Usos de la Realidad Virtual

La “Realidad Virtual” tiene muchos usos en distintas aéreas, las cuales pueden ser:

Militar:
El gobierno de los Estados Unidos, ha potenciado mucho esta tecnología, permitiendo a los militares, vivir en carne propia como seria una guerra a través de simuladores, entrenándolos en distintos campos, desde pilotear una nave, el aterrizaje de un bombardero, tácticas militares, practicas de tiro, saltos con paracaídas, hasta situaciones extremas, entre otros.


 

Científico:
Una de las entidades más importante en este campo ha sido la NASA, que mediante simulaciones de realidad virtual ha entrenado a los astronautas para distintos fines, como pueden ser viajes espaciales, arreglar posibles problemas que se produzcan en el espacio, todo esto mediante esta tecnología.

Medico
Mediante esta tecnología usada mayoritariamente en neuropsicología y psicoterapia, se han podido crear tratamientos para algunas enfermedades, tales como las fobias, solucionar problemas de movilidad, por otra parte tenemos entrenamientos para doctores como son operaciones de alto riesgo.






Educativo
En el sector educativo, lo utilizan para enseñar jugando, esto quiere decir que recrean la historia de algún acontecimiento importante y sitúan al alumno como si fuera parte de esa experiencia, además podemos agregar situaciones como por ejemplo: vivir con los dinosaurios, ir en una nave espacial recorriendo nuestro sistema solar o revivir épocas antiguas, entre otras.

Cultural
A través de esta tecnología, el área cultural se ha visto muy favorecida, puesto que se han creado museos virtuales que la gente puede recorrer e interactuar con él, se a podido reconstruir y restaurado objetos arqueológicos prácticamente perdidos, e incluso visitar lugares de la antigüedad, como el caso de Egipto antiguo cuando no era un desierto.

Laboral
De apoco se ha ido masificando su uso en el sector laboral, un buen ejemplo de esto son las constructoras, que mucho antes de comenzar la obra, muestran al cliente mediante la realidad virtual, el  futuro diseño de la construcción que desea.






Entretenimiento
El uso más conocido en esta área, son los VideoJuegos, porque mediante algún periférico, nos hace sentir como si realmente fuéramos algún comando especial, quizás un piloto de formula uno o hasta ponernos en la piel de un personaje que debe rescatar a la princesa, creándonos un mundo ficticio en tiempo real, siendo a su vez interactivo.

Sin duda estos son solo algunos ejemplos de esta tecnología, pero con toda esta información nos podemos dar cuenta, que esta tecnología siempre a estado en un constante avance, siendo de mucha utilidad para distintas áreas y no solo para el entretenimiento como la gente supone.

Historia de la Realidad Virtual y la Realidad Aumentada.

Varias fuentes de internet muestran distintos orígenes de esta tecnología, sin embargo, trate de acomodar cronológicamente cada uno de estos acontecimientos, para así no perder ningún dato importante, sin embargo, cave destacar que todo esto comenzó del Estereoscopio inventado por Charles Wheatstone.

1961: Headsight (Philco Corporation).
Este prototipo creado por la empresa Philco, fue la primera HMD (Head Mounting Display o Helmet Mounting Display), utilizaba unas pequeñas pantallas de tubo catódico (CRT), una para cada ojo, pero no de manera estereoscópica, utilizaba sensores magnéticos para recoger la posición de la cabeza. El fin de este proyecto era vigilar las condiciones en otra habitación, moviendo la cámara situada remotamente mediante el movimiento de la cabeza, creando así una sensación de telepresencia.



1962: El Sensorama (Morton Heilig).
Fue la primera maquina en ser capaz de realizar una experiencia de inmersión sensorial total, a través de una película tridimensional, estímulos visuales, vibraciones, sonidos, viento y hasta olores.








1965 : The Ultimate Display (Sutherland).
Ivan Sutherland, en un ensayo nos muestra un prometedor futuro de la computación, sentando las bases de varias tecnologías utilizadas en nuestros días, describiendo el concepto básico de la Realidad Virtual, diciendo explícitamente: “La pantalla es una ventana a través de la cual uno ve un mundo virtual. El desafío es hacer que ese mundo se vea real, actúe real, suene real y se sienta real”.


1968: A-Head Mounted Display Three Dimensional (Ivan Sutherland / Bob Sproull).
(También conocido este proyecto como “The Sword of Damocles”) Años después de su ensayo Ivan Sutherland y Bob Sproull, trabajaron juntos para dar forma a este aparato con forma de casco, que estaba diseñado para mostrar al espectador objetos en 3D, generados mediante una computadora, siendo el primero en utilizar esta tecnología.
A través de los lentes transparentes que contenían dos CRT, eran proyectadas las imágenes de manera estereoscópica, además de  contar con aceleradores sobre el casco, utilizados para recoger la posición del HMD (Head Mounting Display), por otra parte con la ayuda de Roberts se escribe el primer algoritmo para eliminar superficies oscuras y ocultas de una imagen, abriendo así el camino a la utilización de gráficos 3D.

1968: Simulacion Táctil (Frederick Phillips Brooks, Jr.).
La primera adaptación de un dispositivo que permitiera simular reacciones táctiles de fuerza fue lograda por un grupo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte, dirigido por el profesor Frederick Rooks. Para esto se usaron un dispositivo robótico similar a los que se usan para la manipulación remota de materiales radiactivos, de forma que ofreciese mayor o menor resistencia al movimiento según fuese necesario. Un dispositivo similar a este, aunque mucho más desarrollado es empleado en la actualidad para numerosas tareas de la realidad virtual.

1970: Binocular Omni Orientation Monitor  (Donald Vickers).
Es un dispositivo similar al HMD, sin embargo las pantallas en lugar de colocarse sobre la cabeza, se sitúan en una especie de caja, sujetada a un extremo de un brazo articulado. El usuario podrá mirar a tavés de unos agujeros hallados en esta caja para ver el mundo virtual como si se tratase de unos prismáticos, la unica desventaja de este sistema es que con un mano debes manejar el brazo articulado dejando solamente una mano libre para interactuar con el sistema.


1972: Sorcerer's Apprentice: Head-Mounted Display and Wand (Donald Vickers).
Es un sistema de computación gráfica interactiva utilizando una pantalla montada en la cabeza y una vara de tres dimensiones. El sistema permite la interacción de tres dimensiones con dibujos de líneas que se muestran en tiempo real. La imagen proyectada en las gafas, nos brinda una ilusión de estár rodeado de objetos tridimensionales, generados por computadora.

1977: Sayre Glove (Dan Sandin / Richard Sayre / Thomas Defanti).
Creado inicialmente por Richard Sayre, para luego ser mejorado por Sandin y Defanti.
Se desarolla el primer guante sensitivo a la flexion. Tiene en cada dedo un tubo flexible de fibra óptica con un emisor de luz en un extremo y un receptor en el otro. En función de la cantidad de luz que llegaba al receptor se podía calcular la flexión de los dedos con esto se podía monitorear los movimientos de la mano.




1979: LEEP optics (Eric Howlett ).
Eric Mayorga Howlett, fue el inventor de los lentes LEEP (Large Expanse Extra Perspective) perspectiva óptica mejorada de extensión larga, y constituye la base para la mayoría de los actuales cascos de realidad virtual disponibles, ofreciendo un muy amplio campo de visión de imágenes estereoscópicas.

1981: Cabina Virtual (Thomas Furness).
Fue el primer simulador de cabina de avión para entrenar a pilotos. Esta proporcionaba información 3D, los cuales podían controlar el aparato a través de una representación virtual del terreno con un campo de visión de 120º en horizontal. Este proyecto sentó las bases para el desarrollo de los sistemas de entrenamiento militar. Solo un año más tarde presentó el simulador de vuelo más avanzado que existe, contenido en su totalidad en un casco y creado para U.S Army AirForce.

1982: VPL DataGlove (Thomas Zimmerman, Jaron Lanier).
Thomas Zimmerman patenta un guante para introducir datos basados en sensores ópticos, y no es hasta 1987 que se junta con Jaron Lanier y fundan la empresa VPL Research, y mejoran este guante de datos. Su invento empezó a venderse en poco tiempo a organismos como la NASA y el Pentágono, siendo el primer guante en salir a la venta.
Poco después VPL fue absorbido por la multinacional Thompson.




1983: Guante de Bell Labs de AT&T (Gary Grimes).
En 1983, el Dr. Gary Grimes, de los Bell Labs de AT&T, patentó el primer guante que reconocía las posiciones de la mano con la intención de crear caracteres alfanuméricos y poder sustituir los teclados por estos. Este guante tenía sensores de flexión en los dedos, sensores táctiles en las yemas de los dedos y sensores de orientación y posición en la muñeca.

1985: VisioCasco Ames (Scott Fisher).
Fisher concedido como un pionero de esta área, fue director fundador del Proyecto Virtual Environment Workstation Project (VIEW) en el Centro de Investigación Ames de la NASA, creando el casco virtual mas avanzado de su época, construyendo así el primer sistema práctico de visores estereoscópicos.

1985: VIVED (Mike Mc Greevy y Jim Humphries, NASA).
Mike Mc Greevy y Jim Humphries junto con la NASA desarrollaron el sistema “Vived” (Visual Environment Display System), las primeras estaciones de bajo coste dotadas de un campo de visión amplio, estéreo, con sensores de posición en el casco d RV; cuya utilidad estaba enfocada a los futuros astronautas en la NASA





En los siguientes años, fue mejorando la tecnología, y se empezaron a comercializar los productos, aquí coloco un resumen.

• 1986: Se crea el primer visor de color basado en una estación de trabajo
• 1986:  Super Cockpit (Super Cabina) con el fin de explotar las capacidades espaciales de los recursos humanos en el sistema de armas
• 1987:  NASA perfecciona la primera realidad sintetizada por computadora, mediante la combinación de imagenes stereo, sonido 3D, guantes, entre otros
• 1988: El Dr. Davidson trabaja en la producción de visores de bajo costo.
• 1989: Cyberface™
• 1989: EyePhone™
• 1989:  VPL y Autodesk hacen demostraciones cada uno de sus sistemas de Realidad Virtual, siendo VPL más caro que Autodesk
• 1990:  Nace la primera compañía comercial de Software de Realidad Virtual llamada Sense8 fundada por Pat Gelband
• 1991:  La compañia W. Industries desarrolla la recreativa “Virtuality” y la instalan en varios salones de EE.UU.
• 1991:  Aparece el juego Dactyl Nightmare siendo el primer Videojuego en el que varios usuarios pueden interactuar en un mismo espacio.
• 1991:  Aparece GopherVR, un navegador que creaba una interfaz al gopherespacio generando mundos virtuales al vuelo
• 1991: Virtual Reality (Howard Rheingold)
• 1991: Virtuality 1000CS
• 1991: Flight Helmet (Virtual Research) first reliable HMD under $10,000
• 1992:  SUN hace la primera demostración de su Portal Visual, el ambiente VR de mayor resolución hasta el momento.
• 1992:  Sale al mercado el primer juego cuya perspectiva de los gráficos era en primera persona Wolfenstein
• 1992:  Electronic Visualization Lab (EVL) de la universidad de Illinois, Chicago, ideó el concepto de una habitación con gráficos proyectados desde detrás de las paredes y suelo, apareciendo CAVE (Cave Automatic Virtual Environment).
• 1993: Silicon Graphics (SGI) anunció un motor de Realidad Virtual
• 1994:  Antena 3 es la primera cadena de televisión española en introducir espacios virtuales en sus programas.
• 1994: Se funda la sociedad de realidad virtual
• 1994: Sega VR Lentes de realidad virtual
• 1994: Virtuality 2000SU http://www.youtube.com/watch?v=2Imyn6QSq9s
• 1994: Forte VFX1
• 1994: Victormaxx CyberMaxx
• 1995:  Aparece la primera formulación del VRML (Virtual Reality Modeling Language. “Lenguaje para Modelado de Realidad Virtual”).
• 1995: Nintendo crea la primera consola de realidad virtual llamada Virtual Boy
• 1995: Jaguar VR
• 1995: i-glasses (Virtual IO) http://www.youtube.com/watch?v=YbNUIwi5F6g
• 1997: End of Virtuality
• 1997: Sony Glasstron
• 1998: LEEP Systems was shut down
• 1998:  Acquisition of the patent portfolio and technical assets of VPL Research by Sun Microsystems
• 2005: Z800
• 2007: VR920
• 2011: Sony HMZ-T1
• 2012:  Oculus Rift proyecto de casco de realidad virtual creado por los creadores de Quake y Doom

¿Qué es la Realidad Virtual?

Definida por Wikipedia como:

"Una ciencia basada en el empleo de ordenadores y otros dispositivos, cuyo fin es producir una apariencia de realidad que permita al usuario tener la sensación de estar presente en ella".

Definida por mí como:

"Una tecnología multidisciplinaria que mediante el uso de una computadora y otros dispositivos hardware, tiene como objetivo final, sumergir al usuario dentro de una experiencia ficticia, que a su vez, le parezca lo mas real posible, dando como resultado, la sensación de estar dentro de está."

Los ordenadores son los encargados de recrear artificialmente esta experiencia a través de distintos periféricos controlados mediante un software de computadora.

Uno de los temas más complicados en esta tecnología es tratar de convencer al cerebro de estar en otra realidad, y esto se logra mediante los sentidos.

Uno de los sentidos mas importantes del ser humano es la vista; gráficos 3D generados por computadora son los encargados de esta área, en la actualidad, con el rápido avance de la tecnología, los computadores han podido ser capaces de generar en tiempo real, imágenes de muy alta calidad y bastante cercanas a la realidad, además si estas son acompañadas de la tecnología estereoscópica se logran resultados muy sorprendentes y prometedores.

Todo esto se lo debemos a miles de personas que están detrás, trabajando día a día en desarrollar nueva tecnología o mejorar la existente, sin olvidar también de todos los desarrolladores de software que hacen uso de este sofisticado hardware, y desarrollan nuevas herramientas o aplicaciones.

La audición es otro de los puntos más importantes e influyentes en la “Realidad Virtual” y en nuestros días, los ordenadores pueden generar y recrear sonidos en tres dimensiones o también conocido como sonido envolvente, e incluso llegan a imitar la caja acústica que se produce en nuestra cabeza cuando llega algún sonido de diferente posición en relación con el sujeto.

A su derecha tenemos el audífono "Razer Tiamat 7.1", que cuenta con 5 parlantes para una sola oreja, siendo estos de distinto tipo y tamaño, completando el conjunto con un total de 10 parlantes, ofreciéndonos un verdadero sonido envolvente.

El tacto y el movimiento del humano, es manejado por sistemas externos a una computadora, teniendo una gran variedad de periféricos, como pueden ser Trackball de tamaños enormes, mouse 3D, Motions, trajes especiales, mocap, replicas de armas, entre otros...

El gusto y el olfato, no menos importantes, han tenido muy poco avance, del gusto podríamos hablar de una impresora que es capaz de imprimir una variedad enorme de sabores, pero ese es otro tema. Mientras que el olfato ha sido siempre criticado, pues nadie va a querer, en modo de ejemplo en un juego (Half-Life 2), bajar a un alcantarillado, puesto que no existe un agradable aroma en ese lugar.

Por otro lado la “Realidad Virtual”, debe ser interactiva, esto significa, que debe responder a cambios producidos por el usuario, dicho de otra manera, cualquier movimiento que realicemos en la vida real debe ser interpretado por el sistema y convertido en entrada de información, la cual afectará ala realidad creada por ordenador, por ende, esta debe ser capaz de responder a nuestra interferencia y seguir leyes newtonianas, cuánticas o irreales (creadas por el programador). Como ejemplo podría ser un tenista, que al golpear la pelota afecta el recorrido de está.

Entonces podemos afirmar que la “Realidad Virtual” se distingue de la animación en 3D (Toy Story), como también de un RideFilm (Cine 3D con movimiento) o de un Set Virtual (como el reporte del clima), por que es capaz de funcionar en tiempo real, para responder a los cambios afectados por la interactividad, y no tan solo ser imágenes cuadro a cuadro generadas por una computadora. Aunque existen algunas excepciones, hay Ride Films, que utilizan pistolas para aniquilar a monstruos, esto lo hace ser interactivo, y recién allí, es catalogado como "Realidad Virtual". 

En la tecnología de la “Realidad Virtual”, podemos encontrar dos tipo: inmersiva y no inmersiva.

Los métodos inmersivos, son aquellos que necesitan del uso de periféricos mas avanzados, como pueden ser cascos VR, guantes, Ratones 3D, u otros dispositivos de captura de movimiento, que deleitan nuestros sentidos, en un mundo totalmente nuevo por explorar, con la ventaja de inducirnos a una experiencia mas cercana a la realidad; hacernos sentir como si de un sueño muy real se tratase, sin embargo, este modelo lo hace el mas costoso monetariamente por la cantidad de periféricos que se requieren.

Por otro lado el tipo no inmersivo, es más económico, por que se limita a una pantalla, teclado y mouse e incluso algún gamepad, joystick o volante, la industria del VideoJuego puede ser un muy buen ejemplo de este caso, puesto que los juegos multijugador sobre Internet, como podría ser algún MMORPG (Multiplayer Massive Online Role-Playing Game) como Ragnarok o LineAge II, en donde mas de 1000 jugadores, se conectan al mismo tiempo, eliminando el espacio y tiempo, en el cual podemos interactuar en tiempo real con diferentes personas de distintos lugares en ambientes que en realidad no existen.

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