Realidad Aumentada
Hugo Antonio Romero Bello
Introducción
Los sistemas de realidad aumentada son usados para extender la percepción del mundo real, es decir, ésta consiste en añadir gráficos generados por una computadora, en tiempo real, a la escena real que alguien observa. Los objetos virtuales son colocados en la escena de tal maneta que la información que se expone en dichos objetos aparece en el lugar correcto con respecto a los objetos reales.
Al contrario de la realidad virtual, que crea un ambiente completamente artificial para que el usuario interactúe, la realidad aumentada permite que el usuario interactúe con objetos virtuales mientras mantiene contacto con el mundo real.
Existen dos formas principales de lograr la realidad aumentada: La primera consta de un caso visualizador (Head Mounted Displays), el cual cuenta con un cabezal óptico, que contiene un espejo semiplateado que permite incluir gráficos generados por computadora en lo que el usuario observa como el mundo real, y con un sistema que permite seguir el movimiento de la cabeza del usuario con precisión, para poder actualizar la visualización al instante. Sin embargo, dicho sistema tiene varios problemas, que van desde el precio hasta la sensación de mareo y nauseas al usarlo por más de 5 minutos y lo poco práctico que es al llevarlo a diversos lugares. Debido a las complicaciones se ideo una manera más práctica (sin embargo no tan impresionante) de lograr la realidad aumentada: La interfaz portátil AR. Esta interfaz cuenta con una videocámara conectada a una pantalla portátil, la realidad aumentada es implementada después de que el video es capturado, pero antes de que dicho video se muestre en la pantalla, gracias a eso, cuando las imágenes llegan al usuario, los objetos virtuales ya se encuentran integrados en la imagen real.
Meta principal del área de investigación.
La realidad aumentada intenta llevar la interacción de los humanos y las computadoras a otro nivel, ya que pretende que la información virtual no se encuentre en una pantalla, sino en el ambiente que nos rodea. La realidad aumentada ofrece nuevas posibilidades de interacción que pueden ser usadas en una gran variedad de áreas, entre ellas se pueden usar en:
• Proyectos educativos: Como por ejemplo, exhibiciones virtuales en museos, o atracciones en parques de diversión.
• Entretenimiento: Se pueden aportar grandes innovaciones en el campo de los videojuegos, una industria que crece cada vez más con el paso del tiempo.
• Simulación: Tanto de automóviles, como de aviones, y de otros medios de transportes.
• Servicios de emergencias y militares: En una emergencia se podrían mostrar las rutas óptimas para llegar a las salidas de emergencia, así como, las instrucciones de que se debe de hacer en dichas situaciones. En el campo militar, podría servir para mostrar información de mapas, de localización de enemigos y/o puntos de reunión, etc.
• Arquitectura: Para resucitar virtualmente edificios históricos destruidos, así como proyectos de construcción que todavía están bajo planeación.
Centros de investigación importantes en el mundo que participan en el área.
Existen varios centros de investigación sobre realidad aumentada alrededor del mundo, algunos de ellos son:
• Human Interface Technology Lab, Seattle Augmented Reality, Virtual Reality, Human-machine Interface
• HIT Lab NZ (Human Interface Technology Lab), Nueva Zelanda
• TU Munich
• STUDIERSTUBE Augmented Reality Project
• Information in Place, Inc.
• Augmented Environments Lab, Instituto de Tecnología de Georgia
• ATR Lab. Japan Augmented Reality
• Carnegie-Mellon Entertainment Technology lab
• Columbia University Computer Graphics and User Interfaces Lab
• Projet Lagadic IRISA-INRIA Rennes
• Fraunhofer FIT, Collaborative Virtual and Augmented Environments
• University of South Australia, Wearable Computer Lab
A su vez, existen varias compañías que se dedican a la investigación y al desarrollo de dichas tecnologías como:
• Arcane Technologies, Inc.
• MagicSymbol from Inition in London
• metaio GmbH, Munich
• Microvision, Inc.
• E-Motion Solutions, Inc.
Logros clave y sus autores.
•La realidad aumentada comenzó en 1990 cuando Tom Caudell utiliza por primera vez el término, creando la primera interfaz de realidad aumentada para la compañía Boeing, ayudando a los ensambladores a instalar una serie de cables en los aviones.
•Bruce H. Thomas, director actual del “Wearable Computer Laboratoty en la Universidad del Sur de Australia, creó el primer juego al aire libre que utilizaba la realidad aumentada (ARQuake)
•El centro de investigación conocido como Augmented Environments Lab, creó el software conocido como D.A.R.T. el cual proporciona un conjunto de herramientas que permiten a los diseñadores coordinar objetos, videos, sonido e información de seguimiento de objetos de realidad aumentada, este software permite crear ambientes de realidad extendida de una forma sencilla.
•Así mismo, HIT Lab ha desarrollado la herramienta conocida como ARToolKit, dicha herramienta es similar al D.A.R.T y facilita la creación de interfaces de realidad aumentada para proyectos no muy complejos. ARToolKit actualmente ya se ha utilizado para varios proyectos de educación, industriales, y medicinales.
Implicaciones para el desarrollo de interfaces.
La realidad aumentada está creando nuevos paradigmas para el diseño de interfaces, ya que las interfaces ya no se limitan a una pantalla, sino que se encuentran en todo el ambiente que nos rodean. A su vez, la realidad aumentada podría ser la respuesta al problema del vínculo, el cual consiste en la dificultad de relacionar un objeto con otro, ya sea lo que se ve físicamente con lo que se ve en un monitor de una computadora, o la dificultad de relacionar dos objetos físicos (como por ejemplo un grupo de controles remotos con sus respectivos aparatos).
Perspectivas.
La realidad aumentada es una tecnología que está en auge, de la cual no se le ha sacado todo el provecho. En un futuro se podría esperar que la realidad aumentada no necesitara dispositivos que el usuario deba ponerse, sino que todo sea proyectado en la realidad. Si esta tecnología sigue siendo explotada, se podrían esperar cosas como conferencias virtuales con “hologramas”, decoraciones virtuales (plantas, papel tapiz, peceras, arte, iluminación, ventanas, etc), pantallas virtuales para las computadoras, y demás aplicaciones que en estos momentos podrían sonar como algo muy futurista, sin embargo que ya se encuentran “a la vuelta de la esquina”.
Referencias
http://library.abb.com/global/scot/scot271.nsf/veritydisplay/3526803755bb1020c125728f004c902f/$File/70-72%201M718_SPA72dpi.pdf
http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1228175.1228259&coll=ACM&dl=ACM&CFID=55547882&CFTOKEN=78028388
http://www.siggraph.org/s98/conference/realities/exh.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Augmented_reality
http://www.lifeclipper.net/EN/index.html
http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1103900.1103926&coll=ACM&dl=ACM&CFID=16847953&CFTOKEN=60408248
http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1198555.1198711&coll=ACM&dl=ACM&CFID=16847953&CFTOKEN=60408248
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9 comentarios:
existe una aplicación de la realidad aumentada en el área de medicina que me interesó mucho. Se trata de utilizar la realidad aumentada para obtener imágenes de video para realizar operaciones en pacientes. El problema con esta técnica es la calibración de la camara para la utilización de este procedimiento. Sin embargo hace poco se pudo corregir este problema con un nuevo método el cual está descrito en la siguiente liga:
http://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=dPtxYe__EZcC&oi=fnd&pg=PA471&dq=enhanced+reality&ots=eevEQnFMUq&sig=pet1wQ9NGBEvcK3xcyXZD8zUUYw
Ésta área de la realidad aumentada en la medicina es muy útil, ya que facilitará la manipulación de los instrumentos para realizar las operaciones. Además la realidad aumentada puede ayudar a médicos principiantes como método de primer entrenamiento o simulación. me parece que ésta utilidad es de las más importantes de la realidad aumentada. Un área sin duda de mucho interés para la medicina también.
Yo creo que un ejemplo palpable de la realidad aumentada lo podemos ver en las diversas aplicaciones de Mapas, tanto de Google como de Microsoft, que permiten tener vistas en 3D de los edificios, o fotos de los lugares que permiten visualizaciones virtuales de lugares y calles.
Otra aplicación interesante, para videojuegos es el uso del wiiremote para hacer headtracking y permitir una interacción 3D real.
www.youtube.com/watch?v=Jd3-eiid-Uw
Tal como se comentó en clase, es muy importante el enriquecimiento de la realidad aumentada mediante la explosión de otros sentidos como el olfato, o el tacto.
la realidad aumentada permite dar al usuario mas grados de libertad para el uso de videojuegos, un ejemplo es el wii remote desarrollado por nintendo, este tipo de controles da un gran paso en cuando a la realidad aumentada y su uso en los videojuegos
Personalmente pienso que la realidad aumentada se verá mas desarrollada en el sector de juegos, ya que es donde generalmente este tipo de tecnologías son mas redituables, por ejemplo, la interfaz que el wii proporciona al usuario, no facilmente se encuentra en algun otro tipo de sistema, aun cuando la idea de este tipo de interfaz se dió a la luz en los 60's cuando Ivan Sutherland propuso este tipo de interacción con los sentidos, no solo con el movimiento.
Claro que no se puede descartar que la nueva tecnología es siempre utilizada antes que en cualquier área en la tecnología militar, probablemente sea así antes de que sea desarrollada por su redituabilidad.
La realidad aumentada como su nombre lo dice añada cosas a la realidad sin sustituirlas por cosas ficticias como lo es en la realidad virtual. Para hacer esto normalmente se usa un casco (headset) y un display para mostrarnos la información virtual que se esta añadiendo a la real.
Este tipo de realidad facilita mucho las cosas, un ejemplo son los diseñadores que ahora usan un programa llamado D.A.R.T con el cual puede mezclar objetos para ver como seria el resultado final, y si es bueno lo hacen y de esta forma se ahorran tiempo y dinero ya que todo esta en realidad extendida y no de forma real pudiendo realizar cambios sin problemas.
La relidad aumentada es muy eficaz hoy día, ya que nos permite visualizar imágenes, textos, luares y otras cosas desde otro punto de vista, quizá de manera más perfecta.
La Realidad aumentada consiste en un conjunto de dispositivos que añaden información virtual a la información física ya existente. Esta es la principal diferencia con la realidad virtual, puesto que no sustituye la realidad física, sino que sobreimprime los datos informáticos al mundo real.
Los dispositivos de Realidad aumentada normalmente constan de un "headset" y un sistema de display para mostrar al usuario la información virtual que se añade a la real. El "headset" lleva incorporado sistemas de GPS, necesarios para poder localizar con precisión la situación del usuario. También incluye sistemas inerciales y ópticos que son capaces de medir características como son la aceleración, la orientación y el ángulo de inclinación. Los dos principales sistemas de "displays" empleados son la pantalla óptica transparente (Optical See-through Display) y la pantalla de mezcla de imágenes (Video-mixed Display). Tanto uno como el otro usan imágenes virtuales que se muestran al usuario mezcladas con la realidad o bien proyectadas directamente en la pantalla.
Por mi parte también creo que es un avance muy importante para el área de medicina.
Respecto a la realidad aumentada y sus aplicaciones, me parecieron muy interesantes las múltiples posibilidades de interacción que ofrece, sobre todo en el área educativa. Las exhibiciones virtuales como una nueva plataforma de realidad aumentada, son actualmente utilizadas para mostrar y/o narrar sucesos en diversos museos.
El laboratorio para el surgimiento de tecnología de ACM (Emerging Technology Laboratory at ACM)en Sn. Antonio Texas, desarrolló una presentación para un museo de paleontología,la cual consiste en un proyector que despliega estéreo-imagen sobre una imagen horizontal proyectada en una pantalla,usando combinadores ópticos y reflejos,además de un sistema de rastreo infrarrojo.
El objeto de dicha aplicación es que la realidad aumentada, sirva de base tecnológica para la narración digital.
Bimber, Oliver., Encarnação, L. Miguel y Schmalstieg, Dieter.2003.The virtual showcase as a new platform for augmented reality digital storytelling.Proceedings of the workshop on Virtual environments.87-95
Pienso que un buen ejemplo de realidad aumentada, son los agentes sintéticos, pues estos tratan de apegarse lo más posible al mundo real; es decir, son elementos de vida artificial. Los “life-like characters” son un claro ejemplo de esto, pues son personajes generados por computadora que interactúan con los usuarios de forma natural [1] . Dado que estos personajes simulan el comportamiento humano, hacen que la interacción humano-computadora se vuelva una especie de interacción humano-humano lo que resulta muy efectivo y se apega mucho a la realidad. Por esta razón, podemos decir que los agentes sintéticos como los “life-like characters”, son interfaces con realidad aumentada.
Referencias
[1]. Prendinger, Helmu. Ishizuka, Mitsuru (Eds.). Life-Like Characters. Tools, Affective Functions, and Applications. XI, 477. 2004. p. 170.[ISBN: 978-3-540-00867-5]
Para simular realidad, debemos primero exitar los sentidos. El mas facilmente estimulable es la vista. Manejamos desde hace años la proyección 2d, pero no crea una ilusión de inmersion. ¿Qué pasaría si usaramos proyección 3d?
La compañía DepthHQ desarolló un proyector 3d "accesible":
http://www.depthq.com/projector.html
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