Estado del arte de “Realidad virtual aplicada a la educación”

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Base material para el desarrollo de ambientes virtuales inmersivos: hardware y software. (Escartín, 2000)

- Hardware

- Computadoras:

Una computadora personal común puede ser equipada para explorar ambientes virtuales simples. La velocidad de procesamiento de la computadora determinará la máxima complejidad del ambiente virtual que se pueda construir. Con el objetivo de mantener una ilusión de realidad digna, la información espacial enviada a los dispositivos de visualización debe ser recalculada y actualizada más de 20 veces cada segundo Para determinar cuánta complejidad se puede incluir en un ambiente virtual, se necesita describir la velocidad de la computadora en términos de RV.

- Dispositivos par estimulación de los sentidos:

Uno de los objetivos básicos de un sistema de RV es estimular los sentidos con información de la “realidad” generada por la computadora, de modo similar a como se percibe el mundo real.

- Dispositivos visuales:

Dado que la mayoría de las personas posee dos ojos, un modo natural de ver el mundo requiere no un display, sino dos. Un modo común de producir una vista 3D de un mundo virtual es colocar un pequeño monitor de computadora frente a cada ojo. Cada monitor visualiza la perspectiva que el ojo correspondiente vería en un ambiente real. Tal sistema recibe el nombre de display binocular montado en la cabeza (HMD). Existen muchas consideraciones en materia de seguridad con los HMDs que aún deben ser resueltas, incluidas las consideraciones en torno a la seguridad de los individuos participantes.

- Dispositivos audiovisuales:

La mayoría de las personas también tiene dos orejas. Esta es la principal razón para la preferencia por el sonido estereofónico. Exactamente igual que dos perspectivas visuales producen una imagen 3D, dos perspectivas de audio pueden producir un paisaje sonoro 3D. Sin embargo, con bocinas estereofónicas fijas los sonidos derecho e izquierdo se mezclan, y ambos oídos reciben sonidos de ambas bocinas. Usando audífonos y presentando las perspectivas acústicas correctas a cada oído, se puede preservar una buena parte del aspecto espacial de los sonidos.

- Dispositivos Kinestésicos:

Se pueden emplear dispositivos adicionales para involucrar otros sentidos en la RV. Existen algunas compañías que ofrecen dispositivos especiales para “sentir” diversas sensaciones. Dado que no existe mucha demanda de tales equipos, como los generadores de olores o sabores, los simuladores de viento, o los asientos vibrantes o móviles, generalmente los participantes deben ser creativos e imaginarse sus propias versiones para otros sentidos que no sean la vista y el oído.

- Tarjetas aceleradoras graficas:

Se ha producido una explosión de productores de tarjetas aceleradoras gráficas 3D para computadoras personales. Esas tarjetas ofrecen actualmente prestaciones en el orden de 500 mil a 2 millones de polígonos por segundo, variando grandemente su costo desde $300 hasta $20,000. Frecuentemente el costo no corresponde necesariamente con las prestaciones. Para adquirir una tarjeta es conveniente hacer una investigación actualizada del mercado. Este campo presenta avances sistemáticos en la búsqueda de prestaciones “perfectas” para PCs.

- Sistemas de localización y seguimiento

Los sistemas de localización y seguimiento miden posición y orientación. A partir de la posición y orientación de la cabeza del participante, la computadora puede determinar el modo de visualizar el mundo virtual de manera que asemeje que el participante se encuentra dentro de él, al contrario de lo que ocurre al ver la televisión. Cuando se da vuelta a la cabeza, el localizador - seguidor del casco percibe el cambio de posición y la computadora ajusta la visualización consecuentemente.

- Software

- Software para el modelaje tridimensional :

Dado que un ambiente virtual es un medio 3D, todos los objetos en un mundo virtual tienen que ser descritos de manera que puedan ser vistos desde cualquier ángulo. Una simple imagen del objeto no es suficiente. La verdadera geometría de los objetos tiene que especificarse usando un software de modelaje 3D, y luego exportarse hacia el ambiente virtual.

- Software para gráficos bidimensional:

Dado que existen límites en la complejidad geométrica de los objetos en un mundo virtual, frecuentemente es útil poder “pintar” la superficie de los objetos con detalles adicionales. Este proceso recibe el nombre de “mapeo de textura” y requiere de software de gráficos bidimensionales, llamados a menudo “programas para pintar”. Las imágenes creadas con este tipo de software (o fotografiadas, digitalizadas, y luego editadas con este software) pueden ser luego usadas para “forrar” la armazón geométrica producida en el software de modelaje 3D para crear objetos detallados, con interesantes efectos realísticos.

- Software para edición de sonido digital:

El sonido es un aspecto muy importante de la RV, aunque frecuentemente se le presta poca atención. A pesar de que el desarrollo alcanzado en materia de gráficos 3D es impresionante, aún no es lo suficientemente realístico ni abarca todo el potencial del sistema sensorial humano: un ambiente virtual tiene baja resolución, no puede esconder su apariencia de “gráfico de computadora”, y no es probable que pueda ser confundido con la realidad. Por el contrario, la tecnología de reproducción del sonido es muchísimo más avanzada. El sonido digital exhibe tanta o más resolución que la del propio oído humano. El software de edición de sonido digital permite cortar, insertar, pegar, mezclar y enlazar los sonidos del ambiente virtual.

- Software para simulación:

La RV exige un elaborado software para proporcionar una experiencia impactante. El software tiene que ser capaz de procesar las señales provenientes de los localizadores y otros dispositivos de entrada para actualizar las visualizaciones por lo menos 20 veces cada segundo. Esto se puede complicar más por el hecho de que puede haber más de un participante en el ambiente virtual, más de un conjunto de dispositivos de entrada y de visualización y más de una computadora

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