Breve Historia de la Realidad Virtual

Hoy en día, la computación gráfica se aplica en muchos ámbitos de nuestra vida cotidiana. Con el siglo XXI avanzando viento en popa, es difícil imaginar a un arquitecto, ingeniero o diseñador de museos que pueda trabajar sin una estación gráfica de trabajo (imagen por ordenador). En las últimas décadas, el vertiginoso desarrollo de la tecnología de microprocesadores ha generado computadoras más rápidas y eficaces, equipadas con las mejores y más rápidas placas de procesamiento de gráficos y a precios asequibles. Son sistemas que se hacen alcanzables incluso para un usuario medio, para que pueda moverse por el inhóspito mundo de los gráficos de computadora. Esta fascinación por una nueva realidad paralela generada por nosotros mismos, a menudo comienza con los “juegos de la Play” y dura para siempre. Nos permite ver el mundo circundante en otra dimensión y experimentar cosas que no son accesibles en la vida real, y que aún no han sido construidas por el hombre. Por otra parte, el mundo de los gráficos tridimensionales no tiene fronteras, ni restricciones, y puede ser creado y manipulado por nosotros mismos como deseemos – podemos mejorarlo por una cuarta dimensión: la de nuestra imaginación…-

Johnny Hardstaff

Pero no es suficiente: todos queremos más y más. Deseamos entrar en ese mundo e interactuar con él – en lugar de simplemente conformarnos con verlo en una pantalla -. Esta tecnología, que se está volviendo desde hace tiempo abrumadoramente popular, la denominamos Realidad Virtual (a partir de ahora la denominaremos RV). La primera idea de RV fue presentada por Ivan Sutherland en 1965: “crear un mundo (virtual) que se vea en una pantalla y que parezca real, con sonido real, sentirse real, y que responda de manera realista a las acciones del espectador” (Sutherland, 1965). Ha pasado mucho tiempo desde entonces; se han realizado muchas investigaciones y ha evolucionado su status quo: “el desafío de Sutherland de la “Tierra Prometida” todavía no se ha alcanzado, pero al menos lo podemos ver” (Brooks, 1995).

Johnny Hardstaff

Echemos un breve vistazo a las últimas cuatro décadas de investigación en realidad virtual y estudiemos sus aspectos más destacados:

• Sensorama: en los años 1960-1962 Morton Heilig creó un simulador multi-sensorial. Se trataba de una película pregrabada en color y estéreo, que fue completada con un sonido binaural, con olor, con viento y con experiencias añadidas de vibración en el asiento. Éste fue el primer acercamiento en la creación de un sistema de realidad virtual con todas las características de un ambiente virtual, pero no era interactivo.

• The Ultimate Display: en 1965, Ivan Sutherland propuso la solución definitiva para crear realidad virtual: un concepto de construcción artificial del mundo real, que incluía gráficos interactivos, retroalimentación de fuerza, sonido, olfato y gusto.

• “La Espada de Damocles”: el primer sistema de realidad virtual realizado sobre hardware, no solo como concepto. Ivan Sutherland construyó un dispositivo considerado como la primera pantalla montada en la cabeza (Head Mounted Display, HMD), con un adecuado seguimiento de ésta a tiempo real. La imagen estaba complementada por una vista estéreo que se actualizaba correctamente de acuerdo con la posición de la cabeza del usuario y su orientación.

• GROPE: el primer prototipo de un sistema de retroalimentación de RV realizado en la Universidad de Carolina del Norte (UNC, EEUU) en 1971.

• VIDEOPLACE: Realidad Artificial creada en 1975 por Myron Krueger: “un entorno conceptual, sin existencia”. En este sistema las siluetas de los usuarios capturados por las cámaras se proyectaban en una gran pantalla. Los participantes pudieron interactuar el uno con el otro gracias a las técnicas de procesamiento de imágenes, que determinaban sus posiciones en el espacio de la pantalla 2D (lo que en el futuro evolucionaría hasta convertirse en el sistema Kinect).

• VCASS: Thomas Furness, en los Laboratorios de Investigación Médica Armstrong de la Fuerza Aérea de EE. UU., desarrolló en 1982 el Simulador de Sistemas Aerotransportados Visuales -; se trataba de un simulador de vuelo avanzado. El piloto de combate llevaba un HMD en el casco que aumentaba su visión fuera del cockpit, generando unos gráficos que describían la orientación, o la información óptima, sobre su trayectoria de vuelo.

• VIVED: VIrtual Visual Environment Display, construido en la Ames de la NASA en 1984, con la tecnología off-the-shelf, en realidad se trataba de un HMD monocromo estereoscópico.

• VPL: la compañía VPL fabrica el popular DataGlove (1985) y el Eyephone HMD (1988), los primeros dispositivos de RV comercialmente disponibles para el público.

• BOOM: comercializado en 1989 por los Fake Space Labs. BOOM es una pequeña caja que contiene dos monitores CRT que se pueden ver a través de los orificios oculares. El usuario podía sujetar la caja, mantenerla en los ojos y moverse por el mundo virtual, ya que el sistema digital que incluía podía medir la posición y la orientación de la caja.

• Proyecto UNC Walkthrough: en la segunda mitad de 1980, en la Universidad de Carolina del Norte, se desarrolló una aplicación de arquitectura para que pudiera ser recorrida virtualmente. Varios dispositivos RV fueron construidos para mejorar la calidad de este sistema, e incluía HMDs, trackers ópticos y el motor gráfico Pixel-Plane.

• Virtual Wind Tunnel: desarrollado a principios de los 90, era otra aplicación Ames de la NASA que permitía la observación e investigación de campos de flujo con la ayuda de BOOM y un DataGlove.

• CAVE: presentado en 1992, el CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) es un sistema de visualización científica combinada con realidad virtual. En lugar de usar un HMD, proyecta imágenes estereoscópicas en las paredes de una habitación (el usuario debe usar lentes de obturación LCD). Este enfoque asegura una calidad y resolución superiores de las imágenes, y un campo de visión más amplio en comparación con los sistemas basados ​​en HMD.

• Realidad Aumentada (RA): una tecnología que “presenta un mundo virtual que se enriquece, en lugar de reemplazar al mundo real” (Bryson, 1992c). Esto se logra a través de HMD transparente, que superpone objetos tridimensionales virtuales a objetos reales. Se utilizó previamente para enriquecer la vista del piloto de caza con información de vuelo adicional (VCASS). Gracias a su gran potencial – la mejora de la visión humana – la realidad aumentada se convirtió en el centro de muchos proyectos de investigación a principios de los años noventa.

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¿Qué es RV? ¿Qué no es RV?

A principios de los años noventa, como decíamos, el desarrollo en el campo de la realidad virtual se volvió mucho más complejo y variado, haciendo que el término Realidad Virtual fuera muy popular. Se podía oír hablar de Realidad Virtual en casi todo tipo de medios, sobre todo en aquellos relacionados con la superproducciones de Hollywood, ahora incomprensibles sin los gráficos sintéticos, y si no que se lo pregunten a Marvel. Aquella tecnología nueva, prometedora y fascinante, captaba más interés en el público que, por ejemplo, los típicos gráficos por ordenador. La consecuencia de aquello es que hoy en día la frontera entre gráficos 3D y Realidad Virtual resulta confusa. Vamos a explicar brevemente algunas definiciones de Realidad Virtual y sus principios básicos.

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Realidad virtual (RV) y entornos virtuales (EV) se utilizan en la comunidad de computación de forma intercambiable. Estos son los términos más populares y más utilizados, pero hay muchos otros: Experiencia Sintética, Mundos Virtuales, Mundos Artificiales o Realidad Artificial. Todos estos nombres en realidad significan lo mismo:

• “Gráficos interactivos en tiempo real con modelos tridimensionales, combinados con una tecnología de visualización que ofrece al usuario la inmersión en un modelo de mundo y con una manipulación directa”. (Fuchs, 1992)

• “Es la ilusión de la participación en un entorno sintético, más que la observación externa de tal ambiente. la RV se basa en algo tridimensional, estereoscópico. con el uso de un head-tracker, seguimiento con las manos/cuerpo y sonido binaural. La RV es una experiencia inmersiva, multi-sensorial”. (Gigante, 1993a).

• “Los simulaciones de computadora que utilizan gráficos 3D y dispositivos como el DataGlove para permitir al usuario interactuar con la simulación”. (Jargon, 1995).

• “La realidad virtual se refiere a entornos inmersivos, interactivos, multi-sensoriales, centrados en el espectador, tridimensionales, con la combinación de las tecnologías necesarias para construir estos entornos”. (Cruz-Neira, 1993a).

• “La realidad virtual te permite navegar y ver un mundo en tres dimensiones y en tiempo real, con seis grados de libertad. (…) En esencia, la realidad virtual es un clon de la realidad física”. (Schweber, 1995).

Conor Cronin

Aunque existen algunas diferencias entre estas definiciones, son esencialmente equivalentes. Todas se refieren a que la RV es una experiencia interactiva e inmersiva (con la sensación de presencia física) en un mundo simulado (Zeltzer. 1992), (ver gráfico de abajo) – y esta referencia se usará para determinar el nivel de avance tecnológico de los sistemas RV.

Autonomía, interacción, presencia en el cubo de RV – Zeltzer.

Muchas personas, principalmente los investigadores, utilizan el término Ambientes Virtuales en lugar de Realidad Virtual “debido al bombo y las expectativas poco realistas que están asociadas” (Gigante, 1993a). Además, hay dos términos importantes que hay que mencionar al hablar de RV: Telepresencia y Ciberespacio. Ambos fuertemente acoplados con la RV, pero con un contexto ligeramente diferente:

• Telepresencia: es un tipo específico de realidad virtual que simula un ambiente real pero remoto (en términos de distancia o escala). Otra definición más precisa recoge que la telepresencia se produce cuando “en el lugar de trabajo, los manipuladores tienen la destreza de permitir al operador realizar funciones humanas normales; en la estación de control, el operador recibe suficiente cantidad y calidad de retroalimentación sensorial para proporcionar una sensación de presencia real en el lugar de trabajo”. (Held., 1992).

• Cyberpace: fue inventado y definido por William Gibson como “una alucinación consensual experimentada diariamente por miles de millones de operadores legítimos (…) una representación gráfica de los datos extraídos de los bancos de cada computadora y dirigido al sistema humano”. Hoy en día el término ciberespacio se asocia más con los sistemas de entretenimiento y de la World Wide Web (Internet).

This isn’t happiness

Todas las cuestiones que pudieran surgir a partir de aquí las vamos a dejar intencionadamente abiertas. La abrumadora evolución de la tecnología de la realidad virtual indica que puede representar un peligro real para la sociedad. La RV puede convertirse en la droga definitiva para las masas. Es nuestra responsabilidad elegir la dosis correcta.



RECURSO:

Tomasz Mazuryk y Michael Gervautz (2015): Virtual Reality: History, Applications, Technology and Future. Institute of Computer Graphics, Vienna University of Technology, Austria.

Foto principal: Tonic.com


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