1 RealidadVirtual Facultad de Medicina, UNAM Dr. Antonio Cerritos.

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1 1 RealidadVirtual Facultad de Medicina, UNAM Dr. Antonio Cerritos

2 2 Metodología n En esta ocasión, el estudio de este tema lo vamos a hacer utilizando simultáneamente este paquete (PowerPoint) y el Word. n Cuando así se lo indique esta presentación, abra el archivo de Word RV99-AN.doc n Allí anote las ideas principales y su opinión al respecto, y continúe con la presentación en PowerPoint (RV99.ppt) (“Swicheé” con Alt+Tab) n Cada vez que usted lo considere, vuelva al archivo en Word a anotar sus reflexiones.

3 3 Veremos: n A) Breve discusión... n B) Simulación... n C) Algunas disertaciones... n D) Breve historia... n E) Requerimientos... n F) Software n G) Diseño n H) Comentarios últimos... (Abra aquí el archivo RV99-AN.doc)

4 4 A) Breve discusión... n Hablar de Realidad Virtual es hablar realmente de aspectos filosóficos, humanísticos, epistemológicos y hasta religiosos, pasando por supuesto por aquellos meramente tecnológicos. n A nosotros nos enseñaron que el entorno que conocemos y en el cual nos desenvolvemos es LA REALIDAD...

5 5 Breve discusión n Ahora toca el turno de ¡crear una nueva realidad!. n En su desenvolvimiento y en general, en la evolución del mundo y de la humanidad, el ser humano se autoreconoce como la punta de lanza del proceso evolutivo. n Ningún otro ser viviente como él... con la capacidad de raciocinio.

6 6 Breve discusión n Ningún otro ser como él con la capacidad de amar, de transformar propositivamente. n En este empeño, ha creado multitudes de herramientas, inventos, aditamentos, aparatos y en general todo tipo de instrumentos que le permitan hacer más y mejor. n Paso de lo manual a lo mental.

7 7 Breve discusión n Desarrolló entonces, en dos hitos, en la Revolución Industrial, las máquinas; y en la Revolución de la Información, las computadoras. n Tan eminentemente transformador y creativo que no queda satisfecho, quiere más y más. A veces nos resbalamos e involucionamos, matamos, destruimos, en lugar de continuar. Pero siempre sigue adelante...

8 8 Breve discusión n En su proceso creador, va haciendo máquinas que se parecen cada vez más a él mismo, emulando muchísimas de sus actividades y funciones. n Se ve como la máxima creación y quiere a su vez generar la máxima creación, es decir, quiere crear y recrearse... ¡a si mismo!. n ¿Qué otra creación más grande que la autocreación?

9 9 Breve discusión n Y comienza dando pasos, tropiezos y saltos: el desarrollo de la multimedia, la modelación por computadora en tercera dimensión, la robótica, las telecomunica- ciones, el cyberespacio, Internet, la teleprescencia, la inteligencia artificial.... LA REALIDAD VIRTUAL. n Algo que siento, percibo y vivo... pero que no existe ‘afuera’...

10 10 Breve discusión n...algo como una realidad ‘adicional’, distinta a la que conocemos, que existe sólo para nosotros.... n... o algo que es ‘verdad’ pero que no es real?... n... o algo que no es real pero que es cierto? n En el ser humano existen antecedentes de ‘instrumentos’ de realidad virtual: –Un libro por ejemplo, o el cine, el teatro. –O INTRINSECOS como el SUEÑO o la IMAGINACION... (Vaya aquí el archivo RV99-AN.doc)

11 11 B) Simulación... n Imaginemos esta escena: Usted ve que viene de regreso la pelota de tenis, pasa rosando la red y usted se dispone a dar tremendo revés. Pega la bola en su raqueta, golpe seco, fuerte, pero usted le pone efecto. El contrario le hace una devolución que para alcanzar la pelota, usted tiene que correr a su izquierda, casi no la alcanza pero la regresa como puede, el contrario se subió a la red y se dispone a aniquilarle con tremendo golpazo pero...

12 12 Simulación... n...todo oscuro, ya no se escucha el ruido del público, no siente usted la raqueta... le han desconectado el aparatito... n En efecto, alguien apagó su sistema de Realidad Virtual en el cual usted estaba jugando tenis con Andrea Agassi... y le estaba ganando!. n Con enfado, usted se quita su ‘casco’ y su ‘data globe’ y se encamina con furia a ver quien fue el chistosito.

13 13 Simulación... n Esta experiencia que no es cuento, nos servirá de base para explicar un poco lo que es la Realidad Virtual (VR), ‘Virtual Reality’. n Usted estaba jugando realmente, usted sentía la raqueta y el golpe de la pelota, usted escuchaba su respiración, el ruido del golpe de la pelota, el murmullo del público, y usted veía a su contrario, la cancha, la red, la pelota...

14 14 Simulación... n Pero el que llegó, lo que vio fue a una persona que traía puesto un casco medio raro como de motociclista, un guante con muchos cables, y que corría de un lado a otro de la habitación, tal cual lo haría un loco. n Desde ‘fuera’ la experiencia que usted vivía no existía, pero ‘dentro’ era tan real como este monitor.

15 15 Simulación... n Eso es la Realidad Virtual, entre otras cosas. n Claro, esta es una aplicación: la diversión y el entretenimiento, pero existen cientos de aplicaciones y habrá muchas más. n La VR es algo así como la multimedia a su máxima expresión. (Vaya aquí el archivo RV99-AN.doc)

16 16 C) Algunas disertaciones... n 1° Se remonta a 30 años, 1960 fue el inicio. n 2° La VR es un área de investigación seria y formal, es investigación científica por supuesto. n 3° Esta en relación con términos como: realidad artificial, medio ambiente virtual, cyberespacio, telepresencia. n 4° Es una experiencia individual, repetible y evidente.

17 17 Algunas disertaciones... n 5° Diversos autores han dicho de la VR: n - Es la generación por computadora de una experiencia real, válida e individual. n - Es un lugar donde los humanos y las computadoras hacen contacto. n - Es la simulación de medios. n - Se refiere a experiencias como la inmer- sión, interactividad, la multisensorialidad.

18 18 Algunas disertaciones... n - Es una visión centralizada que tiene diversos ángulos de visualización en un medio ambiente de tercera dimensión generado por una computadora y que se combina con las telecomunicaciones. n - Es una experiencia individual, cuadrafónica, tridimensional y estereoscópica generada por computadora.

19 19 Algunas disertaciones... n - Es un medio para recrear el mundo en el que vivimos y crear la ilusión de nuevos y desconocidos mundos. n - Es la más avanzada forma de simulación. n - La integración de computadoras gráficas y múltiples periféricos, para crear la ilusión de inmersión en una ambiente generado por la computadora.

20 20 Algunas disertaciones... n - Tiempo real, modelación tridimensional y alta tecnología computacional, dan al usuario la inmersión a un mundo modelado y directamente manipulado. n - Es la experiencia real en un ambiente creado, remoto, ficticio, ilusorio. n - Es el hábitat de la imaginación para la imaginación, para la conciencia, para los sueños, para el misticismo... el tirunfo de los poetas sobre los poetas. (Vaya al archivo RV99-AN.doc)

21 21 D) Breve historia... n Rápidamente diremos el año y el invento que fue acercando poco a poco, a lo que hoy tenemos: n 1960: El Sensorama n 1975: Videoplace n 1984: La NASA entra en acción n 1985: El guante sensorial o ‘data globe’ se desarrolla.

22 22 Breve historia... n 1988: El Eyephone n 1989: Se desarrolla el Autodesk para modelar imágenes en tercera dimensión. n 1990: Comienzan las aplicaciones en todas las áreas. n 1995: CAVE, un especie de cuarto oscuro interactivo con paredes de proyección que interactúa con el data globe y el casco. (Vaya al archivo RV99-AN.doc)

23 23 E) Requerimientos... n Los requerimientos de un sistema de Realidad Virtual, están en función de ‘qué tan real se requiere el programa de RV’ n El propósito es ‘obturar’ o ‘bloquear’ nuestros cinco sentidos de la realidad conocida y circundante, sustituyendo las señales que éstos reciben, por señales creadas por la computadora, de tal manera que ‘generen’ un nuevo entorno y por lo tanto, una nueva realidad.

24 24 Requerimientos... n No se crea que las imágenes que vemos en los cascos o en los ‘visores’, son tan reales como las que estamos acostumbrados a ver. Más bien, son imágenes muy parecidas a dibujos realizados con una técnica que no redondea adecuadamente los contornos. Es casi como el supermán ‘bizarro’ del famoso cómic.

25 25 Requerimientos... n Sin embargo, lo que se ve le lleva efectivamente a un mundo que parece real, pues da la ilusión de inmersión, el mundo que nos genera es ‘convincente’. n Para ello se necesita equipo altamente sofisticado, poderoso en exceso, con altísima velocidad de proceso y enorme capacidad de memoria y almacenamiento. Cuál es ese equipo?

26 26 Requerimientos... n Para darnos idea: una imagen nítida que se digitalice y que se incorpore a una presentación como esta por ejemplo, puede ‘pesar’ más de 1 Megabyte. Si la cosa se trata de una imagen en tercera dimensión, el tamaño sube. Y si se trata de moverla, de darle animación, requerimos velocidad para aparentar el tiempo real. Con una PC Pentium no podríamos lograrlo.

27 27 Requerimientos... n El equipo más limitado para desarrollo de VR es, por ejemplo, una supercomputadora como la ONIX y la POWER ONIX de Silicon Graphics, (esta empresa desarrolla Estaciones de Trabajo varias veces más potentes que las PC’s). n La ONIX y la POWER ONIX tienen de 2 a 24 CPU’s trabajando paralelamente.

28 28 Requerimientos... n Alcanzan velocidades de más de 900 Mhz. n Tienen una memoria RAM que va de 64 Mb hasta ¡16 Gigabytes!. n Con discos duros de 516 Gigabytes hasta 2 Terabytes (Mil Gigabytes). n Y este equipo es el básico, siguen los Servidores CHALLENGE y los Servidores de Supercómputo POWER CHALLENGE.

29 29 Requerimientos... n Además, deben ser auxiliados para el modelaje y el diseño, por Estaciones de Trabajo tipo Indy e Indigo, también de Silicon Graphics. n Estas tienen un sólo procesador a 400 Mhz con 640 Mb de RAM y discos duros de 12 Gb. n El equipo de cómputo y los sistemas computacionales que soportan esto, tienen:

30 30 Requerimientos... n -Una generación de gráficos inmediata, congruente con el entorno de la escena y con la manipulación del usuario. n - El cómputo y el cálculo en cada instante, del estado del medio, de los cambios en una escena dada y de la manipulación del entorno. n - El control completo de los periféricos

31 31 Requerimientos... n El hardware debe ser así de poderoso pues debe resolver: n - LA ADECUADA VISUALIZACION n - LA POSICION Y LA ORIENTACION n - LA OPTIMA MANIPULACION DE PERIFERICOS, Y n -EL AUDIO ‘REAL’ Y FIEL. (Vaya al archivo RV99-AN.doc)

32 32 LA ADECUADA VISUALIZACION: n Los displays para visualización deben soportar con nitidez imágenes en tercera dimensión, estereoscópicas, a una velocidad de 10 a 30 cuadros por segundo (velocidad alcanzada en la TV), que reflejen de los objetos la ILUMINACIÓN (el brillo, la sombra, etc.... ), EL COLOR Y LA TEXTURA. n Ejemplos: Los cascos, los visores, los proyectores, monitores, anteojos y paredes de proyección entre otros.

33 33 LA POSICION Y LA ORIENTACION n Estos periféricos resuelven el hecho de que mi posición corporal o la posición de mi mano o mi cabeza corresponda con la imagen que veo de mi cuerpo, de mi mano o de mi cabeza y no tan sólo eso, sino también la orientación que se tenga en un momento dado, amén del acercamiento o distanciamiento de los objetos. n Así mismo, responde inmediatamente a cualquier estímulo mío.

34 34 LA POSICION Y LA ORIENTACION n Es decir, lo que hago o el movimiento que yo realice, debe ser visto inmediatamente y con todas sus características en el video, menos de.1 segundo para dar la sensación de realidad.. n Los dispositivos que se usan, son manejados por impulsos electromagnéticos, mecánicos, acústicos (ultrasonido), ópticos, inerciales y otros.

35 35 LA OPTIMA MANIPULACION DE PERIFERICOS n Normalmente se utiliza el guante o ‘data globe’ o algún tipo de ‘joystic’ o un ratón de tercera dimensión. También el casco es utilizado para dar la posición, el ángulo de las manos o del cuerpo y la orientación. Con estos periféricos se hacen cosas: se camina, se toma un objeto, se voltea hacia otra dirección, se agacha, corre, etc..

36 36 LA OPTIMA MANIPULACION DE PERIFERICOS n Aquí el problema es que no exista interferencia de señales, el metal del cinturón o de la pulsera, el reloj de mano o algún otro aparato puede provocar interferencia. n Estos periféricos deben enviar los datos que permiten sentir el peso de algo, su temperatura, su superficie y deben retroalimentar el entorno y a uno mismo.

37 37 POR ULTIMO, LOS SISTEMAS DE AUDIO n Son quizá los retos que menos preocupan, pues existe un adelanto notable en la reproducción fidedigna de los sonidos. n El sonido estéreo y con alta fidelidad pegado a la oreja, obstaculizan cualquier ruido del ‘exterior’. n Se utilizan sintetizadores, mix, repro- ductores, reconocedores y emisores de voz, entre otros. (Vaya al archivo RV99-AN.doc)

38 38 F) SOFTWARE n No insistiremos mucho en el software pues las computadoras vienen con él, sin embargo mencionaremos algunos para tenerlos presentes: n - VRML, Virtual Reality Modeling Languaje, de Silicon Graphics. n - Active VRML, de Microsoft n - Los de la generación 3D.

39 39 SOFTWARE n - FOUNTAIN n - Home Space Builder n - ParaGraphics, entre otros. n Todos ellos para modelar, reproducir, calcular, retroalimentar, modificar, responder y conservar la velocidad del tiempo real en función de lo que hagamos.

40 40SOFTWARE n El software junto con el hardware, deben darle al usuario las siguientes tres características indispensables: – INMERSIÓN (Estar completamente dentro del ‘nuevo mundo’) –NAVEGACIÓN (Poder desplazarse libremente por ese ‘nuevo mundo’), y –MANIPULACIÓN (Poder ver las modificaciones que ese mundo sufre, al ‘sentir’ mi presencia y mi interacción con él y en él). (Vaya al archivo RV99-AN.doc)

41 41 G) DISEÑO n Otro aspecto que se requiere abordar es el relacionado con el diseño de una aplicación de VR. n Lo primero y más importante: el uso. n Después es necesario ocuparse de que la máquina y el resto del hardware realice las acciones, en función del uso que se le dará a esa aplicación:

42 42 DISEÑO n - El tipo de inmersión, n - El cuidado de las interferencias en función de la ubicación del equipo, n - La mezcla de objetos virtuales con objetos reales. n - La retroalimentación física, visual y de audio para caminar, localizar, zonificar, interactuar, sentir que se manipula un objeto, su forma, su peso, etc..

43 43DISEÑO n - El tipo de paradigma en que me desenvuelvo en esa aplicación, vuelo?, camino? navego?, floto?, voy a pie, en coche o en un tren? estoy parado? o de cabeza?. n - El refinamiento sensitivo de las imágenes a medida que me acerco. n - Y la posibilidad de hacer la experiencia masiva, común, no ya sólo individual... (Vaya al archivo RV99-AN.doc)

44 44 H) Comentarios últimos n Esto es un poco de lo que la Realidad Virtual nos promete y ya nos ofrece. n Equivale a ‘meterse’ en una película que estén pasando en el cine, interactuar con los personajes y modificar radicalmente y a voluntad el curso de la trama, de acuerdo a las acciones que yo efectúe, y tener ‘mismidad’, es decir, estar consciente de que se está consciente....

45 45 Comentarios últimos n Decíamos que la VR tiene que ver con aspectos no sólo técnicos computacionales, sino de naturaleza filosófica, ¿cómo afectará la vida cotidiana del ser humano? ¿qué tanto realmente es un proceso evolutivo que generará bienestar al ser humano? n Lo cierto es que ‘el cohete ya está volando’ y nos toca decidir si sólo lo vemos o nos subimos en el próximo, o ¡en la esquina bajan!.

46 46 Comentarios últimos n Aunque no lo hayamos percibido, estamos ya ‘llenos de Realidad Virtual’. n En efecto y por mencionar sólo dos ejemplos: n -En el cine cada vez son más la películas cuyo tema central o colateral es la VR: SID 6.7, la última de Viaje a las Estrellas, algunas otras de Spilberg, Matrix, El Piso 13....

47 47 Comentarios últimos n El otro ejemplo lo tenemos en Internet: existen una gran cantidad de direcciones cuyo tema principal es la VR y sus múltiples aplicaciones. Incluso, existen Web’s que están hechas con lenguaje de Realidad Virtual y para navegar en ellas se requieren navegadores especiales que visualizan las imágenes en tercera dimensión.

48 48 Comentarios últimos n Aquí una lista de direcciones en Internet donde usted podrá encontrar cualquier cantidad de información al respecto y pertenecer si usted quiere, al selecto grupo del Club de VR: n - http://www.paragraph.com/vhsb/vrml/ n - http://journey.cem.itesm.mx/vr.html n - http://www.shef.ac.uk/~vrmbg/ (especializado en VR en medicina) n - http://www.stars.com/webstars/vr.html

49 49 Por último y no por eso el final... n A dónde vamos como seres humanos? n Qué nos toca hacer en este mundo tan informatizado? n Cómo incorporo esto en mi actividad cotidiana, tanto en mi ámbito profesional, como en el personal? n Y Dios... existe realmente? n Y la vida tendrá algún sentido? (Vaya al archivo RV99-AN.doc)