Autor:
Roberto Fernández Díaz
Descripción:
La propuesta de que se desarrolla a continuación corresponde a un sistema de realidad virtual de educación astronómica en el cual se puede ver e interactuar con una simulación de nuestro sistema solar.
El sistema hará uso de lentes HoloLens de Microsoft para ver la proyección del sistema solar e interactuar con él para obtener diversa información sobre cada planeta (composición, tamaño, gravedad, masa, diámetro, etc…). El sistema no solo mostrara información sino que también puede usarse para simular diversos acontecimiento ocurridos en el pasado y posibles futuribles.
El objetivo es desarrollar una aplicación que pueda servir para la educación en escuelas así como en el hogar y con la proyección de que en un futuro se pueda extrapolar a diversas galaxias así como la vía láctea.
El sistema se corresponde con un nivel de interacción contributiva donde el usuario a primera instancia puede obtener una vista global de la proyección y después ir seleccionando las áreas que más le interesen.
La aplicación está diseñada básicamente para ser utilizada en escuelas para la educación de niños pero también puede utilizarse en el ámbito familiar como diversión. Por lo tanto, el usuario pasivo no será necesario que tenga conocimiento en la materia, mientras que el usuario activo debe tener unas nociones avanzadas sobre el tema expuesto.
Las diferentes interfaces de entrada que utiliza el sistema son:
- Gafas HoloLens, con las cuales se mapea la posición en todo momento del usuario que las lleva puestas, además de la zona donde se proyecta la simulación.
Las interfaces de salida que intervienen son las siguientes:
- Gafas HoloLens, mediante las cuales el usuario puede ver y oír la representación de la animación.
A continuación se expondrá de manera resumida el guion de interacción de la aplicación:
- Interfaz de entrada: Gafas HoloLens.
- Interfaz de salida: Gafas HoloLens.
- Tipo de aplicación: Contributiva.
- Tipo de usuario: Personal docente, estudiantes y padres.
- Tema de la aplicación: Lúdica y educativa.
- Procesos: Interacción del usuario, manipulación de formas en 3D a través de HoloLens.
- Objetos virtuales: Mapa en detalle del sistema solar compuesto por objetos modelados en 3D y diversos efectos de partículas e iluminación.
- Sujetos virtuales: No existirá la figura visible del sujeto virtual, este se integra con el sujeto activo reconociendo todos sus movimientos. Existe la figura del sujeto activo, que será quien interactúe con la simulación, y el sujeto pasivo, que solo podrá visualizarla.
- HUD: Los datos de la simulación se presentaran en forma de paneles textuales con la información sobre los objetos elegidos. El HUD será de color verde intenso así como las letras, se elige este color porque es el que mejor reconoce el ojo humano y acompañado de una buena tipografía puede tener buena legibilidad.
- Formas y Colores: La simulación será lo más realista posible, por ese motivo, los objetos simulados tendrán la forma y el color que tienen en la realidad.
- Datos de trabajo: Datos de entrada obtenidos por el mapeo de la habitación y captura de movimiento de las manos mediante HoloLens
- Herramientas de desarrollo y modelado: Blender, Photoshop, Unity 3D, SDK varios de Microsoft.
Al ser un sistema de realidad mixta el entorno virtual se desarrolla haciendo uso del espacio mapeado mediante los sensores de las HoloLens. Por lo tanto, este será el disponible en el entorno físico, por ejemplo el tamaño de la habitación o una clase. Los diferentes sensores incorporados en las gafas HoloLens realizan un escaneo de la habitación donde será proyectada la simulación y en función de esto permite acotar el tamaño de los objetos mostrados y conocer la localización exacta del sujeto activo.
El fin principal del sistema es la enseñanza, por este motivo se creara la figura de un sujeto activo durante la simulación y de sujetos pasivos. El sujeto activo será el encargado de interactuar con el sistema mientras que el sujeto pasivo solo podrá visualizar la interacción. De este modo el sujeto virtual tendrá dos roles dentro del sistema.
La interfaz lógica en este sistema no estará representada visualmente ya que mediante la tecnología de HoloLens permiten recoger las acciones del usuario y mapearlas directamente en la simulación.
Ya que el sistema se basa en la realidad mixta y esta hace uso de los objetos físicos del entorno, nuestra aplicación localiza cualquier objeto ubicado en la habitación y evita que este entorpezca la simulación. Los objetos virtuales proyectados serán los planetas con sus orbitas y satélites los cuales evitaran cualquier colisión con objetos físicos modificando su escala o proporción si fuera necesario.
La simulación tendrá un bucle principal que consistirá en la animación de las orbitas de los planetas alrededor del sol y de sus correspondientes satélites. Cuando se interactúa con un planeta en concreto, este se ampliara seguirá realizando la rotación sobre sí mismo y a la vez mostrando la información, a modo de “HUD”, mediante un panel junto al objeto seleccionado. El desplazamiento entre los distintos paneles de información mostrados se realizara mediante el desplazamiento de la mano, como si estuvieras pasando páginas de un libro.
Referencias:
La empresa EON Reality, Inc ha creado un proyecto de similares característica el cual se basa en una aplicación de realidad aumentada. En ella, mediante el uso del smartphone o tablet, podemos obtener una representación del sistema solar y de diversos planetas.
Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.eonreality.arsolarsystem
Otro ejemplo de proyectos similares basados en realidad aumentada los podemos ver en el siguiente link, donde mediante el uso de un dispositivo móvil y una alfombrilla preparada podemos ver la simulación del sistema solar y obtener diversa información al respecto
Link: https://www.youtube.com/watch?v=UkWuVVVUD4Q
Resultado final: