Grandes inventos: Realidad
virtual
Usuario de realidad virtual
Los sistemas de realidad virtual emplean
dispositivos de interfaz especiales para permitir a los usuarios sumergirse en un
mundo simulado.
Realidad virtual, sistema que permite
a uno o más usuarios ver, moverse y reaccionar en un mundo simulado por
ordenador o computadora. Los distintos dispositivos de interfaz permiten al
usuario ver, tocar y hasta manipular objetos virtuales. Los mundos virtuales y
todo lo que contienen (incluyendo imágenes computerizadas de los participantes)
se representan con modelos matemáticos y programas de computadora. Las
simulaciones de realidad virtual difieren de otras simulaciones de computadora
en la medida en que requieren dispositivos de interfaz especiales. Estos
dispositivos transmiten al usuario las imágenes, el sonido y las sensaciones de
los mundos simulados. También registran y envían el habla y los movimientos de
los participantes a los programas de simulación. En lugar de utilizar un
teclado o un ratón o mouse para comunicarse con la computadora, estos
dispositivos especiales permiten al participante moverse, actuar y comunicarse
con la computadora de forma parecida a como lo hace en su vida cotidiana. Este
estilo natural de comunicación y la capacidad de mirar a su alrededor dan al
usuario la sensación de estar inmerso en el mundo simulado.
|
2
|
DISPOSITIVOS DE INTERFAZ
|
Para ver el mundo virtual,
los usuarios utilizan una pantalla acoplada a la cabeza llamada HMD (acrónimo
de Head Mounted Display, pantalla acoplada a la cabeza) que muestra una
imagen de computadora ante cada uno de sus ojos. La HMD cuenta también con un sistema
de seguimiento de posición para controlar la posición de la cabeza del usuario
y la dirección en que está mirando. Utilizando esta información, el ordenador
recalcula las imágenes del mundo virtual y genera una imagen ligeramente
distinta para cada ojo. La imagen generada debe coincidir con la dirección
hacia la que está mirando el usuario. La computadora debe producir varios
fotogramas distintos por segundo, para evitar que la imagen no tenga saltos ni
aparezca con retraso en relación a los movimientos del usuario. A pesar de que
la potencia de las computadoras ha aumentado significativamente, todavía es
necesario que las escenas de los mundos virtuales no sean muy complicadas de
modo que la computadora pueda recomponer sus elementos con rapidez (al menos 10
veces por segundo). Una persona puede diferenciar con facilidad el mundo real
del virtual, dada la simplificación de las escenas y las limitaciones de los
gráficos y las pantallas de las computadoras. La HMD cuenta con auriculares
incorporados que permiten a los usuarios oír los sonidos del mundo virtual. La
información suministrada por el dispositivo de seguimiento de posición de la
HMD también puede utilizarse para actualizar las señales de audio. Cuando una
fuente de sonido no esté justo delante o detrás de un usuario, los sonidos
llegarán a un oído un poco antes o un poco más tarde que al otro. El sonido
puede ser también un poco más fuerte o más suave o variar de tono. El cerebro
compara las señales de sonido que llegan a cada oído y utiliza estas
diferencias para delimitar espacialmente su origen.
La computadora usa la
información de posición de la HMD para transmitir sonidos a través de los
auriculares, de forma que parezca que su origen tiene una posición definida en
el espacio virtual. No obstante, tal y como ocurre con las imágenes, todavía
deben resolverse muchos problemas técnicos antes de que puedan simularse de
forma precisa los sonidos a los que estamos acostumbrados en el mundo real. Los
aspectos menos desarrollados y quizá más difíciles de resolver son el sentido
del tacto y las sensaciones de presión en la piel y en los músculos, los
tendones y las articulaciones, y el desarrollo de una interfaz adecuada. Con un
guante y un dispositivo de seguimiento de posición la computadora puede calcular
con facilidad la posición de la mano del usuario. También existen varias
técnicas para medir los movimientos de los dedos. Éstas permiten al usuario
tocar el mundo virtual y manejar los objetos sin sentirlos. Es muy difícil
generar las fuerzas que se sienten cuando una persona golpea una superficie
dura, toma un objeto o pasa un dedo sobre una superficie o un paño con una
determinada textura. Un conjunto de motores controlados por la computadora
debería proporcionar estas sensaciones. Es necesario sin embargo que estos
motores sean más rápidos y más precisos que los disponibles en la actualidad.
La forma de utilizar los motores y el cableado necesario para controlarlos son
dos de los problemas que se plantean en este terreno. Las sensaciones táctiles
deberían ser sincronizadas con las visiones y sonidos de la HMD. Varias
compañías han desarrollado dispositivos de sobremesa que pueden aplicar fuerzas
de baja intensidad a través de un enlace mecánico a un lápiz que sostiene el
usuario en su mano. El efecto es similar a mover el mundo virtual con un lápiz.
Los usuarios notan cuándo el lápiz toca un objeto virtual y pueden arrastrar el
lápiz por encima de una superficie para sentir su textura y su forma.
|
3
|
DESARROLLO Y USOS
|
A pesar de que el público
conoce la realidad virtual desde hace poco tiempo, los investigadores llevan
trabajando en estos problemas desde hace muchos años. En la década de 1960,
Raymond Goertz y posteriormente Michael Noll de los laboratorios Bell desarrollaron
prototipos de dispositivos de interacción de fuerzas con el usuario. Los
dispositivos de la realidad virtual han mejorado de una forma espectacular en
los últimos años como consecuencia de varios nuevos avances de la tecnología.
La potencia y la capacidad de memoria de las computadoras ha aumentado, y su
costo se ha reducido de forma considerable. Estos factores, junto con la
aparición de mejores pantallas de cristal líquido para las HMD, permiten a los
científicos de muchos laboratorios desarrollar y utilizar simulaciones de
realidad virtual, por ejemplo explorando y manipulando datos experimentales de
una forma imposible anteriormente. Los terapeutas utilizan la realidad virtual
para tratar a las víctimas de abusos y a personas con miedo a las alturas. Los
pacientes de distrofia muscular están aprendiendo a utilizar una silla de
ruedas a través de la realidad virtual. En el futuro los cirujanos podrán usar
un sistema de realidad virtual para planificar y realizar operaciones a un
paciente virtual, en lugar de a una persona real. Los arquitectos podrán llevar
a sus clientes a visitar una nueva casa antes de que se construya. Un sistema
de realidad virtual podrá servir como un instrumento de entrenamiento para
aviones y otra maquinaria compleja. La realidad virtual en red permitirá que
varias personas de varios continentes participen al mismo tiempo en
teleconferencias, en quirófanos virtuales o en ejercicios simulados de
entrenamiento militar.
