viernes, junio 16, 2006

Mamá, mi implante de AR se ha roto!Y estaba en la parte mas interesante del educ-o-game!

Quien sabe... tal vez una frase como esta resuene en una casa de un futuro no tan lejano como podriamos pensar....

AR... o lo q es lo mismo, Augmented Reality, siglas en inglés de Realidad Aumentada.


Y ahora te preguntarás, ¿que es eso de Realidad Aumentada?(a partir de ahora lo abreviaré como AR en todo el articulo,ok? ^_^ ) Voy a tratar de hacer una breve introducción a este concepto tan interesante.

Desde su existencia el ser humano se ha distinguido por su capacidad innata de elaborar herramientas con el fin de aumentar la eficacia de sus capacidades físicas; desde los primeros cuchillos de piedra hasta los modernos aviones de reacción, podemos decir que a lo largo de la historia hemos ido perfeccionando el arte de potencias las capacidades de nuestros sentidos mediante el uso de herramientas sintetizadas por nuestro ingenio a partir de diversos materiales que se encuentran en la naturaleza o bien los hemos creado nosotros mismos. Buen ejemplo de esto son los televisores,monitores,lentes, amplificadores de sonido, etc, etc...

Mediante el uso y desarrollo de la tecnología hemos logrado avances que, hasta hace poco años, parecían sacados de las mejores(y peores) peliculas de ciencia-ficción. Este es el caso de lo que se denomina “Realidad Aumentada”,que al contrario de la popular(sobretodo en los 90) “Realidad Virtual”, no busca reemplazar a lo que identificamos como mundo real, sino que su función principal es complementarlo.

Nos referimos, también, a visores de cómputo que agregan información virtual a la percepción de los usuarios. Así, a diferencia de la popular realidad virtual que pretende reemplazar al mundo real, la Realidad Aumentada la complementa. Y lo hace agregando elementos virtuales a la percepción de los usuarios.

Cito desde la wikipedia

Realidad aumentada

De Wikipedia

El término realidad aumentada o realidad complementada, en informática, se refiere al hecho de añadir una parte sintética virtual a lo real.

Esta idea parte de la suposición que el mundo que nos rodea es difícil de reproducir y que, de hecho, lo que realmente nos interesa es mantenernos en nuestro mundo, no viajar a otros a través de reproducciones.

Esto supone una respuesta a algunas de las críticas que se han hecho a la realidad virtual.

La realidad virtual nos aísla del mundo en el que vivimos, mientras que la realidad aumentada añade información extra a éste.




Aparentemente, esta tecnología es reciente; sin embargo, desde hace más de 30 años los científicos han estado desarrollando prototipos relacionados con su empleo, el primero de ellos, creado por Ivan Sutherland.

De momento los sistemas utilizados se implementan al usuario por medio de visores montados en la cabeza, bien como “gafas” o dispositivos, que superponen gráficos y textos a la visión periférica del usuario.

Entre las aplicaciones más interesantes para el uso civil, podemos mencionar a un mecánico que revisa un motor y localiza el problema, sin tener que desmontarlo completamente,tan con sólo resaltar las secciones marcadas en su visor especializado gracias al software adecuado; a un cirujano, quien puede observar a través de los tejidos del paciente a operar como si tuviera visión de rayos X(muy al estilo de lo que se nos ofrecio en peliculas como Final Fantasy y muchas otras); imaginad lo q supondria para el sector “videojuegos”.... Pero de las posibles aplicaciones hablaré más tarde, ahora seguire con la clase de historia y conceptos jeje.

En sus inicios, sólo un pequeño grupo de investigadores trabajó en este área debido a los altos costes implicados hasta que, hara unos 10 años aproximadamente, éstos disminuyeron tanto que fue posible abrir laboratorios de investigación Realidad Aumentada en diversos centros universitarios de todo el mundo.

Actualmente los dispositivos utilizados son de dos tipos: transparentes ópticos y transparentes de video. En los primeros, a grosso modo, se utiliza un prisma que refleja los gráficos generados por computadora en la pantalla de cristal líquido, ubicada frente al ojo del usuario, permitiendo que la luz del exterior pase; asi es como los sensores detectan la posición y orientación de la cabeza para ubicarse en el lugar correcto. Por su parte, en los sistemas transparentes de video la formación de las imágenes es muy similar, sólo que el mundo exterior es captado mediante una cámara que muestra, ante el ojo humano, las imágenes reales y virtuales ya fusionadas.

Un buen ejemplo de esto lo he encontrado en este link: AR Toolkit

Con el podreis probar la AR en vuestro propio equipo^_^

Os pongo una cita de la propia pagina que explica el proceso de funcionamiento:

¿Cómo funciona?

Algo muy importante en las aplicaciones de realidad aumentada, es la necesidad de calcular el punto de vista de la cámara, para así poder realizar las operaciones necesarias sobre los objetos virtuales, para que estos se integren correctamente en el mundo real. Es decir, si queremos mostrar objetos virtuales, de modo que el usuario realmente se crea que existen en el mundo real, tendremos que realizar transformaciones sobre esos objetos de modo que el usuario los vea (a través de la cámara o dispositivo de captura utilizado) en la posición, tamaño, orientación e iluminación, en que esos objetos serían percibidos por el usuario en el mundo real en caso de que realmente estuvieran allí.

Para ello se utilizan unas plantillas de forma cuadrada, que se componen de un cuadrado negro con un cuadrado blanco cuatro veces más pequeño en su centro, y un dibujo sencillo en el interior del cuadrado blanco. La aplicación, utilizando las funciones y utilidades proporcionadas por ARToolKit, será capaz de detectar una de estas plantillas en las imágenes de vídeo capturadas.

Aquí se muestra un ejemplo de plantilla:

Una vez detectad a una plantilla en una imagen, estudiando la orientación, posición y tamaño de la plantilla, la aplicación es capaz de calcular la posición y orientación relativa de la cá mara respecto a la plantilla, y usando esta información podrá pasar a dibujar el objeto correspondiente sobre la imagen capturada mediante librerias externas a ART oolKit (por ejemplo GLUT y OpenGL), de modo que el objeto aparezca sob re la plantilla en la posición, orientación y tamaño correspondiente al punto de vista de la cámara, siempre que el programador de la aplicación así lo haya decidido, pues las posibilidades son muchas y pudiera ser que una vez obtenida esta información el programador decidiese utilizarla de otra forma, hacer otras operaciones distintas, etc.



El funcionamiento básico de una aplicación de ARToolkit es el siguiente:

  • Primero se captura un fotograma del mundo real mediante la cámara.

  • A continuación la imagen se umbraliza con cierto valor del umbral (threshold), de forma que los pixels cuya intensidad supere el valor del umbral son transformados en pixels de color negro. El resto se transforman en píxels blancos.

  • Se buscan y encuentran todos los marcos negros como los de la plantilla existentes en la imagen (en realidad al umbralizar la imagen el marco aparece blanco y el cuadrado blanco aparece negro).

  • Se compara el interior del marco con las plantillas de las que se tiene información almacenada.

  • Si la forma de la plantilla analizada y la plantilla almacenada coincide, se utiliza la información de tamaño y orientación de la plantilla almacenada para compararla con la plantilla que se ha detectado y así poder calcular la posición y orientación relativas de la camara a la plantilla, y se guarda en una matriz.

  • Se utiliza esta matriz para establecer la posición y orientación de la cámara virtual (transformación de la vista), lo que equivale a una transformación de las coordenadas del objeto a dibujar.

  • Al haber puesto la camara virtual en la misma posición y orientación que la camara real, el objeto virtual se dibuja sobre la plantilla, se renderiza y se muestra la imagen resultante, que contiene la imagen del mundo real y el objeto virtual superpuesto, alineado sobre la plantilla.

  • Se realiza el mismo proceso con los siguientes fotogramas.



El siguiente diagrama muestra el funcionamiento que se acaba de describir:



Si quereis un ejemplo de vision de futuro sobre realidad aumentada, nada mejor que el maestro Masamune Shirow, genio del manga además de profesor de universidad en Japón, para muchos considerado un visionario, ya que cuida hasta el esperpento el detallismo en sus obras y diseños colmandolos de anotaciones sobre su funcionamiento teórico y aplicaciones.

Vease “Ghost In The Shell” o “Manmachine Interface”, siendo en esta última obra done mejor se puede observar su vision de la AR. Os incluyo algunas imagen de dicha obra, que por supuesto es propiedad legítima de su autor. ^_^



Como podeis observar en la imagen, Motoko(que es una ciborg) observa el proyectil; del enlace via cable que le han enviado; aproximandose a su yate, su software de AR obtiene los datos del mundo físico mediante sus ojos, calculando y representando para Motoko(a una velocidad de tiempo real por supuesto) los vectores graficos de datos de trayectoria, velocidad y “guia” de movimiento que debe hacer para poder “capturar” el enlace con un preciso movimiento de patada giratoria. Seguidamente se conecta el enlace y accede a una conversación virtual.


Esto es un ejemplo de AR aplicada. A mi siempre me gusta dar una pequeña explicacion sobre su uso, imaginad una papelera, y que sosteneis una bola de papel que quereis lanzar a ella. Ok, pues ahora imaginaos que la papelera se encuentra a una distancia “x” que si teneis buen ojo, calculareis y colareis la bola dentro de la papelera, pero que la probabilidad mayor es de que falleis el tiro, ¿verdad?. Bien, pues si dispusierais de un kit de AR y con el software adecuado, este os mostraria en vuestro dispotivo de AR delante de vuestros ojos la distancia y trayectoria que ha de seguir vuestro brazo, asi como la fuerza necesaria(si este kit estuviera también midiendo vuestros biorritmos claro) para que la bola acabara dentro de la papelera con la mayor probabilidad posible.


¿Habeis pensado en lo que esto supondria para la sociedad si pudieramos tener dispositivos personales capaces de realizar cosas asi? ¿Como avanzaria la medicina, los servicios sociales, la manera de publicitar las cosas, los transportes, el ocio, etc, etc..? Poder tener asistentes de IA que nos acompañen y lean el correo mientras caminamos por la calle, apoyarnos en los calculos de un ordenador para ayudarnos a realizar determinada tarea sin necesidad de girarnos para buscar la informacion en un monitor ya que la información apareceria integrada en la tarea que estamos realizando... La posibilidades son un infinitas si uno comienza a dejar volar su imaginación, y podria suponer una autentica revolución como lo fue en su día el descubrimiento de la imprenta.


Esta claro que para una cosa asi se requiere aún mucha investigación respecto a muchos campos diferentes(miniaturización, velocidad de procesamiento, refrigeración, consumo energetico, software, etc etc) pero al paso que vemos avanzar la tecnologia, no es raro que en un futuro muy cercano comencemos a ver las aplicaciones de la realidad aumentada o incluso dispositivos que se integren en nosotros mismos, que más o menos seria lo que la ciencia-ficcion lleva relatandonos en libros y películas desde hace mucho tiempo, pues creo que para la tecnologia, a largo plazo, el unico límite es la imaginacíon humana....


Fuentes| UPV , Wikipedia

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