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domingo, 24 de febrero de 2013

REALIDAD VIRTUAL Y PATRIMONIO CULTURAL

20:00 | Posted by |
El sonido es el 50% de la experiencia audiovisual. | George Lucas
OBJETIVOS:
Esta capítulo se adentra en el mundo de la Realidad Virtual, profundizando en sus conceptos aplicados al patrimonio cultural y su puesta en valor. Introduce los diversos aspectos de modelado, mapeado y simulación de mundos virtuales, así como a los canales de comunicación Hombre-Máquina a través de la percepción (flujo entre los canales de entrada humanos y los interfaces de salida del ordenador) y el control (interfaces de entrada del ordenador).

REFLEXIÓN: 
Los mundos virtuales y las interfaces (entrada y salida) todavía hoy están bastante asociadas por el público en general al mundo de los videojuegos. Como consecuencia, difícilmente el usuario que nunca haya interactuado con un videojuego, podrá rapidamente comprender y ser capaz de usar los dispositivos asociadosa la RV. Pero esto es algo que necesariamente va a cambiar en los próximos 10-20 años, puesto que la mayoria de los usuarios estarán familiarizados con la tecnología y tendrán una mente más abierta para su uso.

No hay que olvidar la gran aceptación que está teniendo en Patrimonio Cultural la RV, donde incluso un videojuego puede servir de base para transmitir conocimientos, como es el ejemplo del juego Hidden Chronicles creado de la unión de CyArk y Zynga.org. En él se han utilizado los datos que CyArk escaneó en algunos yacimientos mayas para crear las escenar de El Caracol y El Castillo del juego. El objetivo es que la digitalización y documentación asociada pueda llegar fácilmente a ser comprendida por el público más joven:

 
El director de CyArk, Ben Kacyra, introduce el juego. 

DOCUMENTOS:
La práctica de esta semana ha sido interesante ya que por primera vez he creado un pequeño entorno virtual destinado a usarse como un videojuego.El programa usado ha sido Unity3D, un motor gráfico que permite la creación de videojuegos sin necesidad de saber programar.

Entorno creado con Unity3D simulando el exterior de una iglesia

Al probarlo, he tenido la sensación de estar jugando a la vez que creaba mi entorno, exactamente igual que se modifica el terreno de una parcela y se crea una casa en el bien conocido juego de Los Sims:

 The Sims 3 - Building a Modern Celebrity House

Los entornos de VR que he propuesto son inmersivos y que podrían llevarse a cabo en un futuro no muy lejano si se consigue eliminar sus inconveniente actuales:
      • Lentes de contacto que mejoran la visión ocular permitiendo una inmersión VR verdadera al bloquear la luz que desprende las pantallas de las gafas:
 

      • Realidad virtual y realidad aumentada en lentes de contacto del futuro: equivaldría a tener una pantalla de 240 pulgadas a 3 metros de distancia donde nuestra visión sería reemplazada por imágenes generadas por ordenador. También sería posible generar imágenes de Realidad aumentada, superponiendo imágenes creadas por un dispositivo encima de lo que vemos en tiempo real.

Estas propuestas consiguen el máximo nivel de portabilidad y flexibilidad y sin duda es el futuro de la VR. Prueba de ello son los resultados conseguidos en la Universidad de Gante, Bélgica, donde ya se ha creado un display con tecnología LCD de forma cóncava y del tamaño de una lente de contacto. 



MATERIA APRENDIDA:
          • Conocimiento de las técnicas de realidad virtual
          • Conocimiento del hardware de realidad virtual
          • Desarrollo de un entorno VR.

REPRODUCCIÓN:
Esta semana voy a elegir como reproducción la última propuesta de mi práctica basada en la Interfaz Cerebro-Computadora, BCI. El motivo principal por el que he elegido este sistema es la ilimitada e infinita libertad de movimientos virtuales que se conseguirían. Si consiguiéramos que nuestro cerebro pudiera estar un estado en el que podamos interactuar en VR sin necesidad de realizar ningún movimiento físico, no tendríamos ningún tipo de restrinción o limitación. Sólo sería necesaria nuestra mente, la cuál usaríamos a modo de ordenador. 

Sé que la combinación entre BCI y VR es todavía irreal y puede considerarse más del lado de la ciencia ficción, pero la tecnología avanza a pasos gigantescos y creo que la mejor solución virtual radica en poder controlar nuestro cerebro.

Por una parte, los seres humanos somos capaces de soñar despiertos y revivir situaciones anteriores o imaginar situaciones futuras, pudiendo sentir sensaciones positivas o negativas en nuestra mente. Por no hablar de algunas técnicas de meditación que han probado como algunas personas son capaces de crear una falsa realidad.

Por otra parte, los sueños que tenemos cuando dormimos son experiencias que tenemos y parecen reales a pesar de no serlo, son experiencias independientes de nuestra realidad simuladas por nuestro cerebro. Hay personas que incluso son capaces de controlar los sueños, lo cual demuestra una vez más que la mente es capaz de ser el mejor sistema de realidad virtual. El problema principal es que existe habiendo un gran desconocimiento y camino por recorrer para conseguirlo.

El campo de BCI intenta encontrar un modo de interactuar con la mente. El objetivo principal es decodificar un sistema de lenguaje estándar del cerebro y un sistema de entrada/salida. El concepto de “ondas cerebrales” se usa mucho todavía en ciencia ficción, pero el de “electroencefalogramas”, (lectura de la actividad eléctrica en el cerebro), se está utilizando cada vez más para poder ver literalmente lo que alguien está pensando.


En el 2008 se hizo un experimento donde los investigadores fueron capaces de leer las ondas cerebrales y recrear imágenes que los sujetos estaban viendo. Siguiendo esta línea, se podrá conseguir imágenes de alta resolución y color e incluso grabar nuestros propios sueños, (como veíamos en el 2001 en la película de Final Fantasy: the Spirits within).

Parece que la dirección a seguir para los datos de salidad de BCI está clara, ¿pero que hay de la entrada? Se ha probado con aninales y humanos que se pueden conseguir buenos resultados de entrada, y aunque sus aplicaciones no han ido hacia la VR por el momento, está bastante claro que llegará a este campo directamente. Las aplicaciones más comunes en BCI tratan de restaurar la visión de las personas ciegas a través de impantes de visión.
Las actuales interfaces miden la actividad de las neuronas para obtener una señal que luego se procesa. Existen dos tipos de dispositivos, los invasivos y los no invasivos. Para futuras aplicación en VR se deberá usan un dispositivo no invasivo, existen varios tipos de técnicas:
          • La electroencefalografía EEG, es la técnica más usada y usa sensores sin producir ningún tipo de riego en el usuario. La actividad eléctrica se mide en la superficie del cuero cabelludo pero llega con una resolución pobre debido a que el cráneo del usuario debilita y distorsiona las señales.
          • La magnetoencefalografía MEG, usa campos magnéticos para estudiar las relaciones entre las estructuras cerebrales y sus funciones.
          • La tomografía por emisión de positrones PET, técnica “in vivo” por imagen capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano. se basa en detectar y analizar la distribución tridimensional que adopta en el interior del cuerpo un radiofármaco de vida media ultracorta administrado a través de una inyección intravenosa. Según qué se desee estudiar se usan diferentes radiofármacos.
          • La imagen por resonancia magnética funcional fMRI, procedimiento clínico y de investigación que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una determinada tarea. No se requiera ninguna inyección.
Lo ideal sería mejorar los sistemas no invasivos hasta eliminar el ruido y conseguir una nitidez comparable a la que consiguen los sistemas invasivos.

De hecho ya existe una interfaz cerebro-máquina por unos 100$, capaz de controlar el iPhone/iPad a través de aplicaciones de juegos y de meditación: PLX Devices. Económico pero requiere de gran concentración para su correcta utilización.


También existe una tecnología japonesa capaz de mover avatares de Second Life, (mundo virtual en la red), sólo con el pensamiento. 


Para continuar avanzando en este campo los investigadores deben identificar nuevas señales cerebrales que proporcionen un control fiable y robusto en los mundos virtuales.

Como conclusión, este posible sistema que combina BCI con VR no está tan lejos como nos pensamos de ser una realidad, bastará con esperar a nuevos avances en el campo para poder ver sus primeras pruebas. Prueba de ello se puede apreciar en la gran similitud que existe entre estos dos ejemplos:

 Project Glass,
visor de RA, 2012
 Holo-band serie TV
Caprica, 2010
 
Poco ha tardado el fabricante Google en convertir las gafas de VR de ciencia ficción en realidad. El prototipo de Project Glass estará disponible durante este año para desarrolladores de Google por 1500$ y la versión para los consumidores estará lista al año que viene. En menos de 4 años el público en general podrá disponer de una de estas gafas en su casa.

Sin embargo hay una diferencia muy importante entre ambos, las gafas de Google superponen información a lo que vemos a nuestro alrededor en tiempo real, incorporando auriculares para el sonido, mientras que las ficticias llevan el subconsciente a otro estado en el que la mente se adentra en un mundo virtual dejando el cuerpo físico en otro plano. Y es precisamente este estado al que se intenta llegar con BCI + VR, donde no sería necesarios sistemas auxiliares para conseguir la sensación de inmersión a través de los movimientos y los sentidos, (vista, oído, tacto, gusto, olfato), sino que todo se coordinada virtualmente desde la mente, como si de un sueño autocontrolado se tratase.

SÍNTESIS:
Como conclusión del tema de RV me gustaría tocar el tema moral. Si algún día se llega a conseguir una Realidad Virtual Inmersiva Real deberán establecerse normas para los mundos virtuales. Pienso que de la misma manera que una mala acción es penalizada en el mundo real, (o por lo menos así debería), también debe poder penalizarse en un mundo virtual. De lo contrario, se creará un mundo virtual libre donde todo vale, una especie de sueño en el que puedes hacer lo que quieras y que se desvanece cuando vuelves al mundo real. Tendría también sus pros, por supuesto, pero necesariamente tendrán que haber pautas que lo regularicen, por ejemplo, dependiendo de cada situación personal.


Conceptos nuevos:
  • Modelo de reflexión de Phong: Modelo de iluminación y sombreado que asigna brillo a los puntos de una superficie modelada.
  • GRE3D y OSG: Motores gráficos relevantes.
  • Trackers de posición: Dispositivo perteneciente a los sistemas pasivos que da la localización y orientación del usuario en todo momento.
  • DirectSound, EAX, OpenAL: Librerías de programación de audio 3D que permiten realizar trabajos muy interesantes en el apartado de sonido en aplicaciones en tiempo real.
  • Háptico: principalmente se refiere a la capacidd de sentir un entorno natural, o sintético a través del sentido del tacto, también se incluye, dentro de su definición, la propiocepción, cinestésia o kinestésia, que es la capacidad que tiene el ser humano de sentir la posición, el movimiento y el peso de su cuerpo. 
  • Pitch, yaw, roll: La dinámica de vuelo es la ciencia de la orientación del vehículo y control del aire en tres dimensiones. Los tres parámetros críticos y dinámicos de vuelo son los ángulos de rotación en tres dimensiones sobre el centro de masa del vehículo, conocido como balanceo (roll), cabeceo (pitch) y guiñada (yaw):
Profesores: Dr.Julián C. Flores González, Dr. Antonio Otero Franco & Dr. Luis Antonio Hernández Ibáñez
Grupo COGRADE. Universidade de Santiago de Compostela
VideaLAB. Universidade da Coruña.
 
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