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. 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.
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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.
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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.
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