2. INDICE
•¿QUÉ ES?
•LAS 3 “I” DE RV
•TIPOS DE RV
•FUNCIONAMIENTO
•COMPONENTES DEL SISTEMA
•EQUIPOS DE TECNOLOGÍA
•DISPOSITIVOS DE ENTRADA
•DISPOSITIVOS DE SALIDA
•BIBLIOGRAFIA
3. • VIRTUAL: Algo que percibimos pero que no se
corresponde con la realidad en ese espacio-tiempo
(espejismo, grabación virtual, película)
• REALIDAD: Todo aquello que se puede percibir por
medio de los sentidos (directa), de máquinas
(indirecta) o que nos han contado (referenciada)
4. ¿QUÉ ES?
La tecnología de la Realidad Virtual permite sumergir a un usuario en
un ambiente tridimensional simulado por el computador, de forma
interactiva y autónoma en tiempo real.
En un entorno virtual se puede
aprender a manipular equipos
sofisticados, aprender a
conducir, realizar operaciones,
conocer una construcción
antes de que se construya y
muchas cosas más.
De esta forma, se puede estar en entornos virtuales que simulen o que
sean réplica exacta de lugares existentes o simplemente en lugares
imaginarios permitiendo la interacción con los elementos allí ubicados.
5. ¿QUÉ ES?
La Realidad Virtual explota todas las técnicas de reproducción de
imágenes y las extiende, usándolas dentro del entorno en el que el
usuario puede examinar, manipular e interactuar con los objetos
expuestos.
Un mundo virtual es un modelo matemático que describe un
"espacio tridimensional", dentro de este "espacio" están contenidos
objetos que pueden representar cualquier cosa, desde una simple entidad
geométrica, por ejemplo un cubo o una esfera, hasta una forma compleja,
como puede ser un desarrollo arquitectónico, un nuevo estado físico de la
materia ó el modelo de una estructura genética.
6. ¿QUÉ ES?
A fin de cuentas, un entorno virtual es una interfaz de
usuario que implica simulación en tiempo real e interacción a
través de múltiples canales sensoriales (visión, sonido, tacto, olor,
gusto)
8. Inmersión
El usuario pierde el contacto con la realidad al
percibir únicamente estímulos del mundo virtual.
Interacción
El usuario puede interactuar con el mundo virtual.
Objetivo: tiempo real.
Imaginación
Capacidad de la mente para percibir cosas que no
existen.
9. TIPOS DE REALIDAD
VIRTUAL
Sistemas inmersivos:
• El usuario se siente dentro del mundo virtual.
• Utiliza accesorios como guantes, trajes especiales, visores o cascos.
• Este tipo de sistemas son ideales para aplicaciones de entrenamiento o capacitación.
Sistemas semi-inmersivos
• Se caracterizan por ser 4 pantallas en forma de cubo ( tres pantallas forman las paredes y
una el piso).
• El usuario usa lentes y un dispositivo de seguimiento de movimientos de la cabeza, de
esta manera al moverse el usuario las proyecciones perspectivas son calculadas por el
motor de RV para cada pared y se despliegan en proyectores que están conectados a la
computadora.
• Son usados para visualizaciones donde se requiere que el usuario se mantenga en
contacto con elementos del mundo real.
Sistemas no inmersivos
• Aquellos donde el monitor es la ventana hacia el mundo virtual.
• La interacción es por medio del teclado, micrófono, ratón o joystick.
• Este sistema es idóneo para visualizaciones científicas, también son usadas como medio
de entretenimiento.
10. COMO FUNCIONA
Las partes básicas de un sistema de realidad virtual son: el modelo de
simulación, la representación del ambiente virtual, la entrada/salida y por
supuesto el usuario.
• Modelo de simulación: El modelo es la representación matemática del
sistema que se está presentando. Un modelo virtual necesita responder
dinámicamente en respuesta de la entrada del usuario.
• Entrada: Los dispositivos de entrada se utilizan para interactuar con el
ambiente virtual como puede ser un joystick o guantes, pedales, el
teclado o el mouse, cascos, etc.
• Salida: La salida se refiere a la tecnología mediante la cual el usuario
percibe estímulos, esta tecnología abarca un amplio rango y va desde
aparatos de despliegue visual, sistemas sonoros, sistemas sensoriales,
entre otros.
• Usuario: El usuario es la razón de existir de un sistema de realidad
virtual, es el que recibe los estímulos de parte del sistema y se encarga
de retroalimentarlo y definir su comportamiento.
11. CICLO DE
SIMULACIÓN
Leer geometría
Comunicación con sensores
Mover objetos según información de
los sensores
Pre-Proceso
Procesar audio
Renderizar imagen derecha e
izquierda
Procesar acciones del usuario
Ejecutar funciones de los objetos
No tiempo real
Tiempo real
12. FUNCIONAMIENTO
DEL SISTEMA
Un requerimiento básico es capturar la posición de la cabeza del
usuario (según el sistema de visualización bastará conocer la
posición de la cabeza), también es frecuente capturar
movimientos de la mano y de los dedos de la mano.
En el caso de la simulación visual, los algoritmos de síntesis de
imágenes calculan la imagen en el frame buffer (la posición y
orientación de la cabeza del usuario).
13. FUNCIONAMIENTO
DEL SISTEMA
Lo mismo pasa con los estímulos para el resto de sentidos, son
calculados por los algoritmos de simulación, traducidos en
señales digitales para el hardware y finalmente convertidos en
estímulos físicos para los dispositivos de salida.
15. COMPONENTES DEL
SISTEMA
Computador:
El computador se encarga de llevar a cabo la simulación de forma
interactiva, basándose en el modelo geométrico 3D.
Los computadores que se utilizan para realidad virtual son
estaciones de trabajo con prestaciones gráficas avanzadas que
están implementadas por hardware.
16. COMPONENTES DEL
SISTEMA
Modelo geométrico 3D:
Un sistema de realidad virtual tiene que permitir explorar la
escena de forma interactiva y ver el mundo virtual desde
cualquier punto de vista, es necesario disponer de una
representación geométrica 3D, que permita hacer los cálculos de
imágenes, generación de sonido espacial, cálculo de colisiones,
etc.
17. EQUIPOS Y
TECNOLOGIA
Para el desarrollo de esta tecnología hay que disponer
de equipos de proyección estereoscópica, dispositivos hápticos
de 6DOF y un sistema de posicionamiento óptico de 6 cámaras
para realizar simulaciones en diferentes áreas. Al mismo tiempo,
también se han desarrollado aplicaciones más sencillas, en
lenguaje VRML combinado con texto en html, para ser
visualizadas en PC’s convencionales, sin requisitos complejos de
software y para usuarios no familiarizados con la Realidad Virtual.
18. DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
•Los periféricos de entrada se encargan de
capturar las acciones del participante y enviar
esta información al computador.
•Los periféricos de entrada más frecuentes en
realidad virtual son los posicionadores, los
guantes y los micrófonos, entre otros.
19. Cascos
•También llamados HMD (Head Mounted Display)
•Es el periférico más antiguo que se utiliza. Consiste en un dispositivo
sujeto a la cabeza con una pantalla delante de cada ojo
•Se consideran dispositivos de entrada-salida ya que detectan la
posicion de la cabeza y muestran imágenes en el mismo dispositivo
•Tradicionalmente la mayoría tenían dos pantallas diferenciadas, una
para cada ojo, pero eran incómodos y muy caros por lo que solo se
usaban para usos militares, de formación o de investigación como la
mayoria de perifericos de realidad virtual
•OculusRift y Personal 3D Viewer (Sony) son los ejemplos más
conocidos de este tipo de dispositivos
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
21. Cascos – Oculus Rift (Oculus VR)
•Oculus VR es una empresa muy joven pero que ha revolucionado
el mundo de la tecnología con su Oculus Rift
•Con el objetivo de crear un visor “low-cost”, creó un visor sencillo,
ligero, de baja latencia y con un gran campo de vision, con una
pantalla de tablet de resolucion moderada, una lente para cada ojo
y unos sensores que seguían la inclinación de la cabeza
(posicionamiento relativo)
•En lugar de pantallas curvas, la deformación de la imagen la hace
el software y al ampliar la imagen con las lentes se consigue un
amplio campo de vision de forma relativamente barata
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
23. Cascos – Oculus Rift (Oculus VR)
•Para crecer, Oculus VR creó una campaña de Kickstarter
ofreciéndose a distribuir Kits para Desarrolladores a cambio de
financiar su proyecto
•El visor que se distribuyó (el DK1) tuvo un éxito tremendo y
llegaron a venderse hasta su retirada
más de 55000 kits
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
25. Cascos – Oculus Rift (Oculus VR) – evolución
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Posicionamiento relativo Posicionamiento absoluto
prototipo DK1 versión HD Crystal Cove DK2
26. Cascos – Oculus Rift (Oculus VR) – evolución
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Diseño hipotético del CV1 presentado en el GDC 2014
27. Cascos – Project Morpheus (SONY)
•SONY, a la vanguardia de la tecnología, ya tenía un prototipo de
casco de realidad virtual antes de que apareciera Oculus VR con
su Oculus Rift pero no llegó tan lejos como Oculus Rift
•Aprovechando la entrada a la era virtual, SONY ha reinventado su
Personal 3D Viewer (HMZT1) por un prototipo de visor para la PS4,
el Project Morpheus con características similares al Oculus Rift
DK2
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Personal 3D Viewer (HMZT1) Project Morpheus
28. Cascos – Otros
•Como ocurre con todas las innovaciones (smartphones, tabletas,
etc) siempre aparecen las imitaciones, que en algunos casos
pueden llegar a superar al producto original en algunos aspectos
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Durovis Dive
(para usar tu
teléfono de visor)
VRElia (diseñado y
fabricado en España)
True Player Gear
InfinitEye
Avegant Glyph HMD Neo Pro
GameFace Labs
29. Ratones 3D
•Parecidos a los ratones normales pero con la particularidad de que
actúan en un espacio tridimensional.
•Consiste en múltiples detectores lineales que triangulan el origen de
una fuente de luz o calculan un movimiento mediante el registro de
movimientos de ruletas situadas bajo una parte móvil.
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
30. DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Guantes
•Instalados en combinación con sistemas de posicionamiento
permiten manipular objetos virtuales.
•Algunos posibilitan el feedback háptico, es decir, imitan la
resistencia que ofrecen los objetos virtuales.
•Mediante posicionadores calcula los gestos del usuario y los
introduce en un medio virtual.
31. DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Guantes – leap motion
•LEAP Motion no es un guante pero cumple la misma
función: registrar los movimientos de la mano, pero
mediante sensores de profundidad
33. DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
Sistemas de tracking
(Posicionamiento)
•Permiten detectar la posición del observador de forma que se
le pueda ofrecer la imagen adecuada.
•Los hay mecánicos, ópticos, magnéticos, acústicos e
inerciales.
35. Andadores – Virtuix Omni
•Al igual que las mesas de air hockey, la plataforma de este
andador plegable que soporta a la persona aprovecha la baja
fricción para permitir movimientos rápidos que, mediante
sensores, transmiten al mundo virtual
•Esta tecnología también ha ganado fama pero aún le queda
madurar
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
36. Mesas de visualización.
(Workbench, Holobench)
•Son combinaciones de periféricos para visión estereoscópica.
•Están formados por proyectores y pantallas de retroproyección
dispuestos en forma de mesa de trabajo.
•Mediante trackers y unas gafas el usuario se ve inmerso en la
escena.
DISPOSITIVOS DE
ENTRADA
37. DISPOSITIVOS DE
SALIDA
Los periféricos de salida se encargan
de traducir las señales de audio,
video y demás, generados por el
computador, en estímulos para los
sentidos.
Los efectores se clasifican según el
sentido al que va dirigido:
• Efectores visuales (cascos
estereoscópicos, pantallas de
proyección)
• Efectores de audio (sistemas de
sonido, altavoces) de fuerza y tacto
(dispositivos táctiles)
• Efectores del sentido del
equilibrio (plataformas móviles)
38. DISPOSITIVOS DE
SALIDA
Hay diversos interfaces especializados que
pretenden estimular los distintos sentidos,
como por ejemplo:
- Representaciones gráficas para realimentación
visual
- Hardware para audio 3-D para sonido localizado
- Interfaces hápticas para realimentación de fuerza
y tacto
Por el momento el olfato y gusto han sido muy poco
investigados.
39. DISPOSITIVOS DE
SALIDA
Reactive Grip (Tactical Haptics)
Este mando transfiere a la mano la sensacion de fuerzas y presiones
virtuales sobre la mano, mediante unas partes moviles presentes en
el mango
40. DISPOSITIVOS DE
SALIDA
Estimulación Vestibular Galvánica
Es una tecnología que, mediante pequeñas descargas eléctricas de
muy bajo voltaje cerca de los oídos, logra alterar nuestro sentido del
equilibrio para simular la inercia que tiene nuestro cuerpo al
moverse. (Simula la fuerza G)
41. DISPOSITIVOS DE
SALIDA
Displays basados en monitor:
• Usan gafas activas o pasivas
• Varios usuarios pueden mirar un monitor
• Puede existir un solo monitor, o varios (uno a continuación de
otro), en cuyo caso la continuidad de la imagen se convierte en
un problema
43. CUEVA RV
Cueva de RV: RAVE II (Reconfigurable Virtual Environment)
de Fakespace
Tiene 3 módulos de proyección de 3'6 metros de ancho por 3
metros de alto que pueden formar diferentes configuraciones de
proyección:
• Habitación donde las paredes y el suelo son pantallas de
proyección
• Pantalla plana de 10'8 x 3 metros
• Teatro inmersivo multiangular
• L-shape
• Pantallas de 3'6 x 3 m independientes
• Proyectores CRT de 260 lúmenes y resolución 1280x1024
45. DISPOSITIVOS DE
SALIDA
Sonido 3D
-Realimentación de sonido al
usuario que interactúa con el
mundo virtual
-El sonido puede ser:
monoaural (ambos oídos oyen lo
mismo)
biaural (cada oído oye un sonido
distinto)
46. www.realovirtual.com
•Para los que os interese el tema, esta página es el referente español sobre
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relativo a la realidad virtual
