Entornos Virtuales y Realidad Aumentada.

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Entornos Virtuales y Realidad Aumentada. por Mind Map: Entornos Virtuales y Realidad Aumentada.

1. Campo visual (field-of-view,FOV)

1.1. El campo visual del ojo humano es aproximadamente de 180 grados de dirección horizontal, y un poco menos en dirección vertical. El campo visual de un sistema de visualización indica la parte del campo visual humano que cubre la imagen de la pantalla.

2. 1.1 Narrativa

2.1. Las Realidades Mixtas se definen como: “cualquier espacio entre los extremos del continuum de la virtualidad”. Estas Realidades Mixtas han sido llamadas “Realidad Aumentada” y “Virtualidad Aumentada”.(Serrano, Botella y Ramos,2012,p.55).

2.2. Definiremos los entornos virtuales, como aquellos ambientes generados por una computadora, donde se crean elementos sintéticos. Existe un concepto llamado “Continuo de Milgram y Kishino” (Figura1), que define el vínculo que existe entre un ambiente real y uno virtual, así como la alteración que surge de la combinación de ambos, generando realidades mixtas.

3. 1.1.1 Tema RV

3.1. La Realidad Virtual (RV) es una tecnología que basa su desarrollo en la simulación de un entorno tridimensional o bidimensional programado a través de una computadora, en donde el usuario utiliza un casco visualizador que se coloca en la cabeza, que sirve para sumergirse en el ambiente interactivo de forma inmediata, una vez inmerso en el mundo virtual se alertan los sentidos, permitiéndole realizar acciones.

3.2. Dicho con otras palabras ,el usuario es aislado del entorno real y trasladado a un ambiente distinto. La Realidad Virtual, es una herramienta a través dela cual el usuario es más que un simple observador de lo que está pasando en la pantalla, es un participante que “siente” que está en el mundo virtual y forma parte de el.(Serrano, e tal., 2012, p. 61).

3.3. Por lo tanto es posible identificar y destacar las siguientes características de la Realidad Virtual: -Es un ambiente tridimensional o bidimensional generado por una computadora. -Aísla al usuario del entorno real, debido a que para sumergirse en un entorno virtual es indispensable colocarse un casco o gafas en la cabeza.

4. 1.1.2 Actitud

4.1. El principal desafío de la Realidad Virtual es lograr experiencias de interacción debido a la inmersión dentro de un modelo virtual, donde el mundo se vea, suene y se sienta real, a través de la alteración de los sentidos. “La RV es lo más parecido que tenemos a la Máquina del Tiempo, en tanto que nos permite recrear virtualmente cualquier tipo de espacio en tres dimensiones y situarlo en cualquier época, incluso en el futuro, con un grado de realismo completamente creíble”. (Sacristán, 1990).

5. 1.2 Concepto de Simulación e interacción

5.1. Factores que intervienen en la simulación interractiva. -Factores que intervienen en la interacción implícita. -Factores que intervienen en la inmersión sensorial. -Factores que intervienen en la simulación interactiva

5.1.1. En este apartado veremos cual es la incidencia de los diferentes elementos de la arquitectura de un sistema de realidad virtual en los tres componentes básicos que tienen que estar presentes en un sistema para que los podamos considerar de realidad virtual (simulación interactiva, interacción implícita e inmersión sensorial), y que condicionan el grado de realidad virtual de un sistema.

6. 1.3 Interfases y entornos inmersivos

6.1. En este apartado estudiaremos los componentes más específicos de un sistema de realidad virtual: los dispositivos periféricos o interfaces. Los periféricos de un sistema de realidad virtual se clasifican según el sentidodelainformaciónentreelparticipanteylamáquina. Los dispositivos de entrada ,también denominados sensores ,capturan las acciones del participante (por ejemplo movimientos de la cabeza) y envían esta información al computador encargado de llevar acabo la simulación. Los dispositivos de salida, también denominados efectores, generan los estímulos necesarios para los sentidos del participante, traduciendo en imágenes, sonidos, etc. las señales de video, audio, etc. que reciben del computador.

6.2. Dispositivos de entrada (sensores) •Posicionadores ◦magnéticos ◦ópticos ◦acústicos ◦mecánicos ◦deinercia •Guantes de datos •Registro de voz •Dispositivos deentrada 3D Dispositivos de salida (efectores)

6.3. •Efectores visuales (cascos estereoscópicos, sistemas basados en proyección) ◦Tecnologías de visualización ◦Factores que determinan la calidad de la visualización ◦Dispositivos de visualización •Efectores auditivos (altavoces) •Efectores táctiles (guantes táctiles, dispositivos de realimentación de fuerza) y efectores de equilibrio (plataformas móviles) Los dispositivos de entrada capturan las acciones del participante (por ejemplo movimientos de la cabeza) y envían esta información al computador encargado de llevar acabo la simulación. Los dispositivos que veremos a continuación se consideran de realidad virtual bien porque utilizan el paradigma dela interacción implícita (se captura la voluntad del usuario implícita en sus movimientos y acciones naturales), o bien porque proporcionan entrada 3D al sistema, para hacer más sencilla la exploración del mundo virtual. Posicionadores Guantes de datos (guantes con una función de entrada de datos) Registro de voz Dispositivos de entrada 3D Posicionadores

7. 1.4 El realismo y su contraste con VR

7.1. Como lo mencionamos antes, el desafío de la RV es generar entornos en los que el usuario se sumerja, vea y lo “sienta real”. Para ello existen factores que determinan la calidad de visualización. En un sistema de visualización de RV hay algunas características especialmente importantes que determinan la calidad de la imagen, como la resolución, la profundidad de color y el campo visual.

7.2. Resolución

7.2.1. La resolución es el número de píxeles de una imagen, cuyos colores se pueden controlar de forma individual. Los sistemas basados en LCD y DLP tienen una resolución “nativa” que corresponde con el número de transistores y micro espejos, respectivamente. En los sistemas basados en CRT, no se puede hablar de resolución nativa sino de resolución máxima. Una resolución elevada, por ejemplo 1024x768, no es garantía de buena calidad de imagen, ya que entre otras cosas tenemos que tener en cuenta las dimensiones físicas de la pantalla, y la distancia del observador a esta pantalla. Por esta razón es común utilizar la resolución angular, definida como el número de píxeles para cada grado de visión de un observador situado a una determinada distancia dela pantalla. La resolución angular tiene una relación directa con la resolución de las imágenes que se proyectan en la retina del observador, y por tanto es una medida adecuada para comparar dispositivos como los cascos espectroscópicos. El ojo humano puede distinguir aproximadamente unos 30 ciclos por grado.

7.3. Profundidad de color

7.3.1. La profundidad de color determina los niveles de intensidad con la que el dispositivo es capaz de visualizar un color, y se mide normalmente como el número de colores diferentes que se pueden visualizar. Normalmente, la profundidad de color está limitada no por el dispositivo de visualización sino por la placa gráfica que genera la señal de vídeo correspondiente. Una excepción son los proyectores DLP, donde los niveles de intensidad de cada componente de color están limitados por la velocidad de oscilación de los micro espejos.

8. 1.5 El realismo y la inmersión

8.1. En realidad virtual el campo visual es muy importante porque condiciona el grado de inmersión. Cuanto más se acerca el campo visual del dispositivo al campo visual humano,más sensación de inmersión tendremos. El realismo no es igual a la inmersión, la inmersión tiene un componente psicológico de interacción o narración. En realidad virtual, existen dos paradigmas básicos de visualización: cascos estereoscópicos (anulan completamente la visión del entorno real)y sistemas basados en proyección (el usuario puede ver parte del entorno real). Cascos estereoscópicos: Un casco estereoscópico es un dispositivo que se adapta a la cabeza del participante y le permite ver el mundo virtual en 3D. Los cascos estereoscópicos incorporan sensores que almacenan l aposición y la orientacióndelacabezadelparticipanteparaactualizarsupuntodevistadelaescenaadecuadamente. Los cascos estereoscópicos se pueden clasificar en dos categorías según si se adaptan y respaldan únicamente la cabeza del usuario,o por el contrario,si se deben sujetar con las manos como unos binoculares: •Los HMD (Head-Mounted Displays) son cascos inmersivos que se adaptan a la cabeza del usuario. Los HMD incorporan dos pequeñas pantallas y los elementos ópticos necesarios para permitir el enfoque. Cada pantalla esta alineada con un ojo y recibe una señal de vídeo diferente. Las tecnologías más habituales son LCD y CRT. Los HMD con pantallas LCD tienen muy poca resolución,pero son más ligeros. •Los HCD (Head-Coupled Displays) son similares a los HMD pero incorporan pantallas CRT muy pesadas, por lo que están montados sobre un soporte mecánico y no se apoyan directamente en la cabeza del usuario.Este soporte mecánico incorpora potenciómetros en las articulaciones con el propósito de capturar la posición y orientación de la cabeza del usuario. Sistemas basados en proyección: En estos sistemas, las imágenes se proyectan en una o más pantallas (normalmente pantallas de proyección) que pueden adoptar diferentes configuraciones según el número, forma y disposición. Las configuraciones comerciales más utilizadas son: la habitación espectroscópica (CAVE) y la mesa espectroscópica (WorkBench).

9. 1.6 Simulación, Gamificación, Inmersión y credibilidad.

9.1. ¿Será la realidad virtual la respuesta a nuestras carencias en ingeniería? Un estudio publicado en 2011 por la consultora estadounidense NPD afirmaba que un abrumador 91% de niños y niñas de entre 2 y 17 años de edad juegan a videojuegos de manera regular. El estudio afirmaba también que la mayor proporción de gamers seguía siendo jugadores adultos, aunque las mayores subidas se daban en niños y niñas de entre 2 y 5 años. Son cifras que se repiten a nivel mundial, haciendo de los videojuegos una de las mayores actividades de ocio en el mundo

10. 2 Espacio, tiempo y sincronización

10.1. Un sistema para poder ser considerado de realidad virtual debe ser capaz de generar digitalmente un entorno tridimensional en que el usuario se sienta presente y en el cual pueda interactuar intuitivamente y en “tiempo real” con los objetos que encuentre dentro de él. Los objetos virtuales deben ser tridimensionales, poseer propiedades propias ,tales como fricción y gravedad y mantener una posición y orientación en el ambiente virtual independiente del punto de vista del usuario. El usuario debe tener libertad para moverse y actuar dentro del entorno sintético de un modo natural. De tal forma que la sensación de presencia será mayor cuanto más sean los canales sensoriales estimulados. De todos atributos mencionados, la sensación de presencia y la interactividad son los más importantes y los que distinguen a las realidades inmaterialesdeotrossistemasdesimulaciónydediseñoasistidoporordenador (Wilson y al. 1996:4). El realismo de un entorno virtual esta determinadopor: -Resolución y fidelidad de la imagen -Reproducción de las propiedades de los objetos y de los escenarios virtuales. -Reacciones de los objetos: Deben reaccionar del mismo modo que lo haría el objeto real en el momento de sufrir cualquier tipo de manipulación. -Interactividad: El usuario debe poder moverse y actuar en el entorno virtual de un modo intuitivo y en“tiempo real” -“Feed-Back”o respuesta sensorial: El usuario debe poder percibir tanto la firmeza o elasticidad del objeto virtual, como del resto de indicadores táctiles y propio ceptivos. La escena virtual no debe ser silenciosa, debe incluir también sensaciones auditivas.

10.2. 2.1.1 El rol activo o interactivo

10.2.1. Es cuando sistema virtual interactivo permite experimentar y explorar el entorno y, además, modificarlo. Un verdadero sistema de realidad virtual debe ser interactivo.

10.2.2. 2.1.2 El rol pasivo

10.2.2.1. Son entornos inmersivos no interactivos. Es un entorno virtual en el cual podemos ver y oír y quizás sentir lo ques ucede. El entorno puede moverse lo que da sensación de movimiento (tránsito forzado) pero no es posible controlar el movimiento. En sentido estricto se trata de una pseudo-realidad virtual. Corresponde a las llamadas películas dinámicas (o“ ride films”)

10.3. 2 El Avatar

10.3.1. En Informática, como avatar se denomina la representación gráfica que, en el ámbito de internet y las nuevas tecnologías de la comunicación, se asocia a un usuario para su identificación en el mundo virtual. Los avatares pueden ser fotografías, dibujos o, incluso, representaciones tridimensionales. Como tal, se pueden ver avatares en vídeo juegos, juegos de rol, foros de discusión, mensajería instantánea y plataformas de interacción como Twitter. Ya en los años 80 este nombre era utilizado en un juego de computadora.

10.4. 2.3 El entorno

10.4.1. Dentro de los ambientes virtuales, el entorno es una ambientación, debe tener un tema y atraer al usuario a actuar. El entorno influye en la interacción del avatar. La ambientación es el principal elemento de inmersión, el objetivo es permitir que el jugador pueda “suspender voluntariamente su incredulidad”.

10.5. 2.5 Los puntos de vista

10.5.1. 2.5.1 Primera persona

10.5.1.1. Se refiere al avatar o usuario principal.

10.5.2. 2.5.2 Segunda persona

10.5.2.1. Se utiliza para realizar conversaciones o como guía dentro del ambiente virtual.

10.5.3. 2.5.3 Tercera persona

10.5.3.1. Un ejemplo de tercera persona dentro de un entorno virtual lo podemos ver en los juegos de aventura/acción/rol