on Augmented Reality

Transcripción

...on Augmented Reality
cristobal negrete
“Innovation is it, for the forseeable future. And the art of innovation
is it for those with the nerve to take the plunge. So...
On with the show!”
Tom Peters
Buenos Aires
October 9, 2000
Pontificia Universidad Católica de Chile
Facultad de Arquitectura, Diseño y Estudios Urbanos
Escuela de Diseño
“dedicado a todos aquellos que no pueden
porque no quieren”
Proyecto de Título presentado a la Escuela de Diseño
de la Pontificia Universidad Católica de Chile para
optar al título de Diseñador.
Alumno: Cristóbal Roberto Negrete Montero
Profesor Guía: Pablo Hermansen U.
Escuela de Diseño
Universidad Católica
Santiago de Chile, Diciembre 2006
©2006, Cristóbal Roberto Negrete Montero.
proyecto de título
“Investigación Aplicada de las Técnicas de Augmented Reality para
la Presentación y Simulación en Tiempo Real de Proyectos de Diseño”
“se busca estudiar las capacidades y limitaciones de la Realidad Aumentada
para satisfacer necesidades de simulación y representación en tiempo real
de proyectos de diseño, generando herramientas de representación favoreciendo la simulación y el testeo.”
©2006, Cristóbal Roberto Negrete Montero
Ninguna parte de esta tésis puede reproducirse o
transmitirse bajo ninguna forma o por ningún medio o procedimiento, sin permiso escrito del autor.
índice
INTRODUCCIÓN
10. sobre la realidad, aumentada
13. campo de acción
ANTECEDENTES Y REFERENTES
17. augmented reality hoy
18. realidad aumentada al mainstream
19. software
25. centros de investigación y desarrollo
28. aplicaciones comerciales
30. sobre la innovación en chile
32. realidad aumentada y ficción
35. interacción con lo digital
37. otros referentes
INVESTIGACIÓN
42. recorrido y desarrollo
43. software de realidad aumentada
47. trabajando en ar
60. análisis de harware
69. estudio de costos
75. limitaciones
80. implementación
APLICACIÓN
86. el proceso de diseño
90. ar en el proceso de diseño
96. ar en otras áreas
99. ar como innovación en chile
104. financiamiento
RESULTADOS
110. entorno de testeo
112. resultados y consideraciones
CONCLUSIÓN
120. ar al diseño como innovación en chile
.
GLOSARIO Y BIBLIOGRAFÍA
128. Glosario
132. Bibliografía
instrucciones
instrucciones
Este documento hace uso de diagramas y otros tipos de representación gráfica que
se encuentran repartidos según tema y a los cuales se hace referencia directamente
en el texto. Cuenta además con un glosario y anexos que se encuentran en un tomo
aparte. Algunos términos recurrentes se utilizan en su idioma inglés nativo por falta de
una buena traducción. Los términos Augmented Reality, Realidad Aumentada y AR
se utilizan indiferentemente.
.
...”es necesario tener presente que Chile es aún un país en desarrollo emergente, limitado en
dimensión y recursos, por lo cual resulta inevitable que la mayor parte del nuevo conocimiento
científico y tecnológico se seguirá produciendo más allá de nuestras fronteras, por lo que es
presumible que, por un lapso prolongado, la transferencia tecnológica, asociada a inversión
extranjera directa, a la obtención de licencias y a los procesos de adopción y adaptación
de tecnología disponible en el mundo, tendrán mayor peso en nuestro país que la innovación
autóctona, resaltándose así la necesidad de conectividad y asociación internacional. Los procesos de adaptación y adopción tecnológica tendrán un significativo componente de transferencia tecnológica local, de una empresa innovadora a otras, y entre regiones del país, todo
lo cual liga la transferencia tecnológica a los procesos de información y difusión tecnológica.”
Consejo Nacional de Innovación para la Competitividad
Informe Final, pag.10, Febrero 2006,
Gobierno de Chile
1
introducción
sobre la realidad, aumentada
campo de acción
10
13
introducción
SOBRE LA REALIDAD, AUMENTADA
Una nueva tecnología, de reciente introducción y aun no
masificada, hace posible agregar información a la realidad.
Esto se lleva a cabo por medio de la inserción de elementos
digitales a la realidad de un sujeto en particular. En tiempo real,
un computador procesa la perspectiva en que el sujeto ve las
cosas, y calcula e inserta elementos predeterminados a ella,
haciéndolos parte de su realidad.
Conocida como Augmented Reality, esta tecnología es un
área de creciente desarrollo dentro de las áreas de investigación de la realidad virtual. Es un concepto reciente, establecido originalmente por Pierre Wellner en 1993, donde se
define ésta como el opuesto de la realidad virtual en cuanto
a la diferencia entre sumergir al usuario en un mundo absoluto
de información, contrapuesto a aumentar el mundo real con
información adicional.
A lo largo de 10 años, la técnica a encontrado diversas aplicaciones como medicina, entretenimiento y militar, que han
sustentado herramientas comerciales. Lamentablemente, los
costos de implementación de esta técnica la han mantenido
alejada del mainstream.
Sin embargo, el continuo desarrollo de la técnica ha generado
aplicaciones y herramientas de investigación de la técnica
capaces de acercarla al usuario común. La aplicación de
éstas, junto a las contínuamente crecientes capacidades del
hardware de consumo masivo abriría el Augmented Reality al
conocimiento público y al mundo del diseño, donde su aplicación trae nuevas posibilidades para la simulación, desarrollo,
apreciación y presentación de proyectos.
10.
CPU
mundo real +
marcadores
cámara
procesador
output
Configuración básica
para Augmented Reality
introducción
SOBRE LA REALIDAD, AUMENTADA
En noviembre del 2005, por decreto del presidente Ricardo Lagos, se creó en Chile el Consejo Nacional de Innovación para
la Competitividad, con el objetivo de establecer una estrategia
nacional de innovación y proponer medidas para fomentar
proyectos de innovación. El informe final de éste consejo concluye determinando como necesaria e impresindible la adopción de tecnologías extranjeras y su difusión a nivel nacional.
En Chile, la Realidad Aumentada es prácticamente inexistente fuera del ocacional y trivial reportaje en algún medio. Es
generalmente desconocida en sus aplicaciones comerciales, e
inconcevible como una técnica alcanzable.
A causa de ésto, este proyecto pretende investigar los límites
y posibilidades de la Augmented Reality como herramienta
de presentación y simulación en proyectos de diseño, acercándola al usuario común y generando así una herramienta
disponible a diseñadores particulares y oficinas pequeñas y
medianas para la demostración/presentación/simulación/prototipado de productos.
Para hacer posible ésto se estudiarán las diversas aplicaciones de desarrollo disponibles por universidades extranjeras, las
cuales permiten generar usos de la tecnología a costos accesibles. Se medirán los resultados de pruebas y contrapondrán a resultados obtenibles por medios tradicionales. Se
determinarán los límites de la técnica en directa relación a los
distintos costos de implementación. Por último, se desarrollará
un manual de uso de las distintas aplicaciones.
Ejemplos de aplicación de Realidad Aumentada
11.
introducción
SOLUCIONES DE HARDWARE PARA AUGMENTED REALITY
componentes de hardware para
augmented reality según tipo
interacción
interfaces
wearable
procesamiento
CPUs GPUs
input
visualización
cámaras webcams
standard ubiquitous
HMDs
audio
displays
stereo
espacial
video see-through
optical see-through
Desglose técnico demostrando las
posibilidades de expansión de la AR
según el hardware
Este diagrama muestra las posiblidades de la técnica en
cuanto al hardware que puede o requiere usar y el software
disponible para manejarlo. Si bien una aplicación básica solo
requiere una cámara, computador y un display, la técnica permite contemplar el uso de interfaces manuales, displays personales en forma de lentes, computadores portátiles, proyecciones
y manejo de audio.
La aplicación utópica de esta tecnología consideraria un
display personal montado en el usuario de la forma más inconspicua posible, con una unidad de procesamiento integrada al
usuario o inherente al entorno (Ubiquitous Computing).
12.
Este tipo de aplicación ideal no es posible hoy en día por limitaciones tecnológicas: los componentes no son los suficientemente pequeños, inconspicuos ni integrados, y su costo sería
prohibitivamente alto. Por lo tanto, este proyecto considera
inicialmente las implementaciones más convencionales de la
técnica, pero sin excluir la posibilidad de expansión a futuro.
introducción
CAMPO DE ACCIÓN
Este proyecto pretende establecer una aproximación a la tecnología de la Realidad Aumentada.
Objetivos Específicos
1. conocer y manejar el concepto de realidad
aumentada.
2. estudiar y catalogar el hardware y software necesario para utilizar las técnicas existentes de AR
3. estudio de las posibilidades de aplicación de la
tecnología al ambiente del diseño hoy en día.
4. experimentar las limitaciones de la tecnología
disponible para los destinatarios del producto.
5. diagnóstico de las posibilidades de la tecnología
a futuro.
Para lograr este objetivo, se dará a conocer y explicará el
concepto de Realidad Aumentada. Se explicará su funcionamiento, sus capacidades y limitaciones. Los usos que se le han
dado y sus posibilidades para el futuro. Se demostrará como
es posible que un usuario común y corriente haga uso de esta
tecnología hoy en día, y los beneficios que puede cosechar de
ella. Se estudiarán las distintas posibilidades a las que se puede
acceder según el nivel de hardware que se desee implementar.
Establecida la viabilidad de la aplicación de esta tecnología,
se presentan las circumstancias bajo las cuales éstas demostrarían ser un aporte al entorno del diseño. Se establecen las
situaciones que se beneficiarían y el tipo de aplicación pertinente a cada caso.
A continuación se buscará justificar, según sea pertinente, los
beneficios alcanzables con estas intervenciones, contrapuestos
a las limitaciones que se encuentren para alcanzar los mismos
objetivos.
Por último, el proyecto considera la creación de un manual de
uso de esta tecnología, dejando así constancia de su disponibilidad inmediata y abriendo el camino a su masificación como
herramienta práctica.
El manual de aplicación aquí mencionado se distribuye de forma independiente a este informe.
13.
“The most important ingredient in creating
psychological immersion -or maximizing
telepresence- is visual manipulation.”
Dr. Jeri Fink
Cyberseduction: Reality in the
Age of Psychotechnology
2
antecedentes
augmented reality hoy
realidad aumentada al mainstream
software
centros de investigación y desarrollo
aplicaciones comerciales
sobre la innovación en chile
17
18
19
25
28
30
referentes
realidad aumentada y ficción
interacción con lo digital
otros referentes
32
35
37
antecedentes
“Con respecto al origen de las ideas para innovar, tanto actividades permanentes al interior de la firma (46% en la manufactura, 64% en minería) como la
cooperación con clientes (43% en la manufactura y 52% en la minería) constituyen las principales fuentes de ideas reportadas por los entrevistados para la
innovación tecnológica al interior de sus firmas.
Si bien ni las universidades ni los centros tecnológicos aparecen como generadores de ideas aplicables a los planes productivos, la maquinaria adquerida
es mencinada como una fuente adicional de ideas, particularmente relevante
para el sector de distribución eléctrica (73%) y algo menor en la minería (48%).”
Análisis de la Tercera Encuesta
sobre Innovación Tecnológica
José Miguel Benavente H.
Departamento de Economía
Universidad de Chile
pg. 3
16.
antecedentes
AUGMENTED REALITY HOY
Augmented Reality es una tecnología que, si bien ya se ha
hecho presente, no es comprendida como un concepto o herramienta.
Los ejemplos más básicos de Realidad Aumentada en el
mundo de hoy se encuentran en la televisión, tanto en ficción
como en usos reales.
Sistema sporTVision de marcación
de yardas en partidos de fútbol
americano.
Cuando vemos un partido de fútbol americano, y en las pantallas de nuestro televisor vemos las líneas de las yardas que
debe cubrir un equipo en la próxima jugada, estamos participando de una implementación de Realidad Aunmentada. La
señal de video capturada en el estadio esta siendo intervenida
en tiempo real y se añade el elemento digital que enriquece
la visión del espectador. El mismo principio esta siendo utilizado
en transmisiones de fútbol en que se insertan letreros digitales al
borde de la cancha.
En carreras de automóviles aplicaciones de Realidad Aumentada son capaces de hacer seguimientos de los autos, lo que
permite entregar información particular de cada uno de ellos
como su posición en la carrera y vueltas recorridas, además
de información obtenida por telemetría como aceleración y
fuerza del frenado.
Sistema sporTVision de seguimiento
y telemetría en carreras de Nascar.
17.
antecedentes
REALIDAD AUMENTADA AL MAINSTREAM
Estas intervenciones básicas de Realidad Aumentada aún no
se reconocen como tal. El público y el mainstream no reconoce la tecnología, no se cuestiona sobre su funcionamiento, sus
posibilidades o su disponibilidad. A fines del año 2006, el nombre de Augmented Reality aún no resuena en el mainstream.
Sin embargo, varios factores en diversas áreas se encuentran
convergiendo hacia ese final. Es inveitable que en un futuro
cada vez más cercano la interacción y el compartir con elementos digitales se vuelva un evento inescapable.
El primer gran acercamiento masivo a una interacción más
directa con elementos digitales es el recientemente lanzado
Nintendo Wii [Ver: Nintendo Wii, p.35]. Esta nueva consola, por
medio de un sistema de control más intuitivo logra hacer al usuario interactuar de forma más natural y envolvente. El Nintendo
Wii logra acercar al usuario a los eventos digitales que ocurren
en pantalla. El siguiente paso en esta evolución sería sacar lo
digital y que ello se acerque al usuario.
Un niño juega con letras digitales
que caen sobre él
En octubre de este año dos aplicaciones de Realidad Aumentada fueron utilizadas como herramienta de publicidad en Sao
Paulo, Brasil. En el salón del automóvil de dicha ciudad, Honda
instaló una habitación donde la imagen de un usuario era
capturada y proyectada sobre una muralla donde podía interactuar con elementos digitales. En el aeropuerto de Sao Paulo,
una vitrina de Panasonic permitía directamente interactuar con
una interfaz aumentada.
La interfaz redonda es una proyección.
Al tocarla, ésta reacciona “mágicamente” (los movimientos de la mano
son capturados por otra cámara
escondida)
18.
antecedentes
SOFTWARE
Hoy en día no existe software comercial abierto para generar
aplicaciones de Realidad Aumentada. La tecnología aún no se
encuentra suficientemente desarrollada ni popularizada para
sostener software comercial generalizado a gran escala.
Con el propósito de fomentar el desarrollo y la investigación de
esta tecnología, diversas instituciones y particulares han hecho
disponibles, para distribución gratuita, software base para
generar aplicaciones de Augmented Reality. En general se
hace disponible el source code del programa, o una versión de
demostración de un programa ya armado. Algunas requieren
de software adicional que funcione como base para poder
ejecutarse. La mayoría de estos programas se encuentran protegidos por licencias contra su uso comercial.
Las aplicaciones presentadas a continuación representan la
base para desarrollar un sistema de Realidad Aumentada.
1. ARToolkit
2. ARTag
3. DART
4. ARStudio
5. MRToolkit
19.
antecedentes
SOFTWARE
ARTOOLKIT
ARToolkit es una biblioteca en lenguaje C y C++ que permite a
programadores fácilmente desarrollar aplicaciones de Realidad Aumentada. El programa usa técnicas de visualización y
reconocimiento de marcadores para determinar la posición de
la cámara en relación al sujeto filmado. A los marcadores
se les pueden asignar modelos que serán proyectados. La versión actual de ARToolkit soporta tanto Video See-Through como
Optical See-Through [Ver: HMDs, Pg.65].
Requiere: Microsoft Visual Studio
Aumentos básicos
Modelo y textos
superpuestos
Aumentos Video See-Through
20.
antecedentes
SOFTWARE
ARTAG
ARTag es un sistema de reconocimiento de marcadores para
Realidad Aumentada inspirado en ARToolkit. ARTag consiste en
una biblioteca de tramas preprogramadas para ser fácilmente
reconocidas por una cámara al ser aplicadas en superficies
planas. El uso de estos marcadores permite que la cámara sea
el único elemento necesario para llevar a cabo el aumento.
Permite trabajar con costos mínimos.
No requiere de otro software.
3D augmentations
2D augmentations
21.
antecedentes
SOFTWARE
ARSTUDIO
ARStudio es un software de Realidad Aumentada a base de
reconocimiento de planos que incluye soporte a modelos tridimensionales en formato VRML.
Se diferencia de ARToolkit en que si bien utiliza marcadores
visuales, posee un sistema de reconocimiento más complejo
que le permite evitar problemas con marcadores parcialmente
cubiertos.
Lamentablemente, este software no se actualiza desde el año
2002.
Reconocimiento
de planos
3d augmentations
DART
DART es una aplicación diseñada para la creación de experiencias de Realidad Aumentada soportando tanto Video SeeThrough como Optical See-Through. Permite la incorporación
de audio y video a la experiencia del usuario. DART posee la
particularidad de estar compuesto como una colección de
extensiones para el entorno de programación de Macromedia
Director, con la intención de facilitar la creación de contenidos
multimedia. Esto, sin embargo, hace necesario el conocimiento
del lenguaje Lingo para hacer uso de él.
Requiere: Macromedia Director
DART dentro de Director
22.
antecedentes
SOFTWARE
MRTOOLKIT
MRToolkit es un software de Realidad Aumentada que se distingue puesto que no hace uso de marcadores visuales para
insertar los elementos digitales. Para lograrlo, este programa
posee un sistema de reconocimiento del entorno que intenta
suplir la falta de marcadores pre-definidos.
Esta funcionalidad, si bien indudablemente superior a las de
otros sistemas en muchos aspectos, debe necesariamente programarse caso a caso, lo que vuelve a la aplicación poco accesible. Por otro lado, el sistema de reconocimiento de entorno
está lejos de ser perfecto, y actualmente requiere de formas
geométricas simples en el entorno para poder reconocer.
Requiere: Microsoft Visual Studio 2003 .NET
Los cuerpos del entorno son simplificados para
ser reconocidos por MRToolkit. Luego es posible
generar los aumentos.
23.
antecedentes
SOFTWARE
Estos software de implemetación de Realidad Aumentada disponibles hoy en dia son solo el código fuente de aplicaciones
de distribución gratuita, hechas disponibles por universidades
y centros de investigación con el propósito de dar a conocer
y fomentar esta tecnología. Estas aplicaciones estan sujetas a
licencias que prohiben su uso comercial.
La excepción es ARToolkit, sujeto a la licencia GNU* que permite su incorporación en aplicaciones comerciales, y que es
por lo tanto el software con que trabajaremos en este proyecto.
El desarrollo de un proyecto de implementación de Realidad
Aumentada como el que se propone deberá considerar su
posición frente al software, ya que los tiempos y costos dependerán de la dirección que se tome.
Existe la posibilidad de solo generar la herramienta como un
manual de aplicación, tutorial o metodología, usando software
gratuito; o bien de programar software propio con caracteristicas específicas hacia el ambiente del diseño (o el que sea
apropiado). Ya que, si bien el proceso de diseño se vería fácilmente beneficiado por la aplicación de esta tecnología, está
lejos de ser la única área de posible implementación. Es posible
encontrar aplicaciones para virtualmente todo rubro. Dependiendo del tipo de implementación que tome el proyecto, es
una herrmamienta con mercado tanto en universidades como
en empresas y particulares.
24.
costos y licencias
antecedentes
CENTROS DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
El grueso del desarrollo e investigación en el campo de la Realidad Aumentada es llevado a cabo por laboratorios y universidades.
human interface technology
laboratory
university of washington
HITLab es un laboratorio multi-disciplinario de investigación y
desarrollo cuyo trabajo se centra en tecnologías de interfaz
humana. Sus investigadores representan un amplio espectro de
departamentos de la universidad, incluyendo ingeniería, medicina, educación, ciencias sociales, arquitectura y diseño.
human interface technology
laboratory
university of canterbury
new zealand
HITLabNZ es un centro de investigación de la relación hombrecomputador. Busca revolucionar la forma en que se interactúa
con los computadores, potenciando las capacidades humanas, eliminando sus limitaciones, o incrementando la flexibilidad
y usabilidad de productos existentes.
Un objetivo clave de HITLabNZ es ayudar al desarrollo económico del país por medio de la transición de tecnologías innovadoras a la industria.
augmented environment lab
the georgia institute of
technology
graphics, visualization and
usability center
En AEL el foco de investigación yace en entender como construir ambientes interactivos digitales que aumenten directamente los sentidos del usuario con material generado sintéticamente.
Sus intereses se concentran en dos niveles: la investigación de
interfaces para AR y la comprensión de las arquitecturas de
software necesarias para crear estas interfaces fácilmente.
25.
antecedentes
26.
Laboratorio dedicado a la investigación y desarrollo de métodos de teleoperación. Creadores de la aplicación ARGOS para
el control remoto de sistemas robóticos a partir de visión estereoscópica.
ETC Lab
ergonomics in teleoperation
and control laboratory
department of mechanical
and industrial engineering
university of toronto
Investigaciones que se centran en el desarrollo de nuevas metáforas para la visualización e interacción efectiva con espacios ricos en información. Las investigaciones del laboratorio
abarcan gráfica, animación, rendering, visualización, lenguajes
visuales e hipermedia.
computer graphics and user
interfaces lab
columbia university
Laboratorio interdisciplinario con intereses en gráfica computacional, modelado geométrico, simulación, visualización, ciencias de la computación, aprendisaje en máquinas, robótica
móvil, bibliotecas digitales, movimiento humano, motion capture y la interacción humano-computador.
nyu media research lab
new york university
La visión del Media Lab de adaptar tecnología para la educación y expresión de hombres y máquinas hace énfasis en
tecnologías que mejoran la calidad de vida en la era digital, y
que ayudan a la gente a desarrollar sus propias herramientas
de expresión. Las investigaciones actuales incluyen máquinas
con sentido común, comunicación viral, prótesis inteligentes,
redes de sensores, interfaces innovadoras y robots sociales.
MIT media laboratory
massachusetts institute of
technology
antecedentes
wearable computer lab
school of computer and
information science
university of south australia
Laboratorio que ha desarrollado aplicaciones de Realidad
Aumentada como Tinmith, sistema de AR en exteriores, y
ARQuake, aplicación de Realidad Aumentada al campo del
entretenimiento.
sony computer science
laboratories, inc
Laboratorios en Tokyo y París con el objetivo de investigar en el
campo de las ciencias de la computación. Su objetivo es contribuir extensamente al desarrollo social e industrial a través de
investigación innovadora enfocada al siglo XXI.
microsoft research
Laboratorios de investigación que apuntan sus esfuerzos a mirar
10 a 15 años más allá de los ciclos de vida de productos actuales con el propósito de identificar o inventar tecnologías clave
para el usuario del futuro. Estudios en Realidad Aumentada, sus
interfaces e implementación de la tecnología.
27.
antecedentes
APLICACIONES COMERCIALES
Existen actualmente un número de iniciativas comerciales que
pretenden explotar la Realidad Aumentada. Éstas abarcan los
más diversos ámbitos, desde la medicina al mundo militar.
28.
Compañía basada en Seattle, WA; especializada en el desarrollo de herramientas y aplicaciones para Augmented Reality.
ARToolworks, Inc.
Barco y sus asociados proveen productos y soluciones para
displays inmersivos y estereoscópicos, desde displays curvos a
murallas de proyección y displays holográficos tridimensionales.
Su participación en los mercados automotriz, medicina, entretenimiento, corporativo, transmisiones, vigilancia y transporte
entre otros la transforman en el principal proveedor de soluciones de Realidad Aumentada y similares.
BARCO
Battlefield Augmented Reality System desarrollado por el ejercito norteamericano como una infraestructura computacional
personal y portátil de procesamiento distribuido para infantería
en ambientes urbanos. Con el uso de HMDs entrega al soldado
información estratégica pertinente según la visión que éste
tiene de su entorno.
BARS Project
US Navy
antecedentes
APLICACIONES COMERCIALES
Rockwell Scientific Company
Servicios de I+D en el desarrollo de nuevas tecnologías. Desarrollan y licencian o investigan para clientes. Estudios en interacción humano-máquina y Realidad Aumentada.
Total Immersion
Empresa de soluciones de Realidad Aumentada en los rubros
automotriz, militar, parques de atracciones, televisión, mantenimiento y arquitectura, entre otros. Desarrolladores del sistema
D’Fusion de Realidad Aumentada sin marcadores.
MindSpace Solutions
Imaginality
Imaginality es un software de Realidad Aumentada vendido a
través de internet para el entretenimiento educativo. Uno compra módulos para utilizar con este software, que en esencia son
ejemplos de AR preprogramados.
29.
antecedentes
SOBRE LA INNOVACIÓN EN CHILE
Un fundamento importante para el desarrollo de esta investigación y proyecto es el analisís que el gobierno de Chile
ha elaborado respecto a la innovación en el país. A final del
gobierno de Ricardo Lagos se estableció el ¨Consejo Nacional
de Innovación para la Competitividad” que evaluaría esta
materia.
El Informe final de este consejo y estudios paralelos sobre el
estado de la innovación en Chile evidencian puntos preocupantes en cuanto al presente estado de la innovación tecnológica en el país.
La Tercera Encuesta sobre Innovación Tecnológica demuestra la conservadora inversión efectuada tanto en innovación
como en I+D en producto, proceso, empaque y embalaje,
diseño y gestión organizativa. De éstos, diseño es casi consistentemente el área de menor inversión.
Las iniciativas del estado por incentivar esta área demuestra la
voluntad y necesidad del avance tecnológico en el país.
30.
antecedentes
SOBRE LA INNOVACIÓN EN CHILE
Porcentaje de establecimientos que declararon realizar algún nivel de actividad innovativa
Industria
2001
1998
Innovaciones de Producto
Innovaciones de Proceso
Mejoras sustanciales en Empaque y embalaje
Innovaciones de Diseño
Innovaciones de las gestión organizativa
42.7%
38.9%
40.1%
32.1%
25.3%
36.9%
37.2%
38.6%
50.4%
36.5%
De Generación I nnovaciones de Producto
Eléctrica
11.1%
De Distribución
Eléctrica
Innovaciones de Producto
32.6%
nnovaciones de Producto
24.7%
Manufacturera
Minera I
Actividad
23.0%
1.2%
3.6%
60.7%
61.8%
0.0%
16.7%
68.7%
54.0%
34.5%
20.7%
62.1%
Cuadro 1 - Tipos de Innovación
Análisis de la Tercera Encuesta
sobre Innovación Tecnológica
José Miguel Benavente H.
Departamento de Economía
Universidad de Chile
pg. 40
31.
referentes
REALIDAD AUMENTADA Y FICCIÓN
Ejemplos de posibles aplicaciones de Realidad Aumentada
han aparecido en obras de ficción desde mucho antes que la
tecnología las permitiera como una posibilidad real. Aún hoy,
las propuestas presentadas en cine y televisión escapan lo que
podemos lograr técnicamente.
Ésto, sin embargo, cumple dos propósitos. Por un lado, genera
un referente y un entorno de creación capaz de proponer
ideas libremente, sin amarras técnicas. La libertad de este ambiente se enfoca en las aplicaciones que realmente deseamos
y queremos ver, sin consideración de costos ni factibilidad de
ningún tipo. Esto genera un gran referente sobre la dirección
que las aplicaciones reales debieran tomar.
Videoconferencia
Por otro lado, la aparición de estas tecnologías en el entretenimiento es una excelente herramienta para dar a conocer, masificar y acercar al público. Se logra que éstas sean adoptadas
incluso antes de que existan.
STARWARS (1977 - 2005)
El universo de StarWars presenta variadas aplicaciones de Realidad Aumentada. El mundo que nos muestra es uno en el que
la interacción con lo digital ha sido completamente asimilada
y adoptada. Encontramos en ella ejemplos de videoconferencias, grabaciones y entretenimiento.
Obviando la dependencia de todos los ejemplos en proyección tridimensional, el ejemplo del ajedrez es perfectamente alcanzable hoy en día. La proyección grabada tampoco presenta dificultades, pero sería deseable en ella que los elementos
grabados fueran tridimensionales y no solo un plano situado en
el espacio. Por último, la videoconferencia búrdamente obvia
el método por el cual el sujeto recibe la información local.
32.
Proyección pre-grabada
Ajedrez
referentes
STARTREK (1966 - 2002)
En el universo de StarTrek existe una herramienta en particular
que hace uso de la Realidad Aumentada de forma utópica y,
para efectos prácticos, ilimitada. El Holodeck es un simulador
de ambientes holográficos que permite a sus usuarios situarse
en mundos virtuales o solo participar indirectamente en tercera
persona.
Esta herramienta es tambien capaz de simular cuerpos sólidos,
lo que permite la simulación de materia.
Si bien toda la teoría tras este artefacto es completamente
ficticia, representa el objeto cúlmine al cual podria llegar la
Realidad Aumentada.
Holodeck
MINORITY REPORT (2002)
Esta película presenta uno de los ejemplos más claros y realistas
en cuanto a aplicación de Realidad Aumentada. Muestra una
interfaz gráfica aumentada, que a través de una interfaz dedicada es capaz de manejar información digital de forma aparentemente más eficaz e intuitiva. Es sorprendentemente similar
al Digital Desk de Pierre Wellner que dió el punto de partida a la
Realidad Aumentada en 1992.
Interfaz gráfica de Realidad Aumentada
33.
referentes
X-MEN 3: THE LAST STAND (2006)
Danger Room
En el universo de X-Men, tanto en los comics (1963) y en caso
particular en esta película, se demuestra una habitación de
entrenamiento conocida como Danger Room. Esta habitación
posee la capacidad de generar elementos holográficos controlados por un supervisor. Como el Holodeck, permite la interacción de los usuarios con materia virtual creada a partir de
campos de fuerza. No existe una contraparte en el mundo real
para sostener dicha teoría.
FIREFLY (2002 - 2005)
Esta serie de televisión de ciencia ficción hace demostración
de uno de los usos prácticos más realistas de Augmented Reality. Si bien aparecen varias aplicaciones en la serie, es esta
aplicación médica en particular la que más llama la atención,
tanto por sus claros beneficios como por su cercanía a la dirección que está tomando la Realidad Aumentada en el campo
de la medicina en el mundo real.
Medicina aumentada
El género de robots gigantes y tecnologías futuristas prevaleciente en la animación japonesa ha generado múltiples ejemplos de Realidad Aumentada, particularmente en la interfaz
con esta maquinaria. Algunos exponentes son:
Gundam, Gunbuster, Neon Genesis Evangelion,
Hoshi no koe, Martian Successor Nadesico.
34.
referentes
INTERACCIÓN CON LO DIGITAL
NINTENDO WII
La última consola de juegos de Nintendo, que salió a la venta
en noviembre de este año (2006) presenta uno de los cambios
más grandes al mundo de los videojuegos de los últimos años.
La nueva consola permite, a través del registro del movimiento
tridimensional de un control, interactuar de una forma completamente nueva con los elementos en la pantalla. El usuario ya
no se sentará frente al televisor a jugar, si no participará del
mundo que éste le presenta. La introducción de esta consola
constituye el mayor salto de la Realidad Aumentada al mainstream que haya ocurrido hasta ahora en cuanto a que la
interacción con los elementos digitales es mucho más profunda
que otras experiencias existentes hasta este minuto.
Wii Sports - Golf
Que este acercamiento sea logrado a través de una consola
de videojuegos se establece como la puerta de entrada a
toda una generación para la cual esta interactividad será cotidiana y habitual.
Wii Sports - Baseball
35.
referentes
INTERACCIÓN CON LO DIGITAL
SONY EYETOY
Eyetoy es un conjunto de cámara y software desarrollado por
Sony para su consola Playstation II y que se encuentra en proceso de actualización para la consola Playstation III. Consiste
en una cámara que captura la imagen del usuario, lo recorta
y pone en la pantalla, dentro de un juego. Ya en el juego, el
software registra los movimientos del usuario y le permite interactuar con elementos digitales preprogramados.
El reconocimiento del sujeto es completamente visual, lo que
limita el seguimiento del cual es capaz el programa. Del mismo
modo, la interacción de la que es capaz es completamente
bidimensional.
Eyetoy camera
36.
referentes
OTROS REFERENTES
logitech
intelligent face tracking
Intelligent Face Tracking es una propiedad desarrollada por
Logitech para algunas de sus webcams que permite al software reconocer la cara del usuario y seguir sus movimientos.
Esto le permite superponer imagenes digitales a la señal de
video, pero de manera que se muevan en relación a los movimientos de la cara del usuario.
edward tufte
visual explanations
ask e.t.
E. Tufte es un creyente y practicante en lo que él considera que
es una buena presentación oral. Se opone fehacientemente a
las presentaciones en diapositivas o powerpoint y hace énfasis
en los beneficios de sorprender y encantar a la audiencia.
tom kelley
the art of innovation
Descripción de la metodología de IDEO y demostración de los
beneficios de la innovación en el diseño.
álvaro sylleros
arquitectura e interacción
identitaria
Proposiciones Metodológicas para una Investigación Identitaria. Como establecer identidades y trabajar con ellas.
37.
referentes
OTROS REFERENTES
Software de modelado en 3D que mide, modela y construye
escenas tridimensionales a partir de fotografias. El programa es
capaz de reconocer las lineas que componen una estructura
y generar modelos tridimensionales basado en ellas. Éste es el
mismo principio utilizado por el software de Realidad Aumentada MRToolkit [Ver: MRToolkit, Pg.X] y que sería deseable implementar en cierto grado a toda aplicación futura para evitar
problemas de Obstrucción [Ver: Obstrucción y Recubrimiento,
Pg.76].
realviz
imagemodeler
Captura de 3D con Imagemodeler
38.
39.
“Some people believe it’s only a question of time
before machines can simulate everything as faithfully as you perceive reality. If they can already
feed something believable to your senses, it’s an
easy step toward fooling you completely.”
Michael L. Dertouzos
MIT Laboratory for Computer Science
3
investigación
recorrido y desarrollo
software de realidad aumentada
trabajando en ar
análisis de hardware
estudio de costos
limitaciones
implementación
42
43
47
60
69
75
80
investigación
RECORRIDO Y DESARROLLO
Se dió comienzo a este proceso de investigación con cuatro
intereses personales en distintas áreas visitadas en talleres y
cursos de la escuela. El estudio de estos intereses fue rebelando
nuevos campos, y con ellos, nuevas posibilidades. Sin embargo,
y desde el comienzo, la principal inquietud resultó ser constantemente la interacción hombre / elemento, donde elemento
podía corresponder a máquina-sistema-objeto.
La búsqueda de oportunidades de diseño en un área bastante
desarrollada como son los dispositivos de input alternativo y las
interfaces innovadoras llevó hacia instancias de menor reconocimiento, lo que generaba de por sí, una oportunidad.
La investigación de interfaces visuales llevó finalmente al Augmented Reality, la cual fue rápidamente reconocible como
carente de aceptación, difusión, y valorización.
El consiguiente estudio del tema descubrió la latente necesidad de iniciativas innovadoras para el progreso económico de
Chile y la falla de las universidades chilenas como proveedoras
de iniciativas innovadoras, lo que concretó el proyecto.
diseño de
sistemas
prototipado
diseño
conceptual
ergonomía
diseño de
información
interfaces
concept
pcs
alternative
input
devices
innovative
interfaces
interfaz
visual
Diagrama demostrando
los intereses anteriores
que generarón esta
investigación
42.
augmented reality
aplicación
tecnológica
investigación
SOFTWARE DE REALIDAD AUMENTADA
intro
La Realidad Aumentada es un campo que, hoy en día, no se
encuentra fácilmente accesible ni disponible. No existe software comercial para generar aplicaciones de esta tecnología,
como ocurre con aquellas que llegan al mainstream (ej: Flash,
Shockwave, QuicktimeVR). No existe un formato establecido ni
una forma de aplicación estándar. Tampoco hay ejemplos ni
modelos a seguir sobre los distintos tipos de intervención posibles, ni la mejor opción de implementación para cada una de
esas situaciones.
Estos vacios resultan un obstáculo considerable para quien,
habiendo descubierto la Realidad Aumentada, deseara hacer
uso de ella.
Dado que no existe software estandarizado de creación de
aplicaciones de Realidad Aumentada, debemos recurrir a
source-codes y otros tipos de software experimental, aún en
estado de desarrollo.
Por el lado del hardware, este proyecto se basa en la premisa
inicial de que la Realidad Aumentada a llegado a un nivel en
que el hardware estándar de uso doméstico es suficiente para
su ejecución. Esta estimación, basada en una investigación
preliminar, ha probado ser correcta y por lo tanto la disponibilidad de harware no constituye una barrera para la aplicación
de Realidad Aumentada en un primer nivel.
A continuación se procederá a revisar los principales software
de Realidad Aumentada disponibles hoy en día, ya mencionados en el Capítulo 2 [Ver: Software, Pg.19]. Estos son:
ARToolkit
ARTag
ARStudio
DART
MRToolkit
43.
investigación
Existen hoy en dia un pequeño número de programas de Realidad Aumentada disponibles en la red. Estos son, mayoritariamente, trabajos en proceso de universidades y laboratorios
que estudian esta tecnología. Como tales, no es posible confiar
ciegamente en las capacidades de cada uno, no se puede
contar con soporte técnico y si se deseara implementar el programa se está restringido por licencias.
Dentro de los programas existentes hoy en dia podemos encontrar:
1. ARToolkit
2. ARStudio
3. ARTag
4. DART
5. MRToolkit
1. ARToolkit
Es el estándar en cuanto a desarrollo de aplicaciones de
Realidad Aumentada. Es un conjunto de librerias que facilita
el desarrollo de otras aplicaciones de Augmented Reality. La
mayoría de los otros programas mencionados en ésta sección
se basan directamente en esta plataforma.
2. ARStudio
Es un software de Realidad Aumentada que al igual que
ARToolkit se basa en el reconocimiento visual de marcadores. Incluye soporte para VRML y posee la interfaz más clara y
amigable de todas. Sin embargo, sus capacidades de reconocimiento de marcadores son considreblemente más exigentes
que las de ARtoolkit. Por otro lado, este software solo se distribuye como un demo cerrado, sin posibilidades de agregar
nuevos marcadores ni de desarrollar nuevas aplicaciones basadas en él. Si bien igual se puede intervenir, sus posibilidades son
limitadas.
44.
investigación
3. ARTag
Es un sistema de reconocimiento de marcadores para Realidad
Aumentada inspirado en ARToolkit. ARTag consiste en una biblioteca de tramas predefinidas que han sido programadas para
ser fácilmente reconocidas por una cámara al ser aplicadas en
superficies planas. Su sistema de reconocimiento de márcadores es más robusto que el de ARToolkit, pero al mismo tiempo
considerablemente más exigente. Se distribuye como demo o
como un SDK con previo acuerdo de su licencia. Se prohibe su
uso comercial.
4. DART
Es una aplicación diseñada para el rápido prototipaje de experiencias de Realidad Aumentada soportando tanto video seethrough como optical see-through. Permite la incorporación
de audio y video a la experiencia del usuario. DART está compuesto como una colección de extensiones para el entorno de
programación de Macromedia Director, con la intención de
facilitar la creación de contenidos multimedia. Sin embargo, al
verse ligado a este entorno, requiere conocimiento y manejo
del lenguaje de programación Lingo de Macromedia.
5. MRToolkit
Es un programa de Realidad Aumentada exclusivamente para
el entorno de programación Visual Studio 2003 .Net. A diferencia de otros software, éste posee un sistema de reconocimiento
del entorno que puede prescindir de márcadores visuales. Sin
embargo, lograr esta funcionalidad requiere que se programen
caso a caso los objetos que el software deberá intentar de
reconocer.
En este proyecto se ha procedido a utilizar ARToolkit para todas
las aplicaciones gracias a su flexibilidad, facilidades legales y su
posición como el estándar establecido en cuanto a aplicaciones de Realidad Aumentada.
45.
investigación
ARToolkit
Es el principal software de Realidad Aumentada, y el primero
en haber sido desarrollado y hacerse disponible. ARToolKit es un
conjunto de librerías para C/C++ que sirven para la creación
de aplicaciones de Realidad Aumentada. No es directamente
un software de creación como Flash, Dreamweaver o Director. ARToolkit es un conjunto de instrucciones que permiten, a
traves de software de programación como Visual Studio generar programas especializados. Para ello proporciona una serie
de funciones para la captura de vídeo y para la búsqueda de
patrones en las imágenes capturadas, mediante técnicas de
reconocimiento visual. También proporciona una serie de ejemplos y utilidades de ayuda al programador que quiera realizar
este tipo de aplicaciones.
ARToolkit esta siendo continuamente desarrollado por el Dr.
Hirokazu Kato de la Universidad de Osaka, en Japón y es
apoyado por el Human Interface Technology Laboratory de
la Universidad de Washington y el Human Interface Technology Laboratory de la Universidad de Canterbury en Nueva
Zelandia.
disponibilidad y distribución
Periódicamente se lanzan nuevas versiones que se distribuyen a
través de la página web de HITLab*. Su distribución es gratuita,
y se entrega bajo la licencia GNU General Public License**, lo
que permite su uso comercial.
Siendo ARToolkit solamente un source code, no es utilizable por
si solo. Es necesario compilar los contenidos del programa en
un entorno de programación, en este caso, el apropiado es
Microsoft Visual Studio.
ARToolkit incluye en su conjunto varios ejemplos de aplicación,
los cuales son fácilmente utilizados una vez compilado el programa. Es a través de éstos que podemos obtener aplicaciones
de Realidad Aumentada para el uso masivo.
46.
uso
* http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
** http://www.gnu.org/licenses/gpl.html
investigación
TRABAJANDO EN AR
El desarrollo de una aplicación dedicada de Realidad Aumentada, a través de ARToolkit, es un trabajo para programadores
experimentados en términos de costos de producción. Requiere amplio conocimiento del entorno de programación a
usarse y el tiempo necesario para el desarrollo de la tarea.
La explotación de los ejemplos incluidos por ARToolkit, en
cambio, nos permiten evitar estos costos. Descifrando el funcionamiento de ellos es posible intervenirlos para aplicar nuestras
propias intervenciones.
Los ejemplos incluidos en ARToolkit son de caracter visual, es
decir, el programa basa su reconocimiento de la realidad a
través de la búsqueda de marcadores visuales. Estos patrones
una vez encontrados son reconocidos y permiten al software
determinar la perspectiva correcta de la realidad para insertar
un elemento digital.
Los marcadores visuales utilizados por ARToolkit se componen
de un cuadrado negro con un cuadrado blanco cuatro veces
más pequeño en su centro, y un dibujo sencillo en el interior
del cuadrado blanco. El software será capaz de detectar estos
marcadores en las imágenes de vídeo capturadas, y diferenciar unas de otras según el dibujo en su interior.
Ejemplos de marcadores
visuales en ARToolkit
47.
investigación
TRABAJANDO EN AR
Una vez detectado un patrón en una señal de video, estudiando la orientación, posición y tamaño del marcador visual
la aplicación es capaz de calcular la posición y orientación
relativa de la cámara respecto al marcador. Usando esta
información, podrá luego pasar a dibujar el objeto correspondiente sobre la imagen capturada mediante librerias externas
a ARToolKit como, por ejemplo, GLUT y OpenGL. Estas librerias externas son instrucciones que le dicen a ARToolkit como
mostrar un modelo tridimensional (Todo esto ocurre en tiempo
real). De este modo, el objeto aparece sobre el marcador en
la posición, orientación y tamaño correspondiente al punto de
vista de la cámara, viéndose completamente coherente con la
perspectiva del entorno.
reconocimiento de patrones
Proceso de reconocimiento de patrones
mediante la utilidad mk_patt.exe de ARToolkit. Notar la identificación erronea
en la segunda imagen
48.
investigación
TRABAJANDO EN AR
señal continua
de video desde
la cámara
senal de video
compuesto hacia
el usuario
búsqueda
de
marcadores
marcadores
se calculan las posiciones
y orientaciones en relación
a la cámara
la imagen es convertida
a binaria y se identifica
el marco negro del
marcador
renderear los
objetos 3D en
el cuadro de
video
se renderean los objetos
virtuales en los cuadros
de video
identificar la
orientación y
posición 3D del
marcador
reconocer
marcador
objeto virtual
posicionar y
orientar
objetos
el símbolo
dentro del
marcador es
comparado
con modelos
en memoria
marca
identificada
se transforman los objetos
3D virtuales para alinearlos
a los marcadores
Proceso de aumento de una señal de video
Este diagrama representa el proceso a través del cual
ARToolkit lleva a cabo un aumento, desde la señal de
video en vivo entrante hasta el output con los elementos digitales insertos.
49.
investigación
TRABAJANDO EN AR
El funcionamiento básico de una aplicación de ARToolkit es el siguiente:
1.
Se captura una vista del mundo real mediante una cámara que nos provee una señal de video en vivo (live feed)
2.
Se establece un valor de threshold, de modo que todos los pixeles de la señal capturada que lo superen se transformen en negro. El resto se transforma en pixeles blancos.
3.
Se buscan y encuentran todos los marcos negros de marcadores existentes en la imagen (En realidad al umbralizar la ima
gen el marco aparece blanco y el cuadrado blanco aparece negro).
4.
Se compara el interior del marco con los dibujos de marcadores preestablecidos.
5.
Si la forma del marcador analizado y el marcador almacenado coinciden, se utiliza la información de tamaño y orient
ación asociada al patrón reconocido para compararla con el que se ha detectado, y así poder calcular la posición y orientación relativas de la cámara en relación al marcador. Esta información se guarda.
6.
Se utiliza la información guardada para establecer la posición y orientación de la cámara virtual en el espacio, lo que per
mite al software determinar la perspectiva correcta para el elemento que agregará.
7.
El objeto virtual se dibuja sobre el patrón visual, se renderiza y se muestra la imagen resultante. Ésta contiene la imagen del mundo real y el objeto virtual superpuesto, alineado sobre el patrón.
8.
Se realiza el mismo proceso con los siguientes fotogramas.
Todo este proceso puede llevarse a cabo mediante la manipulación de los ejemplos predefinidos de ARToolkit. Para que el
programa sea capaz de insertar volúmenes tridimensionales,
es necesario utilizar simultáneamente aplicaciones accesorias
como OpenGL y VRML. De este modo, el software aprende a
renderear en tiempo real y es capaz de sobreponer esos objetos en la señal de video vivo que recibe.
50.
investigación
TRABAJANDO EN AR
prerequisitos y dependencias de
ARToolkit en entorno Windows
En escencia, ARToolkit es una colección de librerias de software, diseñada para ser referida desde aplicaciones. Por esta
razón, ARToolkit se distribuye como source-code, y uno debe
compilarlo para el sistema operativo y plataforma específica
en que se vaya a utilizar. Para esto, se necesita un entorno de
programación en el sistema operativo pertinente. ARToolkit
provee los archivos para construir la aplicación en el entorno
no-gratuito Microsoft Visual Studio, ya que ésta es la herramienta más utilizada en programación.
El equipo, sistema operativo y plataforma deben satisfacer
algunos requisitos mínimos básicos. El hardware utilizado debe
ser capaz de recibir un input de video en vivo y tener suficiente
capacidad de procesamiento disponible al mismo tiempo
para cumplir con las tareas de proceso del video y display
final. Como estas operaciones ocurren en tiempo casi-real, es
necesario un procesador capaz de manejarlo. De lo contrario,
nos toparemos con problemas como dropped frames y bajos
frames per second en el aumento.
El software posee tambien varias dependencias. Estas dependencias son software adicional que de forma accesoria
cumplen funciones específicas en pro de ARToolkit para que
éste pueda desarrollar su función final.
ARToolkit puede compilarse en los entornos Windows, Linux, SGI
Irix y MacOS. Si bien las funciones que ofrece en las distintas
plataformas son las mismas, la instalación del programa varía
en cada una de ellas. En este proyecto, se utilizó la plataforma
Windows única y exclusivamente.
En este proyecto, y en particular en los ejemplos mencionados,
se ha trabajado principalmente con la webcam de alta definición Microsoft VX6000. Para más detalles sobre las posibilidades
de harware, ver Pg.60.
51.
investigación
TRABAJANDO EN AR
Prerequisitos y dependencias de
ARToolkit en entorno Windows
ARToolkit
Es el conjunto de librerias que permite el desarrollo de aplicaciones de Realidad Aumentada
Software
ARToolkit
Microsoft Visual Studio
DirectShow Video Processing Library - DSVideoLib
GLUT - OpenGL Utility Toolkit
OpenVRML
DirectX
Hardware
Dispositivo de input de video
Microsoft Visual Studio
Es la principal aplicación de desarrollo de software para programadores.
DSVideoLib
En Windows, se usa para manejar la comunicación con el driver
de la cámara
GLUT (OpenGL Utility Toolkit)
Es un conjunto de especificaciones de comunicación entre
componentes de software que permite el desarrollo de aplicaciones OpenGL independiente de la plataforma en que se
desarrolle.
OpenVRML
Es un conjunto de especificaciones que permiten agregar el
uso de VRML y X3D a una aplicación.
DirectX
componentes de software especializado en el manejo de tareas de multimedia.
52.
investigación
TRABAJANDO EN AR
armando ARToolkit
Reunidos todos los componentes de software ya mencionados
y cumpliendo con los prerequisitos podemos proceder a compilar ARToolkit.
1.
Descomprimir ARToolkit a una ubicación conveniente. Nos referiremos a esta ubicación como {ARToolKit}.
2.
Descomprimir DSVideoLib dentro de {ARToolKit} en un subdirectorio llamado “DSVL”.
3.
Copiar los archivos DSVL.dll y DSVLd.dll desde {ARTool
Kit}\DSVL\bin hacia {ARToolKit}\bin.
4.
Copiar glut.dll a la carpeta System32, dentro de la carpeta Windows. Copiar la libreria y los headers de GLUT a las carpetas SDK de Visual Studio.
5.
Ejecutar el archivo {ARToolKit}\Configure.win32.bat para que éste cree include/AR/config.h.
6.
Abrir el archivo ARToolkit.dsw file en Visual Studio
7.
Compilar en Visual Studio
La correcta ejecución de estas acciones resulta en la compilación de ARToolkit, lo que nos provee de ejemplos funcionales
y otras utilidades (como creación de marcadores) para empezar a trabajar con Realidad Aumentada.
Cabe mencionar que existen muchas versiones de ARToolkit
disponibles. Nos interesa compilar alguna con soporte para
VRML, de manera que podamos importar nuestros propios
modelos 3D.
La versión utilizada en este proyecto es ARToolkit v.2.65vrml
53.
investigación
TRABAJANDO EN AR
Al compilarse, ARToolkit arma diversos ejemplos y utilidades
para demostrar su funciones y ayudar en su uso.
De utilidad para este proyecto son:
simple.exe
Demostración básica de Realidad Aumentada. El programa
abre una ventana de video, reconoce un marcador predefinido y superpone un cubo azul sobre él.
multitest.exe
Demostración básica que demuestra la capacidad del programa de reconocer múltiples marcadores al mismo tiempo.
simplevrml.exe
Demostración que permite la detección de múltiples marcadores y la importación de módelos tridimensionales en formato
VRML.
mk_patt.exe
Aplicación para enseñar a ARToolkit a reconocer nuevos
marcadores. Estos posteriormente pueden asociarse a nuevos
modelos.
calib_camera2.exe
Aplicación que junto con marcadores especiales predefinidos sirve para calibrar nuestro input de video. No es necesariamente un requisito.
Las versiones de ARToolkit con soporte para VRML incorporado
poseen el ejemplo multivrml.exe, una aplicación que se arma
al compilar ARToolkit.
54.
manipulación de
ejemplos y utilidades
investigación
TRABAJANDO EN AR
El ejemplo simple.exe corriendo
El ejemplo simplevrml.exe corriendo
con un modelo externo
55.
investigación
TRABAJANDO EN AR
Simplevrml necesita de 3 archivos para poder mostrarnos un
aumento.
Primero, el archivo de vrml (*.wrl), que contiene el modelo
tridimensional que queremos insertar en la realidad. Segundo,
el archivo dat (*.dat) que contiene las instrucciones de cómo
mostrar ese modelo, en términos de escala y orientación en
relación al marcador. Y por último, el archivo patt (archivo de
texto sin extensión) que simplevrml requiere para reconocer un
marcador.
funcionamiento de simplevrml.exe
artoolkit
bin
1
Adicionalmente, el archivo de texto vrml_data debe modificarse para establecer las ubicaciones y nombres de todos
estos componentes.
simplevrml.exe
wrl
ejemplo.dat
3a
ejemplo.wrl
4
data
directorio
archivo
vrml_data
2
patt.ejemplo
3b
simplevrml llama a vrml_data
vrml_data especifica la ubicación del archivo
dat de cada vrml y del archivo patt asociado
el archivo dat contiene la ubicación del archivo
wrl y las instrucciones para presentarlo
56.
investigación
TRABAJANDO EN AR
usando simplevrml.exe
Para poder utilizar simplevrml.exe debemos primero reunir todos
los componentes. Estos son:
1. El archivo de VRML con el modelo tridimensional
2. El marcador, impreso
3. El archivo dat para el VRML
1. MODELO VRML
El archivo VRML debe cumplir con las especificaciones del
formato. El objeto tridimensional debe estar centrado en el origen (coordenadas 0,0,0), e idealmente, encontrarse en escala
1:1. Debe poseer al menos una cámara, que será la vista del
objeto, y un avatar de NavInfo para llamarla. Navinfo es un requisito del formato, sin él el archivo no será funcional. La navegación debe tener su luz activada (Headlight), de lo contrario
el modelo no se verá. Puede también incluir transparencias. El
modelo no puede tener partes interactivas, pero sí animación.
Esta debe inicializarse automáticamente, e idealmente en
ciclo, pues no habrá manera de reiniciarla desde dentro de la
aplicación.
Resulta práctica la utilización de un visor de VRML para probar
que los modelos funcionen correctamente antes de incluirlos
en ARToolkit.
En este proyecto se utilizó Cortona VRML como visor de prueba
y Autodesk 3D Studio MAX 8 para la creación de modelos.
2. MARCADOR
ARToolkit incluye marcadores de muestra y una plantilla para
crear nuevos marcadores en formato pdf en la carpeta “patterns”. Estos son archivos vectoriales editables en Adobe Illustrator. Si bien teóricamente cualquier dibujo puede servir como
marcador, mientras más simple sea, más fácil e inequívoco
será su reconocimiento. De igual manera, la capacidad del
programa para seguir el marcador se optimiza. Es importante
considerar el total de marcadores que se carguen en el pro-
57.
investigación
TRABAJANDO EN AR
grama de una vez; mientras más distintos sean éstos unos de
otros, más se minimiza la posibilidad de que el programa los
confunda y muestre aumentos equivocados.Una vez creado
el marcador, éste debe imprimirse. Con la cámara de video
instalada se debe ejecutar la utilidad mk_patt.exe (ubicada
en la carpera “bin”). El programa solicitará parámetros para la
cámara, pero los parámetros preestablecidos deben ser correctos para uso general. Éstos se aceptan presionando “enter”.
El programa abrirá una ventana de video donde, con la cámara, debemos mostrar nuestro patrón impreso. Podremos ver
cómo el programa intenta reconocer el patrón, ya que lineas
digitales superpuestas aparecerán sobre cualquier cuadrado
negro que se encuentre en el campo de visión de la cámara.
Cuando nuestro marcador, en la cámara, este delineado en su
esquina superior izquierda por el color verde, debemos presionar “enter” para aceptar la selección. Esto enseña al programa
cual es la orientación correcta de nuestro marcador, y genera
un archivo de texto sin extensión que utilizará para reconocer
el marcador dentro de la aplicación en que se use. En nuestro
caso, dentro de simplevrml.exe. mk_patt.exe finalmente solicitará un nombre para el marcador creado.
mk_patt funcionando
En este proyecto se utilizó Adobe Illustrator CS2 para crear o
editar marcadores.
3. DAT
El archivo dat asociado a cada vrml contiene las instrucciones
para el programa de como mostrar cada uno de los modelos
tridimensionales. El archivo dat especifica una ubicación (en
un plano teórico), una dirección y una escala para presentar
el modelo. Estos datos se ingresan al archivo en un editor de
texto, basta con copiar el dat de uno de los ejemplos preexistentes y reemplazar los valores y destinos en los campos apropiados.
En este proyecto hemos utilizado Notepad para editar estos
archivos.
58.
Archivo DAT en
editor de texto
investigación
TRABAJANDO EN AR
un marcador impreso
un modelo 3D
el dat de algún otro ejemplo
con:
cualquier.dat
crear:
que ponemos
en:
y nos
referimos
a ellos en:
para finalmente
ejecutar:
patt.smiley
smiley.wrl
smiley.dat
data
wrl
wrl
Proceso simplificado para
utilización de simplevrml.exe
para generar una muestra
funcional de Realidad Aumentada
Siguiendo estos pasos se
obtiene una ventana de
video. Cuando el marcador
determinado en estos pasos
aparezca dentro de la ventana de video, el programa lo
reconocerá y superpondrá el
modelo digital, creando una
señal de video aumentado.
vrml_data
simplevrml.exe
59.
investigación
ANÁLISIS DE HARDWARE
Este proyecto se basa desde sus inicios en la premisa de que
es posible lograr aplicaciones de Realidad Aumentada con
el hardware que encontramos hoy en dia de uso masivo. Sin
embargo, las posibilidades de expansión son considerables, y la
funcionalidad del programa y las experiencias creadas pueden
crecer proporcionalmente al hardware que se adopte.
El hardware utilizable en aplicaciones de Realidad Aumentada
se divide en cuatro categorías:
1. Input
2. Procesamiento
3. Output
4. Accesorios
Llamamos “accesorios” a la cuarta categoría ya que esta considera elementos prescindibles en aplicaciones básicas.
1. INPUT
1.1 Webcams
El dispositivo de captura de video más accesible y de mayor
disponibilidad es el webcam. Estas cámaras presentan varios
beneficios ya que, están diseñadas para entregar una señal
de video en vivo. Además, al ser un dispositivo exclusívamente
para uso en un PC, su conexión por USB no requiere de adaptadores ni tarjetas especializadas de captura. La gran mayoría
de las webcams en el mercado poseen una calidad de video
máxima de 640 x 480 pixeles a 30 cuadros por segundo. Ésto
puede considerarse como el mínimo aceptable para una aplicación de Realidad Aumentada ya que, si bien resoluciones
inferiores si funcionan, su utilidad se ve disminuida por la falta
de resolución, dificultando el reconocimiento de marcadores
por parte del software. Ya existen (Diciembre 2006) algunos
webcam de mayor resolución.
60.
webcams con sensor de mínimo 1.3
megapixeles y captura de video en
1280 x 1024 a 30 cuadros por segundo - diciembre 2006
Microsoft Lifecam VX-6000
Microsoft Lifecam NX-6000
Logitech Quickcam Ultra Vision
Hercules Dualpix HD
Creative Labs Live!Cam Voice
investigación
1.2 Cámaras de video
Una opción superior en términos de calidad y consistencia
de la señal de video es el uso de una cámara de video dedicada. Lamentablemente, conseguir una señal de video en
vivo desde una cámara diseñada para grabar directamente a
un medio fijo no resulta trivial. De las cámaras disponibles hoy
en el mercado, sólo aquellas que graban al formato MiniDV
son capaces de conectarse directamente a un PC y enviar
una señal en vivo. La mayoria de estas cámaras logra esto a
través de una conección Firewire, algunas marcas han logrado
implementarlo a través de USB 2.0. El resto de las cámaras de
video, todas aquellas que graban en formatos más antiguos
como VHS, Video8, Hi-8 o Digital8 requieren de una tarjeta de
captura de video dedicada instalada en el PC que vaya a
usarse. Formatos de grabación de video más recientes, como
aquellas cámaras que graban a memoria Flash, DVD o a un
disco duro interno, tampoco son capaces de transeferir una
señal viva por si solas. Esto es particularmente frustrante en el
caso de las cámaras a base de disco duro y memoria flash, ya
que facilitaría considerablemente el trabajo en aplicaciones
de Realidad Aumentada pregrabadas. Esta limitación, tanto
en los formatos anteriores a MiniDV como en los posteriores se
debe a la compresión utilizada por la cámara para guardar el
video. Las cámaras anteriores trabajan con video análogo o,
en el caso de Digital8, con video digital pero almacenado en
una cinta análoga. Esto requeriría que la cámara internamente
convirtiera el video para mandarlo al PC, y por lo tanto no es
factible. Las cámaras posteriores al formato MiniDV han debido
cambiar su formato de compresión de video para lograr la
compatibilidad con sus discos duros, memoria flash y DVDs, todos medios directamente legibles por un PC. Nuevamente nos
encontramos con que, para que cada una de estas cámaras
pueda enviar una señal de video en vivo a un PC, ésta debería
ser convertida en tiempo real por la cámara, función que aún
hoy en día no es técnicamente factible.
61.
investigación
Algunas de éstas cámaras se esfuerzan en publicitar que incluyen función de webcam incorporada, sin embargo, éstas son
generalmente funciones gravemente limitadas. Por ejemplo, las
cámaras de alta definición Sanyo HD1 y HD1a son capaces de
capturar video a memoria flash en el formato 720p del estandar HDTV. Este estándar establece una resolución de 1280 x 720
pixeles a 30 cuadros por segundo. La cámara posee función de
webcam, pero las pruebas demostraron que ella está inexplicablemente limitada a una resolución de 320 x 240 pixeles en esa
función, haciéndola inferior a una webcam común y corriente.
La utilización de una cámara de video dedicada, ya sea
por si sola o a través de una tarjeta de captura, posee varias
ventajas sobre una webcam. La captura puede hacer uso de
funciones incorporadas a la cámara como múltiples puntos de
enfoque, estabilización de imagen, profundidad de campo y
sensibilidad a la luz ajustable. La calidad general de la imagen
es superior, con luz y colores más fieles. A diferencia de una
webcam, una cámara dedicada realiza estos ajustes dentro de
la cámara misma, sin cargar estos ajustes en el PC, lo que libera
al procesador para que éste se dedique de mejor manera al
aumento que esté corriendo.
1.3 Cámaras especializadas
Otras posibilidades de cámaras incluyen cámaras como la
Point Grey Research Dragonfly, una pequeña cámara de video
con conexión Firewire que se entrega como una pequeña
placa de circuitos con un lente incorporado. El principal objetivo de una cámara de este tipo es dar facilidades para su
incorporación en pequeños vehículos y equipos móviles. Es una
opción para la creación de aplicaciones de Realidad Aumentada de funcionamiento remoto. Esta cámara ya ha sido
probada y utilizada para estos propósitos, e incluso se vende en
paquetes con sistemas de transmisión inalámbricos.
Point Grey Research* vende toda una gama de cámaras de
variadas especificaciones para estos propósitos.
62.
Point Grey Research Dragonfly
* http://www.ptgrey.com/products/index.asp
investigación
2. PROCESAMIENTO
2.1 CPU
El Central Processing Unit (CPU) se refiere a la capacidad de
procesamiento de un PC. Si bien el procesador no es el único
involucrado en una aplicación de Realidad Aumentada, es el
principal componente y responsable de llevar a cabo la tarea
de forma satisfactoria. En general, si el procesador demuestra
ser capaz de mantener la señal de video en vivo sin perder
cuadros, es una buena señal de que también será capaz
de llevar a cabo un aumento. Cualquier procesador del tipo
Pentium (Pentium-class CPU) encontrado en el mercado a esta
fecha será capaz de correr satisfactoriamente aplicaciones
de Realidad Aumentada. Asimismo para sus equivalentes de
AMD. Una gran ventaja deberían demostrar los procesadores
Dual Core existentes en el mercado, tanto Intel Core Duo, Core
2 Duo y Core 2 Extreme como AMD Athlon X2 y Turion X2. Estos
procesadores son básicamente dos procesadores juntos en un
mismo chip, lo que permite un desempeño mejorado en el trabajo con múltiples tareas simultaneas. Ese es el tipo de trabajo
que realizamos al correr una aplicación de Realidad Aumentada, ya que el PC debe simultáneamente recibir la señal de
video entrante, procesarla para buscar los marcadores, determinar la posición de éstos, cargar el VRML correspondiente,
ajustarlo a las medidas del marcador y finalmente insertarlo
para crear la señal de video de salida. Todo ésto debe ocurrir
en tiempo real (o casi-real), haciendo la disponibilidad de más
de un procesador un beneficio considerable.
Junto al procesador, es deseable tener una cantidad de
memoria RAM capaz de manejar todas las tareas que ocurren
simultáneamente. Sin embargo, éste no es un impedimento
mayor. Si Windows corre ágilmente, la memoria RAM es suficiente para correr aplicaciones de Realidad Aumentada.
63.
investigación
2.2 GPU
Existen dos tipos de Graphics Processing Units (GPU) en el
mercado, dedicado o integrado. Las dedicadas son tarjetas
aceleradoras de video que estan diseñadas exclusivamente
para cumplir con ese propósito. Estas GPUs poseen memoria
propia y liberan la CPU de la necesidad de procesar el video.
Las GPUs integradas son una alternativa de considerablemente
menor desempeño desarrolladas con el propósito de bajar los
costos para quienes no tienen, ni tendrán nunca, necesidad de
aceleración de video avanzada. Comparten la memoria RAM
con la CPU y se apoyan en esta última para realizar parte del
procesamiento.
Es recomendable, pero no necesario ni imprescindible, que el
PC posea una unidad de video dedicada y no video integrado. El video dedicado se dedica principalmente a la aceleración de modelos en 3D, como los que usamos en la Realidad
Aumentada.
Hoy en día todos los procesadores gráficos son capaces de
manejar 3D en cierta capacidad, y deberian ser suficientes
para nuetro caso. Poseer una GPU dedicada nos permitiria usar
modelos tridimensionales mucho más complejos y facilitará el
modelado en el software de creación de modelos 3D que se
utilice.
2.3 PPU
Un Physics Processing Unit (PPU) es un procesador dedicado
al manejo de cálculos de física en entornos 3D. Es un nuevo
concepto que hasta esta fecha sólo esta cubierto por el
procesador Ageia PhysX (lanzado en febrero 2006). Si bien los
programas existentes de Realidad Aumentada no hacen uso
de ella, podria ser de gran utilidad en aplicaciones más avanzadas donde se requiera detección de colisión, simulaciones
de gravedad, etc.
64.
En este proyecto se ha utilizado principalmente
un procesador Pentium M (Sigle Core) corriendo
a 1.86mhz junto a un acelerador de 3D dedicado Nvidia GeforceGo 6400 de 128mb y 1gb
de memoria RAM. Este equipo no demostró en
ningún momento ser incapaz de llevar a cabo
múltiples aumentos simultaneos.
investigación
3. OUTPUT
3.1 Monitores
El output principal y de más facil acceso para una aplicación
de Realidad Aumentada es la pantalla del mismo PC que efectúa el aumento. Esto posee algunas ventajas, como la facilidad
de implementación y, en el caso de un computador portátil,
la disponibilidad gracias a su facilidad de traslado. Por otro
lado, el uso de un monitor, por sus características físicas, limita
considerablemente la sensación de immersión posible en una
aplicación de Realidad Aumentada.
22Moo VG-SD video see-through
3.2 Proyectores
Los proyectores de datos hacen posible la implementación de
Realidad Aumentada espacial, una aplicación de AR que se
destaca por permitir la participación de múltiples sujetos y por
pertenecer a un lugar. Un proyector nos permite transformar
muros enteros en aumentos y distanciarnos de la implementación; no es necesario estar mirando una pantalla a pocos
centimetros de nuestra cara.
Idealmente, debemos utilizar un proyector que coincida con la
resolución de nuestra señal de video entrante, de no ser ésto
posible, la imagen siempre puede adaptarse para funcionar en
la resolución necesaria.
3.3 HMDs
Los Head-Mounted Displays (HMDs) son monitores personales en
la forma de cascos o anteojos que permiten a un único usuario
una sensación de inmersión más completa. Existen dos tipos de
HMDs:
22Moo SeepuStar DV230 video see-through
Video See-Through
Estos HMDs poseen una pantalla opaca que cuando se encuentra apagada no permite al usuario ver hacia afuera, por lo
tanto, en aplicaciones de Realidad Aumentada, éstos deben
utilizarse con una cámara montada en el mismo casco. Lo que
65.
investigación
esta cámara capture será mostrado en la pantalla del casco,
permitiendo al usuario “ver” hacia afuera. Se le llama a este
tipo de HMD video see-through (a través de video) porque depende de una señal de video cuyo origen es el mismo usuario
para permitirle ver hacia afuera. Éste es el tipo más básico y
accesible de HMD, y el que permite los dispositivos más pequeños. Hoy en día existe un gran número de éstos que se comercializan como visores para el iPod Video y otros Portable Media
Players.
Optical See-Through
El segundo tipo de HMD permite al usuario ver a través de la
pantalla en todo momento, aún cuando el dispositivo está
apagado. La pantalla utilizada es transparente, y en una aplicación de Realidad Aumentada diseñada para él, el casco
mostraría solo los elementos digitales insertados. Estos HMDs son
la forma utópica de implementación de AR, lamentablemente
la tecnología aun no es suficiente para hacerlos masivos. Por un
lado, estos HMDs son de un tamaño y peso considerablemente
mayor al de los video see-through, y su costo es de igual manera mucho mayor. Podemos esperar que en el futuro cuando la
tecnología permita que estos HMDs sean tan efímeros como
anteojos ópticos que éstos logren masificar los usos de la Realidad Aumentada.
icuiti VR920 video see-through
En cualquiera de los dos casos, un HMD proporciona una experiencia superior a un monitor. Siempre que el objetivo considere
el aspecto de la inmersión como una parte importante debe
considerarse el uso de este harware.
La gran mayoria de los HMDs funcionan a partir de una pequeña pantalla para cada ojo. Algunos de éstos son capaces de
crear una ilusión de tridimensionalidad a través de visión estereoscópica. Cada pantalla muestra una imagen ligéramente
desfasada, y ambas se muestran de forma alterna a cada ojo,
con una velocidad de actualización de al menos 60hz. Para el
usuario, la imagen parece salir de la pantalla.
66.
Trivisio Optical See-Through Binocular
investigación
Una tabla de comparación de HMDs se puede
encontrar en:
http://www.stereo3d.com/hmd.htm#chart
Un último tipo de HMD de menor difusión es el monocular. Estos
HMDs cuentan con pantalla para un solo ojo, y situada en un
extremo, para evitar entorpecer la visión normal. A causa de
ésto, no pueden superponer imágenes como los optical seethrough, ni reemplazar toda la realidad del usuario como los
video see-through, pero son una solución considerablemente
menos invasiva, lo cual puede tener ventajas en algunas situaciones en que la inmersión no es el objetivo principal.
4. ACCESORIOS
“To illustrate, ask yourself a question: Do you feel more
like you’re there when watching a movie screen placed
in the front of a theater, or when watching a wraparound movie screen where you can face front and
see where you’re “going” and face back to see where
you’ve “been”?”
Dr. Jeri Fink
Cyberseduction:
Reality in the Age of Psychotechnology
Pg.140
4.1 Sonido
Existen diversas especificaciones de sonido envolvente, desde
el sonido de los primeros sistemas análogos remezclados hasta
los formatos de audio de 8 canales Dolby Digital HD y DTS-HD
para los formatos de video HD-DVD y Blu-Ray. La mayoría de
estos sistemas se encuentra disponibles para el PC. Lamentablemente, los programas de Realidad Aumentada disponibles
hasta ahora no hacen uso de ellos. Si bien en una aplicación
personal, como por ejemplo un HMD, bastaría con un sistema
de surround simulado para distribuir sonidos de forma focalizada, en sistemas de Realidad Aumentada espaciales para un
público masivo un sistema dedicado podría ser un gran aporte.
Debe considerarse que aún en aplicaciones espaciales no
siempre será deseable que todos los usuarios de un aumento
reciban el mismo audio, al mismo tiempo. Pueden haber circunstancias en que, en una aplicación espacial, sea preferible
que cada sujeto tenga sus propios audífonos para poder así
recibir inputs de audio personalizados según su posición y acciones frente a la aplicación, y no los inputs generalizados para
un grupo de personas.
67.
investigación
La aplicación de audio en Realidad Aumentada ha dejado
hasta el momento un vacío en cuanto a su implementación.
Casi la totalidad de éstas ignoran el sonido o sólo hacen aplicaciones de las formas más básicas.
4.2 Sensores
Todos los programas abiertos de Realidad Aumentada hacen
uso de marcadores visuales para guiar los aumentos, a excepción de MRToolkit [Ver: MRToolkit, Pg.23]. Si bién ésta es la forma
más básica y por lo tanto la de más fácil implementación, no
es necesariamente la mejor para todo tipo de aumentos.
Teóricamente, la utilización de sensores de distintos tipos podría
aplicarse para reconocer un entorno y determinar el lugar para
realizar un aumento. Sensores de luz, de campos electromagnéticos y radares podrían ser utilizados para estos propósitos.
4.3 Interfaces
Hasta la fecha, no existe una interfáz dedicada al manejo de
Realidad Aumentada. Como la AR no está sujeta a ningún tipo
de estandarización una interfáz debería ser demasiado general. Sin embargo, existen proyectos de interfaces que sí podrían
ser de uso en un futuro, lo que ayudaría con la utilización de
aplicaciones interactivas. El Nintendo Wii Remote [Ver: Nintendo Wii, Pg.35] es un paso en esa dirección, así como las herramientas de navegación en 3D de 3DConnexion, el proyecto
Soap de Microsoft Research y la versatilidad de sistemas personalizables por el usuario como el Ergodex DX1 Input System.
Eventualmente un posible objetivo será llegar a una interfaz
similar a la vista en la película Minority Report [Ver: Minority
Report, Pg.33].
El campo de interfaces para Realidad Aumentada permanece
abierto. Hasta que una aplicación o estándar de creación de
aplicaciones se masifique y establezca por sobre los demás no
existira una definición. Aun así, aplicaciones espcificas podrían
implementar este tipo de funcionalidades.
68.
3DConnexion SpaceBall 5000, SpaceTraveler
& SpaceMouse Plus
Microsoft Research Soap pointing device
investigación
ESTUDIO DE COSTOS
A continuación se presentan las principales piezas de hardware
para las distintas aplicaciones de Realidad Aumentada.
No se incluyen los precios de PCs tipo ya que este proyecto
basa sus bajos costos en la premisa de utilizar hardware previamente existente. Las fluctuaciones de precio en este mercado
dejarían dichas cifras fuera de vigencia en cosa de semanas.
Los valores de periféricos como cámaras y displays tienen valores más estable.
Cabe destacar que gracias a la popularidad del iPod Video y
otros reproductores personales de medios los HMDs de video
see-through han tenido una considerable baja de precio, con
nuevos modelos y precios cada vez menores.
Los equipos mencionados no reflejan el total disponible, son
una selección basada en sus especificaciones técnicas y reputación dentro del entorno de la Realidad Aumentada. Cual
equipo es la mejor opción variará caso a caso.
Los precios se entregan en dólares cosiderando que el equipo
es comprado dentro de los Estados Unidos.
Uno de los principales productores de HMDs, Trivisio, no entrega
precios a particulares. Por ésta razón han sido excluídos de este
estudio.
Como una alternativa a la utilización de un PC para implementar aplicaciones de Realidad Aumentada existe la posibilidad
de utilizar un PocketPC. Si resulta coherente con la aplicación
de AR que se busca lograr, existe la posibilidad de correr una
versión de ARToolkit en un PocketPC bajo el sistema operativo
Windows Mobile. Esta versión, llamada ARToolkit Plus, podría
junto con el HMD para PDAs Icuiti M920-Video hacer posibles
aplicaciones móviles de Realidad Aumentada mucho más portatiles que las basadas en un PC estándar.
69.
investigación
ESTUDIO DE COSTOS
HMDs - VIDEO SEE-THROUGH
22Moo HMD800
USD$199
MicroOptical SV-6 (monocular)
USD$1995
22Moo SeepuStar DV230
USD$250
Shimadzu Precision Instruments Dataglass 2/A (monocular)
USD$2400
MicroOptical Myvu Personal Media Viewer
USD$299
LitEye Systems LitEye-500 (monocular)
USD$6000
22Moo Argo+PC
USD$399
NVIS Nvisor ST
USD$34900
Icuiti DV920
USD$499
SAAB Addvisor 150
USD$95000
eMagin Z800
USD$550
Trimersion 3001AD
USD$595
I-O Display Systems I-glasses PC/SVGA Pro 3D
USD$1199
Kaiser Electro Optics ProView XL50
USD$17500
Kaiser Electro Optics ProView XL35
USD$19500
NVIS Nvisor SX
USD$23900
Rockwell Collins Optronics Proview SR80
USD$32500
70.
HMDs - OPTICAL SEE-THROUGH
HMDs - MONOCULAR
Eyeneo Eyetop
USD$399
Arisawa Teleglass
USD$429
Icuiti M920-Video
USD$799
Tek Gear M1 RS 170
USD$999
Rockwell Collins Optronics ProView S035
USD$9500
investigación
ESTUDIO DE COSTOS
WEBCAMS
Creative Labs WebCam NX
USD$15
USD$80
Creative Labs WebCam Instant
USD$30
Creative Labs WebCam Live! Motion
USD$85
Logitech QuickCam Chat
USD$30
Logitech QuickCam Orbit MP
USD$100
Creative Labs WebCam NX PRO
USD$40
Logitech QuickCam Ultra Vision
USD$125
USD$40
Logitech QuickCam Communicate STX
USD$45
Creative Labs WebCam Live! Ultra
USD$50
Logitech QuickCam PRO 5000
USD$60
Creative Labs Live! Cam Voice
USD$65
Creative Labs Live! PRO
USD$70
Logitech QuickCam Fusion
USD$75
Microsoft Lifecam NX-6000
USD$75
CÁMARAS
Canon Elura 100 - MiniDV Camcorder
USD$350
Sony DCR-HC96 - MiniDV Camcorder
USD$ 600
Sanyo HD1A - Flash High Definition Camcorder
USD$600
Canon HV10 - MiniDV High Definition Camcorder
USD$1000
Sony HDR-HC3 MiniDV High Definition Camcorder
USD$1200
Panasonic HDC-SD1 - Flash High Definition Camcorder
USD$1500
Sony HDR-SR1 - Hard Disk High Definition Camcorder
USD$1500
71.
investigación
ESTUDIO DE COSTOS
ACCESORIOS
Fakespace Systems Pinch Glove System
USD$1999
3dConnexion SpaceExplorer 3D
USD$275
3dConnexion SpaceMouse Plus
USD$450
3dConnexion SpaceNavigator PE
USD$50
IMPLEMENTACIÓN 1
Webcam básica
Computador
USD$0 - preexistente
Webcam - Creative Labs WebCam NX
USD$15
Total
USD$15
IMPLEMENTACIÓN 2
Webcam de alta definición
Computador
Webcam - Microsoft Lifecam VX-6000
USD$80
Total
USD$80
72.
investigación
ESTUDIO DE COSTOS
IMPLEMENTACIÓN 3
HMD Video See-Through básico
IMPLEMENTACIÓN 5
HMD Optical See-Through básico
Computador
Computador
USD$80
USD$80
HMD - 22Moo Argo+PC
USD$399
HMD - MicroOptical SV-6 (monocular)
USD$1995
Total
USD$479
Total
USD$2075
IMPLEMENTACIÓN 4
HMD Video See-Through avanzado
IMPLEMENTACIÓN 6
Avanzada
Computador
Computador Dedicado
USD$2000
USD$80
Cámara - Canon HV10 - MiniDV HD Camcorder
USD$1000
HMD - I-O Display Systems I-glasses PC/SVGA Pro 3D
USD$1199
HMD - LitEye Systems LitEye-500 (monocular)
USD$6000
Total
USD$1279
Total
USD$9000
73.
investigación
ESTUDIO DE COSTOS
Haciendo uso de hardware disponible logramos costos completamente accesibles. Incluso el uso de HMDs no implica inversiones prohibitivas. Si se deseara incluir procesamiento dedicado
para la implementación, se debe considerar un valor entre
USD$1000 y $2000 para un PC capaz.
Esta investigación ha encontrado que, aún en laboratorios
dedicados a la investigación de Realidad Aumentada,el uso
de HMDs del tipo Optical See-Through más avanzado, como
los desarrollados por SAAB y NVIS no es para nada común y,
probablemente, injustificado. Estos equipos han sido desarrollados para uso en aplicaciones concretas, como la industria
militar, y su utilización en investigación y desarrollo es difícil de
justificar. Las aplicaciones del tipo Optical See-Through, por lo
tanto, hacen uso de HMDs monoculares.
Algunos de los HMDs más accesibles son aquellos desarrollados
para la industria del entretenimiento, como los equipos de las
marcas 22Moo y Icuiti, y el MicroOptical Myvu. Éstos, sin embargo, no son el ideal para aplicaciones de Realidad Aumentada,
ya que al ser desarrollados para ver videos, la imagen que
muestran se ve alejada de la persona y no se entiende necesariamente como si se viera a través de ellos. Según el laboratorio HITLabNZ [Ver: HITLab New Zealand, Pg.25] el equipo eMagin
Z800 logra la mejor inmersión en el rango de precios bajo.
Un costo no considerado es el del desarrollo de software. Dependiendo de la aplicación que se desee lograr, será necesario programar cualidades especiales en el software que
se utilice. Puede ser deseable tambien desarrollar una interfáz
gráfica más amigable, o la habilidad de trabajar con distintos
formatos. Estas tareas requerirán del trabajo de un programador. Este costo no ha sido considerado pues depende de
circunstancias particulares a cada caso.
74.
investigación
LIMITACIONES
Existen limitaciones a lo que podemos lograr hoy en dia con
los programas disponibles de Realidad Aumentada. Podemos
enumerar éstas como:
1. Marcadores Visuales
2. Obstrucción y Recubrimiento (Occlusion and Overlaying)
3. Calidad del 3D
4. Interfáz
5. Aplicación y Discreción (Unobtrusiveness)
6. Calidad de Output
1. Marcadores Visuales
Los programas disponibles hasta la fecha comparten una misma base para su funcionamiento, la detección de marcadores
visuales. Como la mayoría de estos programas son además
basados en los bases establecidas por ARToolkit, incluso comparten su método de detección. Las excepciones a esto son
MRToolkit, que no usa marcadores [Ver: MRToolkit, Pg.23] y ARStudio, que usa un método de detección propio [Ver: ARStudio,
Pg.22].
Estos dos marcadores, si son cargados
simultáneamente, son confundidos por
ARToolkit
La utilización de marcadores visuales posee varias limitantes.
Por un lado, requiere de los marcadores, que en todos los casos
son imágenes de alto contraste planas y rígidas. Deben tener
un tamaño lo suficiéntemente grande para ser reconocidos y
diferenciados por la cámara. Los dibujos de cada marcador
que vayan a cargarse simultáneamente en el programa deben ser lo más distintos posible entre si, para evitar errores de
reconocimiento. Mientras mejor sea la resolución de la cámara, mejor y más lejano será el reconocimiento. Para lograr el
reconocimiento de una marcador a una gran distancia, será
necesario que éste tenga un gran tamaño. Esto podría llegar a
ser hasta varios metros.
Otro inconveniente es la necesidad de que un marcador esté
completamente visible para ser detectado. Si cualquier el-
75.
investigación
LIMITACIONES
emento en la imagen bloquea parte del marcador para la cámara (por ejemplo, una esquina), éste no será detectado. Esto
genera un problema aún mayor si consideramos que un marcador ya detectado y aumentado perderá el aumento apenas
se bloquee parte del marcador en uso. Ésto no solo se refiere al
bloqueo mediante la superposición de algún elemento físico,
sinó tambien a la pérdida posible a causa de cambios en la
perspectiva. Por estas razones la utilización de marcadores visuales requiere cuidar en todo momento la ubicación y correcta
captura del marcador por parte de la cámara.
El programa ARStudio intenta resolver esta limitación mediante
un sistema de detección de marcadores que recuerda todas
las esquinas en un dibujo, y es capaz de suplir la falta de alguna. Lamentablemente esta metodología vuelve al programa
considerablemente menos eficiente en el reconocimiento
inicial del marcador, volviendo el proceso lento, tedioso y poco
práctico.
No hay razones que indiquen que está falencia no pueda ser
resuelta mediante programación. Sería posible que ARToolkit
usara en alguna medida el método establecido por ARStudio.
Por otro lado, todo procesamiento que se añada elevará los
requerimientos de hardware.
2. Obstrucción y Recubrimiento
Un objeto digital puesto en el entorno no tiene conciencia del
resto del entorno. El software se encarga de adecuar el objeto
a la perspectiva establecida por el marcador visual, pero si el
objeto está sobre un elemento de la realidad donde pierde
coherencia, el software no tiene como diferenciarlo.
Hay ocasiones en que un objeto insertado debería verse cortado por objetos de la realidad que se encuentran más adelante (más cerca de la cámara). Idealmente debería utilizarse
un sistema de reconocimiento de entorno como el utilizado en
76.
investigación
LIMITACIONES
MRToolkit [Ver: MRToolkit, Pg.23] para que el programa sea capaz de hacerse una idea del entorno en que está insertando el
aumento. Lamentablemente, esperar una perfecta implementación de esta técnica para que funcione en tiempo real, en el
hardware de hoy, no es razonable.
Otra opción para resolver este problema es preprogramar la
estructura del lugar de modo que el programa conozca de
antemano la ubicación de objetos reales. Si en el modelo
preprogramado definimos la ubicación y tamaño que tendrá
el marcador en relación al entorno, y luego respetamos estas
condiciones en el mundo real, el software podría ser capaz de
aplicar obstrucción parcial coherente con el entorno real a los
elementos digitales insertados. Esta opción pierde la espontaneidad al requerir una considerable cantidad de trabajo previo. Además es una solución que debe resolverse caso a caso,
lo que la vuelve poco práctica.
3. Calidad del 3D
Casi la totalidad de los programas de Realidad Aumentada
disponibles que son capaces de manejar modelos tridimendisonales hacen uso del estándar VRML97 para el manejo de éstos.
Este es un formato que, a la fecha, se encuentra gravemente
desactualizado. El formato no ha evolucionado desde 1997, y
ha sido reemplazado por el estándar ISO X3D.
Sería deseable que las aplicaciones de Realidad Aumentada
aceptaran directamente los formatos de las principales aplicaciones de creación de contenido en 3D, pudiendo así incluir
características particulares a cada uno.
De los programas disponibles solo ARTAG y ARStudio son capaces de trabajar con Autodesk 3D Studio MAX directamente.
77.
investigación
LIMITACIONES
4. Interfaz
Como ha sido mencionado anteriormente, no existe interfáz
específica para Realidad Aumentada. Una vez creado un aumento, no hay forma de gatillar animaciones, ni de manipular
los elementos digitales fuera de mover los marcadores a los que
están ligados. Lo más cercano a lo que intuitivamente podríamos pensar que es adecuado para interactuar con elementos
digitales es el sistema Fakespace Systems Pinch Glove System.
Éste consiste en guantes con contactos en la punta de cada
dedo. Cuando se juntan dos dedos (como si pellizcáramos),
el sistema reconoce el contacto y gatilla una interacción en
el software [Ver: Minority Report, Pg.33]. Del software existente
hasta la fecha, ninguno soporta nativamente este sistema.
Hasta que ésto sea incorporado de forma satisfactoria, todos
los eventos que se necesite que ocurran durante un aumento
deberán ser preprogramados. El costo del Pinch Glove System,
además, puede resultar prohibitivo.
5. Aplicación y Discreción
Las aplicaciones de Realidad Aumentada de hoy en día requieren de PCs para llevar a cabo el procesamiento, y de HMDs
para una inmersión realmente satisfactoria. El problema de esta
dependencia yace en la falta de discreción en la implementación de esta tecnología. Si, utópicamente, pudieramos correr
aplicaciones de Realidad Aumentada que viéramos a través
de nuestros lentes de sol y que no dependieran de PCs desktop
o notebooks que debemos llevar con nosotros, la integración
con el medio y la asimilación por parte de las personas sería
mucho menos engorrosa y drástica. Hoy lo más cercano a una
implementación sutil es el uso de ARToolkit Plus en una PDA
PocketPC junto al HMD Icuiti M920-Video.
Idealmente, querriamos llegar a una implementación a través
de lo que se conoce como Ubiquitous Computing, pero que
aún es solo teoría. Ésta plantea que eventualmente todos los
78.
Fakespace Systems Pinch Glove System
investigación
LIMITACIONES
artículos electrónicos poseerán capacidad de procesar, y que
se comunicarán y compartirán entre ellos las tareas a procesar
haciendo innecesaria la existencia de computadores dedicados.
Otros esfuerzos se han hecho en el ámbito de una implementación menos agresiva. HMDs como el recién lanzado (Diciembre 2006) Arisawa Teleglass apuntan a una integración menos
evidente. Este HMD es solo un pequeño visor ubicado sobre
uno de los lentes en un par de anteojos cualquiera.
6. Calidad de Output
Arisawa Teleglass
ARToolkit en particular es víctima de importantes limitaciones
en cuanto a manejo de video. La calidad que nos muestra el
programa de una señal viva es inferior a las capacidades de
las cámaras que se probaron. Esta calidad inferior hace más
difícil el reconocimiento de marcadores de lo que debería ser,
y resta credibilidad a las implementaciones inmersivas. Algunas
imprecisiones del video pueden solucionarse mediante el driver
de la cámara o en la cámara misma, pero otras son limitaciones del software. Por ejemplo, la webcam Microsoft LiveCam
VX-6000 utilizada es capaz de capturar video a una resolución
mucho mayor a las que permite ARToolkit. La diferencia puede
verse al abrir la señal desde ARToolkit y desde el driver mismo
de la cámara. Además, la señal en ARToolkit aparece reflejada
horizontalmente. Esto es, afortunadamente, solucionable en el
driver de la cámara con la función “Flip Image”.
Estas limitaciones pueden superarse programando una mejor
implementación del input de video, como lo han demostrado
las aplicaciones ARStudio y ARTAG [Ver: Software, Pg.19].
Algunas de estas limitaciones han sido superadas por aplicaciones comerciales. Lamentablemente, su carácter comercial y la
condición de tecnología en desarrollo de la Realidad Aumentada no permite que se compartan soluciones abiertamente.
79.
investigación
IMPLEMENTACIÓN
Conocer el hardware y software disponible para una aplicación de Realidad Aumentada y conocer sus limitaciones nos
permite explorar las posibilidades de la tecnología.
Aún estando sujetos a la utilización de marcadores visuales encontramos que es posible generar implementaciones efectivas
a partir de hardware básico.
Éstas han sido clasificadas en cinco categorias generales, en
cuanto a la posición del usuario y el tipo de aumento que
emula la instalación. Las categorías son:
1. Basic Video See-Through
2. Optical See-Through
3. Standard Front Projection
4. Rear Projection
5. Personal Head Mounted
cámara
proyector
notebook
HMD
Guía
Se les ha dado nombres en inglés con el propósito de contribuir
a establecer estándares de Realidad Aumentada.
1. Basic Video See-Through
Ésta instalación puede considerarse como la más básica en cuanto a que el mismo equipo que procesa la información es el
output del aumento. Por lo tanto, se requieren solo dos elementos, el PC y la cámara. La cámara se ubica de manera que el
output reciba una visión lo más parecida posible a lo que vería
el usuario por arriba de la pantalla. Es el equivalente al display
de un HMD del tipo Video See-Through.
Basic Video See-Through
80.
investigación
IMPLEMENTACIÓN
2. Optical See-Through
Optical See-Through
Con el propósito de emular la sensación causada por un HMD
del tipo Optical See-Through se generó esta implementación
en la que se hace uso de una lámina transparente para generar reflejo y transparencia a la vez. La lámina se posiciona
inclinada en 45ª, con el proyector debajo y proyectando
directamente hacia arriba, y el usuario situado al frente. La inclinación de la lámina hace posible la posibilidad de reflejar la
imagen del proyector y al mismo tiempo dejar ver a través de
él. La cámara se situa delante de esta instalación, capturando
desde una perspectiva lo más similar posible a la del usuario.
Cabe destacar que al ser de que se logre que el software
obvie el video y solo muestre la imagen aumentada se estará
proyectando el video completo sobre la lámina. Los objetos
insertados digitalmente, por ser una proyección, serán transparentes. Para que la imagen proyectada se refleje optimamente
es ideal llevar a cabo esta instalación en ambientes con poca
luz.
3. Standard Front Projection
Esta instalación se considera de tipo autoreferente puesto que
el sujeto del aumento es el mismo usuario. La cámara se sitúa
frente a él y un proyector lo muestra al frente. Para el usuario,
se percibe como un espejo, con la salvedad de que la imagén
estará invertida.
Standard Front Projection
81.
investigación
IMPLEMENTACIÓN
4. Rear Projection
Es una variación de la implementación anterior, ésta permite
ocultar el proyector para una experiencia más intuitiva. Al situar
el proyector detrás debe cuidarse la orientación de la imagen.
Es posible que la imagen no solo resulte inversa, sino tambien
reflejada. Esto debe corregirse ya sea en la cámara o en el
proyector.
Rear Projection
5. Personal Mounted Display
Esta aplicación considera el uso de un HMD para la realización
del aumento. Puesto que estamos trabajando con marcadores
visuales, será necesario montar la cámara en o sobre el HMD (o
adquirir algún modelo con cámara incorporada). La unidad de
procesamiento que se utilice deberá ir, idealmente, montada
en el usuario. De lo contrario parte de la sensación de inmersión
proporcionada por el HMD se pierde.
Personal Mounted Display
82.
“Pay attention to how your customers might like to interact with your products or services,
and a remarkable change takes place. You can do more than simply satisfy their immediate
needs. You might actually make your customers feel like heroes.”
Tom Kelley
The Art of Innovation: Lessons in Creativity from IDEO,
America’s Leading Design Firm, pg.51
Febrero 2001
83.
“Living, moving prototypes
can help shape your ideas.”
Tom Kelley
IDEO
4
aplicación
el proceso de diseño
ar en el proceso de diseño
ar en otras areas
ar como innovación en chile
financiamiento
86
90
96
99
104
aplicación
EL PROCESO DE DISEÑO
El desarrollo de aplicaciones de Realidad Aumentada genera
herramientas prácticas aplicables a cualquier disciplina que
se vea beneficiada por el uso de herramientas de representación. Con las posibilidades de implementación que se han
establecido, esta investigación propone que la utilización de
técnicas de Realidad Aumentada puede aplicarse al proceso
diseño logrando suplir algunas falencias y mejorando algunas
características.
Generalmente el proceso de diseño lo comprendemos como
un proceso de desarrollo que se suele dividir en cinco fases o
etapas:
1. Identificación de Oportunidades
2. Generación de Ideas + Evaluación y Selección
3. Desarrollo del Producto y del Proceso
4. Pruebas y Evaluación
5. Comienzo de la Producción
Esta generalización del proceso considera la necesidad de
poder identificar oportunidades de diseño para intervenir,
ya que el campo no se reduce a la resolución de problemas
particulares. Cada problema o oportunidad desemboca en un
proceso de generación de ideas donde se seleccionan aquellas que presentan mayores posibilidades de éxito. Este proceso
de evaluación interna culmina en la definición de una idea
concreta y, eventualmente, en un prototipo.
Puesto que este proyecto basa sus fundamentos en los beneficios de la incorporación y el fomento de elementos innovadores se ha enfocado su aplicación al diseño desde el punto
de vista de IDEO, una de las principales agencias de diseño a
nivel mundial.
IDEO basa sus métodos en un fuerte énfasis en la innovación,
haciendo de éste el objetivo principal para cada uno de sus
proyectos de diseño.
86.
aplicación
A Method to our Madness
1. Understand the market, the client, the technology and the perceived constraints on the problem. Later in a project, we often challenge those constraints, but it´s important to understand
current perceptions.
2. Observe real people in real-life situations to find out what makes them tick: what confuses
them, what they like, what they hate, where they have latent needs not addressed by current
products and services.
3. Visualize new-to-the-world concepts and the customers who will use them. Some people think
of this step as predicting the future, and it is probably the most brain-storming-intensive phase of
the process. Quite often, the visualization takes the form of a computer-based rendering or simulation, though IDEO also builds thousands of physical models and prototypes every year. For new
product categories we sometimes visualize the customer experience by using composite characters and storyboard-illustrated scenarios. In some cases, we even make a video that portrays life
with the future product before it really exists.
4. Evaluate and refine the prototypes in a series of quick iterations. We try not to get too attached
to the first few prototypes, because we know they’ll change. No idea is so good that it cannot be
improved upon, and we plan on a series of improvements. We get input from our internal team,
from the client team, from knowledgeable people not directly involved with the project, and
from people who make up the target market. We watch for what works and what doesn’t, what
confuses people, what they seem to like, and we incrementally improve the product in the next
round.
5. Implement the new concept for commercialization. This face is often the longest and most
technically challenging in the development process, but I believe that IDEO’s ability to successfully implement lends credibility to all the creative work that goes before.
Tom Kelley
America’s Leading Design Firm, pgs.6-7
Febrero 2001
87.
aplicación
IDEO, como una oficina de diseño insertada en el mercado,
posee una visión marcadamente comercial de su medio. La
oficina se ve exigida por grandes clientes con la necesidad
de ganar una ventaja sobre su competencia. IDEO es capaz
de ofrecer a estas empresas la posibilidad de innovar en sus
productos.
De la metodología de IDEO podemos destacar cuatro factores
primordiales:
1. Observación
2. Creación de Modelos
3. Testeo
4. Inserción en el Mercado
Dentro de estos factores podemos ver el interés que se demuetra por la observación del comportamiento el usuario en su
entorno, la simulación de dicho comportamiento junto a la
implementación por parte de IDEO y la prueba simulada del
producto. En todos estos casos se destaca la participación del
usuario, y cómo se intenta emular la experiencia real a través
de cualquier método necesario. Por último, un tema aparte de
preocupación demuestra ser la comercialización del producto.
“In some cases, we even make a video that portrays life with
the future product before it really exists.”
Es evidente la importancia atribuida a la necesidad de satisfacer la falta de una experiencia real por la simulación lo más
cercana y fiel posible.
Así, podemos ver cómo la metodología de IDEO se encuentra
llena de oportunidades en que cualquier técnica de simulación
que pudiese beneficiar esta situación sería bienvenida. Y así
como ocurre para IDEO, es también una realidad para el diseño en general.
88.
aplicación
”What kind of prototype works best in different situations is itself a moving target. Good prototypes
don´t just communicate - they persuade. If you’re developing a consumer product, you might prototype out of foam or plastic or wood. But there are many other ways to prototype. Sometimes, we
quickly film what we like to think of as movie trailers , to show the highlights and essence of what
a product, service or business might become. If you´re working on a project that has a service or
human component, sometimes it helps to make team members - and even clients - express the
project through archetypal characters in a little improvisational skit.
Living, moving prototypes can help shape your ideas.”
Tom Kelley
America’s Leading Design Firm
Febrero 2001
deseos
del usuario
viabilidad
económica
ideas y
oportunidades
implementación
factibilidad
técnica
diagrama resumiendo la
metodología de IDEO
www.ideo.com
89.
aplicación
AR EN EL PROCESO DE DISEÑO
El proceso de diseño, como histórica y actuálmente se practica
en las escuelas presenta diversas instancias en que sus objetivos
se verían satisfechos u optimizados por técnicas de simulación
superiores. Hasta hoy, el desarrollo de un proyecto es un proceso principálmente conceptual, en el cual la participación
de los involucrados se basa en los consensos y aproximaciones
que pueden alcanzar y expresar mediante técnicas tradicionales. Esto deja espacio para aproximaciones y impresiciones
que pueden tener consecuencias a largo plazo, en etapas
posteriores de desarrollo. Para evitarlo, se recurre a maquetas y
prototipos, sin embargo con ellos los costos y tiempos de desarrollo se disparan.
Guía a través de
aumento directo
Guía a través
de HMD
En consecuencia, se han establecido tres instancias en el proceso de diseño en que una herramienta de Realidad Aumentada presentaría ventajas:
1. Guía
2. Herramienta de Prototipado / Simulación
3. Herramienta de Presentación
1. GUÍA
La posibilidad de ver un modelo antes de tener una versión
física del mismo facilita la creación de este último. Esta es una
guía para ayudar en el proceso tradicional de creación de un
prototipo; el modelo virtual puede contraponerse con el modelo físico que está siendo creado para lograr comparaciones in
situ del resultado final, permitiendo asi evitar errores o cambios
que no se conocerían de otra manera hasta tener el prototipo
terminado.
Este acercamiento se contrapone al método tradicional de
usar fotos, planimetrías y renders impresos como referencia. Su
ventaje yace en la capacidad de superposición con lo que se
etá haciendo y en la posibilidad de tener cualquier vista que se
necesite inmediatamente.
90.
La previsualización (modelo digital insertado) actúa
como guía visual en el proceso de prototipado físico.
aplicación
2. HERRAMIENTA DE PROTOTIPADO / SIMULACIÓN
Un prototipo virtual insertado en la realidad presenta posibilidades de testeo de un producto que no eran posibles anteriormente. Condiciones de escala, proporciones, ergonomía, uso,
estética y coherencia con el entorno pueden ser medidas y
mejoradas sin tener que llegar a un prototipo físico.
Cabe destacar que la limitación de Obstrucción y Recubrimiento [Ver: Obstrucción y Recubrimiento, Pg.76] causa el
problema que podemos apreciar en el ejemplo. El software no
tiene como reconocer que el usuario se encuentra por delante
del objeto digital insertado. Esto ocurrirá hasta que se implementen exitosamente sistemas de reconocimiento del entorno
incorporados al software.
Sin embargo, es posible evitar este límite y hacer uso de esta
herramienta con software estándar dando transparencia a los
objetos insertados.
El prototipado virtual a través de aplicaciones
de AR puede permitir mediciones y correcciones sin prototipos físicos
91.
aplicación
3. HERRAMIENTA DE PRESENTACIÓN
La Realidad Aumentada hace posible presentar tanto a una
persona en particular como a un público masivo el resultado
de una intervención antes que exista. Ver el producto en vivo
en su entorno genera excitación y un favorable impacto psicológico que persuade al usuario.
Existen distintas maneras de hacer uso de la Realida Aumentada para llevar a cabo una presentación efectiva. Dependiendo del tipo de aumento y la ubicación del sujeto y audiencia
podemos hacer distintas aplicaciones.
1. Presentación Autoreferente
El sujeto del aumento es el mismo presentador. Él se aumenta
en tiempo real frente a una audiencia.
2. Audiencia Aumentada
La audiencia es el sujeto a aumentar. La audiencia se ve a si
misma aumentada mientras el presentador se mantiene al
margen.
3. Sujeto Remoto
El aumento ocurre sobre un sujeto remoto, o es la grabación de
uno ocurrido en otro tiempo y/o lugar.
4. Presentador Aumentado
El presentador es el sujeto del aumento, sin embargo él no se
encuentra visible para la audiencia. La audiencia se refiere al
aumento como el único presentador ya que la versión viva de
él permanece escondida.
Funciona como una teleconferencia si el presentador y la audiencia se encuentran en distintos espacios físicos.
92.
Presentación Autoreferente
aplicación
Presentador Aumentado
Audiencia Aumentada
93.
aplicación
Sujeto Remoto
Estas categorías de aplicación de Realidad Aumentada calzan con las necesidades evidenciadas en la metodología de
diseño de IDEO [Ver: El Proceso de Diseño, Pg.86].
Con estas posibilidades de implementación nos vemos posibilitados de intervenir su proceso de diseño y beneficiarlo al hacer
posibles experiencias que anteriormente no eran alcanzables.
Las tres alternativas de implementación de Realidad Aumentada aquí destacadas encuentran lugar dentro de los pasos
que IDEO cumple en su metodología. Desde la asistencia en la
creación de los modelos físicos que luego probarán en vivo, a
un fuerte impacto en las posibilidades de simulación de situaciones y la posibilidad de hacer uso de prototipos virtuales, el
proceso completo se ve enriquecido por las virtudes del uso de
modelos virtuales en tiempo real y en un entorno real.
94.
aplicación
Como hemos visto en esta investigación, hoy no existe software especializado para la utilización fácil y cómoda de estas
implementaciones. Tampoco existen herramientas establecidas
para generar nuevas aplicaciones. No existe software de Augmented Reality para éste ni ningún otro uso masivo. No se ha
acercado la tecnología al público en general. Una herramienta práctica y de fácil utilización abriría grandes caminos para
cualquier rubro en que la presentación de proyectos posea un
rol considerable.
“It’s easy to reject a dry report or a flat drawing. But models often surprise, making it easier
to change your mind and accept new ideas.”
Tom Kelley
Febrero 2001
95.
aplicación
AR EN OTRAS AREAS
Resultan incuantificables todas las posibles aplicaciones de
Realidad Aumentada. Cualquier industria que haga uso de o
se beneficie de herramientas de representación tiene el potencial de verse beneficiada por alguna aplicación de AR. Tras
esta investigación, se contemplan las siguientes posibilidades
de aplicación.
1. Herramienta de Diseño
Según lo establecido en este capítulo [Ver: AR en el Proceso de
Diseño, Pg.90]
2. Entretenimiento Electrónico
Videojuegos en los que podemos manipular objetos digitales (y
no solo contralarlos) es el sigueinte paso a la implementación
demostrada hoy por la consola Nintedo Wii [Ver: Nintendo Wii,
Pg.35]
3. Simulación Personal
En salones de belleza o cualquier otro establecimiento donde
ocurra algún tipo de modificación personal se tendría la posibilidad de previsualizar los cambios que se harán, en la persona.
4. Reconocimiento de Señales de Tránsito
Cámaras en los vehiculos podrían estar programadas para
reconocer las señales del tránsito que se encuentren. Estas pueden ser informadas al conductor o eventualmente un vehículo
podría estar programado para respetarlas automáticamente.
Un sistema de este tipo también podría reconocer otros vehiculos.
El 13 de octubre de este año Siemens AG anunció el desarrollo
de un sistema de reconocimiento de este tipo que entrega la
información al conductor mediante un HUD. Este estará disponible para producción masiva el 2008.
5. Seguimiento Deportivo
Si bien a través de la televisión esto de cierta manera ya se ha
96.
Siemens VDO Traffic Sign Recognition
avisa si se conduce demasiado rápido
aplicación
AR EN OTRAS AREAS
implementado, [Ver: Augmented Reality Hoy, Pg.17] existe la
posibilidad de llevarlo al evento en vivo. Puede asociarse todo
tipo de información a los participantes, aplicar efectos para
ayudar al seguimiento de pelotas y ayudar a explicar y hacer
evidentes estrategias y otras ocurrencias complejas.
6. Diseño de Interiores
Una aplicación de Realidad Aumentada móvil podría hacer
posible mostrar a clientes como quedaría un espacio luego
de una modificación. Permitiría comprobar medidas y factores
estéticos antes de hacer una instalación.
7. Educación
En la sala de clases modelos interactivos de AR permitirían a los
alumnos trabajar con sistemas complejos y ver las consecuencias de sus acciones en tiempo real.
En una aplicación de biología, los alumnos podrían mirar como
funcionan las cosas dentro de su cuerpo. De la misma manera
podrían explicarse los funcionamientos de otros seres vivos y
sistemas complejos en general gracias a la claridad de poder
ver el funcionamiento interno de un objeto por encima de si
mismo.
8. Portable Electronics
La Realidad Aumentada hace posible separar el display del
aparato. La utilización de HMDs incosnpicuos hace posible que
un iPod, una PDA o cualquier otro artefacto basado en una
interfaz gráfica no tenga que salir del bolsillo para utilizarse.
9. Arquitectura y Urbanismo
Podrían visualizarse construcciones completas sobre un terreno
antes de siquiera haber adquirido este último. Sobre planos
pueden moverse y probarse elementos para evaluar coherencia entre las partes y anticipar problemas. El uso de HMDs en
terreno permitiria recorrer internamente obras antes de construirlas.
97.
aplicación
AR EN OTRAS AREAS
10. Museos
Cada display en un museo podría estar asociado a información
pertinente a él. Con solo mirar podriamos recibir información
complementaria que enriquecería nuestra visita.
11. Guía Turística
Al igual que en museos, los distintos hitos de una ciudad podrían estar asociados a información virtual pertinente a ese
elemento. Incluso podrían hacerse tours guiados digitálmente,
darse direcciones y hacer recorridos.
12. Publicidad y Marketing
La Realidad Aumentada posee una gran capacidad de
seducir a las personas. Hoy en día, el común de la gente no
conoce y no se espera poder interactuar con elementos digitales. Simples aplicaciones tienen un gran impacto y pueden
inclinar la opinión del público frente a una marca [Ver: AR al
Mainstream, Pg.18]
Puesto que hacer uso de la Realidad Aumentada nos obliga a
mirar a través de algún objeto que actue como visor para ver
los aumentos, cualquier evento en el que nos encontramos de
forma natural mirando a través de algo resulta una instancia
obvia de posible intervención.
98.
aplicación
AR COMO INNOVACIÓN EN CHILE
“La innovación puede ser definida como aquel
proceso mediante el cual ciertos productos o procesos productivos, desarrollados en base a nuevos
conocimientos o a la combinación novedosa de
conocimiento preexistente, son introducidos eficazmente en los mercados y por lo tanto en la vida
social”
Consejo Nacional de Innovación
para la Competitividad
Informe Final, pag.9, Febrero 2006,
Gobierno de Chile
Muchas tecnologías aplicadas en Chile no son de producción
nacional, sino implementaciones de desarrollos extranjeros.
Se habla de facilitar la transferencia de tecnología desde los
países más industrializados a los países en vías de desarrollo
para que estos últimos alcancen mejores estándares de vida.
Chile no es un gran generador de nuevas iniciativas. Y, por lo
tanto, debemos adoptar aquellas que, siendo desarrolladas
afuera, pueden ofrecernos oportunidades en el mercado local.
A esta implementación se le llama “transferencia tecnológica”.
Y ésta, y toda aplicación de iniciativas previamente inexistentes
en el país es considerada innovación. En esta categoría cae la
Realidad Aumentada.
La innovación en Chile se ha encontrado en los últimos años
en una constante alza, entre otras razones por el fomento de
parte del gobierno de impulsar tanto ésta como la transferencia tecnológica desde paises más desarrollados. Desde la
década de los 90s Chile ha logrado importantes avances en su
desarrollo tecnológico mediante el impulso por sistematizar una
política científico-tecnológica. Esta política se ha implementado a través de iniciativas como el “Programa de Ciencia y
Tecnología”, su sucesor el “Programa de Innovación Tecnológica” y el actual programa “Chile Innova”.
Chile Innova es un programa coordinado por el Ministerio de
Economía cuyo objetivo es promover la innovación tecnológica en el país a través del apoyo a la innovación y el desarrollo
tecnológico en áreas estratégicas de la economía nacional.
Para lograr este objetivo, este programa define cinco áreas en
las cuales trabajar:
1. Prospectiva Tecnológica
2. Tecnologías de Información y Comunicaciones
3. Biotecnología
4. Producción Limpia
5. Fomento a la Calidad
99.
aplicación
La primera, el Área de Prospectiva Tecnológica, es la responsable de identificar las actividades económicas que se
presentan con mayor potencial competitivo y, por lo tanto,
es la que determina las otras cuatro. En esta área se llevó a
cabo el estudio “Prospectiva Chile 2010, Imaginando el Chile
Económico del Futuro”, con el propósito de determinar actividades económicas imprescindibles de desarrollar para que
nuestro país eleve su competitividad internacional en un horizonte temporal de diez años. La selección de estas actividades
prioritarias se realiza a través de un procedimiento utilizado en
las economías más modernas, donde se consulta a los principales actores involucrados en cada tema, tanto del Gobierno
como del sector privado, académico, de los trabajadores y de
la sociedad civil.
Dentro del resultado de este estudio encontramos dos factores
relevantes a nuestra investigación. Tanto la actividad de “Generación y procesamiento de contenido multimedial” como la
de “Producción de software para responder tanto a la demanda nacional como internacional” se encuentran dentro de
las veinticinco actividades económicas más importantes tanto
para el año 2010 como en la presente década, y son además
consideradas deseables y posibles de desarrollar a partir de
éste momento.
Estas dos actividades satisfacen la necesidad de este proyecto
de justificar la validez de considerar la representación (entiendiendo la Realidad Aumentada como contenido multimedial)
como una herramienta necesaria y valiosa. Este estudio establece una demanda de parte del empresariado y la economía
en general por el desarrollo de tecnologías como la que investigamos.
A partir de esta investigación, el área de prospectiva de Chile
Innova se encuentra realizando estudios específicos para
profundizar en las áreas identificadas como prioritarias con el
fin de contar con información útil para los diversos actores que
100.
“La Innovación en Chile no se trata de crear algo
en el mundo por primera vez; estamos hablando
de innovación relativa, de hacer algo por primera
vez en Chile”,
Joaquín Cordua
Gerente del Área de Capital Humano
Fundación Chile
para www.businesschile.cl
aplicación
buscan impulsar el desarrollo.
Sin embargo el valor de este estudio para esta investigación se
encuentra en demostrar el interés y la necesidad por parte de
las empresas y personas en desarrollar proyectos de innovación
tecnológica dentro del ámbito de este proyecto, entendido
como el desarrollo de nuevas tecnologías de aplicación en
procesos productivos.
“Se debe promover no sólo la generación o creación
de nuevas tecnologías, sino también la difusión y transferencia de las existentes.
Si bien en los sectores en los que Chile es líder puede
ser necesario estar en la frontera del conocimiento,
debe tenerse presente que la innovación implica principalmente adoptar y adaptar tecnologías externas.
Esta consideración implica que el esfuerzo innovador
del país debe estar en sintonía con las necesidades
empresariales, muchas veces referidas a difusión y
transferencia tecnológica que permitan cerrar brechas de productividad. Un primer paso de enorme
impacto consiste en difundir las mejores prácticas y
tecnologías ya en uso…”
Consejo Nacional de Innovación
para la Competitividad
Informe Final, pags.42-43, Febrero 2006,
Gobierno de Chile
La percepción de muchos hoy es que el tema de la innovación
está excesivamente relacionado con la investigación científica básica. Esta es reflejo de la forma en la que actualmente
se asignan los recursos: Chile gasta un 55% de ellos en ciencia
básica, en comparación a otros países que, en cambio, destinan un 60% de los recursos al desarrollo tecnológico y a las
aplicaciones.
Para resolver esta situación se ha planteado la necesidad
de acrecentar los lazos entre las universidades que hacen las
investigaciones y las empresas, pero al mismo tiempo se señalan las limitaciones que tal unión conllevaría. Por una parte, las
universidades no necesariamente generan conocimiento innovativo y, de todas formas, se requeriría de una masa crítica que
haga un esfuerzo de investigación que el sistema universitario
chileno no realiza en la actualidad. Por otra parte, las empresas
carecen de estructuras que permitan que el eventual conocimiento que se genere en las universidades pueda ser puesto
en práctica fácilmente.
Algunos problemas particulares que tiene este “mercado” son
la falta de definición de la propiedad intelectual en el trabajo
universitario, los sistemas de tarificación de los proyectos y los
incentivos para el personal de las universidades.
Una opción de trabajar con estas deficiencias en el sistema
sería fomentar la existencia de instituciones intermediadoras en
el mercado tecnológico, como lo proponen el ministro Eduardo
101.
aplicación
Bitrán*. Se trataría de organismos orientados a promover las
aplicaciones comerciales de los resultados de la investigación
universitaria.
El impulso de dichos organismos, con un claro perfil comercial,
insertos en una arquitectura organizacional tipo club tecnológico, tiene el potencial de apretar un Sistema de Innovación
Nacional que hasta ahora no presenta signos de gran consolidación entre sus participantes.
Lo más cercano que poseemos hoy en dia se encuentra en
la forma de iniciativas como SICTI, el Sistema de Información
en Ciencia, Tecnología e Innovación. Sin embargo, este no
cumple directamente con los puntos especificados.
Estos programas intentan ser de ayuda reuniendo y clasificando
los distintos proyectos de innovación existentes, pero carecen
de la función de lazo necesaria.
Los aportes de SICTI se definen como:
1. Pone a disposición la información de proyectos que actualmente se ejecutan en Chile.
2. Integra a las diferentes instituciones que ejecutan proyectos
de Ciencia, Tecnología e Innovación al permitirles compartir
recursos informativos y físicos, logrando sinergias en su uso y
una mayor eficiencia en la utilización de los recursos privados y
públicos.
3. Permite acceder a información de bases de datos nacionales e internacionales que antes de SICTI resultaban muy costosas o engorrosas en términos de búsqueda y localización de la
información necesaria.
102.
* Eduardo Bitrán
Ministro de Obras Públicas
Ingeniero Civil Industrial de la Universidad de Chile
Doctor en Economía de la Univesidad de Boston
aplicación
En consecuencia, fuera de informarse mediante instrumentos
de este tipo, un proyecto de innovación como el nuestro debe
valerse por si sólo para encontrar la dirección apropiada en la
búsqueda de apoyo y/o financiamiento.
No existe un ente que aconseje o guíe hacia el camino correcto, que nos diga si debemos, por ejemplo, postular a fondos
o acercarnos a incubadoras de negocios. Aún instituciones
como la Fundación Chile, la principal dedicada a promover la
introducción de innovaciones, sólo trabaja con empresas o en
desarrollos internos.
Afortunadamente, el programa Chile Innova reune los principales participantes en la promoción de la innovación en el
país, y a través de ello podemos llegar a las herramientas de
fomento de cada cual. Es así que se procedió a seleccionar los
fondos relevantes a un proyecto de Realidad Aumentada y se
provee la red de incubadoras del programa Chile Innova.
103.
aplicación
FINANCIAMIENTO
El principal instrumento de política utilizado ha sido el sistema
de “fondos concursables”. Estos fondos se han creado en
diferentes momentos para diversos propósitos y obedecen a
institucionalidades también distintas. Por ésto, con el propósito
de diseñar una política tecnológica, coordinar la acción de
los diferentes fondos y proveer los recursos, el Ministerio de
Economía coordina a través de Chile Innova los distintos fondos
relevantes a los campos de tecnología e innovación.
Existen diversos fondos de inversión destinados al financiamiento de iniciativas innovadoras. Un proyecto de implementación
de Realidad Aumentada resulta pertinente para varios de ellos.
Estos fondos tecnológicos se describen a continuación.
FONDEF
Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico
La misión de este fondo es fortalecer y aprovechar las capacidades de innovación científica y tecnológica de las universidades e instituciones de investigación y desarrollo (I+D) nacionales, financiando proyectos de alta calidad, significación
e impacto para mejorar la productividad y competitividad de
los principales sectores de la economía y mejorar la calidad de
vida de la población.
FONTEC
Fondo Nacional de Desarrollo Tecnológico y Productivo
Fontec a través de sus cinco líneas tiene por objetivo promover,
orientar, financiar y subvencionar la ejecución de proyectos
de innovación tecnológica, de transferencia tecnológica y, en
general, fomentar todas las etapas de desarrollo y la fase de
escalamiento productivo y comercial de proyectos derivados
de un proceso innovador, realizado por empresas productivas
de bienes y servicios.
104.
aplicación
FINANCIAMIENTO
FDI
Fondo de Desarrollo e Innovación Tecnológica
La misión de este instrumento de la Corporación de Fomento
(Corfo), es promover el desarrollo de iniciativas que contribuyan de manera sustantiva a la generación y gestión de procesos
de innovación y cambio tecnológico en áreas de impacto
estratégico en el desarrollo económico y social del país.
El fondo de recursos se asigna tras la realización de concursos
de proyectos y de licitaciones convocadas para la ejecución
de temas específicos, éstos están referidos a los siguientes ámbitos: desarrollo y adaptación de nuevas tecnologías, difusión y
transferencia de tecnologías a empresas e instituciones chilenas; desarrollo de capacidades tecnológicas necesarias para
la generación y gestión de cambios tecnológicos, y perfeccionamiento de mercados relacionados al desarrollo del sistema
innovativo nacional.
FIA
Fundación para la Innovación Agraria
FIA impulsa, coordina y entrega financiamiento para el desarrollo de líneas de acción, programas o proyectos orientados a
incorporar innovación en los procesos productivos, de transformación industrial o de comercialización en las áreas agrícola,
pecuaria, forestal, agroforestal y dulceacuícola.
Cabe mencionar que en términos generales el sistema de
apoyo a la innovación tecnológica no está focalizado en las
PYME ni en particulares. Si bien algunos de los fondos aqui mencionados sí consideran estos casos, los organismos de apoyo
a la innovación tecnológica (fundamentalmente los fondos
concursables) se han ido focalizando en empresas de tamaño
superior.
105.
aplicación
FINANCIAMIENTO
Incubadoras de Empresas, Red Chile Innova
Nº
Incubadora
1 Santiago Innova
www.innova.cl
[email protected]
5545494
Representante Legal
Alvaro Bustos Torreblanca - Claudio
Cortés Espinoza
2 Octantis
www.octantis.cl
[email protected]
3693531
Andrés Benítez Pereira
Av. Presidente Errázuriz 3485, Las Condes, Santiago
3 Ventana UC
Genera UC – Área de
Gestión de Innovación y
Emprendimiento de
4 DICTUC
3 IE Incubadora de
Empresas Tecnológicas del
Instituto Internacional
para la Innovación
5 Empresarial
Idea Incuba- Incubadora
de Empresas de Alta
6 Tecnología
Incubatec, Incubadora de
Negocios de la Universidad
7 de La Frontera
CDEUBB- Centro de
Desarrollo de Empresas
8 Universidad del Bio Bio
www.ventanauc.com
[email protected]
5806423
Carlos Williamson
Av. Del Parque 4161 Of. 303, Ciudad Empresarial Huechuraba
www.generauc.com
[email protected]
3545458
3547284
Jaime Retamal
Campus San Joaquín Universidad Católica de Chile, Edificio 510,
Torre C, DICTUC 3 Piso. Av. Vicuña Mackenna 4860
www.3ie.cl
[email protected]
32-654908
José Rodriguez Pérez
Av. España 1680, Edificio T, Valparaíso
www.ideaincuba.cl
[email protected]
41-207060
Sergio Lavanchy Merino
Campus Universidad de Concepción,
Edmundo Larenas 234, Concepción
www.incubatec.cl
[email protected]
45-734030
Sergio Bravo Escobar
Francisco Salazar 01145, Temuco
Hilario Hernández
Av. Collao 1202, Concepción
9 INER Los Lagos
www.inerloslagos.cl
41-731360
65-322384
65-322969
Raúl Aguilar
Camino Chinquihue km 6, Puerto Montt
10 ASOINCUBA
Sabio Incubadora de
11 Empresas
Incuba UNAP; Incubadora
de Negocios de la
12 Universidad Arturo Prat
106.
Página WEB
E mail
www.cdeubb.cl
Fono
Dirección
Victoria 456, Santiago
www.asoincuba.cl
[email protected]
51-204194
Jaime Pozo Cisternas
Benavente 980, La Serena
www.sabio.cl
[email protected]
5854514
Mario Silva Geneville
San Antonio 220 Of. 301, Santiago
www.incubaunap.cl
[email protected]
57-394717
Carlos Merino Pinochet
Av. Arturo Prat 2120, Iquique
13 Tarapacá Incuba
Aún sin página
Austral INCUBA,
Incubadora de Negocios de
la Universidad Austral de
14 Chile
www.australincuba.cl
[email protected]
58-205713
Emilio Rodriguez Ponce
Dieciocho de Septiembre 2222, Arica.
[email protected]
63-293600
Carlos Amtmann Moyano
Independencia 635, Valdivia
15 Incuba 2, Sede Calama
[email protected]
55-355031
Misael Heriberto Camus Ibacache
Angamos 0610, Antofagasta (por definir)
www.incuba2.cl
107.
“Good prototypes don´t just
communicate - they persuade”
Tom Kelley
IDEO
5
resultados
entorno de testeo
resultados y consideraciones
110
112
resultados
ENTORNO DE TESTEO
Con el objetivo de comprobar la validez de las aplicaciones
de Realidad Aumentada para el diseño establecidas en esta
investigación se procedió a realizar pruebas de éstas con el
propósito de medir su factibilidad práctica y los beneficios
percibidos por su utilización.
Los juicios aqui levantados son de un carácter subjetivo dada
la naturaleza intangible de las condiciones que debemos medir.
Las implementaciones de Realidad Aumentada son las siguientes [Ver: AR en el Proceso de Diseño, Pg.90]
1. Guía
2. Herramienta de Prototipado / Simulación
3. Herramienta de Presentación
1. GUÍA
Para llevar a cabo esta implementación eran necesarios el
equipo (PC) que realizaría el aumento, un modelo tridimensional del protipo físico que se deseara crear y el material físico en
que se crearía dicho prototipo. Para que funcione la aplicación
se configura ARToolkit [Ver: Trabajando en AR, Pg.47] de acuerdo a los archivos pertinentes, de manera que el programa
sitúe el modelo tridimensional desplazado de su marcador.
Puesto que en esta implementación cabe la posibilidad de que
el usuario bloquee el marcador con sus brazos, si este se encuentra desplazado podemos minimizar que esto ocurra. También se ajusta la escala del modelo en el archivo DAT para que
esta se asemeje lo más posible al tamaño del material físico. En
el archivo VRML se le da transparencia al modelo para evitar
problemas de obstrucción [Ver: Obstrucción y Recubrimiento,
Pg.76].
110.
resultados
ENTORNO DE TESTEO
La utilización de la Realidad Aumentada como herramiento de
prototipado y/o simulación depende directamente de las circumstancias particulares de cada caso. En este testeo se utilizó
como herramienta para verificar la ergonomia de dos objetos.
Para llevar a cabo esta implementación fueron necesarios el
equipo (PC) que realizaría el aumento y modelos tridimensionales de los prototipos que se desea comprobar.
Se configura ARToolkit [Ver: Trabajando en AR, Pg.47] de acuerdo a los archivos pertinentes, con modelos tridimensionales
transparentes para evitar problemas de obstrucción [Ver: Herramienta de Prototipado / Simulación, Pg.91]. Se ajusta la escala
en los archivos DAT de cada modelo para que se ajusten a la
escala humana, puesto que en esta implementación las medidas fidedignas son de prinicipal importancia.
Para la aplicación en forma de presentación se eligió la implementación del tipo Autoreferente [Ver: Herramienta de Presentación, Pg.92], puesto que ésta se considera como posiblemente la más popular de las establecidas. Para este testeo se
utiliza un proyector, el equipo (PC) que realiza el aumento y
modelos tridimensionales de prototipos varios para presentar.
ARToolkit se configura para todos los prototipos diréctamente
sobre sus marcadores.
111.
resultados
RESULTADOS Y CONSIDERACIONES
Las instalaciones ya mencionadas se llevaron a cabo para
poder apreciar y medir su efectividad en cumplir los objetivos
deseados [Ver: AR en el Proceso de Diseño, Pg.90].
1. GUÍA
La instalación se efectuó de manera que, con el hardware disponible, el usuario tuviera el mayor acceso posible al área de
trabajo. Se utilizó un notebook (PC) situado directamente frente
al usuario, lo más cerca posible, de modo que este último pudiera estirar sus brazos por los lados y trabajar detrás de él. Una
webcam montada en la parte superior de la pantalla apunta
hacia el área de trabajo y captura la imagen. Fue necesario
utilizar adhesivo para mantener la cámara en esa posición.
Se situó el marcador lo más cerca posible del PC, buscando el
lugar donde fuera lo menos accesible posible.
Se activó el aumento, y cuidando que éste no fuera interrumpido accidentalemente por el usuario se logró una aplicación
satisfactoria. El modelo transparente permite adecuadamente
el trabajo detrás de él, sin embargo resultaría más cómodo y
eficiente si fuera más inconspicuo. Son incomodidades físicas
las principales detractoras de este sistema, pero la utilización
de harware especializado resolvería este inconveniente. El
notebook utilizado, con una pantalla de 15,4 pulgadas, posee
un ancho de 36,5cms. Estas dimensiones vuelven poco tolerable el trabajo a través del equipo. Usando una pantalla menor,
una pantalla sin teclado (o un TabletPC) o, idealmente, algún
tipo de HMD esta técnica se volvería considerablemente más
práctica.
El beneficio más obvio para la aplicación de guía, y que esperabamos lograr, es la posibilidad de contar con una referencia
viva al momento de hacer trabajos de modelado de prototipos
físicos. Si bien ésto se logra satisfactoriamente, y sí es clara-
112.
El modelo opaco no permite ver a través
de él y por lo tanto no permite el trabajo
como guía
resultados
mente un aporte al modelado, cuesta justificar su utilización y
la inversión necesaria para su correcta implementación. Esta
aplicación requiere de un modelo tridimensional de lo que se
planea construir, y por lo tanto ese es un trabajo previo que
debe considerarse. Esto lo vuelve un proceso lento de implementar y en consecuencia probablemente solo realista para la
creación de prototipos exigentes.
Esta aplicación, además, demostró algunas falencias. Por un
lado su dependencia de un marcador visual, fuera del inconveniente de obstrucción que se debe evitar, también nos
imposibilita la manipulación libre y total del modelo. Debemos
cuidar al manipular el marcador de que los cambios en perspectiva no eviten su reconocimiento por parte de la cámara.
Esto obliga que al menos una de las caras de nuestra guía no
podamos verla nunca (si el marcador se utiliza plano sobre una
superficie, no podremos ver la cara inferior del modelo). Idealmente, la cámara debería ser capaz de reconocer el material
en que trabajamos y ligarse directamente a él.
El modelo transparente en cambio
permite ver los materiales detrás de él
y verificar condiciones como la simetría
del modelo en construcción
Para esta aplicación se dispuso del PC y la cámara de tal
manera que el campo de visión de la cámara fuera de suficiente tamaño para que el objeto tridimensional seleccionado
cupiera en sus medidas originales. Puesto que ésto requiere
que la distancia entre la cámara y el lugar del aumento sea
mucho mayor se nos presentaban dos opciones para poder
situar el modelo tridimensional en ese lugar. Por un lado, podiamos construir un marcador lo suficientemente grande como
para que fuera reconocido desde esa distancia o, alternativamente, existía la posibilidad de situar un marcador pequeño
cerca de la cámara y desplazar el objeto a través de las
especificaciones establecidas en el archivo DAT correspondiente. De usar el marcador gigante, podiamos situar el objeto
directamente encima, pero al mismo tiempo debiamos cuidar
113.
resultados
que durante nuestra comprobación de ergonomía que éste no
fuera bloqueado. A causa de ésto, se optó por utilizar el marcador pequeño con el modelo desplazado.
Para verificar la correcta escala del modelo se comparó al
modelo virtual con medidas fijas en el mundo real. Se utilizó una
huincha para medir sus dimensiones. Este proceso demostró
ser altamente dependiente en la calidad del video capturado
por la cámara. También demostró que la comprobación de
la escala en un modelo situado directamente sobre un marcador gigante sería de mayor facilidad que la de un modelo
desplazado. En ese caso, el mismo marcador puede utilizarse
como referencia.
Una vez establecida su correcta escala, el modelo tridimensional transparente permitió la clara comprobación de medidas.
En este caso particular, se utilizó el modelo de un refrigerador,
artefacto cuyo prototipo físico tendría un costo considerable.
Tener la posibilidad de corregir la altura de puertas, manillas,
profundidad de los compartimientos y dimensiones generales
antes de invertir en una maqueta da seguridad y ayuda a minimizar costos.
En esta implementación se buscó probar las habilidades de
representación en tiempo real de la tecnología y su recepción
por parte de una audiencia. Ya que el objetivo de esta herramienta es solamente exponer y dar a conocer modelos virtuales, no existe la necesidad de ser excesivamente riguroso en
por ejemplo, medidas y escala, como en la situación anterior.
La habitación se organizó con una mesa para el presentador,
un telón para proyectar a su lado y una audiencia situada en
frente. En la mesa, el presentador dispone de un notebook
(PC). Delante de la audiencia, se encuentraba el proyector y
114.
resultados
la cámara. El proyector se conectó al notebook y este último
se configuró para entregar dos outputs a la vez: el proyector y
su misma pantalla. De esta manera, el presentador es capaz
de recibir feedback de lo que ocurre a sus espaldas. Esto es
necesario puesto que se debe saber cuándo un marcador ha
sido aumentado y la perspectiva que mantiene para que el
aumento no se vea interrumpido.
La ubicación de la cámara es de vital importancia en esta aplicación. Puesto que normálmente hacemos uso de marcadores
laminares, situamos la cámara en relación a ello, ubicándola
desde arriba en un ángulo que pueda ver la superficie que
contiene las láminas(marcadores). En el caso de esta presentación deseabamos que la imagen capturada se refiriera
directamente al presentador, es decir, que la imagen aumentada fuera lo más cercana posible a la vista que la audiencia
tiene del presentador. Ésto nos obligaba a situar la cámara
directamente frente al presentador, entre él y la audiencia.
Pero desde esa ubicación, los marcadores planos sobre la
mesa no eran reconocibles por la perspectiva. Para solucionar
esto, se crearon marcadores en las caras de cubos de cartón.
Así, éstos se encuentran de frente a la cámara, y mediante la
modificación de sus archivos DAT en ARToolkit se orientan correctamente.
Este marcador es confundido por el software,
dada que otro marcador similar está cargado
en memoria. El programa alterna entre los dos
modelos posibles
El uso como herramienta de presentación, a diferencia de las
otras aplicaciones, es la con más posibilidades de requerir que
más de un aumento esté programado en ARToolkit. En nuestras
pruebas, se hizo uso de cuatro simultaneos, y se presentaron
problemas. Mientras más marcadores se incorporen en conjunto a la aplicación, más cuidado hay que tener en que los dibujos de los marcadores sean lo más distintos posibles. En nuestro
caso, dos de los marcadores eran confundidos por el programa, y éste alternaba el aumento que nos mostraba según
la distancia del marcador a la cámara. Al alejarse, y perder un
poco de definición, éste era reconocido como uno distinto.
115.
resultados
Para la audiencia presente el impacto es considerable. No
hubo observador que no demostrara asombro frente a lo expuesto. Si bien estas son apreciaciones subjetivas, la recepción
favorable es inegable.
Si consideramos que, en términos reales, lo que hacemos con
esta presentación (mostrar un producto) podría ser remplazado
por un video/animación/render pre-armado, debemos notar también la evidente existencia de un valor intangible que
engrandece una presentación realizada con modelos manipulables en tiempo real.
Es en dos oportunidades en particular donde la utilización de
la Realidad Aumentada en una presentación realmente se
destaca. El primer caso ocurre al aprovechar la cualidad de
prototipo virtual. La simulación (y comprobación) en vivo de
un modelo que no se encuentra materialmente en el lugar
sorprende y es evidente en su utilidad. El segundo caso ocurre
con la utilización de modelos animados. Aún a escala, al estar
animado un modelo cobra vida. Y como trabajamos con modelos tridimensionales que se mueven en nuestro mismo entorno
(por ejemplo, sobre nuestra mesa) y comparte nuestro espacio,
el efecto es aún mayor.
Modelo animado en las manos de
un miembro de la audiencia
Algunas de estas apreciaciones son el resultado de pruebas
informales posteriores.
116.
“Prototyping is problem solving. It’s a culture and a language. You can prototype
just about anything - a new product or service, or a special promotion. What counts
is moving the ball forward, achieving some part of your goal.
Not waisting time.”
Tom Kelley
Febrero 2001
117.
“Today, we accept cosmetics, tailored suits, plastic
surgery, and many other products and services that
make us look more attractive. Indeed, we have been
purposely altering our appearance for more than
6,000 years. So what will stop us from using bodysuits
and virtual reality, which are guaranteed to improve
our looks far more dramatically?”
Michael L. Dertouzos
MIT Laboratory for Computer Science
6
conclusión
ar al diseño como innovación en chile
120
conclusión
AR AL DISEÑO COMO INNOVACIÓN EN CHILE
Hasta esta fecha, la Realidad Aumentada es aún una tecnología desconocida para el público en general. Aún existiendo aplicaciones adoptadas y asimiladas, como es el caso de la
tecnología de sporTVision [Ver: Augmented Reality Hoy, Pg.17],
ésta no se reconoce como una realidad con el potencial de
cambiar drásticamente muchos procesos y aplicaciones.
No se ha acercado la tecnología al público en general. La Realidad Aumentada permanece desconocida para la mayoría
de la gente y en la mayoría de los casos. Esto presenta algunos
beneficios, puesto que en los casos que sí se hace uso de ella el
impacto es mucho mayor. Sin embargo, la tendencia general
apunta a que ésto cambiará en un plazo relativamente corto.
Como se menciona en esta investigación, existen algunos
factores que apuntan a cambiar la manera en que interactuamos con elementos digitales. Uno de los factores de mayor
impacto, la nueva consola de videojuegos Nintendo Wii [Ver:
Nintendo Wii, Pg.X], ha demostrado tener un éxito rotundo de
adopción; luego de cuarenta días en el mercado ha logrado
vender cerca de dos millones de consolas. La aceptación de
este nuevo acercamiento a lo digital, y la predicción de que
las próximas consolas de videojuegos continuarán su desarrollo en esta dirección nos hace esperar un uso cada vez más
masivo de la manipulación directa de elementos digitales y por
lo tanto de aplicaciones de Realidad Aumentada en el mainstream.
Como esta investigación ha demostrado, la aplicación y utilización de la Realidad Aumentada hoy en dia es un proceso
engorroso y poco elegante. No existen facilidades. Aunque se
conociera la tecnología y se deseara hacer uso de ella, cuesta
justificar una investigación como ésta para solo aprender a
realizar una implementación. Para el mundo empresarial, no
resulta factilble.
Sin embargo, una vez que hemos aprendido a utilizar y a aprovechar, y conocemos las limitaciones y posibilidades (como
120.
ar al mainstream
Consolas vendidas hasta el 27 de diciembre
del 2006 - Fuente: www.nexgenwars.com
XBOX 360 (Lanzado el 12/05/05)
9.174.757
Playstation3 (Lanzado el 17/11/06)
807.356
Nintendo Wii (Lanzado el 19/11/06)
1.996.567
usando ar
conclusión
ocurre luego de leer esta investigación) descubrimos como
con muy poco esfuerzo pueden generarse buenas herramientas. Con el desarrollo existente, con las aplicaciones que se
distribuyen libremente es relativamente poco lo que falta por
generar herramientas prácticas. El código fuente esta creado
y es de uso gratuito, por lo que los costos de programación y
los tiempos de desarrollo de una interfaz para el usuario debieran ser mínimos. Si logramos hacer de la Realidad Aumentada un elemento fácil de integrar su implementación debiera
disparase proporcionalmente. El principal detractor del uso de
la AR es la tecnología misma como esta disponible hoy. Y sin
embargo, los beneficios de su uso son tan claros que cuesta
aceptar que aún no exista un desarrollo más extenso de esta
tecnología.
beneficios
Como hemos visto, la Realidad Aumentada presenta claros
beneficios tanto para el diseño como para prácticamente
cualquier disciplina. En toda área se pueden encontrar oportunidades en las que hacer uso de herramientas de representación, o posibilidades para llevar a cabo simulaciones que
de otra manera podrían resultar tan costosas como para ser
prohibitivas. La Realidad Aumentada nos da la posibilidad de
ahorrar en elementos que, de ser físicos, podrían impedir su
realización a causa de su costo. Y su valor como herramienta
de representación es indiscutible. Resulta evidente al observar
las reacciones de sujetos expuestos a aplicaciones de esta
tecnología que existe un efecto psicológico innegable que
se presenta en el minuto que aceptamos que estamos compartiendo un espacio físico con elementos digitales. Es nuestra
puerta de entrada a superar las barreras que nos separan de
un mundo que, en otras condiciones, permanecería encerrado
en una ventana.
121.
conclusión
Al indagar particularmente en el proceso de diseño encontramos que mediante la incorporación de la Realidad Aumentada al proceso de diseño somos capaces de enriquecer el
proceso creativo, facilitando algunas tareas y proporcionando
habilidades que no eran posibles anteriormente. Si bien la aplicación del tipo guía resulta básica en cuanto a su aplicación,
no es despreciable en el entorno industrial. Las capacidades
de prototipado virtual, simulación y presentación en cambio
poseen la facultad de ser grandes influenciadores de masas y
reductores de costos. Además, nos brindan la posibilidad de
acercarnos a la experiencia del usuario frente a una situación.
de una forma mucho más real y cercana. La metodología de
IDEO [Ver: El Proceso de Diseño, Pg.86] en que nos basamos
para esta investigación valora enfáticamente esta herramienta, y demuestra la validez y coherencia del producto que
podemos proveer.
ar en el diseño
En Chile encontramos que no existen planes a corto plazo para
la implementación de ningún tipo de aplicación de Realidad
Aumentada. El blog nacional de diseño Digilicious*, el 26 de
octubre de este año publicó una artículo dando a conocer la
tecnología y estableciendo lo deseable que sería ésta para el
diseño - todos puntos resueltos en esta investigación.
ar en chile
Si generáramos una herramienta, ya sea para el diseño o para
otra área, debemos completar el desarrollo de software dedicado y propio. Hoy en día, con el software disponible y de
uso gratuito existente sí pueden generarse aplicaciones útiles
y deseables, pero la misma condición de trabajo en proceso
de la mayoría de estos programas logra que estas se vuelvan
poco cómodas y poco confiables. Son aplicaciones poco
elegantes, poco refinadas, sin soporte técnico de ningún tipo, y
sin garantía alguna. Resulta poco serio acercarse a ofrecer este
producto sin un mínimo de desarrollo. Esto hace impresindible
la producción de software propio para aplicaciones comerciales, para evitar así completamente la dependencia en terceros
involucrados.
122.
* http://www.digilicious.cl/2006/10/26/realidadaumentada-augmented-reality/
conclusión
ar como innovación
Como iniciativa de innovación para el país un proyecto de
aplicación resulta pertinente y apropiado, y sería posible
encontrar el apoyo y financiamiento necesario para llevarlo a
cabo. Pero como aquí dice, es necesario establecer exactamente la aplicación y la industria en la que se efectuará. Ofrecer solamente Realidad Aumentada no se sostiene por si solo.
No podemos postular a un fondo con sólo el conocimiento de
una tecnología, debemos también ser capaces de crear los
procesos en que se utilizarán, cómo funcionarán y como debe
implementarse en cada uno de esos casos.
La industria se interesa por el desarrollo de tecnologías de la
información y los estudios han demostrado que campos como
“Generación y procesamiento de contenido multimedial” y
“Producción de software para responder tanto a la demanda
nacional como internacional” son áreas de gran potencial
económico para el futuro. Pero para poder llegar a participar
de ello nos encontramos con que debemos generar la herramienta para satisfacer una necesidad versus generar la necesidad de nuestra herramienta. Es un encuentro del tipo SciencePush v/s Demand-Pull, en que las tecnologías generadas por la
investigación se enfrentan a la demanda real por dichas herramientas. Nos vemos por lo tanto en la obligación de determinar y especificar aplicaciones concretas y precisas de Realidad
Aumentada para poder con ellas seducir los mercados.
La Realidad Aumentada posee el potencial de insertarse como
una herramienta práctica para las empresas, pero no si no la
desarrollamos. Tenemos en nuestras manos una herramienta
en bruto, que no ha sido aprovechada ni explotada, capaz seducir a una audiencia, convencerla, influenciar su opinion; capaz de crear costosos prototipos sin el costo; capaz de llevar a
cabo simulaciones en condiciones normalmente no simulables.
123.
conclusión
Para nuestro caso específico, en el entorno del diseño, se han
demostrado posibles aplicaciones específicas en que el proceso de diseño se vería beneficiado por las técnicas de Realidad Aumentada aquí presentadas. El diseño, con su condición
de disciplina con facilidad de adopción de nuevas tendencias
se encuentra en una posición única de ser de los primeros en
aprovechar y desarrollar esta tecnología. Hasta hoy, sólo el
campo de la publicidad ha aprovechado algunas de las posibilidades de la Realidad Aumentada en el mainstream [Ver:
AR al mainstream, Pg.18]. Tanto internamente incorporándose
al mismo proceso de diseño, como en las aplicaciones que pueden diseñarse para otros usos el diseño es capaz de generar
innumerables aplicaciones para esta tecnología.
Y una vez generadas estas aplicaciones, poseemos las herramientas para acercarnos a las instituciones que fomentan el
desarrollo del país. Los beneficios son suficientes para justificar
las implementaciones y el mercado espera a quien provea la
aplicación correcta.
124.
ar al diseño como
innovación en chile
125.
“Successfull innovations recognize that people don´t
always do the “right” thing or make the necessary leaps
to bridge the gap between familiar and genuinely new
ideas. Widespread adoption often takes time. Astute
observation is one way to shorten that cycle and make
trade offs that users will accept.”
Tom Kelley
IDEO
7
glosario y
bibliografía
128
132
glosario
API (Application Programming Interface) (Interfaz de Programación de Aplicaciones)
componentes software.
Augmented Reality (AR) (Realidad Aumentada) (Realidad Mediada) (Mixed Reality) (Mediated Reality)
El término Realidad Aumentada o Realidad Complementada,
se refiere al hecho de añadir una parte sintética virtual a lo real.
Es un campo de investigación computacional, que se refiere a
la combinación de datos del mundo real y los datos originados
en el computador.
Aumento
Proceso de insertar un elemento digital en una señal de video
en vivo.
Compilar
Es el proceso por el cual se traducen programas en código
fuente a programas ejecutables, se crea software finalizado.
CPU (Central Processing Unit) (Unidad Central de Proceso)
Es el componente en un computador digital que interpreta las
instrucciones y procesa los datos contenidos en los programas
de computador.
Driver (Controlador de Dispositivo)
Un controlador de dispositivo es un programa informático que
permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y proporcionando una
interfaz para usarlo.
FireWire
Es un estándar multiplataforma para entrada/salida de datos
en serie a gran velocidad (393Mbits/s). Suele utilizarse para la
interconexión de dispositivos digitales como cámaras digitales y
videocámaras a ordenadores.
128.
glosario
GLUT (OpenGL Utility Toolkit)
Es un kit que permite el desarrollo de aplicaciones con OpenGL.
GPU (Graphics Processing Unit) (Unidad de Procesado de Gráficos)
Una GPU es una CPU dedicada exclusivamente al procesamiento de gráficos, para aligerar la carga de trabajo del procesador central en aplicaciones como los videojuegos.
HMD (Head Mounted Display)
Es un dispositivo que una persona usa en la cabeza para tener
información de video exhibida directamente delante de los
ojos.
HUD (Heads-Up-Display)
Es una tecnología de representacion visual, utilizada en aeronaves de combate y otros vehiculso que proyecta información
sobre el vidrio de la cabina.
Lingo - programming language
El término Lingo ha sido utilizado para diversos lenguajes de
programación. Su versión más común es un “scripting language” o lenguaje script utilizado para Macromedia Director,
un programa de autoría. Permite integrar con relativa facilidad
texto, imágenes, sonidos y video digital, siendo una alternativa
a lenguajes más tradicionales.
Live Feed (Video en vivo)
Se refiere al método de distribución directa de una señal de
video entre un sujeto filmado y un usuario final que la recibe en
tiempo quasi-real.
Mediated Reality (ver: Augmented Reality)
Mixed Reality (ver: Augmented Reality)
129.
glosario
OPENGL (Open Graphics Libary) (Biblioteca de Gráficos Abierta)
OpenGL es una especificación estándar que define una API
multi-lenguaje multi-plataforma para escribir aplicaciones que
producen gráficos 3D, desarrollada originalmente por Silicon
Graphics Incorporated (SGI).
PDA (Personal Digital Assistant) (Ayudante Personal Digital)
Es un computador de mano originalmente diseñado como
agenda electrónica (calendario, lista de contactos, block de
notas y memos) con un sistema de reconocimiento de escritura.
PPU (Physics Processing Unit) (Unidad de Procesamiento de Cálculos de Física)(PhysX)
Una PPU es una CPU dedicada exclusivamente al procesamiento de cálculos de física, para aligerar la carga de trabajo
del procesador central en aplicaciones como los videojuegos.
PhysX es el primer chip y kit de desarrollo diseñado para esta
función.
SDK (Software Development Kit)
Kit de desarrollo de software es generalmente un conjunto de
herramientas de desarrollo que le permite a un programador
crear aplicaciones para un sistema bastante concreto, por
ejemplo ciertos paquetes de software, frameworks, plataformas
de hardware, ordenadores, videoconsolas, sistemas operativos,
etcétera.
Source Code (código fuente)
Es el código de programación computacional con el cual se
desarrollan aplicaciones.
130.
glosario
Threshold (Umbral)
Es el método más simple de segmentación de la imagen. A los
pixeles individuales en una imagen de escala de grises se les
asigna típicamente un valor de “1” si se asume como un pixel
de “objeto” (más brillante que el fondo) mientras que para un
pixel del “fondo” se da un valor de “0”.
El controlador threshold determina el valor que se utilizará
como criterio para realizar esta segmentación.
Ubiquitous Computing (ubicomp)(computación ubícua)
Integración de elementos computacionales o dispositivos inteligentes en el entorno de la persona, de forma que no se perciban como objetos diferenciados.
USB (Universal Serial Bus)(Bus de Serie Universal)
Es un estándar de conexión que permite a los dispositivos periféricos conectarse al computador sin reconfigurar el sistema o
abrir la caja del computador para instalar tarjetas de interfase.
USB 2.0 es un modo de alta velocidad de 480 Mbit/s
VRML (Virtual Reality Modeling Language) (Lenguaje para Modelado de Realidad Virtual)
Formato estandarizado para la utilización de gráficos interactivos tridimensionales; diseñado particularmente para su empleo
en la web.
X3D
Es un lenguaje informático para gráficos vectoriales tridimensionales definido por una norma ISO, que puede emplear tanto
una sintaxis similar a la de XML como una del tipo de VRML. Es
el sucesor de VRML.
131.
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