamentalmente en la Universidad de Utah donde, a partir de 1974 , se desarrollaría la mayor parte del cuerpo de doctrina de la síntesis de imágenes . Allí , Ed Catmull inventó varios de los principales conceptos básico de la síntesis de imágenes: la técnicas del z-buffering, la técnica de alfa-blending y la técnica de texturado.
Pero la investigación sobre algoritmos de generación de imágenes 3-D no se limitó al objetivo inicial , sino que muy pronto se desgajaron dos distintas ramas de investigación: de un lado, la investigación destinada a los sistemas gráficos de tiempo real ( como los simuladores de vuelo ), donde el objetivo fundamental de los algoritmos y equipos es generar imágenes a gran velocidad con el fin de crear en el usuario la sensación de visión continua; de otro lado, numerosos investigadores comenzaron a definir algoritmos y herramientas para la obtención de imágenes sintética cada vez más realistas, eliminando el requisito de generación en tiempo real
En cuanto a la segunda fueron sus investigaciones las que condujeron al desarrollo de los programas comerciales de animación que hoy en día se utilizan para la creación de anuncios televisivos o secuencias de películas como Terminator II o parque jurásico
El segundo de los campos de investigación , el de los periféricos sofisticados para conducción de aeronaves, fue evolucionando de manera paralela al de generación de gráficos 3-D .Numerosos centros civiles y militares como el MIT , la universidad de Utah , la Universidad de Carolina del Norte sentaron las bases sobre las que muy pronto se construiría la industria de periféricos de realidad virtual
El primer prototipo de visiocasco fue construido en 1968 en Harvard por Ivan Sutherland (fundador más tarde de la compañía Evans&Sutherland) y David Cohen. Su nombre era la “Espada de Damocles”. Ivan Sutherland Había desarrollado como tesis doctoral en el MIT a principios de los sesenta , una serie de programas 2D interativo utilizando el primer ordenador transitorizado, el Tz-2 David Cohen por su parte , había desarrollado el primer simulador de vuelo 3D que utilizaba gráficos vectoriales
El primer prototipo era monoscópico pero luego se añadió la capacidad de estereoscopía .Con aquel prototipo el usuario podía ver la estructura de un objeto flotando en mitad de la habitación pudiendo contemplar las distintas caras a medidas que se desplazaba por la misma
Con los criterios de hoy en día la Espada de Damocles no era muy avanzada desde el punto de vista grafico, pero para aquélla época se trataba de una autentica revolución. El sistema incluía todo lo que la tecnología de realidad virtual iba a basarse gráficos tridimensionales estereoscopias. Localización de la posición del usuario, posibilidad de navegar alrededor de un objeto y contemplarlo desde todas las posiciones, técnicas de inmersión etc.
Para el año de 1977 se inició en el Armstrong Aerospace Medical Research Laboratory Center un proyecto militar , dirigido por Tom Furness, cuyo objetivo era estudiar la aplicación de los entornos virtuales a las cabinas de avión .Este proyecto daría como resultado , cuatro año mas tarde la creación de un prototipo de visiocasco, que llevaba por nombre”simulador de sistema aéreos acoplado visualmente .Este casco que realizaba una superposición de gráficos sobre imágenes reales era enorme y errogoso, pero fue el primero en incorporar tubos de rayos catódicos de alta resolución,así como un sistema de localización con seis grado de libertad para medir la posición y la orientación de la cabeza del usuario
En 1970 se fundaba la compañía Polhemus, pionera en el campo de los dispositivos de la localización electromagnética
En 1972 Frederick Brooks, de la Universidad de Carolina del Norte, desarrolla el primer prototipo de sistema con realimentación cenestésica
En 1975 Milton Krueger diseña un sistema donde se utilizaba el reconocimiento de imágenes para la detección de la posición del usuario
En 1977 Sandin y Sayre inventan en chicago los primeros guantes utilizables como periférico de entrada
Por todas partes empiezan a surgir equipos de desarrollo trabajando en la tecnología de la realidad virtual y, lo que es más importantes se empiezan a ver los primeros resultados comerciales.
En 1980 la compañía StereoGraphics inventa las gafas de visión estéreo
En 1982 Thomas Zimmerman patenta el Dataglove, un electroguante que inventó mientras investigaba sobre cómo controlar con la mano un instrumento musical virtual
En 1987 la compañía inglesa Dimensión Internacional desarrolla un software de construcción de mundos tridemensionales sobre PC, denominado Freescape
EN 1988 Scott Foster, de Crystal River Engineerring, inventa un dispositivo para la generación de sonido tridimensional. En ese mismo año J.Waldern crea en Inglaterra W Industries, que en 1993 pasaría a ser el virtuality Grup,
1989: ATARI saca al mercado la primera maquina de galería de vídeo juegos con tecnología 3D. En ese mismo año Autodesk presenta su primer sistema de realidad virtual para P.C.
A partir de aquí entramos de lleno a la carrera comercial los sistemas de realidad virtual comienzan a popularizarse y muchos productos empiezan a invadir el mercado, en forma paralela se crea un cierto movimiento cultural conocido como el Ciberpunk.
El nombre de cyberpunk está sacado del título de un cuento corto de Bruce Berthke, y fue Gardner Dozois, director de la Isaac Asimov`s Science el primero en utilizarlo para referirse a un tipo particular de literatura de ciencia ficción
Alrededor de este punto de partida se desarrolló toda una mitología en la que la marginidad ,las escenas urbanas, los ambientes sombríos las sociedades hipertecnificadas, la realidad virtual, los robots y los ordenadores se funden en una subcultura(dicho sin anónimo peyorativo) en la que los avances técnicos son a la vez elementos de opresión y herramientas de liberación y en la que no necesariamente el héroe es el bueno
A partir de Ahí el moviento Cyberpunk cobro cuerpo y fama , hasta que la propia palabra ha llegado a ser de uso común
En la actualidad, la palabra cyberpunk se usa de como casi común para designar a cualquier grupo de marginales de la informática .
La estética y la temática CYBERPUK, y sus derivados, han impregnado también la TV y el cine .Al lado de ejemplos de calidad más bien discutibles, como El Cortador de Césped, muchas buenas películas guardan una relación más o menos cercana con este movimiento como Alíen ,Terminator ,Desafio Total o una de las mejores películas de todos los tiempos, y que tal vez mejor resume la estética del cyberpunk:Blade Runner, de Ridley Scout.
Actualmente ,las aplicaciones de la realidad virtual son múltiples ,tanto en el campo de las aplicaciones profesionales como en el de las aplicaciones de Ocio. Desde los simuladores de vuelo hasta las aplicaciones de prototipos para las industria de construcción de automóviles, los sistemas de Realidad virtual están ya en prácticamente en todas partes.
Niveles de Tecnología
En la práctica de Realidad Virtual, muchos dispositivos de hardware son utilizados. La tecnología utilizada en Realidad Virtual puede ser clasificada en cuatro categorías o niveles:
Nivel de Entrada:
Es el que utiliza un computador personal o estación de trabajo, e implementa un sistema "Window on a World", es decir, la representación del mundo a través de la pantalla, como si se tuviera una "ventana al mundo"
Nivel Básico:
Cuando se agrega unas ampliaciones básicas de interacción (guante o Mouse 3D) y visión (Gafas estereoscópicas) Nivel Avanzado El siguiente paso en la tecnología de Realidad Virtual es un mejor despliegue de las gráficas y mejor manejo de información de entrada. Esto generalmente se logra con aceleradores de gráficas, e incorporación de procesadores en paralelo.
Nivel Inmersivo:
En este nivel, se han agregado al sistema de Realidad Virtual dispositivos más inmersivos, que le añaden realismo: HMD, Boom, feedback táctil.
TIPOS DE REALIDAD VIRTUAL
Inmersiva:
Los dispositivos inmersivos son de alto costo y generalmente el usurario prefiere manipular el ambiente virtual por medio de dispositivos familiares como son el teclado y el ratón que por medio de cascos pesados o guantes.
La realidad virtual no inmersiva utiliza medios como el que actualmente nos ofrece Internet en el cual podemos interactuar a tiempo real con diferentes personas en espacios y ambientes que en realidad no existen sin la necesidad de dispositivos adicionales a la computadora.
La realidad virtual no inmersiva ofrece un nuevo mundo a través de una ventana de escritorio. Este enfoque no inmersivo tiene varias ventajas sobre el enfoque
inmersivo como:
bajo costo y fácil y rápida aceptación de los usuarios.
VRM (Lenguaje para modelado de Realidad Virtual):
Actualmente Internet nos provee con medios para reunirnos con diferentes personas en el mismo espacio virtual. En este sentido Internet tiende a ser un mecanismo de telepresencia. Este medio nos brinda con espacios o realidades que físicamente no existen pero que sin embargo forman parte de nuestras formas de vida. Es a través de Internet como nace VRML, que es un estándar para la creación de mundos virtuales no inmersivos.
VENTAJAS DE LA REALIDAD VIRTUAL
• Aprender a manipular objetos
• Beneficios para personas con ciertas minusvalías
• Entrenamiento en situaciones peligrosas
• Permite un examen minucioso de hechos y procesos
• Poner a prueba modelos
• Poner a prueba principios
• Simulación de una pauta de actuación
• Visualización en 360º
DESVETAJAS
• Costos elevados en la realización de mundos virtuales
• Deficiencias en el interfaz entre programas y usuarios
• Desorientación espacial
• Dificultad en dominar los mandos y controles
• Distanciamiento emocional de los objetos y escenas virtuales
• Servidumbre de los equipos y su mantenimiento.
Qué equipo se utiliza para crear Realidad Virtual
El equipo se divide en tres: factores de entrada, factores de salida y motor de realidad. Los factores de entrada toman la información del usuario y la mandan a la computadora, el guante y sensores de posición/orientación son un ejemplo. Los factores de salida sacan información de la computadora y la presentan al usuario, los displays del casco, bocinas son los ejemplos más usados. El motor de realidad es la computadora encargada de ejecutar el universo virtual.
Elementos básicos de la realidad virtual:
El Visiocasco: (El usuario se lo coloca en la cabeza)
Este Visiocasco te impide lo que te rodea. Poniéndote una pantalla en cada ojo. Las imágenes que aparecen en las dos pantallas son ligeramente diferentes, de forma que el efecto es que el usuario puede ver un relieve.
Un mando con botones:
Apretando el botón se desplazará en la dirección en la que en ese momento esté mirando. *Un sensor de posición (está en el visiocasco)
para identificar dónde está viendo, el cual está conectado a la unidad de control, mide tu posición.
Tanto el visiocasco como el mando de control están conectados a una computadora
MECANISMOS BÁSICOS DE LA REALIDAD VIRTUAL
Existen cinco mecanismos habitualmente empleados en las aplicaciones de la realidad virtual. Estos son:
1. Gráficos tridimensionales (3D). Simulaciones computarizadas
2. Técnicas de estereoscopia: Esta técnica permite al usuario no solo percibir las claves de la profundidad, sino además ver la imagen en relieve. Esto se debe a que la imagen que percibe cada ojo es algo distinta lo que le permite al cerebro comparar las dos imágenes y deducir, a partir de las diferencias relativas.
3. Simulación de comportamiento: La simulación en el mundo virtual no esta pre calculada la evolución, esta se va calculando en tiempo real.
4. Facilidades de navegación: Es el dispositivo de control, que te permite indicar lo que quieres navegación, esto o realiza a través de un joystick o de las teclas de control del computador o también se puede cuando mueves la cabeza, en ese momento el sistema detecta el hecho y desplaza la imagen de la pantalla.
5. Técnicas de inmersión: Consisten en aislarte de los estímulos del mundo real, al quedar privado de sensaciones procedentes del mundo real, pierdes la referencia con la cual puedes comparar las sensaciones que el mundo virtual produce.
6. Trajes Virtuales: Consisten en reproducir los estimulos por medio de un traje de latex que trasmite impulsos eléctricos simulando la realidad creada y dando al sentido de tacto la percepción de que lo virtual es real.
7. Viajes Virtuales: Consisten en aislarte de los estímulos del mundo real y sumergirse totalmente en interfases virtuales donde recibes estimulos visuales, auditivos y de movimiento que hacen vivir la VR como una expresión real y de aprendizaje múltiple, muchas veces el usurario puede ser casi separado de lo real y hacer que lo que viva en VR sea su realidad construida.
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