La realidad virtual es un sistema que permite a uno o
más usuarios ver, moverse y reaccionar en un mundo simulado
por ordenador o computadora. Los distintos dispositivos de
interfaz permiten al usuario ver, tocar y hasta manipular
objetos virtuales. Los mundos virtuales y todo lo que
contienen (incluyendo imágenes computerizadas de los
participantes) se representan con modelos matemáticos y
programas de computadora. Las simulaciones de realidad virtual
difieren de otras simulaciones de computadora en la medida en
que requieren dispositivos de interfaz especiales.
Realidad
virtual
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Realidad virtual
Estos
dispositivos transmiten al usuario las imágenes, el sonido y
las sensaciones de los mundos simulados. También registran y
envían el habla y los movimientos de los participantes a los
programas de simulación. En lugar de utilizar un teclado o un
ratón o mouse para comunicarse con la computadora, estos
dispositivos especiales permiten al participante moverse,
actuar y comunicarse con la computadora de forma parecida a
como lo hace en su vida cotidiana. Este estilo natural de
comunicación y la capacidad de mirar a su alrededor dan al
usuario la sensación de estar inmerso en el mundo simulado.
2 DISPOSITIVOS DE INTERFAZ
Para ver el mundo virtual, los usuarios utilizan una pantalla
acoplada a la cabeza llamada HMD (acrónimo de Head Mounted
Display, pantalla acoplada a la cabeza) que muestra una imagen
de computadora ante cada uno de sus ojos. La HMD cuenta
también con un sistema de seguimiento de posición para
controlar la posición de la cabeza del usuario y la dirección
en que está mirando. Utilizando esta información, el ordenador
recalcula las imágenes del mundo virtual y genera una imagen
ligeramente distinta para cada ojo. La imagen generada debe
coincidir con la dirección hacia la que está mirando el
usuario. La computadora debe producir varios fotogramas
distintos por segundo, para evitar que la imagen no tenga
saltos ni aparezca con retraso en relación a los movimientos
del usuario. A pesar de que la potencia de las computadoras ha
aumentado significativamente, todavía es necesario que las
escenas de los mundos virtuales no sean muy complicadas de
modo que la computadora pueda recomponer sus elementos con
rapidez (al menos 10 veces por segundo). Una persona puede
diferenciar con facilidad el mundo real del virtual, dada la
simplificación de las escenas y las limitaciones de los
gráficos y las pantallas de las computadoras. La HMD cuenta
con auriculares incorporados que permiten a los usuarios oír
los sonidos del mundo virtual. La información suministrada por
el dispositivo de seguimiento de posición de la HMD también
puede utilizarse para actualizar las señales de audio. Cuando
una fuente de sonido no esté justo delante o detrás de un
usuario, los sonidos llegarán a un oído un poco antes o un
poco más tarde que al otro. El sonido puede ser también un
poco más fuerte o más suave o variar de tono. El cerebro
compara las señales de sonido que llegan a cada oído y utiliza
estas diferencias para delimitar espacialmente su origen.
La computadora usa la información de posición de la HMD para
transmitir sonidos a través de los auriculares, de forma que
parezca que su origen tiene una posición definida en el
espacio virtual. No obstante, tal y como ocurre con las
imágenes, todavía deben resolverse muchos problemas técnicos
antes de que puedan simularse de forma precisa los sonidos a
los que estamos acostumbrados en el mundo real. Los aspectos
menos desarrollados y quizá más difíciles de resolver son el
sentido del tacto y las sensaciones de presión en la piel y en
los músculos, los tendones y las articulaciones, y el
desarrollo de una interfaz adecuada. Con un guante y un
dispositivo de seguimiento de posición la computadora puede
calcular con facilidad la posición de la mano del usuario.
También existen varias técnicas para medir los movimientos de
los dedos. Éstas permiten al usuario tocar el mundo virtual y
manejar los objetos sin sentirlos. Es muy difícil generar las
fuerzas que se sienten cuando una persona golpea una
superficie dura, toma un objeto o pasa un dedo sobre una
superficie o un paño con una determinada textura. Un conjunto
de motores controlados por la computadora debería proporcionar
estas sensaciones. Es necesario sin embargo que estos motores
sean más rápidos y más precisos que los disponibles en la
actualidad. La forma de utilizar los motores y el cableado
necesario para controlarlos son dos de los problemas que se
plantean en este terreno. Las sensaciones táctiles deberían
ser sincronizadas con las visiones y sonidos de la HMD. Varias
compañías han desarrollado dispositivos de sobremesa que
pueden aplicar fuerzas de baja intensidad a través de un
enlace mecánico a un lápiz que sostiene el usuario en su mano.
El efecto es similar a mover el mundo virtual con un lápiz.
Los usuarios notan cuándo el lápiz toca un objeto virtual y
pueden arrastrar el lápiz por encima de una superficie para
sentir su textura y su forma.
3 DESARROLLO Y USOS
A pesar de que el público conoce la realidad virtual desde
hace poco tiempo, los investigadores llevan trabajando en
estos problemas desde hace muchos años. En la década de 1960,
Raymond Goertz y posteriormente Michael Noll de los
laboratorios Bell desarrollaron prototipos de dispositivos de
interacción de fuerzas con el usuario. Los dispositivos de la
realidad virtual han mejorado de una forma espectacular en los
últimos años como consecuencia de varios nuevos avances de la
tecnología. La potencia y la capacidad de memoria de las
computadoras ha aumentado, y su costo se ha reducido de forma
considerable. Estos factores, junto con la aparición de
mejores pantallas de cristal líquido para las HMD, permiten a
los científicos de muchos laboratorios desarrollar y utilizar
simulaciones de realidad virtual, por ejemplo explorando y
manipulando datos experimentales de una forma imposible
anteriormente. Los terapeutas utilizan la realidad virtual
para tratar a las víctimas de abusos y a personas con miedo a
las alturas. Los pacientes de distrofia muscular están
aprendiendo a utilizar una silla de ruedas a través de la
realidad virtual. En el futuro los cirujanos podrán usar un
sistema de realidad virtual para planificar y realizar
operaciones a un paciente virtual, en lugar de a una persona
real. Los arquitectos podrán llevar a sus clientes a visitar
una nueva casa antes de que se construya. Un sistema de
realidad virtual podrá servir como un instrumento de
entrenamiento para aviones y otra maquinaria compleja. La
realidad virtual en red permitirá que varias personas de
varios continentes participen al mismo tiempo en
teleconferencias, en quirófanos virtuales o en ejercicios
simulados de entrenamiento militar.
