“COLEGIO NACIONAL POMASQUI”

NOMBRE:LIZBETH MORALES CURSO: 10mo “A”

Trabajo de realidad aumentada

¿QUE ES REALIDAD AUMENTADA?

• Realidad Aumentada (RA) es un término acuñado por Tom Caudell en el año 1990 y describe la aumentación de la realidad física mediante el uso de técnicas que la mezclan con contenido digital (virtual). Tenemos pues que la Realidad Aumentada es un Entorno que incluye elementos de los dos mundos (virtual y real), es interactivo en tiempo real y se muestra en tres dimensiones; podemos decir que se contruyen nuevos mundos mixtos coherentes con ambos sistemas. La capacidad de la realidad aumentada para mezclar objetos reales y virtuales en un mismo escenario nos permite utilizar objetos reales y transformarlos en virtuales o mixtos, de tal forma que es posible usar esta tecnología como una plataforma para la interacción humano-máquina. Algunos investigadores creen que la RA representa, fundamentalmente, un nuevo método para organizar e interactuar con la información.

¿Cómo FUNCIONA LA REALIDAD AUMENTADA?

• De forma general y para explicar de forma sencilla cómo funciona la RA usaremos los marcadores como elemento básico de identificación de posición de los objetos RA a mostrar (etiquetas, objetos estáticos y dinámicos, videos, etc...). Es decir, mediante la identificación de un marcador el sistema sabe dónde colocar una imagen y su orientación espacial. Los marcadores pueden ser dibujos, fotografías, formas reconible (p.e. edificios, geométricas), una posición geográfica (latitud, longitud) o cualquier otro elemento que pueda ser identificado (y programado) por un procesador. A finales de los años noventa fueron desarrolladas las primeras librerías de realidad aumentada, ARtoolkit (Augmented REality Toolkit), de Kato y Billinghurst (1999). Este sistema analiza la imagen grabada por la cámara de vídeo en busca de un patrón gráfico (un marco cuadrado negro, con diferente diseño en su interior para calcular la orientación espacial del objeto), partiendo de la posición original que grabó la imagen. Cuando este patrón es detectado, son analizadas las coordenadas de sus cuatro esquinas y gracias a los valores de cada uno de esos cuatro puntos espaciales colocados sobre un plano obtiene la posición y orientación en el espacio cartesiano de la cámara que tomó la imagen relativa a la marca.

APLICACIONES DE REALIDAD AUMENTADA

• La cantidad de campos dónde se puede utilizar la Realidad Aumentada es enorme, entre ellos se encuentran el campo militar, las Ciencias Aplicadas (Medicina, Tecnología, Ingeniería, Arquitectura, Topografía), en Educación, para diversas actividades de Ocio y Turismo, Marketing...

• Militar• La primera aplicación de la RA fué la militar, donde en una pieza de vidrio transparente se proyectaba toda la información necesaria para el piloto,

superponiéndose esta información sobre la exterior. Esto permitía (y permite) seguir simultáneamente lo que ocurre en el exterior del avión y tener a mano todos los datos de vuelo sin tener que desviar la mirada. Uno de los primeros aviones con este dispositivo fue el TSR-2 (1965).

• Medicina• En el campo de la Medicina las aplicaciones son múltiples, desde la cirugía asistida por modelamiento 3D, dónde se superpone en tiempo real la

reconstrucción 3D de las estructuras internas del paciente sobre la imagen de vídeo del mismo. En escenarios aún futuristas se muestra la obtención de información sobre los órganos internos de un paciente mediante la aplicación de ultrasonidos y su interpretación y visualización en 3D (Universidad Técnica de Munich). La RA puede mostrarse extremadamente úitl para el aprendizaje de la cirugía y otras ciencias médicas.

• Educación• El uso de sistemas de RA para Educación está en pleno desarrollo. Los libros con marcadores para la presentación de objetos en 3D, no son nuevos. Este

tipo de recursos se pueden utilizar con acceso en red a recursos, en local o es posible ( y se harán en breve) el desarrollo de programas personalizados que entrarían en esta categoría.

GENERADORES ONLINE

• Entre los generadores para hacer marcadores RA personalizados tenemos: • ARToolKit Marker Maker desde esta página podemos crear marcadores de seguimiento para usarlos con las

librerías de ARToolKit. Los marcadores se crean en formato pdf, de esta forma puedes fácilmente almacenarlos e imprimirlos.

• Otro generador de marcadores es ARToolKit Marker Generator. Es posible descargar también el código fuente.

• Generador de RA asocia los marcadores que hemos generado (o ya disponíamos de ellos) a una imagen o archivo que puede ser de varios tipos dependiendo del sistema: .jpg, .dae, .md2, .mp3, etc...) estática o dinámica (2D o 3D), y su posición según la orientación espacial del marcador. Entre estos generadores tenemos:

• Generador Online de Realidad Aumentada, EZFLAR. Puedes imprimir desde aquí los marcadores. Soporta múltiples formatos y es multimarca, hasta 5 diferentes a la vez.

• Otros generadores RA, esta vez requieren instalación son:ARive y BuildAR, este último bastante completo y útil.

TECNICAS DE VISUALIZACION• Existen tres técnicas principales para mostrar la realidad aumentada:

• Display en la cabeza

• Una pantalla instalada en la cabeza (HMD Head-Mounted Display) muestra tanto las imágenes de los lugares del mundo físico y social donde nos encontremos, como objetos virtuales sobre la vista actual del usuario. Los HMD son dispositivos ópticos que permiten al usuario poder ver el mundo físico a través de la lente y superponer información gráfica que se refleja en los ojos del usuario. El HMD debe ser rastreado con un sensor. Este seguimiento permite al sistema informático añadir la información virtual al mundo físico. La principal ventaja de la HMD de Realidad Aumentada es la integración de la información virtual dentro del mundo físico para el usuario. La información gráfica está condicionada a la vista de los usuarios.

• Display de mano

• El dispositivo manual con realidad aumentada cuenta con un dispositivo informático que incorpora una pantalla pequeña que cabe en la mano de un usuario. Todas las soluciones utilizadas hasta la fecha por los diferentes dispositivos de mano han empleado técnicas de superposición sobre el video con la información gráfica. Inicialmente los dispositivos de mano empleaban sensores de seguimiento tales como brújulas digitales y GPS que añadían marcadores al video. Más tarde el uso de sistemas, como ARToolKit, nos permitían añadir información digital a las secuencias de video en tiempo real. Hoy en día los sistemas de visión como SLAM o PTAM son empleados para el seguimiento. El display de mano promete ser el primer éxito comercial de las tecnologías de Realidad Aumentada. Sus dos principales ventajas son el carácter portátil de los dispositivos de mano y la posibilidad de ser aplicada en los teléfonos con cámara.

• Display espacial

• La Realidad Aumentada espacial (SAR) hace uso de proyectores digitales para mostrar información gráfica sobre los objetos físicos. La diferencia clave es que la pantalla está separada de los usuarios del sistema. Debido a que el display no está asociado a cada usuario, permite a los grupos de usuarios, utilizarlo a la vez y coordinar el trabajo entre ellos. SAR tiene varias ventajas sobre el tradicional display colocado en la cabeza y sobre dispositivos de mano. El usuario no está obligado a llevar el equipo encima ni a someterse al desgaste de la pantalla sobre los ojos. Esto hace del display espacial un buen candidato para el trabajo colaborativo, ya que los usuarios pueden verse las caras. El display espacial no está limitado por la resolución de la pantalla, que sí que afecta a los dispositivos anteriores. Un sistema de proyección permite incorporar más proyectores para ampliar el área de visualización. Los dispositivos portátiles tienen una pequeña ventana al mundo para representar la información virtual, en cambio en un sistema SAR puedes mostrar un mayor número de superficies virtuales a la vez en un entorno interior. Es una herramienta útil para el diseño, ya que permite visualizar una realidad que es tangible de forma pasiva.