estado actual y tendencias de la realidad virtual

Estado actual y tendencia

sde laRealidad Virtual

Israel Galván BobadillaPor

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELÉCTRICASDirección de Tecnologías Habilitadoras

Gerencia de Tecnologías de la InformaciónGrupo de Realidad Virtual

Sector eléctricoen el

Contenido Introducción

Terminología de RV ¿Cuándo usar RV?

La RV en la prácticaLa evolución de la RV de acuerdo al IIE

Hardware Software

Conclusiones (¿A dónde vamos?)Preguntas y respuestas

Introducción La Realidad Virtual es un área multidisciplinaria que tiene un amplio espectro de aplicación, por ejemplo: (1) Simulación de situaciones que involucran algún riesgo.(2) Interpretación y análisis de datos científicos mediante visualización de datos. (3) Navegación en ambientes virtuales y manipulación de elementos tridimensionales a fin de explorar y comprender procesos, fenómenos y conceptos.

Está presente en muchas industrias como la del entretenimiento, medicina, militar, automotriz y de energía.

Ha demostrado ser útil en los proceso de diseño, simulación y capacitación.

Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras

¿Qué es Realidad Virtual (RV)?

Es una representación tridimensional de un mundo real o imaginario generado por una computadora.

Los usuarios pueden experimentar los ambientes virtuales mediante pantallas 3D, teclado, mouse, guantes, equipos de retroalimentación táctil y sistemas de rastreo


¿Cuándo usar RV?1. Conocer lugares remotos, de

difícil acceso o imposibles de visitar en la vida real

Conocer y manipular la estructura del átomo

Ver la hélice del ADN Visitar la futura estación espacial Realizar un recorrido en Marte Recorrer las venas y arterias del cuerpo

humano en un micro submarino Explorar una pirámide egipcia o

cavernas prehistóricas cuya visita constituye un riesgo para su conservación.

Visitar una plataforma petrolera sin necesidad de recorrer grandes distancias incluso sin importar si en la vida real hay mal tiempo o clima poco favorable.

VentajasSe eliminan las barreras geográficas

Se evitan costos de traslados y viáticos


2. Realizar pruebas sin estar en riesgo, ni destruir o dañar personas u objetos reales

Permite a los cirujanos operar a pacientes inexistentes (sin riesgo de matarlos).

A químicos intentar la creación de nuevas moléculas usando materiales muy costosos.

A diseñadores de automóviles probar los vehículos en carreteras ficticias.

Probar un diseño antes construir. Simular un vuelo en condiciones críticas.

¿Cuándo usar RV?

VentajasAhorros en materia prima

Reducción de accidentes e impacto ambiental

Detectar errores de diseño a tiempo


Se puede explicar cómo se realiza la fecundación.

Explicar la expansión del imperio romano. Mostrar el funcionamiento de una máquina

compleja como un aerogenerador. Interpretación y análisis de datos científicos

mediante visualización de datos. Enseñar cómo funcionan “por dentro” las

cosas.

¿Cuándo usar RV?

VentajasSe reducen las curvas de aprendizaje

La comunicación es más efectiva

“Una imagen dice más que mil

palabras”

3. Facilitar la comprensión de procesos, hechos, fenómenos o conceptos complejos.


Tipos de Realidad Virtual1. Realidad No

InmersivaPermite la interacción a través del ratón y el teclado sobre un monitor gráfico, así el usuario nunca pierde la visión del mundo circundante. Es también conocida como RV de escritorio.

Aspectos claveNo requiere de una gran inversión de equipo de computo para que se pueda utilizar

Fácil de implantar

Promueve el auto-aprendizaje


Tipos de Realidad Virtual2. Realidad Virtual Imersiva

(RVI)Ofrece al usuario la sensación de “estar dentro” de un ambiente virtual para interactuar con los elementos existentes mediante la estimulación de sus sentidos visuales, táctiles, auditivos y “olfativos”.

Puede demandar el uso de dispositivos tales como guantes, visores, rastreadores de posición, joysticks, sonido envolvente, emisores de olor, etc.

Aspectos claveLa experiencia de usuario es mas impactante

Implica una inversión mayor

Puede mejorar las destresas del usuario

Tipos de Realidad VirtualRealidad AumentadaAgrega al mundo real sonidos o imágenes generadas por computadora. Hay de 2 tipos:1. Basada en la posición geográfica

2. Por reconocimiento de imágenes

Usando la cámara del dispositivo se detectan patrones o figuras las cuales son reemplazadas por texto, imágenes o modelos tridimensionales

En función de la ubicación y orientación del usuario se muestra información contextual.

La RV en el IIECapacitación

Adiestramiento en LíneasEnergizadas (ALen3D)

Mantenimiento y Puesta a Punto de Subestaciones (3DMaPPS)

Mantenimiento a líneas de Transmisión (SiCamLT)

Promueven la estandarización y capturan el conocimiento tácito Es un repositorio de mejores prácticas y registro de experiencias que permanecen en la empresa, aún cuando sus empleados se jubilen Contribuye a disminuir accidentes y ahorrar costos en viáticos ya que los usuarios aprenden a su propio ritmo desde una PC

BENEFICIOS

La RV en el IIE

Maquetas Electrónicas Tridimensionales Inteligentes (METIS)

Sistema para el Diseño de Subestaciones Eléctricas de Distribución (SiDSED)

Diseño

Permite identificar errores antes de construir Mejorar la toma de decisiones

BENEFICIOS

La evolución de la RVHardware (1 de 4)

Antes Ahora Después

Hardware poco ergonómico y cableado

Hardware de RV inalámbrico y ergonómico

Reducción del Hardware

La evolución de la RVHardware (2 de 4) Tarjetas graficas más eficientes y

potentes

Visores para proyección y RA

La evolución de la RVHardware (3 de 4) Proyección 3D mejorada

Eye Tracking

Motion Capture (MOCAP)

La evolución de la RVHardware (4 de 4) Retroalimentación de fuerza

Pantallas multi-touch y retroalimentación táctil

La evolución de la RVSoftware (1 de 5)


Cada toolkit trabajaba con un formato propietario o mediante plugins

Formatos estándares entre herramientas de modelado y toolkits

Formatos universales que puedan ser ejecutados en cualquier plataforma y dispositivo, como es el caso de WebGL



Flujos de trabajo separados

Los artistas digitales creaban contenido y después lo probaban en los engines, mediante la exportación a algún formato de archivo que pudiera ser leído y cargado por la aplicación.

Flujos de trabajo integrados

Los usuarios pueden modelar, iluminar, texturizar, animar, aplicar interactividad y ver su apariencia final en el mismo entorno.

Flujos de trabajo optimizados

Reducir al mínimo los procesos de exportar/importar en las distintas fases de desarrollo, contar con herramientas WYSIWYG (What You See Is Wath You Get) en tiempo de diseño.



Texturizado Básico.

Permiten que los objetos 3D tengan una apariencia aceptable (Bump Maps, Difuse Maps)

Texturizado Avanzado

Ofrece un nivel de realismo mejorado Reemplazan modelos de alta resolución (con muchos polígonos) por modelos de baja resolución sin afectar la calidad de su apariencia.

Texturizado Dinámico

La iluminación de las texturas deja de ser pre-calculada y ahora es calculada en tiempo real. Los valores de las texturas cambian de forma “interactiva” con otros elementos o eventos dentro de la aplicación.



Animación Manual

Hecha cuadro por cuadro con líneas de tiempo

Animación por procedimientos

Generada a partir de código y considerando motores de físicos.

Animación en tiempo real

Combina inteligencia artificial, biomecánica y física, para animar los objetos con base a sus propiedades físicas y obtener animaciones impredecibles con una apariencia muy natural



Estándares orientados a correr aplicaciones 3D en un la Web

Herramientas orientadas a exportar contenido a múltiples plataformas

Aumento en el desarrollo de aplicaciones para dispositivos móviles y de realidad aumentada



Despliegue de gráficos por medio del software.

Despliegue de gráficos por hardware sacando ventaja de la tecnología GPU programada vía software

Procesamiento paralelo en aplicaciones de RV a través de procesamiento multihilo que aprovechen el multicore y los GPUs

Conclusiones Gracias a los avances tecnológicos de los últimos años la RV ha evolucionado, se cuenta con novedosos dispositivos y conceptos de interacción. Está disponible en muchas industrias, en especial en la del entretenimiento, la cual ha promovido su uso masivo y por consecuencia la reducción de sus costos.

Se observa una tendencia en el desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada y realidad virtual colaborativas en red y adaptables de acuerdo a la posición geográfica del usuario, disponibles en diversos dispositivos móviles (Smarthphones y Tablets), plataformas (PC, Mac, Linux) y consolas de videojuegos.

Conclusiones Por otro lado está la tendencia de disminuir o sustituir el hardware de RV del tal forma que el usuario con sus gestos o movimientos sea el que controle las aplicaciones.

La RV ha demostrado ser útil en los procesos de capacitación, diseño y simulación para contribuir a la toma de decisiones.

Fin

¡Gracias!Israel Galván Bobadilla

[email protected]/israel.galvan.bobadilla

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