Realidad virtual

Tecnología. Computación. Ambientes artificiales. Dimensiones. Aplicaciones. Telepresencia. Discapacidades. Componentes y equipación

  • Enviado por: Akire
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 23 páginas
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INDICE

 

Introducción

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1. Realidad Virtual

1.1 Conceptos de Realidad Vitual

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4

1.2 Características de un sistema de Realidad Virtual

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5

1.3 Parametros

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5

1.4 Factores Humanos en Ambientes Virtuales

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5

5

2. Diferencia entre lo real y lo virtual

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2.1 La Sociedad Virtual y la Academia

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7

3. Historia de la Realidad Virtual

8

3.1 Cronología de la Realidad Virtual

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9

4. Clasificación de la Realidad Virtual

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5. Objetivos

5.1 La Realidad Virtual tiene como Objetivos

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6. Aplicaciones de la Realidad Virtual

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7. Equipamiento Necesario

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7.1 Dispositivos Importantes

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7.2 Navegadores y Editores de RV

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8. Componentes de inmundo Virtual

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9. Futuro de la Realidad Virtual

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Referencias

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INTRODUCCION

Realidad virtual es un término muy utilizado para describir simulaciones visuales de la realidad física que nos rodea. Pero, si bien en éste momento el término está intimamente relacionado con procesos de generación de imágenes animadas en ordenadores u computadores, no siempre fué así. En los últimos años, la imágen animada se ha convertido en tan importante como el texto ó el lenguaje oral para trasmitir conceptos e ideas.

Y es que hasta hace poco tiempo, la realidad concreta, se describía a través de textos e imágenes fotográficas ( fijas ó animadas) ó el lenguaje oral, siempre de manera parcial y fragmentaria. También, y con los mismos medios, se pueden describir realidades supuestas, imaginarias, potenciales.... aunque ésto, en cierto sentido suponga la contradicción de describir una realidad ireal.

Un engaño, una mentira, una simulación efectiva, una contradicción, que se convierte en la herramienta básica del arte en general y de la literatura y pintura en particular. Describir algo que aún no existe ó que quizás nunca existirá, presentarlo como real aunque sólo sea un fantasma, motorizar a través de ello nuevas ideas, nuevos mundos, nuevas relaciones, etc...

Hasta aquí las fábulas, los cuentos mitológicos, la ficción de la novela, la poesía, la pintura y la escultura , la arquitectura, y .... el cine, esa maravilla de éste siglo que nos permite entrar de lleno ( aunque sólo con nuestra mente ) en otros paisajes, culturas y situaciones.

Pero algo, en los últimos años, acompañado por el desarrollo de los ordenadores, ha venido a ampliar la frontera.

El 4D ó mundos virtuales cuatridimensionales

Para darnos una idea del impacto que puede producir este ripo de representación en nuestra percepción y conocimiento tomaremos un ejemplo.

Imaginemos que por al menos un instante que entramos en el mundo de las hormigas, y que, debido a nuestra capacidad de abstracción logramos entender al menos basicamente el comportamiento y la manera en que se mueven dentro de un contexto determinado.

1D. Si las hormigas se mueven solo por los caminos trazados, como si fuera un hilo, en cada encuentro no habría demasiada información que intercambiar. Es más, aún existiendo otro hilos, nadie los detectaría porque solo podemos ver unicamente el nuestro. Es, imaginariamente, un mundo Unidimensional.

Solo podemos ir y volver por el mismo lugar, en úna única dirección, sin mayores opciones más que estar en movimiento ó detenernos.

2D. Si esos hilos ó caminos se entrecruzan al mismo nivel aumenta la complejidad de la trama y por ende las opciones. Es un mudo en donde también puedo elegir hacia donde voy y encontrarme con otros caminos e informaciones posibles. Es un plano, limitado o nó, con infinidad de alternativas, excepto moverme hacia arriba ó hacia abajo. Es un mundo Bidimensional.

3D. Ya dentro del hormiguero, es necesario crear una red de caminos mucho más densa y relacionada. El hormiguero es basicamente un mundo tridimensional, en donde podemos pasar de un plano a otro, de un canal a otro y aún así, desarrollar todos los caminos posibles en la mínima cantidad de espacio. Pero por lógica, nuestra visión está limitada por las mismas paredes de los canales y por los espacios de encuentro de dos ó mas redes.

4D. Supongamos ahora, que como próximo paso, quiero comprender la totalidad de lo experimentado en cada dimensión pero sin las limitaciones físicas (producto de que no podemos atravesar cosas materiales) de los planos ó los canales.

Es necesario entrar en un nivel de abstracción superior y ver la totalidad para comprender la organización de este mundo hormiga, para lo cual, ya no podemos corporizarnos en la visión de una determinada hormiga, sino, como en el cine, ir atravesando con una cámara de observación los sectores que nos interesan. Alejarnos u acercarnos, girar el mundo o nosotros mismos, verlo opaco o transparente, atravesarlo, observar comportamientos particulares o generales, etc...

Es un mundo cuatridimensional, inmaterial en el sentido que no responde necesariamente a la gravedad . De límites solo visuales. Donde no existen planos de apoyo o de referencia. Es una especie de espacio nuevo, complejo, al menos difícil de interpretar para nuestra tridimensionalidad.

 

1. REALIDAD VIRTUAL

1.1 DEFINICIONES DE REALIDAD VIRTUAL

A finales de los 80´, los gráficos por computadora entraron en una nueva época. No era que las soluciones tridimensionales (3D)comenzaran a reemplazar los enfoques bidimensionales y de dibujos de líneas (2D), sino que también existía la necesidad de un espacio de trabajo totalmente interactivo generado a través de la tecnología.

La realidad virtual, hija joven de la informática y tal vez la más controvertida, y desconocida. Su nombre sugiere una gran variedad de interpretaciones, mismas que se prestan a especulación y fantasía. Aunque no existe una definición totalmente aceptada de realidad virtual podemos decir que consiste en "La simulación de medios ambientes y de los mecanismos sensoriales del hombre por computadora, de tal manera que se busca proporcionar al usuario la sensación de inmersión y la capacidad de interacción con medios ambientes artificiales"

OTRAS DEFINICIONES:

* Es la experiencia de la telepresencia. Simulación interactiva

* Es cuando se está en un ambiente de red y varias personas aportan sus realidades entre sí, es el caso de las BBS.

* Otros se limitan al uso de equipos sofisticados que permitirán al usuario sumergirse en un

mundo artificial realidades sintéticas tridimensionales interfaseadas al ser humano mediante

métodos específicos de interacción.

* Es un modelo matemático que describe un espacio tridimensional, dentro de este espacio

hay objetos, que pueden representar cualquier cosa, desde un cubo hasta un desarrollo

arquitectónico.

* Es un paso más allá de la simulación por computadora, simulación interactiva, dinámica y

en tiempo real de un sistema. NO ES UNA TECNICA SINO UN ENTORNO EN EL QUE SE DESARROLLAN VARIAS TECNICAS.

* REALIDAD VIRTUAL Y REALIDAD ARTIFICIAL NO SON SINONIMOS. La realidad virtual tiende a destacar la posibilidad de simular el mundo real con una finalidad cognoscitiva, simulando basándose en modelos que se demuestren instrumentalmente adecuados para ese objetivo. La realidad artificial simula entornos y escenas inexistentes, o imposibles porque incumplen leyes físicas a fin de explorar las potencialidades expresivas del medio más allá de sus capacidades reproductivas en relación con lo real. La tecnología de la RV asume todo lo que puede ofrecer la realidad artificial e incluso todo lo que permite a la imaginación, mezclando lo artificial con lo real

1.2 CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DE REALIDAD VIRTUAL:

La inmersión : propiedad mediante la cual el usuario tiene la sensación de encontrarse dentro de un mundo tridimensional.

Existencia de un punto de observación o referencia: permite determinar ubicación y posición de observación del usuario dentro del mundo virtual

Navegación: propiedad que permite al usuario cambiar su posición de observación.

Manipulación: característica que posibilita la interacción y transformación del medio ambiente virtual.

1.3 PARAMETROS PARA COMPARAR SISTEMAS DE REALIDA VIRTUAL:

Velocidad de respuesta

Calidad de las imágenes proyectadas

Números de sentidos

Calidad con que se simulan

Calidad con que se logran los efectos de inmersión y manipulación del ambiente virtual.

1.4 FACTORES HUMANOS EN AMBIENTES VIRTUALES

Incluyen factores de salud como el vértigo por el resplandor el cual puede inducir un ataque, daño auditorio y el oído interno causado por el audio de alto volumen, movimientos prolongados repetitivos los cuales causan heridas por el sobreuso y daños de la cabeza, del cuello o espina vertebral debido al peso o posición de los cascos. Los factores de seguridad también necesitan ser considerados.

¿Qué tan seguro es que este el usuario si el sistema falla?. Las manos y los brazos pudieran ser pinchados o sobre extendidos si un dispositivo de retroalimentación falla, el usuario podría ser desorientado dañado si falla la computadora y repentinamente manda al usuario a la realidad, interrumpiendo el sentido de presencia.

2. DIFERENCIA ENTRE LO REAL Y LO VIRTUAL

El desarrollo de computadoras más veloces, el crecimiento de las memorias RAM y la miniaturización siempre creciente de los componentes junto a los avances en el diseño de sofisticados programas de gráfica han hecho aparecer en las pantallas "mundos" completamente artificiales. El film "El hombre del jardín" ha sido especialmente ilustrativo acerca de este nuevo campo llamado "realidad virtual". Esta nueva expresión ya está entrando en el lenguaje diario, aunque algunas veces en forma no muy apropiada. ¿Qué es, en verdad, una realidad "virtual?" ¿Qué es lo que, en computación o en teleinformática, podemos llamar con propiedad "realidad virtual?" ¿Puede tener importancia fuera del mero ámbito de la recreación (juegos de computadoras)? ¿Afecta la enseñanza, especialmente en la universidad?

Vivimos en una época de Realidad Virtual. Creemos que todo es real a nuestro alrededor, sin embargo en gran parte es gran medida ficción. Por tanto, ficción, mulación, que asimilamos a través de los canales que tenemos a disposición: desde la TV hasta las revistas.

La Realidad es la cualidad o estado de ser real o verdadero.

Lo virtual es lo que resulta en esencia o efecto, pero no como forma, nombre o hecho real.

El scrolling de toda computadora ejemplifica la RV, al hacer scrolling de un mapa el usuario tiene la facilidad de que con el Mouse puede ir viendo la parte del mapa que prefiera, esto da la sensación de ir navegando por el mapa, pero este no está en ningún lado, ya que no es cierto que la computadora este viendo ese pedazo del mapa y lo demás esté oculto en el espacio, ya que lo que se está viendo no se encuentra en ningún lado, porque la información está en el disco y al darle la instrucción a la máquina de que busque la información esta la busca en el rígido y la procesa a tal velocidad que la impresión que le da al usuario es que el mapa está ahí pero en realidad, no existe.

2.1 LA SOCIEDAD VIRTUAL Y LA ACADEMIA

Dos indicadores de este creciente interés son la aparición de disciplinas académicas dedicadas a su estudio, como la flamante ciberantropología, reconocida como disciplina académica en 1992, y la multiplicación de eventos académicos dedicados a discutir su naturaleza, de los cuales los más importantes son los Congresos

Mundiales sobre el Ciberespacio, el quinto de los cuales se realizó en Madrid en junio de 1996, y las implicaciones que tendrá su expansión sobre los distintos órdenes de lo social.

Se vienen multiplicando, también, los ensayos y las tesis académicas dedicadas al análisis de la sociedad virtual. Sus temas son tan variados como el estudio etnográfico de las comunidades virtuales —los hackers, los cultores de los juegos de rol en línea (muds), los cyberpunks, etc.—, las nuevas identidades sociales que vienen emergiendo en el mundo virtual, y la forma cómo se plantean viejos temas de la dinámica social real en la sociedad virtual, como, por ejemplo, las percepciones y las interacciones entre raza, etnía y género, o la relaciones entre la economía, las comunicaciones y el poder.

Existe una rica y compleja dialéctica entre la sociedad real y la sociedad virtual, cuyas características recién empiezan a explorarse. Una influye sobre la otra y viceversa. A medida que un mayor número de personas se van incorporando a las redes, y a través de ellas en diverso grado a la sociedad virtual, el peso relativo de ambas se va modificando y con él se altera también la lógica de sus interacciones.

La sociedad real y la virtual comparten un conjunto de características comunes, pero también tienen grandes diferencias. Por una parte, prácticamente todas las contradicciones sociales de la sociedad real se encuentran también en la sociedad virtual, pero la forma en que éstas se despliegan adquiere en algunos casos matices propios y en ciertas oportunidades adopta una lógica abiertamente contradictoria con la del mundo social real. Tal cosa sucede, por ejemplo, en las relaciones entre las colectividades sociales y las naciones. Mientras que en la sociedad real moderna las naciones son un referente decisivo, en la sociedad virtual éstas no tienen una significativa importancia. El ciberespacio no tiene fronteras y es planetario por su naturaleza. Sin embargo, las posibilidades del pleno despliegue de las potencialidades de la sociedad virtual pueden ser apoyadas o bloqueadas de acuerdo, por ejemplo, a la política adoptada por los gobiernos de la sociedad real. A su vez, la trama de las relaciones sociales establecidas en el ciberespacio puede jugar un papel muy importante en la aceleración de la crisis del Estado-nación de base territorial, como hoy lo conocemos.

3. HISTORIA DE LA RV

La expresión mundos virtuales fue usada por primera vez por el consultor en administración Donald Schon en 1982, para referirse a las imágenes que mantiene un sujeto acerca del entorno con el cual interactua. Posteriormente, estos términos han sido retomados, discutidos y difundidos, por el Dpto. de Ciencias de la Computación de la Univ. De Carolina del Norte. En 1993, el manual "DESIGNING VIRTUAL WORLDS" obtuvo premio de la Evans & Shuterland Co. como "award-winning copywrited guidebook".

El primer sistema que se proponía atravesar el umbral de las dos dimensiones y recrear una verdadera "telepresencia en un espacio de datos" (Telepresence in Dataspace) fue concebido en los laboratorios Ames de la NASA en California, por un equipo dirigido por Michael Mc Greevy. El proyecto Virtual Environment Display, iniciado en 1984, tenía como objetivo la construcción de una estación de trabajo virtual destinada a ser utilizada en misiones espaciales de la NASA.

Con la creación de los dispositivos cada vez más sofisticados como los guantes de manipulación o los trajes sensitivos completos, con dotadores de sensores y visores especiales, la RV involucra además de la vista y el oído, el tacto y el llamado "sentido del cuerpo". Se está pasando así desde una prolongación de lo real en lo virtual por contigüidad" hacia una "inyección de lo real en lo virtual".

En el año 1994, durante la primer Conferencia anual de WWW, en Génova, Berners-lee y Ragett, organizaron una reunión para discutir las interfaces de la RV al WWW. Resultando que muchos participantes estaban trabajando en proyectos para conseguir herramientas de visualización tridimensional que interoperaran con el Web. La fuerza de trabajo en torno a la RV, se concentró en torno a una lista de correo donde se llegó a un consenso sobre los requerimientos para conseguir un lenguaje modelado de RV, y así discutieron las tecnologías existentes antes de pronunciarse por la tecnología Open Inventor, de Silicon Graphics.

Realidad virtual

3.1 CRONOLOGIA DE LA REALIDAD VIRTUAL

1965 Surge el concepto de Realidad Virtual, cuando Ivan Sutherland (hoy miembro de Sun Microsystems Laboratories ) publicó un artículo titulado "The Ultimate Display", en el cual describía el concepto básico de la Realidad Virtual. El trabajo inicial del doctor Sutherland fue básico para investigaciones subsecuentes en este terreno.

1966 Sutherland creó el primer casco visor de Realidad Virtual al montar tubos de rayos catódicos en un armazón de alambre. Este instrumento fue llamado "Espada de Damocles", debido a que el estorboso aparato requería de un sistema de apoyo que pendía del techo. Sutherland también inventó casi toda la tecnología.

1968 Ivan Sutherland y David Evans crean el primer generador de escenarios con imágenes tridimensionales, datos almacenados y aceleradores. En este año se funda también la sociedad Evans & Sutherland.

1971 Redifon Ldt en el Reino Unido comienza a fabricar simuladores de vuelo con displays gráficos. Henri Gouraud presenta su tesis de doctorado "Despliegue por computadora de Superficies Curvas".

1972 General Electric, bajo comisión de la Armada norteamericana, desarrolla el primer simulador computarizado de vuelo. Los simuladores de vuelo serán un importante renglón de desarrollo para la Realidad Virtual.

1973 Bui-Tuong Phong presenta su tesis de doctorado "Iluminación de imágenes generadas por computadora".

1976 P. J. Kilpatrick publica su tesis de doctorado "El uso de la Cinemática en un Sistema Interactivo Gráfico".

1977 Dan Sandin y Richard Sayre inventan un guante sensitivo a la flexión.

1979 Eric Howlett (LEEP Systems, Inc.) diseñan la Perspectiva Optica Mejorada de Extensión Larga (Large Expanse Enhanced Perspective Optics, LEEP). A principios de los 80´s la Realidad Virtual es reconocida como una tecnología viable. Jaron Lanier es uno de los primeros generadores de aparatos de interfaz sensorial, acuñó la expresión "Realidad Artificial", también colabora en el desarrollo de aparatos de interface VR, como guantes y visores.

1980 Andy Lippman desarrolla un videodisco interactivo para conducir en las afueras de Aspen.

1981 Tom Furness desarrolló la "Cabina Virtual".G. J. Grimes, asignado a Bell Telephone Laboratories, patentó un guante para introducir datos.

1982 Ocurre uno de los acontecimientos históricos en el desarrollo de los simuladores de vuelo, cuando Thomas Furness presentó el simulador más avanzado que existe, contenido en su totalidad en un casco parecido al del personaje Darth Vader y creado para la U.S. Army AirForce. Thomas Zimmerman patentó un guante para introducir datos basado en sensores ópticos, de modo que la refracción interna puede ser correlacionada con la flexión y extensión de un dedo.

1983 Mark Callahan construyo un HMD en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

1984 William Gibson publica su novela de ciencia ficción, Neuromancer en el que se utiliza por primera vez el término "Ciberespacio" refiriéndose a un mundo alternativo al de las computadoras; con lo que algunos aficionados empiezan a utilizarlo para referirse a la Realidad Virtual. Mike Mc Greevy y Jim Humphries desarrollaron el sistema VIVED (Representación de un Ambiente Virtual, Virtual Visual Environment Display) para los futuros astronautas en la NASA.

1985 Jaron Lanier funda la institución VPL Research. Los investigadores del laboratorio Ames de la NASA construyen el primer sistema práctico de visores estereoscopios. Mike Mc Greevy y Jim Humphries construyen un HMD con un LCD monocromo del tamaño de una televisión de bolsillo.

1986 En el centro de investigaciones de Schlumberger, en Palo Alto, California, Michael Deering (científico en computación) y Howard Davidson (físico) trabajaron en estrecha relación con Sun Microsystems para desarrollar el primer visor de color basado en una estación de trabajo, utilizando la tecnología de Sun. Existen ya laboratorios como el de la NASA,Universidad de Tokio, Boeing, Sun Microsystems, Intel, IBM y Fujitsu dedicados al desarrollo de la tecnología VR.

1987 La NASA utilizando algunos productos comerciales, perfecciona la primera realidad sintetizada por computadora mediante la combinación de imágenes estéreo, sonido 3-D, guantes, etc. Jonathan Waldern forma las Industrias W (W Industries). Tom Zimmerman et al. desarrolla un guante interactivo.

1988 Michael Deering y Howard Davidson se incorporan a la planta de científicos de Sun. Una vez allí, el Dr. Deering diseñó características VR dentro del sistema de gráficos GT de la empresa, mientras que el Dr. Davidson trabajaba en la producción de visores de bajo costo.

1989 VPL, y después Autodesk, hacen demostraciones de sus completos sistemas VR. El de VPL es muy caro (225,000 dólares), mientras que el de Autodesk no lo es tanto (25,000 dólares).Jaron Lanier, CEO of VPL, creó el término "Realidad Virtual". Robert Stone forma el Grupo de Factores Humanos y Realidad Virtual.

Eric Howlett construyo el Sistema I de HMD de vídeo LEEP. VPL Research, Inc. Comenzó a vender los lentes con audífonos que usaban despliegues ópticos LCD y LEEP. Autodesk, Inc. Hizo una demostración de su PC basada en un sistema CAD de Realidad Virtual, Ciberespacio, en SIGGRAPH'89. Robert Stone y Jim Hennequin coinventaron el guante Teletact I. Las Tecnologías de Reflexión producen el visor personal.

1990 Surge la primera compañía comercial de software VR, Sense8, fundada por Pat Gelband. Ofrece las primeras herramientas de software para VR, portables a los sistemas SUN. ARRL ordena el primer sistema de realidad virtual de Division. J. R. Hennequin y R. Stone, asignados por ARRL, patentaron un guante de retroalimentación tangible.

1991 Industrias W venden su primer sistema virtual. Richard Holmes, asignado por Industrias W, patento un guante de retroalimentación tangible.

1992 SUN hace la primera demostración de su Portal Visual, el ambiente VR de mayor resolución hasta el momento. Al Gore, vicepresidente de Estados Unidos y promotor de la Realidad Virtual, dictó seminarios sobre la importancia de esta tecnología para la competitividad norteamericana. T. G. Zimmerman, asignado por VPL Research, patentó un guante usando sensores ópticos. Division hace una demostración de un sistema de Realidad Virtual multiusuario. Thomas De Fanti et al. Hizo una demostración del sistema CAVE en SIGGRAPH.

1993 SGI anunció un motor de Realidad Virtual.

1994 La Sociedad de Realidad Virtual fue fundada. IBM y Virtuality anunciaron el sistema V-Space. Virtuality anunció su sistema serie 2000. Division hizo una demostración de un sistema integrado de Realidad Virtual multiplataformas en IITSEC, Orlando.

4. CLASIFICACIÓN DE LA REALIDAD VIRTUAL.

Sistemas de ventana al mundo (window on world systems) WoW. Este sistema de realidad virtual esta basado en el uso de un monitor como medio para apreciar el mundo virtual. En 1965, Ivan Sutherland realizó una investigación sobre graficas de computador ("the ultimate display"), que ha servido como base de trabajo en los últimos 30 años. El propósito de este tipo de realidad virtual es: llegar a experimentar por medio de nuestros sentidos (especialmente vista, oído, tacto) el mundo virtual que se encuentra en la ventana (monitor) como si fuera real.

Video Mapping. El Video Mapping es una Variación del WoW, y en esta se añaden siluetas en 2D (dos dimensiones) con imágenes computarizadas, esto con el fin de proporcionar un ambiente mas amable al usuario en el momento de la interacción monitor-cuerpo. Este tipo de realidad virtual fue creado por Myron Kruger, y desde entonces se ha convertido en la base sobre la cual se inspiran los mas variados videojuegos que existen actualmente.

Sistemas Inmersos. Este tipo de Realidad Virtual envuelve al usuario completamente en el mundo virtual mediante el uso de diferentes accesorios como: casco VR; para graficas y sonido, armaduras; que brindan sensibilidad al cuerpo para recibir toda clase de estímulos creados con el sistema de mundo virtual. A este tipo de realidad virtual se le conoce como la catedral encerrada, pues brinda al usuario un nivel de inmersión completo.

Telepresencia. Esta es una variación de mundos generados por computador, pues se conectan sensores remotos ubicados en el mundo real, estos censores se hallan generalmente en un robot que generalmente se halla equipado con cámaras que facilitan al usuario su orientacion y destreza. Realidad Mezclada. Este sistema de realidad virtual mezcla el mundo real con el virtual, con el fin de que el usuario interactué en ambos mundos, un claro ejemplo de este tipo de realidad virtual son los simuladores de vuelo que utilizan los pilotos.

Realidad virtual

5. OBJETIVOS

5.1 LA REALIDAD VIRTUAL TIENE POR OBJETIVOS:

Crear un mundo posible, crearlo con objetos, definir las relaciones entre ellos y la naturaleza de las interacciones entre los mismos.

Poder presenciar un objeto o estar dentro de él, es decir penetrar en ese mundo que solo existirá en la memoria del observador un corto plazo (mientras lo observe) y en la memoria de la computadora.

Que varias personas interactuen en entornos que no existen en la realidad sino que han sido creados para distintos fines. Hoy en día existen muchas aplicaciones de entornos de realidad virtual con éxito en muchos de los casos. En estos entornos el individuo solo debe preocuparse por actuar, ya que el espacio que antes se debía imaginar, es facilitado por medios tecnológicos.

La meta básica de la RV es producir un ambiente que sea indiferenciado a la realidad física (Lee, 1992). Un simulador comercial de vuelo es un ejemplo, donde se encuentran grupos de personas en un avión y el piloto entra al simulador de la cabina, y se enfrenta a una proyección computadorizada que muestra escenarios virtuales en pleno vuelo, aterrizando, etc. Para la persona en la cabina, la ilusión es muy completa, y totalmente real, y piensan que realmente están volando un avión. En este sentido, es posible trabajar con procedimientos de emergencia, y con situaciones extraordinarias, sin poner en peligro al piloto y a la nave.

La Realidad Virtual toma el mundo físico y lo sustituye por entrada y salida de información, tal como la visión, sonido, tacto, etc. computadorizada

5.2 POSIBILIDADES DE LA RV

La tecnología de la RV permite conocer cosas que de otro modo no estarían a nuestro alcance: estructura del átomo, hélice del ADN, futura estación espacial Alpha o la programación de un recorrido en Marte. También permite a los cirujanos operar a pacientes inexistentes, sin riesgo de matarlos, a químicos intentar la creación de nuevas moléculas, a diseñadores de automóviles probar los vehículos en carreteras ficticias. Aquí es posible mezclar los conocimientos adquiridos con la fantasía y poner a prueba hipótesis sin el riesgo de destruir objetos o entornos delicados.

También se puede reproducir en la memoria de una computadora una pirámide egipcia o cavernas prehistóricas cuya visita constituye un riesgo para su conservación, traspasado a un CD Rom, cualquier persona podría realizar la visita caminando por dicho monumento. O recorrer las venas y arterias del cuerpo humano como en micro submarino. El espectador define el recorrido. Todos los aspectos, los puntos de vistas posibles de la realidad representada, deben estar ahí, para que el visitante construya su propio recorrido.

6. APLICACIONES DE LA RV

Ya hemos mencionado múltiples aplicaciones, como el quirófano virtual (ya en uso en la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid), la exploración espacial y la arqueológica, la investigación genética y química. También se benefician todas las profesiones que utilizan habitualmente maquetas o prototipos, ya que la RV permite al diseñador presentar a sus clientes simulaciones tridimensionales de la obra antes de iniciar su realización. Las actividades de alto riesgo constituyen otro campo donde la RV se puede convertir en un aliado invaluable, permitiendo, entre otras cosas, el entrenamiento de personal especializado sin poner en peligro su integridad física.

Telepresencia

La "telepresencia" -fuera del ámbito de los juegos- constituye un aspecto que también puede ser de gran importancia para la investigación. Si un operador se mantiene conectado a un robot que se desplaza en un ambiente desconocido, a través de su "data suit" podrá ayudar a construir una representación de este entorno más adecuado para el cumplimiento de los objetivos de los investigadores. No sólo se podría visualizar así -por ejemplo- el suelo marciano sino también palparlo, experimentar el peso o la resistencia de su atmósfera, etc. de modo tal que otro investigador o estudiante pueda, después, repetir o incluso profundizar la experiencia sin estar directamente conectado al robot que esté en la superficie marciana (o de otro cuerpo celeste).

Campo diferente de la telepresencia sería el de las "reuniones virtuales", en que los participantes podrían "encontrarse" en un ambiente común (sala virtual) a través de las representaciones tridimensionales de cada uno. En este caso, "el entorno virtual se convierte en un entorno compartido en el que el usuario no se percibe sólo como presente, sino como contemporáneamente presente con otros. [...] El espacio de esta presencia contemporánea simulada no corresponde a ninguno de los espacios reales en que se encuentran concretamente los interlocutores; su existencia está determinada por la comunicación entre sujetos; dicho espacio está constituido por las informaciones disponibles a la vez para las partes que establecen la comunicación [... y...] Construido en el ordenador, en el momento en que es utilizado."

Las aplicaciones son numerosas hoy en día:

DISEÑO Y RECORRIDO DE MODELOS ARQUITECTONICOS

VISUALIZACION CIENTIFICA. ANALISIS DE SISTEMAS FISICOS.

EDUCACION Y CAPACITACION DE PERSONAL

MEDICINA

AYUDA A MINUSVALIDOS

Aplicación en el Campo de la Salud:

Dentro de la utilización y desarrollo de esta tecnología se ha extendido y ramificado hasta las siguientes áreas de la salud:

(1) procedimientos quirúrgicos (cirugía a distancia o telepresencia, y planeamiento y simulación de los procedimientos antes de la cirugía); (2) terapia médica; (3) medicina preventiva y educación a pacientes; (4) educación médica y adiestramiento; (6) visualización de base de datos médicos muy extensos; (7) adquisición de destrezas y rehabilitación; y (8) diseño arquitectónico para las facilidades médicas. Estos avances han ayudado grandemente a la calidad del cuidado en el servicio de salud, y en el futuro reflejará grandes economías monetarias (ATP, 1995). Muchas herramientas que responden a las necesidades del ambiente virtual se continúan mejorando, pero aún con el éxito obtenido, se requiere más investigación en aspectos tales como; estudio de usuarios, uso de "robots" para procedimientos con telepresencia, realzar los sistemas virtuales, y mejorar la funcionalidad del sistema (ATP, 1995).

El uso de la técnica de telepresencia se esta desarrollando como parte de las estrategias en el campo militar, permitiendo la intervención en el campo de batalla o en lugares distantes. En este sentido, el "Advanced Research Projects Agency" (ARPA) desarrollo un programa avanzado en biomédica donde demostraron una intervención invaciva (cirugía) con un brazo mecánico a un kilometro de distancia del lugar donde se llevó a cabo la cirugía (ATP, 1995).

Por otro lado, Satava (1993, citado en ATP, 1995) identificó cinco elementos que afectan el realismo del ambiente virtual de en las aplicación médica: (1) Fidelidad -gráficas de alta resolución; (2) Muestra apropiada de los órganos - tal como la deformación de la morfina, etc.; (3) Muestra de la reacciones de órganos - tal como el sangrado de una arteria o un "bile" en la vesícula; (4) Interactividad - entre objetos, tales como un instrumento quirúrgico y los organos; (5) Retroalimentación ("feedback") sensorial - retroinformación táctil y de fuerza. Aunque el realismo de los objetos virtuales no puede considerarse suficiente. Además, la interacción entre el ser humano y la computadora puede proveer un ambiente más real donde el usuario puede interactuar (Barfield and Hendrix, 1995, citado en ATP, 1995).

Aplicación en el Campo de la Psicología:

El uso terapéutico del ambiente virtual incluye sistemas de interacción muy creativos que reducen la ansiedad y el estrés. Por ejemplo, un dentista utiliza unas gafas para 3-D (tridimensionales) para entretener o distraer la atención de los pacientes mientras están sentados en la silla siendo intervenidos.

*Aplicación Terapéutica:

North, North & Coble ( ) señalan los grandes logros que obtenidos mediante el uso de la Realidad Virtual en la intervención con distintos desórdenes psicológicos. Estas técnicas se han utilizado en tratamiento de Agorafobia (miedo a lugares abiertos), Acrofobia (miedo a ascender a lugares muy elevados), miedo a volar, entre otros.

Se ha investigado la efectividad de la tecnología del ambiente virtual en el área de la psicoterapia. North, North & Coble ( ) investigaron la efectividad de la "Desensibilización" en un Ambiente Virtual (VED) en el tratamiento de "agorafobia" (miedo a estar en lugares abiertos, al aire libre; asociada a sensaciones de vértigo). El trabajo realizado por estos investigadores presenta un diseño tradicional usando 60 sujetos. Treinta (30) sujetos fueron colocados en un grupo experimental y los otros treinta (30) en un grupo control. Dos instrumentos fueron utilizados: un Cuestionario de Actitudes hacia la Agorafobia (ATAQ) y la Escala Subjetiva de Disconformidad (Subjective Unit of Discomfort Scale- SUDS). Sólo los sujetos en el grupo experimental fueron expuestos en el tratamiento de VED.

El Ambiente Virtual de "desensibilización" mostró ser efectivo en el tratamiento de sujetos con agorafobia (grupo experimental). El grupo control, o el grupo sin tratamiento, no reflejó cambios significativos. Todas las actitudes hacia la situación agorafóbica disminuyeron significativamente en el grupo experimental, pero no fue así para el grupo control.

Esta investigación, incluyendo el estudio piloto, establece un nuevo paradigma para la utilización y efectividad de la tecnología del ambiente virtual, así como en el aspecto económico, y tratamiento confidencial en la intervención de desórdenes psicológicos (North, North & Coble, ).

Otro uso del ambiente virtual se encuentra en la intervención con desórdenes alimenticios (Riva, ). Los desórdenes alimenticios, una de las más comunes patologías de la sociedad del occidente, ha sido por mucho tiempo asociada con alteraciones en las representaciones perceptual-cognitivo del cuerpo. De hecho, un gran número de estudios han señalado el hecho de que la percepción de nuestro cuerpo y las experiencias asociadas con esta representación son el problema clave en la "anorexia", la bulimia y la obesidad. Estos hallazgos se han reflejado dentro de la intervención terapéutica; si la persona tiene representaciones corporales muy distorsionadas, esto puede afectar en gran medida el tratamiento.

El tratamiento sobre los problemas en las experiencias corporales no ha sido claramente definidos. De acuerdo a Rivas ( ), hay dos métodos que se están utilizando: el primero es la aproximación cognitiva-conductista en la ayuda a pacientes que presentan sentimientos de insatisfacción; el segundo, es una aproximación visual-motora aproximación que tiene el objeto de influenciar el nivel de nuestra conciencia corporal.

El Ambiente Virtual para la Modificación de la Imagen del Cuerpo (VEBIM), un grupo de ayuda en el tratamiento en imagen corporal, trata de integrar estas dos aproximaciones dentro de un ambiente virtual. Esta opción no sólo hace posible la intervención simultánea en todas las formas de la representaciones corporales, sino que usa los efectos psico-fisiológicos provocados en el cuerpo por medio de una experiencia virtual con propósitos terapéuticos (Riva, ).

* Motivación

Dentro del aspecto motivacional en la conducta humana, se señala la efectividad en el mejoramiento y mantenimiento del aprendizaje e interés intrínseco. El interés contribuye al aprendizaje, por tanto, estudia el impacto del interés como aspecto esencial para la motivación intrínseca. En este aspecto, el ambiente virtual provee un sentido de presencia, lo que posibilita la creación de escenarios que estimulan la curiosidad y el interés para el aprendizaje.

El estudio de North constó de 18 participantes, entre las edades de 21 a 32 años. El experimento consistió del ambiente del mundo físico utilizando bloques de madera, y el mundo virtual, utilizando bloques virtuales. Ambos mundos usaban colores y formas como variables. Las dos variables consistían de tres formas (esfera, pirámide, y cubo), y de tres colores (rojo, verde y azul). En ambos mundos, los bloques de madera y los bloques virtuales tenían que ser manipulados y arreglados en nueve diferentes patrones.

EL primer experimento comenzó con un patrón de dos bloques. Poco a poco la dificultad se fue incrementando al aumentar el número de bloques. Las puntuaciones (10 puntos en total) variaban de muy débil a muy fuerte. Los resultados reflejaron una diferencia significativa entre los sujetos que trabajaban con el mundo virtual y con aquellos que utilizaron el mundo físico, con respecto a la curiosidad, interés, y sentido de control.

* Personas Con Discapacidades

El nuevo campo tecnológico que ofrece la Realidad Virtual brinda un sinnúmero de áreas de investigación. La mayoría de las investigaciones sobre Realidad Virtual parten de las disciplinas de ingeniería, ciencias de cómputos, matemáticas, ciencias naturales, y su mejor cliente, las ciencias militares. En estos momentos son pocos los programas en psicología que están trabajando con Realidad Virtual. Dado que la Realidad Virtual se basa principalmente en la percepción y sensación humana, surge la preocupación sobre el rol que debe tomar la el campo de la psicología ante esta nueva tecnología.

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7. EQUIPAMIENTO NECESARIO

El software consiste en programas que se compran, normalmente discos que se insertan en la computadora o tarjetas de circuitos que se conectan a placa base. Los componentes hardware de un sistema son obtenidos de diversos fabricantes, para nuestros propósitos es suficiente decir que el hardware de la RV va desde periféricos relativamente baratos para una computadora personal hasta sistemas que valen miles de dls. Un buen numero de sistemas independientes se unen con la base de hardware, software y electrónica y otros proporcionan efectos auditivos visuales y táctiles.

Los cascos utilizados actualmente en la RV causan un mayor impacto porque no hay nada que distraiga al usuario de lo que está sucediendo, pero el fenómeno de la computadora es el mismo. El casco priva de todas las demás sensaciones que compiten con la de la pantalla, lo que menos importa es que bloqueen al usuario De todas las señales del exterior, lo que importa es lo que sucede dentro de la pantalla, que es donde se da la Realidad Virtual.

Los equipos de cabeza son denominados unidades de presentación sobre la cabeza. Algunos parecen cascos mediante los cuales los dispositivos de decisión quedan suspensivos enfrente de los ojos del usuario

7.1 DISPOSITIVOS IMPORTANTES:

SONIDO: importante para la percepción especial de una persona y es mas efectivo cuando las ayudas visuales son mínimas.

RASTREADORES: un dispositivo es sujetado al objeto o al usuario para que los movimientos de la cabeza o manos puedan ser detectados, esto se lleva a cabo por medios electromagnéticos u ópticos.

GUANTE: el dispositivo mas omnipresente para el control y entrada instrumentado con fibras ópticas flexibles que recorren cada articulación de la mano

7.2 NAVEGADORES Y EDITORES DE RV

Existen diferentes visores para poder experimentar con VRML en la Internet, disponibles para diferentes plataformas aunque a veces un tipo de navegador no está disponible más que en una o dos plataformas, y en muchos casos las versiones están en etapas Alfa o Beta. Los diversos visores se distinguen por sus funcionalidades por lo que no es necesario escoger solamente uno. Las funcionalidades que deben tomarse en cuenta son:

  • Plataforma., Versión, Número de colores, Velocidad, Tipo de sombreado, Soporte de texturas, Forma de despliegue, Posibilidad de modelar escenas

Otro detalle a tomar en cuenta es que realmente a través de la aplicación se puede navegar en el Web con las ligas definidos en la escena tridimensional, dado que algunas aplicaciones sólo son visores, incapaces de navegar, solo muestran la escena como una aplicación auxiliar muestra cualquier archivo. Algunos ejemplos de navegadores son:

  • WebSpace, WorldView, WebFX, Fountain, Virtus Voyager,Vrweb

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8. COMPONENTES DE UN MUNDO VIRTUAL.

  • SOFTWARE: Programas como: sistema operativo, programas de simulación, bases de datos, etc. Los cuales facilitan la creación de dicho mundo.

  • HARDWARE: Este componente se refiere en escencia a la computadora con la cual se trabaja en el diseño del mundo de realidad virtual

  • COMPONENTES ELECTRÓNICOS: Entre los que se encuentran el suministro de potencia, algunos accesorios, etc. Algunos son los siguientes:

* "Displays" (Pantalla o Muestra)

La pantalla ("display") para significar "la presentación de información al ojo y la mente"; el término "display" puede ser interpretado como aquello que presenta la información, irrespectivamente de la modalidad sensorial. En este sentido, la referencia puede darse visual, auditiva y táctil (se han hecho intentos limitados para producir un "Display" para los sentidos de gusto y olor).

* "Transducer"

Cuando la persona interactua con un ambiente real, el orden que ejecuta esas acciones son comunicadas al generador de Realidad Virtual en la computadora. El "transducer" convierte una acción en una forma de comunicación que puede ser interpretada por la computadora. Estas acciones incluyen actividades de movimiento (de la cabeza ojos, manos y cuerpo), habla y cerebro.

"Speech transducers"

La Entrada de Información Directamente por Voz (DVI- Direct Voice Input) se ha estado desarrollando por varios años. Se ha conducido mediante varias potencias comerciales ("word processing") y para aplicaciones militares. Los distintos equipos de DVI son otra herramienta que incrementa la la naturalidad con la cual el ser humano interactua con la máquina. Programas de control (instrucción) de voz para computadoras, tal como "Dragon", entre otros están siendo utilizados para el manejo interactivo de ambientes virtuales.

"Generación de Imágenes Visuales"

El uso de "displays" inmersivos para visualizar datos puede ofrecer unas ventajas específicas sobre las pantallas de dos dimensiones. Los "displays" inmersivos, por lo menos unos pocos, ofrecen libertad de distracciones y recepción de datos extraños.

Los objetivos de la generación de imágenes visuales en la realidad virtual es similar a los objetivos en la simulación en aviones, en términos de complejidad y realismo.

"Audio image generation"

Al utilizar distintos sonidos espaciales puede lograr atributos importantes dentro de una realidad virtual. Los sonidos son subconscientemente localizados y utilizados por las personas en el mundo virtual, para percibir advertencias, para distinguir conversaciones teniendo ruido de fondo ("the cocktail party phenomenon") y para la orientación. Varios componentes de un sonido se utilizan para determinar su origen dentro de áreas de espacio (ambiente). La diferencia en tiempo en que un sonido es recibido en el oído, y su amplitud del sonido, son aspectos que contribuyen a determinar el origen.

"Head Mounted Display"

El equipo de entrada de datos conocido como el Data Glove (un guante que funciona como un "joystick") hace su aparición como una mano que se encuentra dentro del mundo virtual. El ser humano puede moverse hacia el mundo virtual al señalar hacia una dirección, o al levantar o manipular objetos con el guante. Este tipo de técnica utilizada en cirugías de "telepresencia", donde el médico puede manipular equipos desde lugares remotos; donde el sujeto, por un lado, esta trabajando con una imagen directa de una cirugía, y por otro, mantiene una conexión directa con el mundo real.

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9. FUTURO DE LA RV

El objetivo de RV ha sido la creación del ciberespacio, en la concepción que ha sido plasmada de manera más imaginativa a través de novelas.

Como tal, algunos de los requisitos fundamentales de este ciberespacio es que sea gráfico, multiparticipativo, distribuido e independiente de plataforma.

Para lograr la creación es necesario sobrepasar varios problemas actuales tales como el desempeño gráfico (especialmente en máquinas PC's ya que son la mayoría de la población), la latencia y la velocidad de red, y la creación de un modelo de interacción que con miles de participantes, ¡O incluso millones!.

El siguiente paso importante hoy en día para VRML es la creación de un marco que permita comportamientos, entendido a estos como a cambio en el mundo tridimensional a través del tiempo y la posibilidad del usuario de causar o ser afectado por dichos cambios. Dichos cambios podrían ser activados por interacción del usuario, el paso del tiempo, y otros objetos. Por simplicidad de diseño los comportamientos se han clasificado en simples (un usuario con su ambiente) y en complejos (multiusuario). VRML 2.0 tiene como meta la implementación de comportamientos simples, dejando como siguiente paso lógico los complejos.

Dentro del campo de la educación y de la ciencia en gral. será una herramienta de gran valía y tal vez indispensable en los años por venir. Veamos como será el aula este próximo siglo: nuestro asiento en el aula podrá ser nuestra propia sala o una propia terminal dentro de un campus universitario. Complementada con un par de lentes o cascos con audífonos integrados, así como un par de guantes especiales y traje ajustado de cuerpo completo. Con estos aditamentos podríamos dar a la orden verbal a nuestra computadora para que diera acceso a nuestro tema del día ej. Un viaje al interior del cuerpo humano. Ante nuestros ojos aparecería una sala de cirugía con el paciente listo a ser explorado, con un comando virtual instruiríamos a la computadora a mostrar el sistema digestivo.

En otras áreas como la historia, paleontología, química, física la posibilidad de aprovechamiento es enorme. Podríamos desde visitar virtualmente sin movernos de nuestro asiento ciudades ya desaparecidas como Pompeya o Atenas, Technotitlán etc.

O sumergirnos en mundo ya desaparecido hace 150 millones de años en pleno dominio de los dinosaurios y no solo veríamos los enormes animales, sino también la flora existente de esa era. En áreas como la química, se vería beneficiada ya que los estudiantes serian capaces de abordar el interior mismo de la materia, ingresar al núcleo del átomo etc.. No cabe duda que la electrónica y las nuevas herramientas con las que cuenta la computación harán en el próximo siglo un mundo con mas esperanza, mas humano, ya que el acceso al conocimiento seria mas fácil y rápido y por ende una educación personalizada, eficiente, clara, efectiva y dinámica.

Todo lleva consigo un riesgo, ej.: fomento a la violencia, escape de la realidad, pornografía, proliferación de grupos extremistas, juegos enajenables. Pero el ser humano deberá adaptarse y basándose en su capacidad minimizar o desaparecer esas influencias negativas para bien de todos.

A medida de que las tecnologías de realidad virtual evolucionan, las aplicaciones de VR se convierten literalmente en ilimitadas. Esto es asumiendo que VR va a redefinir la interfaces entre las personas y la información, ofreciendo nuevas formas de comunicación. 

Los ambientes virtuales pueden representar cualquier mundo tridimensional que puede ser real o abstracto. Esto incluye sistemas reales como edificios, aeronaves, sitios de excavación, anatomía humana, reconstrucción de crímenes, sistemas solares, y muchas más. De sistemas abstractos podemos incluir campos magnéticos, modelos moleculares, sistemas matemáticos, acústica de auditorios, densidad de población y muchos mas. Estos mundos virtuales pueden ser animados, interactivos, compartidos y pueden exponer comportamiento y funcionalidad. Aplicaciones útiles de VR podemos incluir aplicaciones de entrenamiento en medicina, manejo de equipos, etc. 

 

REFERENCIAS

http//cecusac.gdi.iteso.mx/virtual.

http://www.siggraph.org.mx

http://www.rtz.es

http://www.scc.puc.cl

http://www.wmaestro.com/webmaestro

http://vrml.wired.com

Administración de Tecnología Informática

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