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-Navarro, F. Martínez, A. y Martínez, J. M. (2018). Realidad virtual y realidad aumentada: desarrollo de aplicaciones. Paracuellos de Jarama, Madrid, RA-MA Editorial. Recuperado de https://elibro-net.wdg.biblio.udg.mx:8443/es/ereader/udg/106518?
-Online, T. H. P. (2021). ¿Qué es la realidad virtual (RV) y cómo funciona? HP. Recuperado 17 de agosto de 2022, de https://www.hp.com/mx-es/shop/tech-takes/que-es-la-realidad-virtual-rv-y-como-funciona
-Innovae. (s. f.). Realidad Virtual. Recuperado 17 de agosto de 2022, de https://www.innovae.eu/la-tecnologia-de-realidad-virtual/

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Al tratar de combinar de forma activa los elementos reales y los virtuales, consideraremos obligado que la realidad mixta sea realidad aumentada con características adicionales. Quizá la característica más importante, y que más defina la diferencia entre la realidad aumentada y la mixta, sea la capacidad de interactuar con el entorno mediante el mapeado espacial, esta funcionalidad consiste en que el dispositivo, que dispone de los sensores adecuados, es capaz de detectar volúmenes y distancias para obtener una nube de puntos con la que crear un modelo en 3D del entorno que nos rodea y de esta forma distinguir todos los elementos para interactuar con ellos.

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En la realidad aumentada, no se está inmerso dentro del entorno, el dispositivo suele ser un teléfono móvil o una tableta desde la que vemos nuestro entorno real a través de la cámara y sobre ella se muestran elementos inexistentes que corresponden al entorno virtual, por lo que podemos definir la realidad aumentada como una combinación visual de elementos reales y virtuales que interaccionan entre ellos.
En este tipo de sistemas no es habitual que se utilicen sensores externos como guantes o plataformas de movimiento, aunque si se utilizan capacidades propias de los dispositivos como, por ejemplo, los sensores de posición o movimiento. Debido a que este sistema no es inmersivo y por tanto no perdemos la conexión con el entorno real, no es necesario disponer de un área dedicada por motivos de seguridad ni de un sistema que nos avise de la proximidad a los bordes de esta.

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Cuando utilizamos un sistema de realidad virtual, perdemos la conexión con el mundo real y todas las referencias de este. Debido a que los dispositivos no permiten ver la realidad, en el caso de que necesitemos desplazarnos físicamente por el entorno virtual, es habitual que se establezcan ciertos controles para evitar incidentes. Como el movimiento real es limitado, se pueden utilizar dispositivos adicionales, por ejemplo, plataformas que detectan nuestros pasos y hacen que avancemos por el escenario, pero este tipo de dispositivos pueden afectar a los centros de equilibrio de algunas personas y provocar mareos u otro tipo de inestabilidad, por eso, la opción más habitual es disponer de un mando con el que se señala un punto en el escenario virtual y mediante la pulsación de un botón se nos “teletransporta” a la posición deseada.

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Definir los tipos de realidad virtual puede ser un poco agobiante. El mayor problema está en definirlos de forma separada, porque si bien los principios de algunos están muy claros, los de otros están sujetos a interpretación y a veces no está tan claro lo que puede ser realidad mixta.

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Desde el año 2015, todo lo relativo a este campo ha evolucionado enormemente y se ha comenzado a separar en tres líneas diferenciadas. Así que finalmente se han establecido tres conceptos: el de realidad virtual, el de realidad mixta y el de realidad aumentada.

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En el año 2000, se creó un mod del popular juego Quake de la empresa ID Software. Este mod, permite jugar a este juego en realidad aumentada utilizando un HMD con imagen transparente fabricado por Sony, el modelo Glasstron un portátil con un sistema operativo UNIX guardado en una mochila y un sistema GPS. Este mod se ha mantenido durante varios años y han existido varias versiones e incluso se podía mejorar considerablemente el rendimiento y la experiencia de juego si el jugador invertía algo de dinero en equipamiento.

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En 1990 Sega presentó el Activator, un periférico para la consola Sega Megadrive que permitía detectar los movimientos del cuerpo del jugador mediante el uso de rayos infrarrojos. Al parecer, el control era impreciso y en algunos juegos era complicado jugar con precisión, además de que la eficacia del uso de los rayos infrarrojos se podía ver afectada. Debido a esto fue otro fracaso comercial y se retiró de la venta a los pocos meses de su lanzamiento.

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Nintendo fue la primera en tratar de incorporar la realidad virtual a los videojuegos, la cual lanzó al mercado el guante PowerGlove en 1989 para su consola Nintendo Entertainment System. Siendo el primer periférico que recreaba los movimientos de la mano en la pantalla en tiempo real orientado al mercado doméstico. El guante fue un fracaso comercial, fundamentalmente porque se hicieron muy pocos juegos para ser usados con él, además de que al parecer, era bastante impreciso y su manejo era complicado.

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A finales de 1990 aparece un nuevo concepto de Realidad Aumentada, la Realidad Aumentada Espacial en donde los elementos virtuales que complementan a los objetos en el mundo real no están limitados a un usuario en concreto y por lo tanto no se muestran en unas gafas o en un dispositivo independiente, sino que están disponibles para todo el mundo que acceda al entorno real que dispone de capacidades de Realidad Aumentada.

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En el proyecto realizado por Rosemberg se utilizaron dos robots, controlados por un exoesqueleto que el usuario llevaba acoplado en la parte superior del cuerpo. La experiencia de inmersión consistió en incluir un sistema de visualización para que el usuario viese los brazos del robot en la ubicación exacta sus brazos. El resultado fue una experiencia de inmersión en la que el usuario movía sus brazos, mientras veía los brazos del robot en el lugar donde deberían estar los suyos.

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El primer sistema de Realidad aumentada inmersivo

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El primer sistema de Realidad aumentada inmersivo

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A principios de los 90 se comienza a hablar un nuevo concepto que consiste en enriquecer la realidad con elementos virtuales e información mostrándola simultáneamente a través de las gafas o los dispositivos empleados. Virtual Fixtures fue un proyecto desarrollado por Louis Rosenberg en 1992 en los Laboratorios de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, y es considerado el primer sistema de Realidad Aumentada inmersivo. Las superposiciones sensoriales virtuales se pueden presentar como estructuras reales, de tal forma que el usuario las perciba plenamente en el entorno real del espacio de trabajo.

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1989, la compañía Fakespace Systems Inc. creó el dispositivo Binocular Omni-Orientation Monitor, este dispositivo se encuentra acoplado en un chasis, donde el dispositivo cuelga de un brazo, dentro del dispositivo se encuentra un sistema de visión estereoscópica y el usuario observa el mundo virtual a través de unos binoculares que dan acceso visual al sistema estereoscópico.

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Entre 1988 y 1990, la NASA crea el sistema Virtual Interface Environment Workstation que consiste en unas gafas con visión estereoscópica EyePhone, un guante, el DataGlove y un traje, llamado DataSuite. Las gafas, pueden presentar una imagen real retrasmitida por cámaras o un sistema virtual generado por ordenador con el que el usuario puede interactuar por medio del guante. DataSuit es un traje equipado con sensores que informan del movimientos, los gestos y la orientación espacial del usuario.

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En 1987 se utilizó por primera vez el término Realidad Virtual, cuando Jaron Lanier, fundador de Visual Programming Laboratory Research, creó un área de investigación con ese nombre. En esta área se crearon productos con tecnología de VR varias gafas, llamadas EyePhone, y guantes como el DataGlove.

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Durante los años 70 y hasta mediados de los 80, se realizaron muchos experimentos. Algunos tenían como objetivo la virtualización, otros, por ejemplo el HMD Headsight, no trabajaban con nada que fuese virtual pero establecieron o definieron conceptos que después se aplicaron en la Realidad Virtual.

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Tecnología de detección de movimiento que usó proyectores, cámaras de vídeo y hardware específico logrando crear siluetas de los usuarios en las pantallas para que interactuasen entre ellos, aunque estuviesen en salas separadas y que también pudiesen interactuar con objetos, lo que ofrecía una sensación de presencia, aunque los usuarios no estuviesen juntos.

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Artista que entre 1969 y 1970 creó obras de arte digitales que eran entornos creados informáticamente los cuales interactuaban con las personas. Llamados GLOWFLOW, METAPLAY y PSYCHIC SPACE que fueron de ayuda para perfeccionar la tecnología de detección de movimientos a la que llamó VIDEOPLACE.

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En 1965, la empresa Philco Corporation inventó el primer casco o HMD con visión estereoscópica. Orientada a la videovigilancia estando conectado a una cámara de seguridad y tenía la capacidad de detectar los movimientos de la cabeza del operador y controlar la cámara mediante los mismos.

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Heiling fabricó un HMD, que solo permitía la visualización de imágenes, llamado Telesphere Mask. Un aparato que normalmente tiene forma de casco o de gafas y que nos permite ver, al menos imágenes en 3D, aunque los actuales disponen de muchísimas más funciones.
Heling realizó otras investigaciones orientadas a conseguir una experiencia lo más real posible en este campo aunque ninguno de sus inventos fue comercializado.

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Primer máquina de RV inventada en 1957 y patentada en 1962, llamada Sensorama. Fue creada por Morton Heilig y ofrecía experiencias inmersivas de cine en 3D mediante la proyección estereoscópica a color, acompañadas de sonido estéreo, vibraciones e incluso la posibilidad de emitir ciertos olores que aumentasen la experiencia de inmersión.

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Es común que se imprima en colores rojo y azul y que el visor consista en gafas con un cristal rojo y otro azul, así cada cristal oculta a su ojo la parte roja y la parte azul de la imagen; creando una imagen distinta en cada ojo. Al procesarse en el cerebro se crea la sensación de tridimensionalidad.

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Técnica de la esteroscopía, se trata de una única imagen que contiene 2 imágenes correspondientes a los dos puntos de vista de cada ojo mezcladas pero impresas en distinto color y se puede observar con un visor.

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Las primeras y las actuales máquinas de realidad virtual están basadas en la visión esteroscópica. Que consiste en disponer dos imágenes desde dos puntos de vista distintos, cada una correspondiendo al punto de vista de un ojo humano y que al mostrar cada imagen correspondiente a cada ojo, el cerebro
crea sensanción de tridimensionalidad.

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Las primeras investigaciones en este campo se hicieron en los años 50 y las primeras máquinas de realidad virtual estuvieron disponibles a principios de los 60.

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Se define como un entorno que puede ser de apariencia real o no, que da al usuario la sensación de estar inmerso en él. Este entorno es generado por ordenador y y visualizado mediante un dispositivo específico como pueden ser un casco o unas gafas las cuales pueden estar conectadas a un ordenador, ser totalmente portátiles o requerir un móvil dentro de las mismas.

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A medida que la tecnología avanza, aparecen nuevas formas de responder preguntas como "¿qué es la realidad virtual?" ¿Y, cómo funciona?". Constantemente surgen nuevas empresas que hacen y responden estas mismas preguntas de diferentes formas, mientras que los desarrolladores encuentran nuevas aplicaciones para explorar en este apasionante espacio.

Últimas tendencias de realidad virtual

En la actualidad, la tecnología y los tipos de experiencias posibles dependen de una variedad de aditamentos, como proyectores, lentes de realidad virtual y dispositivos de rastreo de movimiento. Incluso existen algunas formas de tecnología sensorial que utilizan la cinestésica para transmitir información a los usuarios físicamente.

Las configuraciones de realidad virtual que son capaces de proporcionar un mayor nivel de datos sensoriales al usuario se denominan sistemas hápticos. "Háptico" proviene de la palabra griega "haptos" que significa, aprender activamente a través de un encuentro tangible, como tocar un objeto, explorar una superficie, etc.

Estos sistemas son complejos pero altamente inmersivos, tanto que ya han encontrado una variedad de usos en los videojuegos, pero también en otras áreas no relacionadas. De hecho, a menudo se utiliza una tecnología similar para la rehabilitación de lesiones y procedimientos de fisioterapia, e incluso para el entrenamiento militar.

Independientemente de la forma en que imagines el término realidad virtual, la tecnología está en constante cambio, abarcando nuevas y emocionantes posibilidades para experimentar cada año. Incluso la popularidad y el alcance de juegos como Pokémon Go, que combinan una experiencia virtual con la vida real, muestran cuánto impacto es posible con un diseño cuidadoso que crea una experiencia convincente.

Tipos de realidad virtual

Móvil

Estacionaria

La tecnología RV estacionaria a menudo utiliza configuraciones con múltiples proyectores independientes en un espacio fijo. Estos involucran unos lentes de realidad virtual junto con tecnología de detección de movimiento, como guantes y controladores, dependiendo de su sofisticación.

Dados los componentes adicionales involucrados, este es el más caro de los dos tipos de realidad virtual, pero tiende a ser más inmersivo, lo que da lugar a aplicaciones más amplias más allá de la industria de los videojuegos. Independientemente del costo, el mercado continúa expandiéndose y agregando nuevas opciones.

¿Cómo funciona la realidad virtual?

Ambos tipos de realidad virtual están relacionados, gracias a los componentes de detección de movimiento que han hecho que el sistema promedio sea más accesible para los consumidores y más adaptable para los desarrolladores. Puedes encontrar muchos productos listos para la realidad virtual dependiendo del uso previsto.

Seguimiento de la cabeza

Tanto la realidad virtual móvil como la estacionaria dependen del seguimiento de la cabeza proporcionado por las pantallas de los lentes construidas para representar entornos 3D en realidad virtual, en ocasiones, con un impulso de los componentes de audio.

Con estos lentes, tu visión del entorno sigue el ángulo de tu cabeza para que puedas absorber el entorno de forma natural. Hacer que los movimientos de un usuario se sientan fluidos es la base de una realidad virtual verdaderamente inmersiva, por lo que generalmente se usa un giroscopio para mantener al sistema y al usuario sincronizados, mientras que una barrera entre cada ojo simula la profundidad.

La barrera o división funciona creando un efecto estereoscópico que engaña al cerebro para que perciba la escena como más realista y tangible. Por lo general, el efecto se logra mediante el uso de dos pantallas separadas, una derecha y otra izquierda, o una simple pantalla de alimentación dividida que se ha dividido en dos flujos. El seguimiento de la orientación de la cabeza, y en algunos casos, de los ojos, es fundamental para la mayoría de las aplicaciones de realidad virtual, por lo que estos son elementos indispensables y universales dentro de esta tecnología.

Seguimiento ocular

El seguimiento ocular es otra característica importante que se está incorporando en los modelos de lentes de realidad virtual más nuevos, con escáneres infrarrojos que rastrean hacia dónde miran los ojos del usuario. Si bien estos sistemas no son fundamentales para la mayoría de las configuraciones, estos aumentan el espectro de realismo de un desarrollador al permitir simular el desenfoque y la deformación natural asociados con el enfoque en un objeto o plano frente a otro.

Estos lentes son especiales porque evitan la tensión en los ojos y mantienen las imágenes correctamente enfocadas. Junto con un sistema lo suficientemente potente como para proporcionar un buen campo de visión y una alta velocidad de fotogramas, estos dispositivos proporcionan la inmersión que hace que la tecnología de realidad virtual sea tan atractiva.

La historia de la realidad virtual

Las incursiones pasadas en el mundo de la realidad virtual han sido variadas, como el elaborado sistema Sensorama imaginado por el cineasta Morton Heilig en la década de 1950. Heilig usó una campana de visualización como recinto, ventiladores, una silla en movimiento, sonido estéreo y una pantalla a color para producir una experiencia inmersiva y verdaderamente multimedia en la forma de varias películas.

Otros componentes importantes utilizados en los sistemas modernos se desarrollaron incluso antes, como la invención del estereoscopio en 1838. Después se dieron los rápidos avances en óptica en el siglo XX, que contribuyeron en gran medida a las mejoras cruciales para el diseño de lentes de realidad virtual.

La mayoría de las primeras aplicaciones de la realidad virtual eran utilitarias, desarrolladas continuamente por científicos del gobierno para varios proyectos de capacitación. No fue hasta finales de los 70 y 80 que se llevaron a cabo la mayoría de los avances que sustentan el formato actual.

La exploración de aplicaciones de realidad virtual para el entretenimiento solo se aceleró en la década del 2000, impulsada en parte por la innovación en torno a la tecnología de mapas y smartphones.

Realidad virtual versus realidad aumentada

Gracias al desarrollo relativamente reciente de la tecnología de realidad virtual accesible, algunos términos asociados todavía se están definiendo.

Por ejemplo, el término "realidad virtual" ha tenido diferentes usos. En última instancia, desplazó la expresión "realidad artificial" utilizada por el pionero desarrollador de tecnología interactiva Myron W. Krueger [1] cuando escribió algunos de los primeros exámenes más rigurosos del campo.

Con frecuencia, escucharás el término "realidad aumentada" (RA) asociado con la realidad virtual, aunque este se refiere específicamente a la práctica de superponer datos periféricos sobre una visualización de entornos del mundo real.

La realidad aumentada también describe la premisa de muchos videojuegos contemporáneos o escenarios futuros, con jugadores aumentados que experimentan entornos en el juego desde su perspectiva única. Sin embargo, la tecnología involucrada todavía está relacionada fundamentalmente y se ha utilizado en forma de dispositivos portátiles como lentes inteligentes.

Otras aplicaciones de realidad virtual

A medida que se desarrollan sistemas que ayudan a crear atractivas experiencias de realidad virtual, las aplicaciones principales de la RV continúan siendo el entretenimiento y los videojuegos, aunque el uso de la realidad virtual en aplicaciones de negocios está creciendo.

La realidad virtual en el entretenimiento

Por años, las diferentes formas de experiencias de realidad virtual han sido comunes en los parques temáticos o complejos turísticos que a veces usan sus propia arquitectura o paisajes personalizados para desarrollar detalles y agregar novedad.

Si bien las suites completas de realidad virtual y los sistemas de múltiples proyectores siguen siendo muy costosos para la mayoría de los usuarios ocasionales, las empresas de tecnología han desarrollado configuraciones de tecnología más sencillas que ofrecen una experiencia reducida, pero aún así emocionante.

Se han utilizado lentes de RV independientes para crear experiencias de realidad aumentada y realidad virtual en Google Maps, Pokemon Go y otras aplicaciones. Básicamente, vinculan la infraestructura y la tecnología existentes para crear una nueva experiencia de visualización.

La realidad virtual en los deportes profesionales

El ámbito de los deportes profesionales también es un sector de interés creciente. Grandes corporaciones y una gran cantidad de empresas emergentes confían en la posibilidad de que los fanáticos disfruten de una experiencia más inmersiva de sus equipos y eventos favoritos.

La mayoría de la programación deportiva ya incorpora elementos de realidad aumentada, como el sistema de gráficos Virtual Yellow 1st & Ten® [2] introducido por ESPN y la NFL a finales de los 90. Usando un sensor de movimiento y una variedad de herramientas de recopilación de datos, Virtual Yellow 1st & Ten® visualiza las primeras líneas y otros elementos del juego para ayudar a los espectadores a seguir la acción durante los partidos de futbol. El sistema puede incluso compensar distracciones visuales como nieve y lluvia durante condiciones climáticas extremas.

Cuando se trata de deportes profesionales, el desarrollo de la realidad virtual se ha centrado en crear experiencias accesibles, como el uso de cámaras de 360 ​​grados para transmitir eventos. El enfoque es atractivo en esta etapa de la tecnología de RV porque se basaría solo en un sistema simple de lentes y aplicaciones. También tiene un costo menor en comparación con los proyectores, lo que hace que sea más fácil de probar e introducir, aunque depende de las instalaciones de los estadios y eventos.

Los objetivos a más largo plazo para la realidad virtual deportiva incluyen la posibilidad de expandirse más allá de la experiencia fija en el juego. Imagina ver a tu jugador favorito haciendo una jugada espectacular, y que tú saltes a una repetición que te ponga en su lugar.

Ese interés se ha intensificado en los últimos años, con la captura de movimiento y los nuevos y potentes sistemas de cámara que permiten volver a renderizar los juegos rápidamente en un entorno 3D inmersivo. Aunque la línea de tiempo para los nuevos desarrollos es larga, ya hemos avanzado más allá de los procedimientos más complejos en torno al mapeo de espacios de eventos únicos a elementos más subjetivos, como elementos visuales de orientación e incluso anuncios.

Por ahora, la mayoría de los expertos predicen que las posibilidades de la realidad virtual se expandirán exponencialmente a medida que los desarrollos tecnológicos hagan que los sistemas de menor costo sean más comunes tanto para los usuarios como para los desarrolladores.

El futuro de la tecnología de juegos de realidad virtual

En el contexto de los juegos de realidad virtual todavía existen grandes expectativas sobre cómo la realidad virtual puede mejorar y cómo las experiencias asociadas pueden ser más profundas, más inmersivas y más conectadas a la experiencia sensorial del usuario.

En términos generales, el interés por la realidad virtual ha crecido a medida que los sistemas de RV se han vuelto más comunes y asequibles. Cada vez más empresas están desarrollando sus propios sistemas de proyectores múltiples, y con la expansión de la tecnología a aplicaciones deportivas y atléticas, es fácil imaginar una recompensa en la jugabilidad a medida que la experiencia del usuario se explora más a fondo.

Para los desarrolladores de videojuegos y consolas, el futuro de la realidad virtual sólo está limitado por la imaginación. La serie de laptops para videojuegos HP OMEN es un ejemplo de cómo la experiencia de realidad virtual puede hacer que los juegos sean más envolventes que nunca.

Si bien los desarrolladores pueden querer crear los juegos más distintivos para que se destaquen, el objetivo principal es la inmersión. Es decir, cómo hacer que un juego se sienta más fluido y completo. Las formas en que esto puede suceder solo se pueden responder a medida que la tecnología gane más popularidad, de modo que los desarrolladores puedan ver cómo cambian las preferencias de los consumidores a gran escala y a largo plazo.

Además, el concepto de fisicalidad en la realidad virtual debería crecer en conjunto con la tecnología que ya se ha implementado en computadoras gamer y consolas de videojuegos. Cada una tiene sus propias funciones y accesorios interactivos de detección de movimiento, y algunas incluso tienen sus propios lentes RV integrados.

Todo es parte de un objetivo mayor de crear experiencias que se sientan increíblemente reales y más atractivas, donde puedas interactuar de forma dinámica con otros jugadores y objetos.

Sea lo que sea que depare el futuro para la realidad virtual, seguramente será una maravilla.

Referencias en inglés

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¿Qué es la realidad virtual (RV) y cómo funciona?

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A medida que la tecnología avanza, aparecen nuevas formas de responder preguntas como "¿qué es la realidad virtual?" ¿Y, cómo funciona?". Constantemente surgen nuevas empresas que hacen y responden estas mismas preguntas de diferentes formas, mientras que los desarrolladores encuentran nuevas aplicaciones para explorar en este apasionante espacio.