Después de analizar en los posts anteriores varias obras de Realidad Virtual que se presentaron en el IDFA Doclab, ahora entramos de lleno en este tema de moda en el mundo de los webdocs y del documental interactivo en general.
En este blog ya avanzamos el verano pasado la importancia de este nuevo dispositivo, describimos desde obras pioneras como los trabajos de Nonny de la Peña en el ámbito periodístico, hasta proyectos como Clouds (James George y Jonathan Minard, también como proyecto seleccionado en el IDFA Doclab 2014) oAssent (Oscar Raby), entre otros.
Todo ello han sido pinceladas que nos han llevado a considerar el hecho de realizar esta extensa serie desde este blog debido a la gran cantidad de dudas e ilusión que está generando esta nueva tecnología. Para poderos explicar de primera mano que se siente al experimentar esta tecnologia y algunos de sus proyectos relacionados con la no ficción, hace un tiempo compré las gafas Oculuis Rift -con su paquete de desarrollo SDK2- y también probé varios proyectos en la conferencia ICIDS 2014, en Singapur. Además, aunque no pude asistir al Doclab de este año, tuve enviados especiales que me hicieron una valoración de la experiencia que vivieron allí durante los últimos dias de noviembre.
Vamos a empezar, como empezamos este blog en febrero de este año, por el principio. Así como empezamos el año con el post ¿De donde venimos?, vamos a definir el ABC de la realidad virtual extraída de definiciones de la Wikipedia y de obras científicas de referencia. En una fase más avanzada de esta serie,analizaremos una serie de obras con el objetivo de caracterizar un conjunto de buenas prácticas en este campo emergente.
La realidad virtual (RV) describe un entorno que es simulado por ordenador. Muchos entornos de realidad virtual son principalmente experiencias visuales mostradas en una pantalla o a través de unas gafas espectroscópicas, que pueden incluir información sensorial adicional, como sonido.
El término realidad virtual fue inventado por Jaron Lanier en 1989. Lanier, uno de los pioneros en este campo, fundó la empresa VPL Resarch (Virtual Programming Languages) con la que creó algunos de los primeros sitemas de RV en la década de 1980.
El término realidad virtual fue inventado por Jaron Lanier en 1989. Lanier, uno de los pioneros en este campo, fundó la empresa VPL Resarch (Virtual Programming Languages) con la que creó algunos de los primeros sitemas de RV en la década de 1980.
Jaron Lanier es un músico, pintor, escritor, informático considerado padre e inventor de la realidad virtual. Lanier inició su historia ante los ordenadores a la edad de 14 años en el estado de Nuevo México. En 1982, diez años más tarde, se consagró como el inventor de la realidad virtual al crear el concepto y término de "Realidad Virtual" e inventar el guante interactivo, idea que vendió posteriormente a la NASA. En los años 80, este norteamericano que contaba con 37 años era el dueño de la primera compañía de realidad virtual, la empresa "VPL Research Inc.", al tiempo que un reconocido pionero en el campo de la programación visual. También destaca en la actualidad como escriptor y filósofo de la cibercultura, intérprete y compositor de música clásica. Ha escrito artículos en diarios y revistas de prestigio como The New York Times, Discover, The Wall Street Journal, Forbes, Harpers Magazine, The Sciences y Scientific American, donde destaca por su crítica feroz sobre determinadas concepciones sobre las nuevas tecnologías.
En esa línea provocativa que le caracteriza, Lanier cuestiona hasta el mismo nombre que él mismo otorgó a esta ciencia:
“El nombre de realidad virtual no es un buen nombre. Pero sabia que tenia una especie de magia, y sabía que este terreno necesitaba algún tipo de magia. Me di cuenta de que representaba algo más que una simple moda tecnológica, que suponía una forma de validar de alguna manera el amor místico que tiene el público a la tecnología, y quería acusar recibo de esto. Pensé que la gente respondería, y me daba la sensación de que utilizar la palabra “realidad” serviría para ello, aunque también haya traído consigo una buena dosis de absurdo y estupidez. Recuerdo la vez que entré en la habitación donde estaban reunidos los antiguos miembros de VPL, y decían: “No quiero que se llame realidad virtual”. Chuck, que era el jefe de software de VPL, dijo:"No me gusta porqué habrá que decir RV, y a todo el mundo le va a venir a la cabeza un grupo de jubilados dando vueltas por lugares simulados”.
En relación con la irrupción y la dictadura de Internet, Lanier ya era muy claro años antes cuando anunció:
“Toda la cultura circulará por Internet. Nuestra cultura tendrá que adaptarse a su estructura o dejará de existir […] Quedará marginada, como mínimo. Si algo no se puede distribuir en Internet en el futuro, se lo arrinconará.”
También, entre otras críticas, se muestra muy crítico con los pilares de la informática actual:
“Una vez que ya tienes la estructura ya es irreversible. Tomemos esa porquería del MS-DOS y veamos qué le ha hecho a nuestros PC’s. Todo el mundo sabe que es una mierda, pero no podemos quitarnosla de encima. Hemos tenido que edificar sobre unos cimientos podridos. Si consideramos Internet como un sistema operativo nuevo de trinca, lo que hagamos con él afectará a nuestro futuro una barbaridad.”
Lanier es solo el primero, pero hubo más personajes destacados que conoceremos en futuros posts, en esta introducción al apasionante mundo de la realidad virtual y las gafas estereoscópicas. Recomiendo leer su último libro:Who Owns the Future? (2014)
Bonus tracks:
- Lanier en la Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Jaron_Lanier
- Web personal de Jaron Lanier: http://www.jaronlanier.com/
- Jaron Lanier: Who Owns the Future? (presentación de su último libro):https://www.youtube.com/watch?v=XdEuII9cv-UEn el post anterior de esta serie que estamos iniciando como regalo de navidad hemos introducido el concepto de Realidad Virtual y su principal pionero, Jaron Lanier. Pero, más allá de Lanier, existieron otros inventores que a principios del siglo XX realizaron aportaciones clave al campo, que después posibilitaron el nacimiento de esta tecnología como tal.
Tal es el caso de Sir Charles Wheatstone, científico e inventor británico que destacó durante la época victoriana por su invención del Estereoscopio, un aparato que creaba la ilusión de ver imágenes tridimensionales. También conocido por crear la técnica "Playfair" de codificación y el caleidófono, fue el aparato eléctrico conocido como el puente de Wheatstone -utilizado para medir las resistencias eléctricas-, el que le dio más reconocimiento profesional. En relación al Estereoscopio, nadie entendió, en ese momento seminal de la imagen, el potencial de la visión estereoscópica.
En 1838, la revista “Philosophical Transaction” de la Royal Society de Londres publicó un ensayo de Wheatstone donde describía el fenómeno de la visión estereoscópica. El texto argumentaba como resulta posible reproducir el efecto de la visión binocular observando separadamente con nuestros ojos dos imágenes tomadas desde puntos de vista a distancia pupilar o mayor.
Wheatstone descubrió que si posicionamos dos imágenes con esa misma separación y las montamos en un visor de tal manera que cada ojo vea la que le corresponde, se producirá un efecto de relieve tal como sucede con los cuerpos tridimensionales. Las primeras imágenes estereoscópicas de la historia de la fotografía fueron unos daguerrotipos del año 1842.
Aquel descubrimiento y la invención de un aparato estereoscópico se aplicaron de manera muy temprana en la fotografía, que sería presentada justamente un año después de la publicación de su artículo. La fotografía estereoscópica estuvo muy de moda en varias décadas del siglo XIX. Muchos fotógrafos realizaban vistas estereoscópicas utilizando cámaras especiales de dos objetivos, o bien con cámaras de un objetivo desplazable lateralmente.
El Ministerio de Cultura de España, por ejemplo, conserva cerca de 1.000 placas estereoscópicas de Jean Laurent, usando la técnica del colodión húmedo sobre placas de vidrio, en el formato 13 x 18 centímetros, con vistas de España fechadas entre los años 1857 y 1880. Jean Laurent fue uno de los más importantes fotógrafos franceses que trabajaron en España en el siglo XIX. Establecido en Madrid en 1843, comenzó a interesarse por la fotografía en 1855, tomando vistas panorámicas de ciudades, paisajes, monumentos y obras de arte de la península ibérica, así como retratando personalidades populares.
La historia de las gafas 3D y el de la estereoscopia estan muy relacionadas, usandose la mayoria de los avances de una materia en la otra inmediatamente, aunque no siempre ya que la estereoscopia cubre un espectro más grande que el de las gafas 3D incluyendo por ejemplo técnicas para ver 3D sin gafas. A continuaciónofrecemos una breve evolución cronológica comparada de los acontecimientos mas relevantes y significativos en los campos de la estereoscopia y las gafas 3D:
1838 - Charles Wheatstone creó el primer esteroscopio que permitía crear la ilusión de 3D o profundidad a traves de dos imágenes.
1839 - Charles Daguerre inventó el Daguerrotipo, precursor de la fotografía.
1853 - El aleman Wilhelm Rollmann publicó un articulo titulado "Dos nuevos metodos estereoscópicos", donde describió por primera vez el metodo de los anaglifos. Las imágenes de anaglifo o anaglifos son imágenes de dos dimensiones capaces de provocar un efecto tridimensional, cuando se ven con lentes especiales (lentes de color diferente para cada ojo). Se basan en el fenómeno de síntesis de la visión binocular y fue patentado por Louis Ducos du Hauron en el 1891.
1936 - Se comienza a comercializar el popular dispositivo para visualizar estereogramas a traves de micro transparencias llamado "View-Master".
1970 - Stephen Gibson patenta el sistema "Deep Vision" que se basa en anaglifos rojo-cyan. Este sistema se convertirá en el más utilizado debido a que puede reproducir el color de la piel y otros colores mejor que el rojo-azul o rojo-verde.
1980 - Lenny Lipton crea la empresa StereoGraphics y lanza al mercado su versión de gafas LCD de obturacion llamadas CrystalEyes.
Gafas estereoscópicas, un modelo pioneroEn los primeros dos posts hemos mencionado dos nombres propios de la Realidad Virtual como Jaron Lanier o Charles Wheatstone. En este post seguimos con el repaso histórico de esta tecnología y ciencia e introducimos un nombre propio más a la ecuación: Fred Waller.
La realidad virtual es una consecuencia del perfeccionamiento de las técnicas de simulación audiovisuales, que comenzaron con las primeras exhibiciones cinematográficas que fueron proyecciones de una locomotora en salas que imitaban los vagones de tren. La llegada de la televisión en los hogares norteamericanos conllevó que las grandes compañías de Hollywood experimentasen la crisis que provocó el hecho de que los espectadores ya no se desplazaran a las salas de exhibición. Corrían los años 50 y el cine fue cambiando por una tecnología electrónica. Fue una época donde todos los viejos proyectos de investigación respecto a nuevas máquinas se recuperaron y se volvieron atractivos. El criterio que se adoptó a la hora de recuperar el tiempo perdido en relación a la tecnología fue conseguir cosas que la televisión no era capaz de hacer, situación que motivó el cine tridimensdional, el sonido estereofónico, las pantallas anchas, etc.
Y de este modo llegamos al invento del cinerama de Fred Waller. El objetivo erahacer más anchas las pantallas que hasta entonces componían un rectángulo muy pequeño como campo visual. Waller construyó para las fuerzas Aéreas de Norteamérica un display para proyectar los primeros simuladores de vuelo: estos contaban con cinco cámaras, dos arriba y tres abajo, con la intención de cubrir las áreas periféricas del campo visual humano. Para hacerse una idea visual, más allá de la abstracción de mis plabaras, recomiendo mirar este video:
Video donde se explica la historia del Vitarama y el Cinerama
Después de la segunda Guerra Mundial Waller se centró en Hollywood y creó un conjunto de películas que fueron proyectadas de manera sincronizada sobre tres pantallas que se curvaban hacia dentro. Waller tuvo la ayuda de un productor, Mike Todd, con el que creó la primera película llamada This is cinerama. Fue un gran éxito ya que la pantalla envolvente creó la ilusión de la presencia. Como en los principios del cinematógrafo, algo nuevo se podía contemplar por primera vez...
El "Cinerama", en definitiva, fue el nombre comercial que se dio al proceso de filmar con tres cámaras sincronizadas y proyectar por medio de tres proyectores de 35 mm trabajando en igual sincronía, una imagen panorámica, incrementando su detalle y tamaño, sobre una enorme pantalla de cierta curvatura. El sonido era estereofónico, de siete pistas, y estaba grabado sobre una cuarta banda magnética de 35 mm a la vez sincronizada con los proyectores. Este dispositivo técnico Waller ya lo había ensayado con precisión previamente, pues había presentado en la Feria Mundial de 1939 en Nueva York un equipo de 11 proyectores llamado "Vitarama".
Pero el Cinerama no era perfecto, pues la imagen proyectada contenía dos lineas donde se unían los tres paneles que eran difíciles de ocultar, lo cual era una distracción para la audiencia a pesar de la buena definición del resto de la imagen. Las películas en Cinerama fueron en su mayoría documentales de viajes, formato y tema que se adaptaba a la perfección al tipo de sistema. La primera cinta que se rodó fue el documental Esto es Cinerama, pero posteriormente la Metro Goldwyn Mayer, en asociación con la empresa Cinerama, produjo dos películas de ficción: El maravilloso mundo de los hermanos Grimm (1961) y La conquista del oeste (1962).
La organización Cinerama produjo otros cuatro episodios centrados en los viajes:Cinerama Holiday (1955), Las Siete Maravillas del Mundo (1956), La búsqueda del paraíso (1957) y La aventura en el Mar del Sur (1958).
El sistema, ciertamente mastodóntico, presentaba además problemas debido al alto coste de las producciones, y toda la técnica necesaria para exhibirlas. Más adelante, tratando de buscar una alternativa al sistema que eliminara sus desafíos técnicos, se empezaron a producir películas en 70mm filmadas con una sola cámara que se vendían como Cinerama, pero que no estaban realmente filmadas en el proceso original.
Después de presentar a tres pioneros de la realidad virtual como Jaron Lanier, Charles Wheatstone y Fred Waller, nos vamos a detener en otro gran inventor en relación a las sistemas de simulación audiovisual del siglo XX, precursores directos todos ellos de la realidad virtual: Morton Heilig.
Heilig estudió filosofía en la universidad de Chicago. En 1950 obtuvo la graduación en dirección cinematográfica en el Centro Experimentale de Roma, y en 1958 completó el master en comunicación artística de la Universidad de Pensilvania. Este fue un momento clave en su trayectoria porque empezó a investigar con máquinas con el propósito de simular experiencias humanas y sensoriales con ellas.
Con una visión particular de las cosas, se puede decir que Heilig vivió avanzado a sus tiempos. Así definía a su invento, el "Sensorama":
"La presente innovación se relaciona en general con un aparato simulador, y, más en particular, con un aparato que estimule los sentidos de un individuo para que simule una auténtica experiencia de un modo realista."
Y de este modo veía Heilig el cine del futuro:
"La película de celuloide es un medio grosero y primitivo de registrar la luz y ya está siendo reemplazado por una combinación de una cámara de televisión y un grabador de cinta magnética. De forma similar, el registro del sonido en películas o discos se va reemplazando por el registro en cinta ... es fácil imaginar el cine del futuro " ¡Abra los ojos, escuche, huela, toque ...!
El Sensorama nace de la tradición simulativa de llenar todos los sentidos perceptivos. La máquina de Heilig consistía en una cabina con un asiento y un volante móvil, unas gafas estereoscópicas con reposacabezas, dos altavoces estéreo a cada lado, un dispositivo que emitía olores y ventiladores para eliminarlas. Al proyectar la película los mecanismos se activaban creando la ilusión real de un paseo de noche.
Heilig, fascinado con las posibilidades del Cinerama de Fred Waller, patentó el 1958 el la primera máquina más o menos integral de realidad virtual, aunque no contaba con la matemática informática aplicada. El Sensorama era una máquina como las que conocemos en las máquinas recreativas que utilizaba respuesta sinestésica -es decir, activaba movimientos físicos respondiendo a diferentes estímulos del usuario- y proporcionaba olores ambientales. Se trataba, según el mismo Heilig, de un "teatro de la experiencia" o "un arte de la conciencia".
El primer modelo simulaba la experiencia de conducir una moto por Brooklyn. Se podía oler la gasolina y también el olor de la pizza mientras se pasaba delante de la pizzería. El Sensorama fue el primer simulador diseñado para el entretenimiento, ahí radica su importancia.
Heilig también se interesó en máquinas de juego multisensoriales, en nuevos conceptos de cine y teatro interactivo, los cuales llamaba "participatorios". Heilig fue también pionero en la construcción del HMD (Head Mounted Display) o casco virtual, que Ivan Sutherland perfeccionó en 1968 incorporando el factor informático.
En mi investigación me ha interesado mucho este experimento, pues es la máquina que más se acerca a las gafas 3D, porque en cierto modo es inmersiva al máximo y avanza muchos aspectos que las Oculus Rift y otros modelos de gafas actuales están contemplando.
Ivan Sutherland es nuestro último pionero de la realidad virtual en esta introducción de la serie llamada "Realidad virtual. Como afectará a los webdocs". Considerado el padre creador de los gráficos de la computadora, en su tesis de doctorado presentó su invento, el Sketchpad o bloque de bocetación, contribución clave al estudio de los gráficos computerizados y la interacción de la computadora. Sutherland introdujo conceptos como la interacción de la computadora, el modelo tridimensional, simulaciones visuales, diseño automatizado (Computer Assistant Design o CAD) y el concepto de realidad virtual.
Sutherland comenzó a aprender desde muy pequeño. Su padre, doctorado en ingeniería civil y su madre, profesora, influyeron de manera decisiva en él para que apreciara el arte de aprender. Sutherland se ha autodescrito siempre como un pensador visual, centrando sus líneas de investigación en los gráficos del ordenador.
Su primera experiencia con la informática fue con un ordenador llamado Simon. Era una computadora basada en la retransmisión de seis palabras de dos bits de memoria. El primer gran programa de computadores de Sutherland era conseguir que Simon se pudiera dividir. Para hacer la división posible, agregó una parada condicional al conjunto de instrucciones de la máquina.
Sutherland fue uno de los poco estudiantes del bachillerato que escribió un programa de computadora de esa magnitud. Fue a la Universidad de Carnegie con una beca completa. Obtuvo su diplomatura en ingeniería eléctrica y luego consiguió una licenciatura en ingeniería eléctrica en el Instituto Tecnológico de California. Se doctoró en el MIT donde desarrolló su tesis doctoral: "Sketchpad: A Man-machine Graphical Communication System" (Sketchpad: Un sistema de comunicaciones gráfico-humano). El Sketchpad era un programa único desarrollado por la computadora Tx-2. Esta computadora presentaba la peculiaridad de estar conectada en línea, cosa extraña durante los años 60.
Sketchpad, proyecto de doctorado de Sutherland
El Sketchpad podía crear dibujos altamente exactos. También introdujo innovaciones importantes como estructuras de memoria para almacenar objetos y la capacidad de enfocar hacia dentro y hacia fuera. Una vez en el ejército, Sutherland trabajó para la NASA (Nacional Security Agency) como ingeniero eléctrico. El año siguiente fue traspasado al ARPA (Advanced Research Project Agency) del departamento de defensa, donde dirigió proyectos de investigación relacionados con la inteligencia artificial.
Después de pasar por Harvard se hizo profesor de la universidad de Utah, creando en la reputación de la escuela una meca para los gráficos de la computadora. En 1976 Sutherland se convirtió en el jefe del departamento de informática de Caltech, una empresa que se dedicaba al disseño de circuitos integrados. Sutherland ayudó en el diseño de los chips, producción que arrasó el mercado a través de las empresas de Silicon Valley.
Head Mounted Display, modelo diseñado y programado por Ivan Sutherland
Entre sus innumerables aportaciones, dio forma al concepto de mundo virtual y advirtió la importancia de introducirnos en él no sólo a través de la vista y el oído, sino también con el tacto. Este científico buscaba el modo en que los seres humanos se expresan con los objetos físicos realizando varias acciones. También en este campo, en 1968 se imaginó el concepto de poder recibir imágenes por ordenador a través de gafas, y creó el primer modelo de"Head mounted display", adelantándose a lo que hoy en día se conoce como realidad virtual y a los modelos de gafas que fabricantes como Oculus VR, Sony o Samsung están produciendo en la actualidad.
Primer prototipo de Head Mounted Display
Sutherland combinó cascos virtulas (partiendo del primer invento realizado por Morton Heilig) y tecnologías televisivas con computadoras que tenían programados modelos tridimensionales de paisajes y casas. Todo ello nos hace considerar a este inventor polifacético como uno de los grandes personajes del medio digital interactivo, pionero de la tecnología digital en mayúsculas por sus aportaciones y contribución al campo.
Después de la introducción al campo de la realidad virtual e inmersiva -siempre necesaria para ubicarnos en el espacio correcto-, vamos a entrar en materia. Según la Wikipedia, la Realidad Virtual es "una ciencia que a través de ordenadores y otros dispositivos produce una apariencia de realidad o simulación que permite al usuario percibir 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 dispositivo denominado visor. Algunos de estos pueden ser artefactos colocados en un casco, anteojos (gafas) y hasta equipos integrados por trajes y guantes equipados con sensores diseñados para simular la percepción de diferentes estímulos, los mismos que intensifican la sensación de realidad.
Primero se trata de saber qué tipos o modalidades de Realidad Virtual (RV) existen. Esta puede ser de tres tipos: inmersiva, semi-inmersiva y no inmersiva.
a) Los métodos inmersivos de realidad virtual con frecuencia se relacionan con un ambiente tridimensional creado a través de un ordenador el cual se manipula a través de cascos, guantes y otros dispositivos que capturan la posición y la rotación de diferentes partes y coordenadas del cuerpo humano. Con ella se consigue una inmersión total mediante perifericos (cascos de realidad virtual, gafas, posicionadores, HDM, etc.), hasta el punto de desaparecer el mundo real. Nos acercamos en este caso a la navegación, a través de la cual ofrecemos al sujeto la posibilidad de experimentar (moverse, desplazarse, sentir, etc.) determinados espacios, mundos, lugares, como si se encontrase en ellos.Los dispositivos inmersivos son de alto costo y por ello muchas veces los usuarios prefieren manipular el ambiente virtual por medio de dispositivos familiares como son el teclado y el ratón, en vez de cascos y guantes.
b) En el modelo semi-inmersivo, interactuamos con el mundo virtual, pero sin estar sumergidos en el mismo, por ejemplo a través de un monitor. Este tipo de RV es muy común en los videojuegos en la actualidad ya que no requiere ningun programario especial.
c) La realidad virtual no inmersiva utiliza medios como el que actualmente nos ofrece Internet en el que podemos interactuar en tiempo real con diferentes personas en espacios y ambientes que en realidad no existen sin la necesidad de utilizado dispositivos adicionales al ordenador. Este enfoque no inmersivo presenta ciertas ventajas sobre el enfoque inmersivo: bajo coste y fácil y rápida aceptación por parte de los ususarios.
Las aplicaciones de la RV, aunque centradas inicialmente en el terreno de los videojuegos, se ha extendido a otros muchos campos, como la medicina o las simulaciones de vuelo. Por lo que se refiere al campo de la realidad o el documental, es más inusual, pero la aparición de las gafas hace unos meses cambió todo el panorama.
Lo cierto es que la realidad virtual aumenta lo bidimensional hasta las posibilidades que ofrece la tridimensionalidad en su relación de semejanza o analogía con lo real. Con el tiempo conseguirá eliminar la frontera existente entre realidad e irrealidad. No se trata en este caso de la imposibilidad de separación entre lo real y aquello que no lo es, sino la difusión de los límites que los separan. La amplia variedad de posibilidades que ésta ofrece ha facilitado el establecimiento de un estatus de realidad, sustentado fundamentalmente en tres aspectos:
- La realidad virtual es compartida con otras personas. Se centra generalmente en la interacción interpersonal, que a pesar de no producirse en el mismo espacio-tiempo, sí es percibida como un acto colectivo.
- Tiene una estrecha relación con el mundo físico dada su interrelación e influencia mutua. La experiencia en la realidad virtual viene mediada por la experiencia en el mundo real y ésta es influida por lo que allí es experimentado.
- Está interconectada con la producción artística, ya que se convierte en un espacio más de creación con motivaciones estéticas.
Actualmente varias empresas compiten en una cuenta atrás para desarrollar diferentes modelos de gafas que permitan al usuario introducirse en una dimensión nueva, algo que no se puede describir con palabras, se debe experimentar por si. Quien parece en mejor posición para ello son las gafas Oculus Rift, porque Facebook las compró y ya se han desarrollado varios proyectos con este dispositivo. Pero también Google, Sony o Samsung, e incluso alguna empresa española como Immersion Vrelia, se ha aventurado a competir en este mercado emergente.
La realidad virtual ideal seria la que desde una inmersion total nos permita una interaccion sin limites con el mundo virtual, ademas de aportarnos como mínimo los mismos sentidos que tenemos en el mundo real (vista, oido, tacto, gusto y olfato). Sin embargo, la mayoria de los sistemas actuales se centran en unicamente dos sentidos (vista y oido), debido a la dificultadas y costes de simular los otros sentidos.
Otra duda frecuente es en qué se diferencia la realidad virtual de la realidad aumentada. La diferencia subyace en que en la realidad virtual el mundo real desaparece, pero en la realidad aumentada este continua presente y ademas es enriquecida con nueva informacion.
En la realidad aumentada, esto se consigue a través de un dispositivo que cuente como minimo con la combinacion de una camara y una pantalla. Al visualizar la realidad en la pantalla (de un movil o unas gafas), observamos la misma realidad en tiempo real, pero el dispositivo se encarga de añadir informacion adicional como por ejemplo, en los casos de:
- Turismo: Al observar un paisaje el dispositivo nos puede informar de lugares que podemos visitar y a que distancia estamos de los mismos.
- Objetos Virtuales: Mediante un trozo de papel en el que hay dibujado una figura geométrica simple, el software puede recrear un objeto virtual y este ser añadido a la realidad para ser observado.
- Educación: Al visitar un museo podemos visualizar un cuadro o una escultura a través del dispositivo que estemos utilizando y que éste nos ofrezca información en pantalla acerca del autor, estilo, etc.
- Medicina: Ppuede aportar informacion util en tiempo real, como por ejemplo el numero de latidos, temperatura, bordes de un tumor, etc...
- Etc.
Por otro lado, algunos de los usos actuales mas frecuentes de la realidad virtual son los siguientes:
- Entrenamiento de pilotos, astronautas, soldados, etc.
- Medicina educativa, por ejemplo para la simulacion de operaciones.
- CAD (diseños asistido 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.).
- Tratamiento de fobias (aerofobia, aracnofobia, claustrofobia, etc..)
- Juegos, Cine 3D y todo tipo de entretenimiento.
Hasta ahora hemos definido la realidad virtual como la representación de la realidad mediante aparatos electrónicos que da como respuesta una ilusión óptica, ya que ésta es una realidad perceptiva sin soporte físico y por lo tanto no es real sino simulada. Una realidad virtual a su máximo exponente sería un tipo de realidad que nos permita una interacción sin límites y una inmersión total dentro del mundo virtual, dando respuesta a todos los sentidos del ser humano (oído, tacto, vista, olfato y gusto) para tener una sensación de realidad mayor.
Vamos ahora a comparar dos técnicas de realidad: la realidad virtual y la realidad aumentada (RA). Esta última se basa en la superposición de una imagen virtual en la realidad mediante un dispositivo. Es decir, mientras observamos un entorno real mediante algún dispositivo, se crea una imagen virtual y sólo las personas que ven la realidad con el dispositivo pueden acceder a toda la información.
Ronald Azuma, en 1997, definió las partes que se habían de ensamblar para poder definir qué se ve y qué no se ve en la realidad aumentada. Las resumimos a continuación. Primeramente, la RA debía ser el fruto de una combinación de elementos reales con elementos virtuales, en tiempo real y la capacidad de utilizar tecnología 3D.
Además, para que el usuario disfrute de la combinación entre lo que es real y lo que es virtual se necesita un proceso. Primeramente se necesita capturar una imagen -un código que al escanearse inicia una secuencia para crear la realidad aumentada-. Para que la cree, debe haber algún programa que la identifique, como por ejemplo los códigos QR, que sin el programa adecuado -lector de QR- no se activan.
La imagen que inicializa la secuencia se llama marker (marcador). Normalmente estos marcadores tienen una forma cuadrada o triangular para que sea fácil su identificación. También tienen pocos detalles y la mayoría están hechos con formas geométricas. Si bien el marcador es la forma mayoritaria en que podemos disfrutar de la realidad aumentada, existe otra técnica llamada "markless tracking", en la que el disparador no es una imagen cuadrada como la anterior sino que ésta se conforma a partir de los objetos que encontramos en el día a día, como pueden ser coches, zapatos o otros objetos. Esta técnica utiliza el reconocimiento de la escena. Pero no siempre es lo mismo lo que vamos a encontrarnos representado, y por ello necesita una base de datos para que reconozca la mayor variedad de objetos que queremos.
Por último está el procesado, que vendría a ser la combinación en la pantalla de las imágenes reales y las que se han creado por ordenador. Como es lógico, hace falta un dispositivo que lleve a cabo este proceso. En este dispositivo se pueden distinguirtres partes importantes: el dispositivo de entrada (la cámara del móvil pero también puede ser el GPS, entre otros), el acelerómetro (para saber la posición real del objeto en su representación virtual), y el procesador (que se encarga de identificar la imagen para extraer el código y procesarlo, y para ello necesita una procesamiento rápido). Aquí es donde se forman la imagen final se envía al dispositivo de salida. El dispositivo de salida se encarga de mostrar la imagen final al usuario, por lo tanto necesita poder reproducir imágenes tanto reales como virtuales.
En un post anterior ddscribimos la historia de la estereoscopia. Ahora vamos un paso más allá y presentamos una breve historia de la realidad virtual.
- 1838 - El inventor británico Charles Wheatstone crea el primer estereoscopio, que consistía en una especie de gafas en las que se situaban 2 fotografias distintas en cada ojo, creando una imagen 3D en el interior del cerebro, o más bien la sensación de profundidad.
- 1929 - Se crea el primer Link Trainer (también conocido como Blue Box), que era un simulador de vuelo mecánico. Mas de 500.000 norteamericanos fueron entrenados en simuladores basados en este modelo.
- 193X - Se crean en Estados Unidos simuladores mecánicos para estudiar las crecidas de ríos y presas.
- 1945 - Con el ENIAC (primer ordenador electrónico) se realizan las primeras simulaciones de trayectoria de proyectiles. Más tarde también fue utilizado en el proyecto Manhattan para la simulación de explosiones.
- 1958 - La empresa Philco Corporation crea un casco de realidad virtual que utiliza los movimientos de la cabeza del usuario para realizar los desplazamientos.
- 1965 - Ivan Sutherland describe el concepto de realidad virtual en un articulo titulado "The Ultimate Display", pero en el articulo no llega a utilizarse el término exacto.
- 1966 - Ivan Sutherland junto con otros ingenieros, crean el primer casco HMD. Los desplazamientos eran realizados con los movimientos de la cabeza.
- 1967 - Ivan Sutherland y David Evans fundan la empresa "Evans & Sutherland" y desarrollan el primer programa diseñado para crear mundos virtuales con imágenes 3D, datos almacenados y aceleradores.
- 196X - El Sensorama de Morton Heilig, ddl que ya hemos hablado en un post anterior.
- 1968 - La empresa Evans & Sutherland crea el primer casco estereoscópico.
- 1971 - Frederick Brooks crea Grope II, un sistema que permite visualizar moleculas complejas.
- 1979 - Se crea el primer simulador de vuelo basado únicamente en sistemas informáticos.
- 1984 - William Gibson publica su novela Neuromancer donde se utiliza por primera vez el término Ciberespacio para hacer referencia a un mundo virtual.
- 1992 - Se estrena la pelicula El Cortador de Cesped (The Lawnmower Man) ayudando aun mas a popularizar el concepto y aplicación de la realidad virtual. La pelicula dirigida por Brett Leonard tuvo un costo total de 10 millones de dólares y recaudó más de 150.
- 1994 - Primera versión del VRML (Virtual Reality Modeling Language), lenguaje para la representación de escenas y objetos 3D en la web.
En la parte 7 de esta serie navideña sobre la realidad virtual comparamos la realidad virtual con al aumentada, y ofrecimos una breve cronología de la realidad virtual. En este post vamos a ir un paso más allá y vamos a describir un conjunto de dispositivos útiles en este tipo de realidad. Todo ello nos abre el abanico de posibilidades, pero sobretodo lo más interesante puede venir en breve, cuando esos nuevos dispositivos se puede interconectar entre ellos. Entonces las combinaciones seran infinitas. Lo que vamos a ver este siglo.... Vamos a hablar en profundidad de los principales componentes de la realidad virtual, tales como los trackers, los guantes, los Head Mounted Display, CAVE, las cabinas de simulación o los móviles.
Los Trackers
Uno de los elementos clave de la realidad virtual son los dispositivos de seguimiento o rastreo que dan información sobre la posición y orientación del usuario, ya sea la mano, el cuerpo, la cabeza, o alguna otra parte del cuerpo en el ordenador.
Existen diferentes dispositivos tipo tracker:
-Trackers Mecánicos: son dispositivos que tienen conexión física entre el objeto y un punto fijo. Los ángulos nos dan información de la posición y la observación.
-Trackers Electromagnéticos: son dispositivos que utilizan los campos magnéticos generados por un transmisor fijo para saber la posición exacta de un objeto.
-Trackers Ultrasónicos: son dispositivos que utilizan ultrasonidos para determinar la posición del objeto.
-Trackers Ópticos: utilizan la luz para poder conocer la orientación y posición del objeto.
-Trackers Inerciales: utilizan las propiedades físicas asociadas al movimiento para detectar la aceleración.
-Trackers Electromagnéticos: son dispositivos que utilizan los campos magnéticos generados por un transmisor fijo para saber la posición exacta de un objeto.
-Trackers Ultrasónicos: son dispositivos que utilizan ultrasonidos para determinar la posición del objeto.
-Trackers Ópticos: utilizan la luz para poder conocer la orientación y posición del objeto.
-Trackers Inerciales: utilizan las propiedades físicas asociadas al movimiento para detectar la aceleración.
Guantes
Los guantes son dispositivos que permiten al usuario interactuar con el mundo virtual que está viendo. El objetivo principal del guante es permitir al usuario manipular objetos en el mundo virtual. Son utilizados comúnmente en entornos de realidad virtual en el que el usuario ve una imagen y puede manipular los movimientos del entorno virtual utilizando el guante.
El primer guante comercializado fue el DataGlove, creado por Thomas Zimmerman, un guante equipado con sensores que detectaban los movimientos de la mano e interconectaba estos movimientos con un ordenador.
El CyberGlove, desarrollado con pacientes del HNP, tiene los sensores colocados en cada uno de los dedos y en la palma de la mano, para poder de este modo captar el movimiento y reproducirlo en 3D en tiempo real.
Otro modelo es el Power Glove, un guante diseñado por Nintendo. Este guante es el primer controlador de interfaz periférica para recrear movimientos de mano humanas sobre una pantalla de televisión o de ordenador.
HMD
HMD
Los HMD (Head Mounted Display) son dispositivos que proporcionan un entorno virtual completamente inmersivo y que consiste en dos pantallas, situadas frente a los ojos, que hace que el efecto estereoscópico parezca real a los ojos del usuario. La imagen que ve el usuario cambia en función de su posición. Los HMD pueden ser monoculares o binoculares, según si las imágenes creadas por el ordenador se reproducen en un ojo o en ambos ojos.
Es en esta categoria es donde encontramos las últimas novedades y avances en este ámbito, como es el caso de los diferentes modelos, tales como las Oculus Rift, Sixense, Morpheus o Immersion Vrelia
CAVE
El dispositivo Cave apareció en el año 1992 y se trataba de una habitación donde las paredes actúan de monitor gigantes que emiten de forma asíncrona imágenes para cada ojo, por lo que, cuando el usuario mira con las gafas, tiene la sensación de 3D.
En las gafas encontraremos los trackers que dan la información en el ordenador, como cambiar la proyección del escenario cuando el usuario está moviendo.
Cabinas de simulación
Las cabinas de simulación son grandes aparatos en los que se sumergen los usuarios como si estuvieran realizando maniobras dentro de un vehículo. En las inmersivas hay también sonido estéreo, para hacer la experiencia más real. Se suelen encontrar en los salones recreativos, como el ejemplo que comentamos del Sensorama (Morton Heilig).
Móvil
Es una herramienta muy importante en relación a la realidad aumentada ya que permite al usuario interactuar. Es un dispositivo que se debe tener en cuenta porque hay poca gente que no disponga de un smartphone. Es uno de las principales dispositivos que se utilizan para la realidad aumentada. Aquí también hay que añadir otros elementos como tabletas, asstentes personales digitales o PDA, etc.
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