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Estado actual y tendencia
sde laRealidad Virtual
Israel Galván BobadillaPor
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELÉCTRICASDirección de Tecnologías Habilitadoras
Gerencia de Tecnologías de la InformaciónGrupo de Realidad Virtual
Sector eléctricoen el
Contenido Introducción
Terminología de RV ¿Cuándo usar RV?
La RV en la prácticaLa evolución de la RV de acuerdo al IIE
Hardware Software
Conclusiones (¿A dónde vamos?)Preguntas y respuestas
Introducción La Realidad Virtual es un área multidisciplinaria que tiene un amplio espectro de aplicación, por ejemplo: (1) Simulación de situaciones que involucran algún riesgo.(2) Interpretación y análisis de datos científicos mediante visualización de datos. (3) Navegación en ambientes virtuales y manipulación de elementos tridimensionales a fin de explorar y comprender procesos, fenómenos y conceptos.
Está presente en muchas industrias como la del entretenimiento, medicina, militar, automotriz y de energía.
Ha demostrado ser útil en los proceso de diseño, simulación y capacitación.
Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras
¿Qué es Realidad Virtual (RV)?
Es una representación tridimensional de un mundo real o imaginario generado por una computadora.
Los usuarios pueden experimentar los ambientes virtuales mediante pantallas 3D, teclado, mouse, guantes, equipos de retroalimentación táctil y sistemas de rastreo
Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras
¿Cuándo usar RV?1. Conocer lugares remotos, de
difícil acceso o imposibles de visitar en la vida real
Conocer y manipular la estructura del átomo
Ver la hélice del ADN Visitar la futura estación espacial Realizar un recorrido en Marte Recorrer las venas y arterias del cuerpo
humano en un micro submarino Explorar una pirámide egipcia o
cavernas prehistóricas cuya visita constituye un riesgo para su conservación.
Visitar una plataforma petrolera sin necesidad de recorrer grandes distancias incluso sin importar si en la vida real hay mal tiempo o clima poco favorable.
VentajasSe eliminan las barreras geográficas
Se evitan costos de traslados y viáticos
Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras
2. Realizar pruebas sin estar en riesgo, ni destruir o dañar personas u objetos reales
Permite a los cirujanos operar a pacientes inexistentes (sin riesgo de matarlos).
A químicos intentar la creación de nuevas moléculas usando materiales muy costosos.
A diseñadores de automóviles probar los vehículos en carreteras ficticias.
Probar un diseño antes construir. Simular un vuelo en condiciones críticas.
¿Cuándo usar RV?
VentajasAhorros en materia prima
Reducción de accidentes e impacto ambiental
Detectar errores de diseño a tiempo
Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras
Se puede explicar cómo se realiza la fecundación.
Explicar la expansión del imperio romano. Mostrar el funcionamiento de una máquina
compleja como un aerogenerador. Interpretación y análisis de datos científicos
mediante visualización de datos. Enseñar cómo funcionan “por dentro” las
cosas.
¿Cuándo usar RV?
VentajasSe reducen las curvas de aprendizaje
La comunicación es más efectiva
“Una imagen dice más que mil
palabras”
3. Facilitar la comprensión de procesos, hechos, fenómenos o conceptos complejos.
Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras
Tipos de Realidad Virtual1. Realidad No
InmersivaPermite la interacción a través del ratón y el teclado sobre un monitor gráfico, así el usuario nunca pierde la visión del mundo circundante. Es también conocida como RV de escritorio.
Aspectos claveNo requiere de una gran inversión de equipo de computo para que se pueda utilizar
Fácil de implantar
Promueve el auto-aprendizaje
Derechos Reservados 2012. División de Tecnologías Habilitadoras
Tipos de Realidad Virtual2. Realidad Virtual Imersiva
(RVI)Ofrece al usuario la sensación de “estar dentro” de un ambiente virtual para interactuar con los elementos existentes mediante la estimulación de sus sentidos visuales, táctiles, auditivos y “olfativos”.
Puede demandar el uso de dispositivos tales como guantes, visores, rastreadores de posición, joysticks, sonido envolvente, emisores de olor, etc.
Aspectos claveLa experiencia de usuario es mas impactante
Implica una inversión mayor
Puede mejorar las destresas del usuario
Tipos de Realidad VirtualRealidad AumentadaAgrega al mundo real sonidos o imágenes generadas por computadora. Hay de 2 tipos:1. Basada en la posición geográfica
2. Por reconocimiento de imágenes
Usando la cámara del dispositivo se detectan patrones o figuras las cuales son reemplazadas por texto, imágenes o modelos tridimensionales
En función de la ubicación y orientación del usuario se muestra información contextual.
La RV en el IIECapacitación
Adiestramiento en LíneasEnergizadas (ALen3D)
Mantenimiento y Puesta a Punto de Subestaciones (3DMaPPS)
Mantenimiento a líneas de Transmisión (SiCamLT)
Promueven la estandarización y capturan el conocimiento tácito Es un repositorio de mejores prácticas y registro de experiencias que permanecen en la empresa, aún cuando sus empleados se jubilen Contribuye a disminuir accidentes y ahorrar costos en viáticos ya que los usuarios aprenden a su propio ritmo desde una PC
BENEFICIOS
La RV en el IIE
Maquetas Electrónicas Tridimensionales Inteligentes (METIS)
Sistema para el Diseño de Subestaciones Eléctricas de Distribución (SiDSED)
Diseño
Permite identificar errores antes de construir Mejorar la toma de decisiones
BENEFICIOS
La evolución de la RVHardware (1 de 4)
Antes Ahora Después
Hardware poco ergonómico y cableado
Hardware de RV inalámbrico y ergonómico
Reducción del Hardware
La evolución de la RVHardware (2 de 4) Tarjetas graficas más eficientes y
potentes
Visores para proyección y RA
La evolución de la RVHardware (3 de 4) Proyección 3D mejorada
Eye Tracking
Motion Capture (MOCAP)
La evolución de la RVHardware (4 de 4) Retroalimentación de fuerza
Pantallas multi-touch y retroalimentación táctil
La evolución de la RVSoftware (1 de 5)
Antes Ahora Después
Cada toolkit trabajaba con un formato propietario o mediante plugins
Formatos estándares entre herramientas de modelado y toolkits
Formatos universales que puedan ser ejecutados en cualquier plataforma y dispositivo, como es el caso de WebGL
La evolución de la RVSoftware (2 de 5)
Antes Ahora Después
Flujos de trabajo separados
Los artistas digitales creaban contenido y después lo probaban en los engines, mediante la exportación a algún formato de archivo que pudiera ser leído y cargado por la aplicación.
Flujos de trabajo integrados
Los usuarios pueden modelar, iluminar, texturizar, animar, aplicar interactividad y ver su apariencia final en el mismo entorno.
Flujos de trabajo optimizados
Reducir al mínimo los procesos de exportar/importar en las distintas fases de desarrollo, contar con herramientas WYSIWYG (What You See Is Wath You Get) en tiempo de diseño.
La evolución de la RVSoftware (2 de 5)
Antes Ahora Después
Texturizado Básico.
Permiten que los objetos 3D tengan una apariencia aceptable (Bump Maps, Difuse Maps)
Texturizado Avanzado
Ofrece un nivel de realismo mejorado Reemplazan modelos de alta resolución (con muchos polígonos) por modelos de baja resolución sin afectar la calidad de su apariencia.
Texturizado Dinámico
La iluminación de las texturas deja de ser pre-calculada y ahora es calculada en tiempo real. Los valores de las texturas cambian de forma “interactiva” con otros elementos o eventos dentro de la aplicación.
La evolución de la RVSoftware (3 de 5)
Antes Ahora Después
Animación Manual
Hecha cuadro por cuadro con líneas de tiempo
Animación por procedimientos
Generada a partir de código y considerando motores de físicos.
Animación en tiempo real
Combina inteligencia artificial, biomecánica y física, para animar los objetos con base a sus propiedades físicas y obtener animaciones impredecibles con una apariencia muy natural
La evolución de la RVSoftware (4 de 5)
Antes Ahora Después
Estándares orientados a correr aplicaciones 3D en un la Web
Herramientas orientadas a exportar contenido a múltiples plataformas
Aumento en el desarrollo de aplicaciones para dispositivos móviles y de realidad aumentada
La evolución de la RVSoftware (5 de 5)
Antes Ahora Después
Despliegue de gráficos por medio del software.
Despliegue de gráficos por hardware sacando ventaja de la tecnología GPU programada vía software
Procesamiento paralelo en aplicaciones de RV a través de procesamiento multihilo que aprovechen el multicore y los GPUs
Conclusiones Gracias a los avances tecnológicos de los últimos años la RV ha evolucionado, se cuenta con novedosos dispositivos y conceptos de interacción. Está disponible en muchas industrias, en especial en la del entretenimiento, la cual ha promovido su uso masivo y por consecuencia la reducción de sus costos.
Se observa una tendencia en el desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada y realidad virtual colaborativas en red y adaptables de acuerdo a la posición geográfica del usuario, disponibles en diversos dispositivos móviles (Smarthphones y Tablets), plataformas (PC, Mac, Linux) y consolas de videojuegos.
Conclusiones Por otro lado está la tendencia de disminuir o sustituir el hardware de RV del tal forma que el usuario con sus gestos o movimientos sea el que controle las aplicaciones.
La RV ha demostrado ser útil en los procesos de capacitación, diseño y simulación para contribuir a la toma de decisiones.
Fin
¡Gracias!Israel Galván Bobadilla
[email protected]/israel.galvan.bobadilla
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICASGerencia de Tecnologías de la InformaciónAv. Reforma #113, Edif. 27, Piso 1, Colonia Palmira, Cuernavaca, Morelos, México. C.P. 62490. TEL: +52 (777) 3 62 38 11 Ext. 7526Fax: 777-362-3881 - Ext. [email protected]
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