Realidad Virtual

Introducci\u00f3n a la Realidad V M\u00aa Jes\u00fas Ledesma - 104) Carbayo (B [email protected] Ingenier\u00eda Neurosensorial Departamento de Ingenier\u00eda Electr\u00f3nica

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Indice \u2022 La realidad Virtual

\u2013 \u00bfQu\u00e9 es? \u2013 Clasificaci\u00f3n de los sistemas de Realidad Virtual \u2013 Historia

\u2022 Componentes de un Sistema de realidad Virtual \u2013 Interfaces multisensoriales \u2013 Como crear un mundo Virtual

\u2022 Aplicaciones \u2013 \u2013 \u2013 \u2013 \u2013

Medicina Educaci\u00f3n Marketing y Comercio Electr\u00f3nico Defensa Ocio y Entretenimiento















La realidad virtual

\u00bfQu\u00e9 es?

El t\u00e9rmino Realidad Virtual es en s\u00ed mismo parad\u0 compone de dos conceptos pr\u00e1cticamente opuestos

de presente. Frecuentemente en oposici\u00f3n a lo efectivo o r El t\u00e9rmino Realidad Virtual por tanto puede llevarnos al si

NOTA. La realidad virtual popularmente se conoce como VR del t\u00e9rmino en ingl\u00e9s \u201cVirtual Reality\u201d















Realidad Virtual: ¿Qué es? Realidad Virtual disciplina que permite la visualización,

manipulación e interacción con ordenadores y datos

extremadamente complejos. Realidad Virtual es un paso más allá de lo que sería la simulación por computadores, tratándose más bien de una simulación interactiva, dinámica y en tiempo real. Realidad Virtual es una simulación tridimensional interactiva por computador en la que el usuario se siente introducido en una ambiente artificial, y que lo percibe como real basado en estímulos de los órganos sensoriales. Realidad Virtual es el medio que proporciona una visualización participativa en tres dimensiones y la simulación de mundos virtuales. En los sistemas más avanzados, los participanes puenden incluso experimentar distintas sensaciones provocando la percepción de immersión dentro de dicho mundo virtual.















Realidad Virtual: ¿Qué es? Componentes de un sistema de REALIDAD VIRTUAL

Según las definiciones anteriores podríamos identificar a un sist virtual como aquel que cumple las siguientes características:

Simulación: Capacidad de replicar aspectos suficientes de un objeto o ambiente de forma que pueda convencer al usuario de su casi realidad Interacción : Debe permitir el control del sistema creado. Percepción : Permite la interacción con los sentidos del usuario (vista, oído y tácto). Según la complejidad del sistema los eleme

Algunos investigadores plantean que las tres bases de la realida virtual son las “3i”: Interacción, Inmersión e Imaginación.















Clasificación de los sistemas de Realidad Virtual

Realidad Virtual de Escritorio (Desktop systems or a Window on a World (WoW)) Aquellas instalaciones que muestran el mundo virtual a través de un monitor. Ej: Juegos PC, playstations, algunos simuladores específicos Realidad Virtual en segunda persona El usuario es introducido en el mundo virtual como parte de la escena. Variación de los sistemas de Escritorio. Telepresencia Sistemas equipados con cámaras micrófonos y dispositivos táctiles que permiten al usuario experimentar una

fondo marino y fenómenos volcánicos, etc. Inmersión Sumergen al usuario en un mundo virtual mediante el uso de cascos visuales y auditivos, rastreadores de posición y movimiento. Ej: Sistemas de videojuegos, arquitectura virtual, etc.

Clasificación basada en la complejidad de las instalaciones que soportan el sitema y la interacción que permiten.

















Historia Origen: Simuladores de vuelo y herramientas para entrenamiento militar. Philco Corporation 1958: Casco visual controlado por los movimientos de la cabeza. Ultimate Display, Jaron Lanier (1965). “One must look at a display

screen, as a window through which one beholds a virtual world. The

Sensorama Simulator, Morton Heilig 1969: Ambientes interactivos que permiten la participación del cuerpo entero, sobre sistemas en segunda persona. Primeros prototipos de HMD. General Electric, 1972: simulador computerizado de vuelo. Zimmerman (Data Globe). Tom Furnes, 1981: Cabina virtual. Mark Callahan (MIT), 1983. Head Mounted Display (HDM). 90’S : Comienza la búsqueda de aplicaciones

















Componentes de la Realidad Virtual

SOFTWARE=Mundo Virtual

HARDWARE= Elementos Externos

Podemos distinguir dos tipos fundamentales de componentes de

















HARDWARE Dispositivos de entrada

• Elementos de control: Guantes y trajes de datos, Joysticks 3D, Mouse 3D o Murciélagos, Track Balls etc...

• Rastreadores de Posición y movimiento Dispositivos de Salida

• Generadores de Imágenes: Cascos visores, sistemas • •

binoculares, lentes estereoscópicos Generadores de sonidos: Cascos auditivos para incrementar la sensación espacial. Sonido tridimensional. Elementos para la manipulación táctil: También incluyen las sensaciones de fuerzas de realimentación. En muchos

Instalaciones

•Dispositivos de Entrada: INPUT. El usuario puede trasmitir sus

•Los dispositivos de salida permiten que el usuario se sienta inm en el mundo virtual creado. INMERSIÓN / IMAGINACIÓN.

Dependiendo de la complejidad del sistema de realidad virtual e

















Elementos de control y manipulación I Ratones, Joysticks, Digitalizadores

Joysticks Trackballs Ratones

Volantes y Pedales www.logitech.com

Digitalizadores 3D 3dk.asu.edu/digitizer/

Game Pads www.madcatz.com

Los elementos de control más sencillos son los ratones y Joystic

















Elementos de control y manipulación II

www.immersion.com

La mayoría de los últimos sistemas de este tipo de dispositivos



















Elementos de control y manipulación III Guantes de datos,

CIBERTOUCH

CIBERGLOVE

Virtual Technologies, Inc.

CIBERGRASP

Existen dos tecnologías fundamentales dentro de los guantes de realidad virtual, los esqueletos y los guantes de datos.

















Rastreadores de Posición y movimiento I GIROSCOPIOS

www.isense.com (INTERSENSE Co.)

Para lograr una sensación integral de inmersión en el mundo vi

















Rastreadores de Posición y movimiento II Rastreadores de Posición Absoluta tridimensional

http://ligwww.epfl.ch/

Los rastreadores de Posición Absoluta tridimensional necesitan

















Rastreadores de Posición y movimiento III


















Rastreadores de Posición y movimiento IV Rastreadores de Posición Absoluta tridimensional




















Rastreadores de Posición y movimiento V

















Generadores de Imagen I • Lentes de Obturación (shutter glasses) • HMD (Head Mounted Displays) • BOOM

















Generadores de Imagen II • Gafas de Obturación (shutter glasses)

















Generadores de Imagen III • HDM (Head Mounted Displays)

















Generadores de Imagen IV • BOOM



















Instalaciones I • Cabinas

















• CAVE

Instalaciones II

















CREANDO UN MUNDO VIRTUAL • • • •

Elementos de los gráficos tridimensionales Movimiento Creando “vida artifical” Software para Realidad Virtual

















Elementos de los gráficos 3D • Modelo geómetrico del objeto • Luz • Textura

















Movimiento • Captura de movimientos • Esqueletos, músculos y piel



































































































enfermos de permiten Visible los campos Human al con medico fobias que (National se experimentar yha traumas Library aprovechado ofcomo Medicine las puede sensaciones más EEUU) de ser losla han avances reales agorafobia, permitido para de ladesarrollar la el realidad acrofobia desarrollo virtu hab o dl Actualmente y modelos claustrofobia. destreza virtuales frente los El campos sistema ade técnicas pacientes mas virtual complicadas, importantes con introduce los cuales como de al pacientes aplicación esson posible los en cateterismos son interactuar las los situaciones simuladores en o launque p formaciónvirtual. realización ambiente producen fobias yde entrenamiento endoscopias. de forma secuencial en Este tareas tipo para sofisticadas, de simuladores que el paciente el tratamiento requieren puedaherramientas adaptarse. de enfermos fobias y otros especificas (Resumen: Aplicación y realimentación traumasde (acrofobia, la VR táctil a laclaustrofobia, (haptic psicología interfaces). y psiquiatría etc...),(CathSim y enUniversidad la cirugía. Vascularde Acc Simulator, AccuTouch Endoscopy Simulator (Immersion Corp. Lausana:













equipos robóticos y el desarrollo de a latareas telemedicina ha llevado cirugía como herramienta de ayuda complicadas y queh diseñar prototipos telecirugía que podrían estar que indicados pa necesitan una grande habilidad. Existen aplicaciones permiten casos concretos y en ausencia de especialistas. realizar tareas de microcirugía a través de un robot trasladando aumentando las sensaciones que el robot experimenta a un siste













para la creación herramientas de de realidad material virtual educativo. en todos E. los ‘Perceptual campos de Computin la educación. Group del MIT Sin se embargo ha implantado hasta el en momento una cueva estas (‘cave’ tecnologías ) un entorn aun están alcolectivo virtual alcance e deinteractivo los centros(‘educativos Kidsroom’)con seguramente varios submundos por el cp y por los cuales la necesidad pueden navegar de que se y aprender implementen los niños. herramientas especifi













venta de ropa marketing. Muchas por Internet. empresas Existen publicitarias varios prototipos empiezan y uno a ofrecer de los e m sus productos es desarrollados la realización el de MIRALab de tours de lavirtuales Universidad parade observar Ginebra. los productos, navegar por las habitaciones de un hotel, o poder observar los acabados de un coche con todo lujo de detalles en u

























de loselpilotos aplicación para sistemas entrenamiento para al área militares el entrenamiento de defensa. de para pilotos proveerlos Aunque para tanto la batalla, no militares dees información muy para como fácil situaciones obtener comerciales. adicional información desobre emergencia Sonelsiste áre de tecnologías muy para están sofisticados toma sobrevolando, de y de decisiones, las y costosos aplicaciones comoetc. indicadores que incorporan en defensa de blancos, todo podemos tipo visión de distinguir interfaces nocturna, fundamental para mapeo simu de las siguientes situación bases amigas real ydentro aplicaciones, enemigas de un etc. avión, la mejora así como de loslas sistemas distintas de maniobras. simulación de Han vuelo sido entrenamiento precursores de militar los interfaces y la incorporación de realimentación de nuevas de fuerza herramientas e interfaces de realidad táctile (aumentada haptic interfaces para ). los pilotos militares.













aplicaciones sencillos virtual dede monumentos realidad permitirán virtual. históricos. la visita La navegación deCon monumentos dos finalidades, por futuros arqueológicos la edificios visita venta de reproduciendo monumentos, y análisissobre de y las loslaaplicaciones diseños visión real ha derivado una de realidad reconstrucción en laaumentada comercializació del estad para herramientas visitas original de del ruinas monumento. especificas (proyecto (Video: de ArcheoGuide diseño stricker_hera.mpeg tridimensional del Fraunhofer ) para Institut arquitec , La realidad virtual permite en el caso de la arquitectura poder experimentar en la etapa de diseño los espacios creados y la su adecuada adaptación al entorno.(Video Chalet1[1].mov de http://www.sribascad.com/)













aumentada La previsualización al campoy industrial examen depara volumentes la asistencia de ruido técnica y habitabi de los de las distintas distintos procesos áreas industriales. de la planta (ARVIKA son algunas del Fraunhofer de las ventajas Institut, qu aporta la realidad virtual a este campo. Por otra parte la realida virtual constituye una herramienta de gran interés para diseño prototipos industriales.













y entretenimiento ha sidode uno de los campos que es hael permitido reales para la realización visitas virtuales como caso del y previsiblemente permitirá la popularización de proyecto estas tecnología Oceanario de Lisboa construido para la Expo 98, del Hasta el momento uno de los mayores problemas de estas tecnologías es su baja producción y su coste elevado. Sin embar la industria del juego esta dando un paso adelante en este senti Algunos ejemplos de juegos interactivos con posibilidad de inclu interfaces multisensoriales son Lara Croft y Flight Simulator.













vuestras propias herramientas de realidad virtual tenéis alguno enlaces en http://www.cms.dmu.ac.uk/~cph/hbvr.html. (HomeBre

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