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Realidad aumentada

Jaume Ferrer

La realidad aumentada consiste en la superposición de imagen digital sobre la imagen procedente del mundo físico con el resultado de aumentar nuestra experiencia de lo tangible mediante la incorporación de elementos intangibles [1].

Las «fijaciones virtuales» están consideradas como uno de los primeros sistemas de realidad aumentada. Fueron desarrolladas por Louis B. Rosemberg en 1992 [2] como parte de su investigación en telepresencia y tenían como objetivo facilitar, mediante guías o ayudas visuales, el trabajo de una persona que controlaba a distancia una herramienta motorizada. La persona que usaba el sistema disponía de un exoesqueleto mediante el cual controlaba los movimientos de un brazo robotizado. Desde un visor ajustado a la cara que recibía información de una cámara, podía ver la imagen de la zona de acción del brazo, y unos gráficos superpuestos a la imagen le proporcionaban indicaciones para facilitar los movimientos. Los resultados de estos experimentos demostraron la utilidad de la realidad aumentada para mejorar la rapidez en la correcta ejecución de las tareas.

En función de cómo vinculamos la información digital a la procedente del mundo físico podemos distinguir distintas modalidades de realidad aumentada:

  • Geoposicionada: los objetos virtuales se asocian a coordenadas universales, por lo que «están allí» y se hacen visibles cuando el GPS, el magnetómetro o el giroscopio del dispositivo indican que nos encontramos en la posición y en la orientación adecuadas. Por ejemplo, Pokémon Go!
  • Basada en reconocimiento de marcas: los objetos virtuales se asocian a unas marcas visuales previamente registradas que, después, cuando el sistema de reconocimiento las encuentre, dispararán la aparición de los objetos virtuales. La posición, orientación y escala de las marcas permite al sistema asignar una posición, orientación y escala a los objetos virtuales. Las marcas pueden ser, por ejemplo, de tipo fiduciario, basadas en patrones geométricos sencillos o en códigos QR, o también pueden ser gráficos más complejos, como fotografías, o incluso objetos de volúmenes simples previamente digitalizados. Son ejemplos de ello tecnologías como Vuforia o ARToolKit.
  • Basada en reconocimiento de superficies: en este caso, el sistema de visión evalúa las imágenes recibidas procedentes del mundo físico y reconoce las diferentes superficies sobre las que podemos situar objetos virtuales; por lo tanto, se trabaja sobre un modelo volumétrico del espacio. Un ejemplo sería ARKit de Apple o ARCore de Google.

También podemos distinguir diferentes modalidades de realidad aumentada en función del tipo de visualización:

  • Proyectada: un plano o un volumen resultan aumentados por la proyección sobre una imagen digital que se actualiza de forma interactiva. En este caso, se necesitan ajustes o calibraciones de la proyección; por ejemplo, un mapping en combinación con un sistema de detección de la actividad del usuario [3].
  • Superposición digital: las aplicaciones de realidad aumentada para dispositivos móviles combinan los objetos virtuales con la imagen procedente del mundo físico captada mediante la cámara. La superposición es digital y se visualiza en la pantalla del dispositivo.
  • Superposición óptica: algunos visores de realidad aumentada usan miniproyectores que envían la imagen de los objetos virtuales al ojo mediante espejos para superponerlos a la imagen procedente directamente del mundo físico. Esto suele ocurrir en sistemas que sobreimpresionan indicaciones, signos o textos, como los HUD montados en el volante de algunos vehículos, algunos cascos de aviación o visores usados en trabajos industriales; por ejemplo, las Google Glass. Los objetos virtuales aparecen encima de las imágenes procedentes del mundo físico pero no las sustituyen, por lo que se crea un efecto de transparencia.
  • Holográfica: los visores de última generación, como Hololens o MagicLeap, usan sistemas ópticos más sofisticados que consiguen que los objetos virtuales aparezcan opacos sobre los objetos procedentes del mundo físico [4]. Esto, combinado con la mejora en las técnicas de posicionamiento, orientación, escala e iluminación, posibilita una integración notable de los objetos virtuales con los procedentes del mundo físico, consiguiendo escenas plenamente consistentes.

Referencias:


[1]: «The Ultimate Guide to Augmented Reality (AR) Technology». Reality technologies: http://www.realitytechnologies.com/augmented-reality

[2]: Rosenberg, Louis B. (marzo 1993). «The use of Virtual Fixtures to Enhance Operator Performance in Time Delayed Teleoperation»: http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=ADA296363

[3]: inFORM. Tangible Media Group: https://tangible.media.mit.edu/project/inform/

[4]: Kelly, K. (2016). «The Untold Story of Magic Leap, the World’s Most Secretive Startup». Wired: https://www.wired.com/2016/04/magic-leap-vr/

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