18.4. Aplicaciones de la RV

(Realidad Virtual)

Ya hemos mencionado múltiples aplicaciones, como el quirófano virtual (ya en uso en la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid), la exploración espacial y la arqueológica, la investigación genética y química. También se benefician todas las profesiones que utilizan habitualmente maquetas o prototipos, ya que la RV permite al diseñador presentar a sus clientes simulaciones tridimensionales de la obra antes de iniciar su realización. Las actividades de alto riesgo constituyen otro campo donde la RV se puede convertir en un aliado invaluable, permitiendo, entre otras cosas, el entrenamiento de personal especializado sin poner en peligro su integridad física.
Foto: Stereo Graphic Corp. (del libro "Realidad Virtual" de C.Larijani)


Telepresencia

La "telepresencia" -fuera del ámbito de los juegos- constituye un aspecto que también puede ser de gran importancia para la investigación. Si un operador se mantiene conectado a un robot que se desplaza en un ambiente desconocido, a través de su "data suit" podrá ayudar a construir una representación de este entorno más adecuado para el cumplimiento de los objetivos de los investigadores. No sólo se podría visualizar así -por ejemplo- el suelo marciano sino también palparlo, experimentar el peso o la resistencia de su atmósfera, etc. de modo tal que otro investigador o estudiante pueda, después, repetir o incluso profundizar la experiencia sin estar directamente conectado al robot que esté en la superficie marciana (o de otro cuerpo celeste).

Campo diferente de la telepresencia sería el de las "reuniones virtuales", en que los participantes podrían "encontrarse" en un ambiente común (sala virtual) a través de las representaciones tridimensionales de cada uno. En este caso, "el entorno virtual se convierte en un entorno compartido en el que el usuario no se percibe sólo como presente, sino como contemporáneamente presente con otros. [...] El espacio de esta presencia contemporánea simulada no corresponde a ninguno de los espacios reales en que se encuentran concretamente los interlocutores; su existencia está determinada por la comunicación entre sujetos; dicho espacio está constituido por las informaciones disponibles a la vez para las partes que establecen la comunicación [... y ...] construido en el ordenador, en el momento en que es utilizado." (Vittadini, N., p.140)


Modelos publicitarios

El Mundo/Diario del navegante - 2/08/99 - Steven Stahlberg, un especialista en animación en tres dimensiones, creó lo que podría ser la primera "modelo virtual", para la agencia de modelos "Elite". La llamó Webbie Tookay, y su fuente de inspiración fue Lara Croft, la heroína del juego de ordenador Tomb Raider. La empresa ha invertido más de un millón de dolares en el proyecto. Stahlberg cuenta con un equipo de 15 personas para ayudarle a fabricar más mujeres y hombres virtualmente perfectos.
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RV y ciencia en el cine

La realidad virtual es desde hace tiempo un recurso fundamental del cine y de las series televisivas de ciencia ficción. La primera película que incorpora elementos de realidad virtual de una forma total es "The Lawnmover Man" (El cortador de césped). Sin embargo, otras películas anteriores, mejores y más interesantes, ya reflejaban los comienzos y los precedentes de la realidad virtual en el cine: "Proyecto Brainstorm", "Tron" y "Desafio Total".

Sería imposible señalar todos los títulos aparecidos desde entonces, hoy innumerables. Pero nos parece de mucho interés rescatar algunas obras que han sido a la vez pioneras e interesantes medios de difusión científica basadas en la RV:

- "Viaje fantástico", basado en una novela de Asimov, que recorre -y explica- el sistema circulatorio humano;
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- "Tron", que recorre el interior de un computador, refiriéndose a sus partes y funciones.

18.3. Posibilidades de la RV

(18. Realidad Virtual)

La tecnología de la RV permite conocer cosas que de otro modo no estarían a nuestro alcance: pensemos en la estructura del átomo, la hélice del ADN (código genético), la futura estación espacial Alpha o la programación de un recorrido en la superficie de Marte. También permite a futuros cirujanos operar a pacientes inexistentes (quirófano virtual) -sin riesgo de matarlos por su inexperiencia-, a químicos intentar la creación de nuevas moléculas, a diseñadores de automóviles probar los vehículos en carreteras ficticias, etc. Aquí es posible mezclar los conocimientos adquiridos con la fantasía y poner a prueba hipótesis sin el riesgo de destruir objetos o entornos delicados. (Foto de morphing, mecanismo de transformación visual).

También se puede reproducir en la memoria del computador una pirámide egipcia o cavernas prehistóricas cuya visita constituye un riesgo para su conservación: traspasado a un CD-ROM o un DVD, cualquier persona podría realizar la visita "caminando" a su antojo por dicho monumento. O recorrer las venas y arterias del cuerpo humano como en el micro-submarino del filme "Viaje alucinante". ¿La diferencia con el filme? Que el espectador es quien define el recorrido: gira cuando quiere, se acerca a lo que quiere (con ciertos límites definidos por el productor, obviamente). Todos los aspectos, todos los puntos de vista posibles de la realidad representada -verdadera o imaginaria- deben estar ahí, para que el visitante construya su propio recorrido. En este sentido rigen las reglas de la libre exploración, igual que en la navegación por la World Wide Web (Internet).

Adjuntamos un breve video de "visita virtual" al Templo del Sol de la XIXº Dinastía del Antiguo Egipto (adaptado del CD-ROM "Egypte Mystérieuse").

video

18.2. Breve Historia de la RV

1956 - Morton Heilig inventa el Sensorama. 

1956 - Stanton inventa un casco binocular con pantallas de TV. 

1957 - M.L. Heilig patenta un par de lentes con dos pantallas de TV a color. 

1965 - Ivan Sutherland publica "The Ultimate Display". 

1966 - Tom Furness empieza a trabajar en sistemas de pantallas para pilotos. 

1967 - Fred Brooksy otros desarrollan el sistema GROPE de retroalimentación de fuerza en la UNC de Chapel Hill. 

1968 - Ivan Sutherland publica "A Head-Mounted Three Dimensional Display". 

1971 - Redifon Ltd. (GB) inicia la fabricación de simuladores de vuelo con pantallas de gráfica computarizada. 

1977 - Dan Sandin y Richard Sayre inventan un guante sensible. 

1979 - F. H. Raaby otros describen el sistema Polhemus de seguimiento. 

1981 - Tom Furness desarrolla el 'cockpit virtual'. 

1981 - G.J. Grimes, asignado a los Laboratorios Bell Telephone Labs, patenta un guante como periférico de entrada de datos. 

1982 - La expresión "mundos virtuales" ("virtual worlds") fue usada por primera vez por el consultor en administración Donald Schon en 1982, para referirse a las imágenes mentales que mantiene un sujeto acerca del entorno con el cual interactúa. Posteriormente, estos términos han sido retomados, discutidos y difundidos -en el sentido en que se usan hoy en el ambiente de la computación- por el Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Carolina del Norte. 

1983 - Mark Callahan construye un sistema de proyección transparente en el MIT (como usarán después los pilotos para ver mapas y, a través de ellos, el paisaje real). 

1983 - Myron Krueger publica "Artificial Reality". 

1984 - William Gibson describe el "ciberespacio" en su novela "Neuromancer". 

1984 - El primer sistema que se proponía atravesar el umbral de las dos dimensiones y recrear una verdadera «telepresencia en un espacio de datos» (Telepresence in Dataspace) fue concebido en los laboratorios Ames de la NASA en Moffett Field, California, por el equipo dirigido por Michael Mc Greevy. El proyecto Vived (Virtual Environment Display), iniciado ahí en 1984, tenía como objetivo la construcción de una estación de trabajo virtual destinada a ser utilizada en misiones espaciales de la NASA. 

1985 - Se funda VPL Resaerch, Inc. 

1989 - Jaron Lanier, CEO de VPL, acuña el término "realidad virtual". 

1989 - VPL Research y Autodesk introducen comercialmente los cascos de RV. 

1992 - Thomas DeFanti y otros hacen una demostración del sistema CAVE en la conferencia de diseñadores "SIGGRAPH".

1993 - El manual "DESIGNING VIRTUAL WORLDS" obtuvo premio de la Evans & Sutherland Computer Company como "award-winning copyrighted guidebook". 

Con la creación de dispositivos cada vez más sofisticados como los guantes de manipulación (data gloves) o los trajes sensitivos completos -dotados de sensores y visores especiales- (data suits), la RV involucra, además de la vista y el oído, el tacto y el llamado «sentido del cuerpo». Según Weissberg, se está pasando así desde una situación de «prolongación de lo real en lo virtual por contigüidad» hacia una «inyección de lo real en lo virtual». 

Gran parte de la investigación sobre Realidad Virtual así como el comercio de periféricos (como el casco de visualización) se encuentran actualmente detenidas. En efecto, el uso intensivo de procesos inmersivos (donde uno se "siente" presente en el mundo virtual) ha dado origen a una nueva enfermedad llamada "enfermedad del movimiento": al parecer el cerebro detecta que se trata de una "realidad incompleta" y los sistemas normales de orientación y equilibrio se ven afectados. Mientras no se descubra la solución a este nuevo problema es probable que los sistemas de RV se utilicen solamente en versiones 2-D (3-D simulada en una pantalla) y los de 3-D inmersiva en investigaciones muy específicas.

18. Realidad Virtual

18.1. Definiciones

La ilustración gráfica, durante milenios, sólo tuvo a su disposición las dos dimensiones del plano para representar objetos tridimensionales. El creciente poder de cálculo de los computadores ha permitido conservar en forma digital imágenes tridimensionales de objetos reales o imaginarios, permitiendo que un observador obtenga, en la pantalla, diferentes vistas del mismo objeto, según la posición de observación que decida ocupar: la máquina se encarga de calcular el aspecto que tendrá el objeto desde tal o cual ángulo de visión y lo presenta así en el monitor. Aún más: los últimos avances en el desarrollo de los llamados "periféricos" -que son los instrumentos que utilizamos para comunicarnos con el procesador- han dado origen al casco estereoscópico, mediante el cual el observador puede tener la sensación de estar "presente" frente al objeto o dentro de él, es decir de penetrar en un mundo que posiblemente sólo existirá en su memoria de corto plazo -mientras lo observe- y en la memoria del computador. Nacen así los "mundos virtuales", sinónimos de mundos imaginarios o imaginados.

El Diccionario de la Real Academia Española define como "virtual": "lo que tiene virtud para producir un efecto, aunque no lo produce de presente"; "lo implícto o tácito"; "lo que tiene existencia aparente y no real". En síntesis, lo virtual es lo que existe en esencia o como efecto pero no como forma o hecho real tangible. Esto plantea evidentemente una aparente o parcial contradicción cuando se juntan las palabras "realidad" y "virtual". Sin embargo se ha de asumir la expresión en un sentido técnico, conforme al campo de investigación en el cual nació y, por esta vía, hemos de admitir una de las siguientes definiciones: - sistema interactivo computarizado tan rápido e intuitivo que la presencia de la máquina desaparece de la conciencia del usuario, dejando en ella la imagen de un objeto o entorno con una alta impresión de realidad; o - entorno tridimensional sintetizado por un computador, en el que uno o varios participantes pueden manipular elementos físicos simulados o relacionarse con las representaciones de otras personas, pasadas o presentes, reales o ficticias. (cf.Larijani, C., p.xi)

De esta manera entraron en "nuestro mundo" primero Roger Rabbit y luego los dinosaurios de "Jurassic Park". Y de este modo entró (supuestamente) en un mundo irreal el héroe de "El Hombre del Jardín". Para ello, este último tuvo que utilizar gafas y un traje especial, ambos elementos que hoy efectivamente existen, aunque sólo el casco estereoscópico se esté comercializando ya para su uso con computadores personales. (Foto Secico, P.Universidad Católica de Chile)

Así, la Realidad Virtual (RV) es por esencia una "realidad alternativa": imagen tridimensional de un mundo ficticio o de un mundo real pero que no está dentro del rango normal de alcance de los órganos de percepción del observador. No se limita, por ello, a los videojuegos ni tampoco a aplicaciones científicas de alto nivel. Tiende a transformarse, en verdad, en un nuevo medio de comunicación y podrá influenciar todos los campos del saber, de la enseñanza, de los negocios y de la entretención.

Uno de los problemas no técnicos de la RV es saber cómo el ser humano hará -desde ahora- la distinción entre el mundo de la experiencia y el ciberespacio. Según S.Schmidt, será siempre el cuerpo del usuario el que trazará la frontera entre la experiencia de lo real y de lo virtual, a pesar de que ahora tenemos un acceso ilimitado a todo tipo de datos y la posibilidad de transformar en información todo lo que queramos. En este sentido, también hay una "realidad" en el ciberespacio, como la hay en la imaginación. Ya vivíamos distintos tipos de realidad, pero quizás sin prestarles mucha atención. Ahora tenemos que acostumbrarnos a que lo virtual tenga una mayor presencia en nuestra vida… y afinar nuestros sentidos para discriminar entre una cosa y otra. Porque en la sociedad de mañana, la información, el conocimiento, también dependerán del manejo de la "virtualidad".

En síntesis: La Realidad Virtual es un sistema de representación, esencialmente visual pero también cada vez más tactil (gracias al data glove, guante de manipulación virtual), que permite "traer a los sentidos" y manipular de distintos modos conocimientos reales y datos imaginarios que no estarían normalmente al alcance de nuestras manos y nuestros ojos.De este modo su principal importancia, en el mundo de la educación superior, consiste en su capacidad para profundizar el conocimiento de nuestro mundo -como medio de investigación- y para mejorar la transmisión de dicho conocimiento -como medio para la docencia-.Podemos acceder a la RV de dos maneras: por observación bidimensional, o sea en la pantalla de un computador o en un televisor, lo cual sitúa normalmente dentro de nuestro campo visual -junto con las imágenes de RV- objetos más familiares, propios de la realidad en la cual estamos efectivamente inmersos; por la técnica llamada de "inmersión" que -a través de un conjunto de elementos técnicos complementarios (casco, guantes o traje especial) nos hace "penetrar" en el mundo virtual, tratando de borrar de la conciencia la percepción de elementos del entorno real. Realidad virtual y realidad artificial no son sinónimos. Según Bettetini y Colombo "En el primer caso (RV) se tiende a destacar la posibilidad de simular el mundo real con una finalidad cognoscitiva, realizando simulaciones basadas en modelos que se demuestren instrumentalmente adecuados para este objetivo. En el segundo caso (RA) nos proponemos, en cambio, simular entornos y escenas inexistentes, o imposibles porque incumplen leyes físicas, a fin de explorar las potencialidades expresivas del medio más allá de sus capacidades reproductivas en relación con lo real." Sin embargo, la tecnología de la RV asume, como ya señalado, todo lo que puede ofrecer la realidad artificial e incluso todo lo que permite la imaginación, mezclando -sin solución de continuidad- lo artificial con lo real.

Por lo tanto, lo "virtual" es o bien totalmente ficticio o bien una simulación de un objeto o fenómeno real. Vea la imagen de la página anexa: es un ejemplo de mal uso del concepto de virtualidad.


Bibliografía
BETTETINI, G. y COLOMBO, F.: "Las nuevas tecnologías de la comunicación", Paidos, Barcelona, 1995.
JACOBSON, R.:"Worlds and Words and Wars", Newsgroup "sci.virtual-worlds", junio 1994.
LARIJANI, C.: "Realidad virtual", McGraw-Hill, Madrid, 1994.
McGREEVY, M.: "Virtual Reality and Planetary Exploration", On-line vol.13 nº8, Ames Computer Systems and Research Division, 1991.
NN:"Conciencia, realidad virtual y ciberespacio en educación", Curso de la Universidad de Montreal, 1991.
RHEINGOLD, H.: "Virtual Reality", Summit Books, Simon & Schuster, New York, 1991.
SCHMIDT, S.: "New definitions of reality", Paper, Conference on a New Space for Culture and Society, Praga, nov.1996.
VIDALI, P.:"Experiencia y comunicación en los nuevos media" en Bettetini, G. & Colombo, F.: "Las nuevas tecnologías de la comunicación", Paidos, Barcelona, 1995, pp.259-285.
VITTADINI, N.: "Comunicar con los nuevos media" en Bettetini, G. & Colombo, F.: "Las nuevas tecnologías de la comunicación", Paidos, Barcelona, 1995, pp.125-176.
WITMER, R., BAILEY, J. & KNERR, B.: "Virtual spaces and real world places: transfer of route knowledge", International Journal of Human-Computer Studies, vol.45, 1996. pp. 413-428.

17. Realidad aumentada

La realidad aumentada (RA) es un sistema de exhibiciones 3D que se usa para sobreponer un mundo sintetizado encima del mundo verdadero captado, generalmente, por una cámara de televisión. En conjunto se proyecta en una pantalla de computador o en lentes de visión directa (por transparencia).

El siguiente esquema muestra cómo puede ser usada en forma móvil, por ejemplo para recorrer y conocer un campus univeristario (equipo del Computer Graphics and User Interfaces Lab, Columbia University).

Escenarios de Aplicación

1. Máquina de Turismo (Touring Machine): Sistema de información que asiste al usuario para encontrar lugares e inquirir información sobre puntos de interés, como edificios, estátuas, etc. El modelo puede ser ampliado para periodistas o especialistas, agregando acceso a documentos históricos o científicos.
2. Interfaces de Usuarios para colaboración Interior/Exterior: Los usuarios externos pueden informar de sus observaciones al personal del interior. El laboratorio de la universidad de Columbia ha desarrollado para ello una infraestructura distribuida que permite conectar diversas interfaces de usuario (portátil, de mano, de escritorio, de pantalla de pared y de inmersión virtual) a un mismo archivo de información.
3. La visualización en y para la guerra: La realidad aumentada es cosa común para pilotos de combate desde hace varios años. Las imágenes vistas en películas de ciencia ficción en las que los combatientes pueden ver imágenes del entorno superpuestas a la visión normal, con información sobre la situación de los compañeros y de los enemigos, ya son realidad. El Naval Research Laboratory de la US Navy en su centro de realidad virtual está trabajando en varios proyectos entre los que destacan el sistema Dragón de visualización del campo de batalla (ver al lado) y el Battlefield Augmented Reality System (BARS o sistema de realidad aumentada para el campo de batalla).



Bibliografía
- Tobias Höllerer: MARS, Computer Graphics and User Interfaces Lab, Columbia University
- J.C.Dursteler: La guerra, InfoVis.net, mensaje 115, 24 de febrero 2003, www.infovis.net/Revista/num_115
- Sistema Dragon de visualización del campo de batalla: www.ait.nrl.navy.mil/vrlab/projects/Dragon/Dragon.html
- BARS (Battlefield Augmented Reality System): www.ait.nrl.navy.mil/vrlab/projects/BARS/BARS.html