Es difícil proporcionar una definición unificada de realidad virtual, pero podríamos decir que la realidad virtual es un entorno de escenas u objetos hiperrealistas generado a través de medios informáticos. Dicho entorno virtual proporciona a los usuarios una experiencia inmersiva que produce una sensación de realidad con la percepción de diversos estímulos captados a través de distintos dispositivos tales como gafas o cascos de realidad virtual.
Las aplicaciones de la realidad virtual son prácticamente infinitas y tienen que ver con simular una realidad que rompe con la realidad física espacio-temporal en la que se encuentra actualmente el usuario y que le proporciona un entorno seguro y menos costoso, pero muy similar al mundo real. Así pueden tener cabida en sectores tan dispares como la educación, la formación o entrenamiento, la exhibición y venta de productos y servicios, la medicina, el ocio o el turismo.
Cascos de realidad virtual
Para poder hacer uso de esta tecnología son necesarios cascos o gafas de realidad virtual. Conocidos también como HMD, se distinguen fundamentalmente dos tipos: los que llevan pantalla incorporada y los que son esencialmente una carcasa destinada a que el usuario introduzca un smartphone. Nosotros nos vamos a centrar en los que llevan pantalla incorporada por conseguir una calidad mucho mayor.
Las pantallas de estos dispositivos pueden ser LCD aunque empiezan a aparecer en el mercado otros con tecnología OLED.
Mientras que algunos cascos utilizan dos displays LCD (uno para cada ojo), otros optan por un único display con una división en el centro. Algunos tienen unas lentes colocadas entre los ojos y el display, y pueden ajustarse a la distancia de los ojos. Las lentes modifican la imagen para cada ojo, cambiando el ángulo de la imagen 2D de cada display para crear un efecto 3D, simulando las diferencias con las que se ven las cosas con un ojo respecto al otro.
Otro aspecto importante de los HMDs es el campo de visión. La mayoría funcionan con un campo de visión de entre 110º y 120º.
Por último, hay que destacar dos puntos: los fotogramas por segundo (FPS) y la latencia. Es imprescindible un mínimo de 60 FPS para que el ojo perciba las imágenes de manera natural y no provoque mareo. Todos los cascos importantes superan este mínimo. El otro punto es la latencia, que ha de ser inferior a 20 ms para que el usuario no experimente una sensación de retraso entre lo que hace y lo que ve.
Entre los cascos de realidad virtual más famosos del mercado están:
Oculus Rift: aparato de realidad virtual para usos tanto lúdicos como profesionales, desarrollado por la empresa Oculus VR (adquirida por Facebook) Funciona conectado a un ordenador, donde se ejecuta el software, lo que le permite aprovechar toda la potencia de aquel para su recreación del mundo virtual.
Playstation VR: Es un casco de realidad virtual diseñado por Sony para ser plenamente funcional con la consola Playstation 4 y Playstation 4 Pro.
Microsoft HoloLens: gafas de realidad aumentada y realidad mixta en desarrollo por Microsoft dentro de su plataforma Windows Holographic. Presentadas al público en 2015. A diferencia de otras, llevan incorporado su propio hardware de procesado y su sistema operativo (Windows), por lo que son independientes de cualquier aparato externo. Utiliza su propia plataforma que se ha bautizado Windows Holographic.
HTC Vive: Con una resolución anunciada de 1080×1200 para cada ojo, tasa de refresco de 90 Hz, y más de 70 sensores de posición y orientación.
StarVR: desarrolladas por Starbreeze Studios y compatibles con el sistema abierto SteamVR. Destacan por su amplio campo de visión (210 grados) al utilizar dos pantallas de 2560 x 1440, una para cada ojo.
FOVE VR: poseen la peculiaridad de incorporar seguimiento del ojo (seguimiento ocular), lo que permite cosas como enfocar la imagen de acuerdo con el lugar adonde se mira, o nuevas formas de interacción visual.
Técnicas de realidad virtual
Es necesario aplicar una serie de técnicas para que el usuario tenga sensación de realidad. Las más importantes son el seguimiento de cabeza, de movimiento y ocular.
Seguimiento de cabeza:
El seguimiento de cabeza permite a una aplicación reconocer los movimientos de cabeza del usuario, y realizar un desplazamiento de la imagen cuando éste mueve la cabeza en cualquier dirección. Para realizar este seguimiento se utilizan unos acelerómetros, giroscopios y magnetómetros incorporados en los HMDs. Además, cada compañía utiliza una técnica propia para determinar la posición de la cabeza.
El Oculus Rift utiliza su propio sistema llamado Constellation Tracking System. Consiste una serie de 20 LEDs infrarrojas colocadas alrededor del headset formando un patrón reconocible y un sensor. El sensor va captando fotogramas y analizando la posición de todos los ledes, permitiendo así el seguimiento.
Algo parecido es lo que usa PlayStation VR, excepto que son solo 9 LEDS. La desventaja del PSVR es que ha de ajustarse con la cámara cada vez que una persona de diferente estatura (por ejemplo) lo utiliza. Además, la PlayStation Camera, necesaria para poderlo utilizar, ha de estar bastante cerca del usuario para funcionar bien. De hecho, Sony recomienda que se utilice el PSVR sentado, a aproximadamente 1.5 metros de la cámara y con espacio suficiente para realizar algunos movimientos ligeros. De hecho, a partir de esta distancia el rendimiento disminuye, y Sony no garantiza que la cámara detecte correctamente el movimiento a partir de los 3 metros.
El método que utiliza el HTC Vive es bastante más novedoso. Se trata de un sistema de seguimiento llamado Lighthouse. No requiere de ninguna cámara, y el HMD no emite luz. El sistema consiste en dos cajas que se colocan en la pared con un ángulo de 90 grados.
Después hay que determinar el tamaño de la sala. Éstas cajas contienen unas LED y dos emisores de láseres, uno horizontal y uno vertical. Por otro lado, el HMD y los dos mandos (son necesarios dos para poder determinar la posición de ambas manos y brazos) disponen de sensores que captan la luz y los láseres emitidos por las cajas. Las LEDs se iluminan y los dispositivos receptores empiezan a contar. Uno de los dos láseres emite un barrido por toda la sala. Los dispositivos detectan que sensores han sido alcanzados por el barrido y cuánto tiempo ha pasado desde el flash de las LEDs y utilizan esta información para calcular su posición respecto a las cajas. Al acercarte demasiado a un muro, una cuadrícula translúcida aparece avisando de que estás cerca de una pared real.
Rastreo de movimiento:
El seguimiento o rastreo de movimiento es una extensión del seguimiento de cabeza, pero permitiendo reconocer otro tipo de movimientos, como el de las extremidades. Este terreno no está tan avanzado como el anterior, aunque las grandes compañías están enfocando su interés en él.
Seguimiento ocular:
Se trata de una tecnología que las principales compañías no han incorporado aún, pero que está presente en el HMD FOVE VR. Este HMD incorpora unos sensores infrarrojos interiores que captan los movimientos del ojo. Esto permite un amplio espectro de opciones que van desde replicar los movimientos de tus ojos en tu avatar virtual, hasta provocar reacciones de otros personajes según la manera en la que los miras. Lo que es más impresionante es el realismo que ofrece el seguimiento ocular.
Desde Teseo siempre hemos apostado fuerte por la innovación y llevamos varios años desarrollando sistemas enfocados a conseguir realidad virtual. Fuimos pioneros en Castilla y León en grabaciones de video en estereoscopía 3D (año 2010). Dos años después empezamos a desarrollar videos en 360 grados y aplicaciones de realidad aumentada. El conocimiento de estas tecnologías y la experiencia de Teseo en el sector audiovisual y de desarrollo de aplicaciones informáticas han convergido en el desarrollo de Realidad Virtual. Actualmente nos encontramos inmersos en la creación de una aplicación para promotoras inmobiliarias.