¿Que es La Realidad Virtual?

Definición, características y tipos

1. Definición

"Realidad virtual: un sistema de computación usado para crear un mundo artificial en el cual el usuario tiene la impresión de estar y la habilidad de navegar y manipular objetos en él". Manetta C. y R. Blade (1995)

"La realidad virtual te permite explorar un mundo generado por computadoras a través de tu presencia en él". Hodder y Stoughton(s/a).

"La realidad virtual es un camino que tienen los humanos para visualizar, manipular e interactuar con computadoras y con información extremadamente compleja". Aukstakalnis (1992)

Nosotros definiremos Realidad Virtual como un sistema tecnológico que pretende simular las percepciones sensoriales de forma que el usuario las tome como reales. Para ello se define lo virtual como algo que percibimos pero que no se corresponde con la realidad en ese espacio-tiempo (espejismo, grabación virtual, película...). Si queremos que un usuario perciba algo virtual como real necesitaremos una interfaz que lo simule en tiempo real y le permita interaccionar con él a través de múltiples canales sensoriales (visión, audición, tacto, olor, gusto).

El objetivo último de la realidad virtual es crear, almacenar y simular un mundo alternativo, modelar objetos en él, definir relaciones entre ellos y la forma en la que interaccionan, para que el usuario pueda más tarde percibirlo.

2. Relación Real-Irreal

Asociamos el concepto de realidad a la realidad virtual debido a los siguientes puntos:

- La realidad virtual es compartida por otras personas, que interaccionan sin estar en el mismo espacio-tiempo.

- Tiene una estrecha relación con el mundo físico debido a su interrelación e influencia mutua.

- Está influenciada por la creación artística, ya que lo que percibimos a través de los dispositivos debe ser creado por una o varias personas.

3. Las tres Ies de la Realidad Virtual

El triángulo de la realidad virtual

Inmersión. El usuario pierde contacto con la realidad al percibir únicamente los estímulos del mundo virtual.

Interacción. El usuario interacciona con el mundo virtual a través de dispositivos de entrada, de forma que modifica cosas en él y recibe la respuesta a través de sus sentidos. El objetivo último es la respuesta inmediata del mundo virtual (tiempo virtual = tiempo real).

Imaginación. A través del mundo virtual podemos concebir y percibir realidades que no existen, de manera parecida a como hacemos con la creación artística.

La realidad virtual puede ser inmersiva o no inmersiva: la inmersiva se basa en la simulación de un ambiente tridimensional el cual el usuario percibe a través de estímulos sensoriales. La no inmersiva opta por la visualización de los elementos virtuales por una pantalla, dando opción de interaccionar con otras personas a través de Internet. Normalmente la tecnología de Realidad Virtual no inmersiva es más barata y más familiar para el usuario.

4. Otras características de la Realidad Virtual

Presencia. El usuario debe encontrarse dentro del entorno virtual. Esta característica fundamental se logra por medio de los dispositivos de entrada.

Punto de observación o referencia. Permite determinar la ubicación y posición de observación del usuario dentro del mundo virtual.

Navegación. El usuario puede cambiar su punto de observación.

Manipulación. El usuario puede interaccionar y transformar el medio ambiente virtual.

5. Elementos de un sistema de Realidad Virtual.

Entrada de datos. Realiza un seguimiento del usuario y su interacción con el entorno virtual (guantes de datos, ratones 3D, trackers, etc.).

Salida de datos. Realimenta los dispositivos sensoriales del usuario: sonido, vídeo (HMD), tacto (guantes de datos).

Motor de realidad. Máquina que alberga el software donde se creará el mundo virtual. Necesita un hardware acorde con la calidad de RV que se requiera. Normalmente se trata de estaciones gráficas de gran desempeño.

Software RV. Lenguajes, librerías y sistemas autorizados que se usan para implementar interfaces completas para diferentes mundos virtuales.

Base de datos del mundo. Contiene los objetos del mundo virtual y sus propiedades.

Posible esquema del servidor

El motor de Realidad Virtual puede estar basada en un modelo cliente-servidor de la siguiente forma:

Servidor:

- Sincronización de las imágenes.

- Control de colisión de las imágenes.

- Comunicación con los clientes, que visualizarán el mundo virtual.

Cliente:

- Contiene el mundo virtual.

- Se comunican con el servidor.

Cada cliente podrá tener perspectivas distintas del mundo, mientras que el servidor enviará órdenes de navegación para que los clientes actúen en consecuencia.

6. Tecnologías necesarias.

Principales:

- Dispositivos de visualización que sumerjan al usuario en el mundo virtual y que bloqueen los sentidos procedentes del mundo real.

- Sistema de renderizado de imagen que genere las imágenes para que el usuario las perciba como siempre cambiantes (20 a 30 frames por segundo).

- Sistema de rastreo que siga de forma continua la posición y orientación del usuario.

- Sistema para construir y mantener la base de datos que guarde los modelos del mundo virtual, y que permita que estos sean detallados y realistas.

Secundarias:

- Sonido en 3D que simule las posibles percepciones de los sonidos en el mundo físico.

- Simular sensaciones hápticas a los sentidos kinestéticos, esto es, simular sensaciones basadas en el contacto a otros sentidos además de los visuales y auditivos, como el tacto o el equilibrio.

- Dispositivos a través de los que el usuario pueda interaccionar con los objetos del entorno virtual, como los guantes de datos.

- Técnicas de interacción que sustituyan las interacciones posibles en el mundo real.

7. Clasificación de los mundos virtuales.

Mundo muerto. No hay interacción entre el sistema y el usuario ni movimiento de los objetos. El usuario percibe un mundo virtual a través de los sentidos pero no puede actuar sobre él, sólo explorarlo. Por ejemplo, las animaciones tradicionales de imágenes precalculadas.

Mundo real. Los objetos poseen los atributos correspondientes a su equivalencia real, de manera que podemos interactuar con ellos tal y como hacemos en el mundo real. Si miramos un reloj, éste marca la hora, y si arrastramos un lápiz por el papel, escribimos. Por ejemplo, un simulador de conducción dentro de una ciudad.

Mundo fantástico. En él podemos realizar tareas irreales, como volar o atravesar paredes, abriéndonos más posibilidades de exploración del mundo. Por ejemplo, una exploración de un naufragio.

8. Clasificación de las interfaces virtuales.

Ejemplo de sistema no inmersivo

Sistemas de ventanas. No inmersivos, utilizan un monitor convencional para representar objetos en 3D. Definidos en 1997 por Michael Louka como realidad virtual de escritorio o Window on World, han estado presentes desde el principio de la historia de los gráficos computarizados. Por ejemplo, un videojuego de PC.

Cabina de simulación. El usuario emplea un sistema similar al de ventanas, pero no usa un monitor, sino una cabina en la que experimenta un ambiente especial. Por ejemplo, un simulador de vuelo en el que los pilotos hacen prácticas.

Sistemas de mapeo por vídeo. Mezclan una filmación del usuario con una representación gráfica de objetos u otros usuarios de forma que pueda interactuar con ellos. También puede llamarse Mundo Espejo. Por ejemplo, el videojuego Eye Toy de Sony, que graba al usuario y lo muestra en pantalla, permitiéndole actuar sobre los objetos de la pantalla a través de sus movimientos.

Sistemas de telepresencia. Conectan al usuario con sensores de un equipo remoto de manera que puede manejarlo como parte de él, haciendo que repita sus acciones, mientras el sistema simula, para el usuario, el ambiente en el que se está moviendo el agente. Por ejemplo, un cirujano que controle unos brazos de robot y opere a un paciente usando unos mandos.

Sistemas inmersivos. Permiten al usuario sumergirse en el mundo artificial a través de los dispositivos sensoriales, simulando de manera más real la realidad y proporcionando una experiencia en 1ª persona. La diferencia con la telepresencia es que las acciones del usuario no son repetidas por un agente. Por ejemplo, un sistema con casco visor y guantes de datos que permita al usuario visitar un museo virtualmente.

Ejemplo de sistema inmersivo