Aplicaciones de RV y análisis de casos

El estudio de los enlaces moleculares para crear nuevas moléculas más complejas a partir de dos o más moléculas más sencillas es de gran importancia en la investigación y las industrias farmacéutica, biomédica, biológica, etc. La cuestión principal es entender las fuerzas que participan en los procesos de enlace de las moléculas. Tanto las trayectorias a seguir durante el enlace, como la orientación de ambas moléculas afectan enormemente a la energía requerida para realizar el enlace. Un enlace que requiera de mucha energía para forzar la unión de las dos moléculas es, por un lado más complejo y por el otro, requiere de más recursos y por lo tanto es más caro de realizar. La comprensión y detección de las fuerzas implicadas permiten la optimización de estos procesos, reducen los costes y facilitan la investigación de nuevos componentes.

Con este propósito, los equipos de investigación de realidad virtual de la UNC decidieron desarrollar una aplicación para estudiar estos fenómenos. En esta aplicación se fija una de las dos moléculas en una posición concreta del espacio. La otra se fija a una interfaz de control para el usuario. La parte física de esta interfaz de control es un brazo robótico que permite al usuario manipular (desplazar y rotar) la molécula con gran facilidad (como se ve en la imagen). El brazo está fijado al techo y funciona a modo de joystick muy sofisticado, el cual no sólo capta los movimientos de la mano y brazo del usuario, sino que también le da al usuario una respuesta de fuerza y resistencia (lo que se conoce por force feedback). Esta respuesta obedece al modelo de fuerzas electromagnéticas que aparecen entre moléculas y que se ha introducido en el sistema. De este modo, el usuario (el científico) puede probar distintas posiciones, orientaciones y trayectorias de aproximación de la molécula móvil a la molécula fija y así poder detectar cuál es la mejor y a su vez comprender mejor los procesos involucrados.

Éste es el perfecto ejemplo de comparación entre una simulación que utiliza un modelo físico (una maqueta) y su aplicación equivalente en realidad virtual.

Cuando se desea estudiar los coeficientes aerodinámicos de un perfil alar o del fuselaje de un avión o vehículo espacial, de la carrocería de un coche deportivo, o de las aspas de un molino de una estación de electricidad eólica, se acostumbra a construir un modelo a escala (una maqueta) y se le sitúa en un túnel de viento para realizar pruebas.

Un túnel de viento es un túnel que tiene acoplado en un extremo un gran ventilador que puede generar ráfagas de viento de distintos tipos e intensidades. Los científicos colocan el modelo (que habitualmente está hecho de arcilla u otro material fácilmente moldeable) dentro del túnel, encarado hacia el ventilador, se pone en marcha el ventilador y se estudia el comportamiento del modelo en cuanto a rendimiento, turbulencias, etc. Pero, para poder observar el flujo de aire al pasar alrededor del modelo se requiere de una ayuda visual, ya que de otro modo la transparencia del aire no permitiría observar ningún efecto extraño. Para esto, los científicos utilizan un tubo delgado que suelta un "hilillo de humo" de algún color que destaque y lo van situando en distintas posiciones entre el ventilador y el modelo. El aire proveniente del ventilador impulsa el hilo de humo, el cual genera una raya horizontal. Esta raya, al chocar contra el modelo describe una curva que delata cualquier imperfección del modelo en forma de turbulencia o remolino. A partir de estas observaciones, los científicos retocan el modelo y vuelven a observar las rayas de humo.

Este proceso resulta muy costoso en tiempo y los retoques del modelo requieren de una gran habilidad manual y tienen un coste muy elevado. Por esta razón, la NASA decidió desarrollar un túnel de viento virtual. En este caso la maqueta es un modelo geométrico 3D el cual resulta muy fácil y rápido de modelar y modificar. El sistema tiene incorporado un modelo de las leyes de la dinámica de fluidos y genera un viento virtual. El usuario observa el modelo mediante un sistema de visualización especial estereoscópico, que le permite adoptar cualquier posición y ver el modelo desde cualquier ángulo. El usuario también está dotado de un guante de datos que le permite soltar un hilillo de humo virtual en el punto que él desee. Basándose en las leyes de dinámica de fluidos, el hilo de humo virtual se desplaza dejando una traza y choca contra el modelo, revelando la forma y posibles fallos de diseño. Si los científicos desean cambiar el modelo, lo pueden hacer también de forma interactiva, con una gran facilidad y flexibilidad.

Aunque la complejidad de cálculo de esta aplicación es enorme y requiere de un ordenador muy potente, resulta muy rentable estudiar los modelos de esta forma por el tiempo que se ahorra, por la flexibilidad y por la facilidad de realizar muchas más pruebas que en el caso físico.

Así como los dos ejemplos anteriores mostraban visualización de datos científicos, este ejemplo trabaja con datos financieros.

Los movimientos y fluctuaciones de los valores de bolsa son complejos y aun para los expertos resulta difícil en muchos casos detectar tendencias, predecir cambios y en general captar las múltiples dimensiones que las componen.

Por esta razón, Maxus decidió desarrollar una aplicación en la que ciertos valores internacionales de la bolsa y la fluctuación de cada uno de los parámetros que los componen pudiesen ser visualizados con más facilidad y así poder detectar tendencias en sus movimientos con un simple vistazo.

El control de averías de centrales y subcentrales de teléfonos de la British Telecom resulta complejo y casi imposible de gestionar sin una buena visualización de la situación. Los técnicos de la BT deben detectar los fallos o caídas de centrales con la mayor rapidez, y entonces intentar definir rutas alternativas para no bloquear toda la red de comunicación. Para esto, se diseñó una aplicación de visualización mediante mapas expandibles y ampliables a diferentes niveles. El sistema está conectado a los sistemas de control de cada una de las centrales y por lo tanto se está mostrando a tiempo real el estado de cada una. En el caso de una avería el sistema sitúa al técnico de forma que pueda ver claramente el problema, y a partir de aquí definir la mejor vía de solución.

Matsushita, empresa filial de Panasonic, es, de entre muchas actividades comerciales y tecnológicas, fabricante de cocinas, y le interesa poder diseñarlas de forma que obtengan un buen rendimiento del flujo de calor y de la extracción de humos. Para esto diseñó una aplicación de realidad virtual, que permite visualizar las cocinas antes de ser fabricadas, y mediante un modelo de leyes de distribución calórica y de dinámica de fluidos, poder retocar los diseños hasta obtener configuraciones lo más óptimas posible.

El tratamiento clásico del miedo a las alturas se basa en poner al paciente en situaciones levemente críticas para él, como por ejemplo en un balcón, en un ascensor de cristal, sobre un puente, etc. La altura se va variando en función de la aceptación de la situación por parte del paciente. Para que los psicólogos puedan decidir si el paciente acepta la situación y para que se garantice la seguridad e integridad del paciente, se le debe estar monitorizando continuamente las constantes vitales: pulso, tensión, sudoración, respiración, etc.

La cantidad de equipo de monitorización, equipo médico y personal necesarios para cada prueba hace muy complejo y caro todo el proceso de terapia debido a que todo debe transportarse al nuevo lugar físico donde la prueba va a llevarse a cabo. Pero además, si se pone al paciente en una situación demasiado extrema, podría darse alguna situación peligrosa. Por otro lado, en un lugar público siempre pueden ocurrir situaciones externas a la prueba que no sean controlables y que puedan alterar la metodología de la terapia preparada por el psicólogo.

Por esta razón la tecnología de realidad virtual ha sido de enorme ayuda en estos casos. Sin tener que moverse del consultorio del médico (ni el equipamiento ni el personal) se puede poner al paciente frente a distintas situaciones completamente controladas y gradualmente más críticas, de forma que el paciente se vaya adaptando de forma suave y no traumática a cada nuevo reto. En estas aplicaciones de realidad virtual se acostumbra a utilizar casco de visualización, ya que en este caso sí es recomendable aislar al paciente del entorno físico del consultorio para evitar distracciones en el proceso de autocontrol. Y además para que, mediante el sensor de orientación, el paciente pueda mirar en todas direcciones sin perder de vista el entorno virtual.

La adaptación a una silla de ruedas por parte de personas que han sufrido un accidente es un proceso lento y que en ciertas maniobras puede resultar peligroso si la falta de control provoca que la silla vuelque o choque. Por esta razón, es importante que el entrenamiento pueda controlarse y comporte el menor riesgo posible.

La aplicación de realidad virtual en cuestión utiliza una silla de ruedas física adaptada a un sistema de sensores que detectan la velocidad y dirección de rotación de las ruedas. El sistema también genera mayor o menor resistencia de rotación en las ruedas de forma que el paciente tendrá que hacer más o menos esfuerzo en función de un terreno virtual que se le presenta. En esta aplicación también es recomendable utilizar un casco de visualización para poder tener la visión del entorno en todas direcciones y que pueda ver los objetos con los que potencialmente puede colisionar para poder así evitarlos.

Esta curiosa aplicación trata la insatisfacción que algunas personas tienen con respecto a su aspecto físico. La idea es convencer al paciente de que los modelos de belleza impuestos por la sociedad son tan sólo convenciones sociales extremas y artificiales y que cada individuo tiene sus peculiaridades que le pueden hacer atractivo/a en muchas formas distintas. La aplicación escanea aproximadamente el volumen del paciente y muestra este volumen virtual en comparación a imágenes de cuerpos socialmente considerados perfectos.

En esta aplicación se intenta situar a los niños autistas en unos entornos muy simples con el propósito de que puedan concentrarse en ciertos elementos concretos sin que se distraigan o alteren por otros elementos. La idea es que puedan llegar a identificar un semáforo y reconocer que ése es un punto adecuado para cruzar una calle.

Hace años, cuando un enfermo requería de una operación de algún órgano interno, los cirujanos hacían una operación muy agresiva, basada en abrir el tórax o vientre del paciente. Este tipo de operaciones, aparte de ser muy cruenta, requería de una anestesia total y de un tiempo de recuperación del orden de más de una semana. Para evitar este tipo de cirugías y los riesgos que comportaban, se ideó la cirugía laparoscópica. A este tipo de cirugía se la llama mínimamente invasiva debido a que tan sólo se practican tres pequeños orificios en el paciente. En el primero se introduce el laparoscopio, de donde el tipo de cirugía recibe su nombre. El laparoscopio es un tubo con una pequeña cámara y una luz. La luz ilumina el interior del paciente y la cámara capta las imágenes que el cirujano puede ver a través de un monitor. Los otros dos orificios sirven para introducir herramientas especiales de cirugía (tijeras, pinzas, etc.). Al ser tan poco agresiva, no requiere de anestesia total y el tiempo de postoperatorio se reduce a unos tres días.

A pesar de las evidentes ventajas de este tipo de cirugía, existe un gran problema para los cirujanos principiantes. Este problema consiste en que al ver las imágenes del interior del paciente a través de un monitor, el cirujano pierde la noción de la profundidad y requiere de un entrenamiento intensivo para adquirir la habilidad de saber a qué profundidad está situando las herramientas de cirugía. Sin esta habilidad, el cirujano podría cortar o afectar una zona crítica involuntariamente, y las consecuencias podrían ser fatales.

Por esta razón, los aprendices de cirujano requieren de muchas horas de entrenamiento, previas a la primera intervención real. Hacerlo sobre cadáveres presenta problemas éticos y prácticos. Hacerlo con maniquíes de plástico no da buenos resultados. Así pues, las aplicaciones de entrenamiento en este campo se han impuesto como la mejor solución. Mediante unas interfaces físicas especiales, el aprendiz de cirujano recibe una respuesta táctil de los órganos y tejidos internos que manipula.

Además esta interfaz también sirve, a modo de joystick, para manipular las herramientas virtuales de cirugía. Es evidente la gran aportación de la realidad virtual en este caso, aportando un entorno de entrenamiento seguro y altamente efectivo según se ha podido comprobar.

La cirugía oftálmica es una cirugía de alta precisión y miniaturizada. Por esta razón también la realidad virtual es una muy útil solución, ya que puede alterar la escala de todo el entorno de cirugía y simular que es mucho mayor de lo que sería el caso físico. Así, el aprendiz puede empezar a practicar con un nivel de dificultad mucho menor e ir incrementándola poco a poco.

En arquitectura, aunque la utilización tópica de la realidad virtual es la de ver el edificio acabado, con las texturas, materiales y las luces, de forma que se pueda evaluar su aspecto final, ésta es en realidad una aplicación de relativamente poca importancia. En realidad las aplicaciones que permiten un diseño, análisis y evaluación de los espacios proyectados son las que presentan una mayor aportación. En efecto, la posibilidad de hacer un "walk-through" (caminata virtual) o un "fly-through" (vuelo virtual) por dentro del edificio y poder analizar si los espacios han sido definidos correctamente, antes de que se construya, ha ahorrado ya muchísimo tiempo y dinero en múltiples ocasiones.

Mediante técnicas de simulación aunadas a técnicas de presentación de datos con tecnología de realidad virtual, se pueden hacer evaluaciones de si las vías de evacuación de un edificio son las correctas o si los espacios se ajustan a las necesidades de los minusválidos. Aquí no se mencionará ningún proyecto en concreto debido a que hay infinidad de ellos.

La distribución y colocación de productos en un supermercado no son seleccionadas por azar ni por cuestiones estéticas. Responden a patrones de comportamiento de las personas arquetípicas que van a comprar: tipos de recorridos, puntos de vista preferidos, altura de ojos media, colores o disposiciones atractivas, etc. Para hacer estas medidas y observaciones, se acostumbra a cerrar un supermercado, se realiza una cierta distribución de productos, se deja entrar a unos compradores modelo y un grupo de observadores distribuidos por el supermercado y con cámaras de vídeo ocultas les hace un seguimiento visual. Finalmente se les hace una encuesta. A partir de esos datos, se diseña una reorganización de los productos y se repite el experimento.

Esto es complejo, lento y caro de realizar. Por estas razones, la empresa británica pidió el desarrollo de una aplicación de realidad virtual que permitiera una reorganización de los productos sencilla y tan automatizada como fuera posible. Además, se especificó que los usuarios de prueba portasen casco de visualización con sensores de posición y orientación para que el sistema pudiera grabar continuamente los puntos de mirada y sus cambios, los recorridos, etc., de forma automática. De esta forma se podrían sacar medidas estadísticas que diesen más información sobre el tema.

La evaluación de los espacios interiores del airbus fue realizada mediante una aplicación de realidad virtual. Esta aplicación utilizaba los datos del diseño en CAD para presentar el interior con total precisión numérica y poder así hacer la evaluación técnica de los espacios. Pero también se tuvo mucho cuidado en el texturado e iluminado del modelo para poder estudiar y evaluar su comodidad y aspecto de cara al pasajero, para estudiar ambientes (incluso en los servicios) y para decidir el tipo de acabados que debería llevar.

Una interesante aplicación de un tipo de guantes de datos cuya funcionalidad se basa en detectar la unión entre el pulgar y cualquier otro dedo de la misma mano (llamados pinchgloves), dio lugar a esta curiosa aplicación. El usuario está dotado de una paleta de objetos que puede situar sobre el modelo del terreno a urbanizar. Mediante los guantes y unos gestos codificados, se pueden coger, situar, escalar y rotar las miniaturas de casas, árboles, vallas, jardines, etc. De esta forma tan flexible, un urbanista puede analizar distintas organizaciones de las viviendas para encontrar la más adecuada.

La práctica totalidad de fabricantes de automóviles utilizan hoy día la tecnología de la realidad virtual en todas las fases del diseño y desarrollo. A través de potentes ordenadores, herramientas y juntando todos los expertos involucrados, los entornos de trabajo colaborativo consiguen unas tasas de eficiencia, rendimiento, ahorro, etc., realmente nunca antes conseguidos. Sería demasiado largo explicar aquí la infinidad de detalles que envuelven todo este campo, así como la enorme cantidad de aplicaciones.

El diseño de palas mecánicas, tractores y grúas, debe tener en cuenta la visibilidad del operador como factor muy importante en la seguridad del vehículo. Una pala mecánica que pesa varias toneladas y que está provista de potentes motores y pistones que generan una inercia enorme debe poderse maniobrar de forma que no peligre ni el conductor ni las personas y objetos que se encuentren alrededor.

Por esta razón, Carterpillar, uno de los principales fabricantes de estos vehículos, decidió utilizar la realidad virtual en la evaluación de la visibilidad de las cabinas de sus palas mecánicas.

Éste es el primer juego considerado de realidad virtual que apareció de forma pública. Aunque en esencia es un videojuego, no fue pensado para una consola o para PC, sino que fue ideado como atracción de formato reducido y operable por monedas. Los usuarios podían jugar en solitario o en formato multiusuario enlazando las distintas unidades por red local. Los jugadores debían portar un casco de visualización y un joystick aéreo. La idea del juego era moverse por unas plataformas intentando encontrar oponentes a quienes debían disparar mediante una pistola virtual. También tenían que protegerse de unos pterodáctilos que volaban alrededor de las plataformas y que intentaban coger a los jugadores por el cuello con sus picos y lanzarlos al espacio abierto. De aquí su nombre de "Pesadilla de Pterodáctilos".

Lo más sorprendente de la aparición de este juego es que fue desarrollado por una empresa británica y no por una norteamericana o japonesa como parecería más probable. Desafortunadamente, esta empresa, después de un crecimiento rapidísimo, incluso cotizando en la bolsa británica, entró en una fase de crisis que la llevó a la suspensión de pagos en 1997. Hoy día se ha vuelto a reflotar, pero ya no con su hardware propio si no desarrollando experiencias a partir de hardware de terceros.

La empresa VWE empezó instalando un centro de ocio en el centro de Chicago. Este centro tenía instaladas unas 15 cabinas individuales, enlazadas por red, donde los usuarios podían jugar al Battletech. Este juego basado en que cada jugador controlaba una especie de robot acorazado se podía jugar en dos modalidades: (a) todos contra todos, en el que ganaban los supervivientes con más puntos, (b) todos contra el sistema, en el que todos los participantes formaban un único equipo e intentaban derrotar a los ejércitos controlados por el ordenador central.

Este juego gozó de un auge importante durante unos años, instalando otros centros en otras ciudades de los Estados Unidos, pero después la novedad pasó y la empresa acabó por desaparecer.

Éste es el primer juego considerado de realidad virtual que apareció para plataforma PC. Su aprovechamiento del 3D aunado a un optimizado motor de generación gráfica a tiempo real le dio una gran maniobrabilidad y una nueva imagen a los juegos para PC que le lanzó al éxito en muy poco tiempo. Éste fue sucedido por una segunda parte, y después por otros juegos parecidos, del cual destaca su oficial descendiente, el Quake, el cual está ya en su tercera versión.

Parte del gran éxito de estos juegos ha sido la capacidad por parte de los usuarios para realizar modificaciones y nuevas configuraciones de los entornos, personajes y utensilios, abriendo un enorme mundo de posibilidades. Lo que resulta polémico es el enfoque eminentemente violento y bélico del juego en que la consigna es "por si acaso, matar todo lo que se encuentre".

La empresa E&S fundada por el visionario Sutherland y Evans, otro pionero de los gráficos por ordenador, diseña, desarrolla y comercializa hardware dedicado a la generación en tiempo real de gráficos 3D. En el año 1994 decidió desarrollar y comercializar la primera atracción de realidad virtual de gran formato para parques de atracciones. La experiencia basada en el monstruo del lago Ness, es una experiencia multiusuario en dos sentidos: (a) Un grupo de cinco personas controlan un submarino especial, el cual tiene la misión de recuperar tantos huevos del monstruo como sea posible para intentar que el monstruo deje de estar en peligro de extinción. Cada persona tiene una función distinta como tripulación del submarino (piloto, controlador del radar de huevos, controlador de una pinza robotizada exterior, etc.). El submarino debe evadir los ataques del monstruo que intenta evitar que le roben los huevos. (b) En el juego participan diversos submarinos que compiten entre ellos para ver quién recoge más huevos en un cierto tiempo.

Los jugadores, situados en la cabina del supuesto submarino, observan el entorno virtual a través de una gran pantalla que actúa a modo de ventana hacia el exterior. Las imágenes son generadas en estereoscopia y por lo tanto los usuarios deben portar unas gafas especiales polarizadas.

Este tipo de juegos, aunque han sido bien recibidos por el público en general, no resultan rentables por su baja tasa de paso de usuarios por hora. Esto se debe a que el juego, que en sí ya es largo, requiere de un cierto entrenamiento de los usuarios, de un tiempo de entrada en la cabina, etc. Por esta razón no tuvieron una buena difusión. Este problema está siendo atacado constantemente en el diseño de nuevas atracciones de realidad virtual.

La factoría Disney decidió intentar la aventura de las atracciones de realidad virtual para sus parques, de la mano del que en ese momento era el más importante fabricante de estaciones gráficas: SiliconGraphics, Inc. El proyecto constaba de una experiencia basada en el cuento –y película de animación– Aladdin, en la que el usuario debía volar con su alfombra mágica por el poblado de Aladdin, intentando encontrar una serie de piedras preciosas e intentando no ser capturado por los hombres del malvado Jafar. La experiencia estaba concebida para ser experimentada a través de un casco de visualización y la interfaz física de navegación sería una especie de volante alargado y plano que diese la sensación de ser los dos extremos frontales de la alfombra mágica.

Se dice que la factoría Disney, debido a que la calidad gráfica que se podía conseguir en la atracción era mucho más sencilla que la calidad de los dibujos de la película, decidió realizar la segunda parte de la película, "El retorno de Jafar" que sólo apareció en vídeo, con la misma calidad gráfica. Así, cuando los usuarios viesen la atracción, ya tendrían un referente idéntico.

La atracción fue introducida paulatinamente a modo de demostraciones tipo backstage (de detrás del telón) para grupos reducidos en el parque EPCOT Center del Walt Disney World de Orlando. De este modo, a partir de los comentarios de estos usuarios preliminares se fueron corrigiendo diversos aspectos del juego, hasta llegar a la versión final que se puede experimentar en los parques Disneyland, Magic Kingdom y Disney Quest.

El sistema Mandala, del grupo canadiense Vivid Group, está basado en el sistema Video Place de Myron Krueger (ver la Introducción histórica de la realidad virtual). Con este sistema, se captura la imagen del usuario en tiempo real mediante una cámara de vídeo y se incorpora a un entorno 2D generado por el ordenador. Mediante este sistema, Vivid Group ha generado atracciones de deportes como baloncesto uno contra uno, hockey hielo, etc., y juegos tipo "mata marcianos".

Este videojuego tremendamente popular fue el primero de tecnología de realidad virtual que utilizó el punto de vista del usuario en tercera persona. Hasta ese momento, todos los juegos se desarrollaban en primera persona, es decir, el usuario experimentaba el juego desde un punto de vista subjetivo del protagonista. En Tomb Raider, el usuario tiene el punto de vista de "alguien" que sigue, algunos pasos por detrás, al protagonista del juego. En este caso "la" protagonista, ya que Lara Croft es una intrépida joven que está dispuesta a hacer todo tipo de acrobacias y entrar en cualquier lucha por conseguir sus objetivos.

Tras la primera incursión de la factoría Disney en el mundo de la realidad virtual con su atracción de Aladdin, decidió en 1997 apostar fuerte por esta tecnología y decidió abrir el primer parque de atracciones totalmente basado en realidad virtual. Este parque llamado Disney Quest, no está situado en una gran extensión de terreno, sino en un edificio de cuatro o cinco plantas en el centro de una ciudad. El primero abrió sus puertas en Orlando, el segundo en Chicago.

La compañía Disney tenía pensado construir hasta 30 parques en distintas ciudades del mundo, pero aparentemente el entusiasmo se ha enfriado debido a la poca rentabilidad de los dos primeros. Éste ha sido un duro golpe para la aplicación de la realidad virtual al campo de las atracciones ya que se considera que si la gran experta en parques de diversiones y atracciones no ha conseguido sus objetivos, difícilmente otra compañía podrá. No obstante, de estos fracasos se aprende mucho y constantemente se están ideando nuevas aproximaciones.

Los decorados virtuales son aplicaciones que generan un entorno virtual sobre el que se solapa la imagen de un presentador real. La forma en que esto funciona es que el presentador real está en un decorado físico muy austero, totalmente pintado de azul (o de verde) para poder realizar lo que se conoce por chroma key. El chroma key es un sistema electrónico que permite aislar la imagen de una persona (animal u objeto) que se sitúe delante de un fondo de un único color. Una vez aislado, se le puede solapar con cualquier otra imagen para que parezca que esa persona está en otro lugar. Esto, hasta este punto, no requiere de la realidad virtual y se ha estado utilizando con fondos estáticos desde hace muchos años.

El punto en el que entra la realidad virtual es el siguiente. La cámara que está filmando al presentador real tiene instalados unos sensores que detectan continuamente su posición y orientación. Estos datos son enviados a un ordenador y son mapeados sobre la posición y orientación del punto de vista virtual (PVV) (lo que a veces se llama "la cámara virtual"). Una vez colocado el PVV, el ordenador genera en tiempo real un entorno virtual que ha sido modelado en 3D para dar un contexto concreto al presentador. Entonces el ordenador toma la imagen del presentador captada por la cámara, lo aísla por chroma key y lo solapa al entorno virtual generado.

La importancia de la tecnología de realidad virtual radica en el hecho de que si el entorno fuese un fondo fijo –estático–, la cámara no podría moverse y cambiar de encuadre. Si lo hiciese, la perspectiva del presentador cambiaría, mientras que el fondo quedaría igual y el resultado sería que el presentador ya no encajaría en el fondo. Por esta razón, la cámara al moverse debe informar de sus cambios al ordenador y es aquí donde aparece imprescindible el hecho de generar los fondos en tiempo real. No sólo la perspectiva de visualización debe coincidir, sino también la iluminación.

Aunque esta tecnología fue desarrollada en 1992 en Alemania, no fue hasta 1994 cuando se utilizo en una televisión alemana durante un programa especial sobre las elecciones alemanas. A partir de ese momento toma una gran importancia en Estados Unidos a través de la empresa ElectroGig, entre los años 1994-95. La empresa española Brainstorm junto con la cadena de televisión privada Antena3, mejoran el sistema en 1995 y pasan a ser líderes mundiales de este campo.

Esta aplicación es, en cierto modo, la inversa de la anterior, ya que en este caso se parte de un presentador virtual, un personaje generado por ordenador a tiempo real que se sobrepone a una imagen captada por una cámara. Este personaje es manipulado como si fuese una marioneta virtual, por un actor real a través de algún tipo de interfaz física. Estas interfaces pueden variar mucho; desde sensores para todo el cuerpo, hasta sensores que captan los gestos faciales.

La empresa SimGraphics generó las primeras interfaces de captura de gestos faciales para este tipo de aplicaciones y se especializó en esta área.

Esta aplicación es un museo virtual de arte distribuido por red, el cual, entre muchas secciones, tiene una simulación de una ciudad del antiguo Egipto. En ella se pueden ver facetas de la vida de los egipcios durante el apogeo de ese imperio.

Esta aplicación fue encargada por el Departamento de educación del zoológico de Atlanta al Instituto de Tecnología de Georgia. La idea era permitir a los niños y niñas, que hacían una excursión al zoo con sus colegios, tener la experiencia de interactuar con un gorila. Debido a que esto no es posible hacerlo con gorilas reales por el riesgo que comporta, se decidió hacerlo mediante una aplicación de realidad virtual. Para modelar el comportamiento de los gorilas, se aplicaron los conocimientos que los zoólogos habían ido adquiriendo en sus investigaciones.

La aplicación de realidad virtual del monumento megalítico de Stonehenge, desarrollado por Virtual Presence e impulsado por el English Heritage, permite estudiar las características arquitectónicas, cosmológicas, culturales y antropológicas de este impresionante lugar. Al mismo tiempo, la aplicación permite observar y estudiar el monumento a distintas horas del día y en distintas épocas del año.

Este proyecto de arqueología virtual, pone a disposición de los científicos, una versión virtual de la cuevas prehistóricas de Lascaux situadas en Francia para poder estudiar los murales que contiene, ya que las cuevas físicas están cerradas para evitar que se deterioren.

Este proyecto intenta dar una nueva visión y comprensión de la arquitectura medieval aplicada en una de las mayores catedrales del mundo que se encuentra al norte de París, en la población de Amiens y que fue construida entre 1220 y 1270.

Esta aplicación permite a los compradores japoneses diseñar su nueva cocina a medida, ajustándose a sus necesidades de altura, espacio, distribución, etc. Pero además, esta aplicación está conectada con la cadena de fabricación y así se puede conseguir fabricar la cocina en un tiempo récord, con un coste relativamente bajo –para ser un diseño único– y así dar un servicio muy rápido al cliente.

Como resultado del traslado de la cervecería Saporo –la más importante de Japón– a unas nuevas instalaciones, la empresa decidió convertir el edificio antiguo –junto con todo el sistema antiguo de fabricación– en un museo. De esta forma serviría como reclamo publicitario al incluirlo en las guías turísticas. La dirección de la empresa decidió incluir en el nuevo museo alguna atracción que realmente llamase la atención de los visitantes potenciales. De esta forma se pusieron en contacto con Telepresence Research, una empresa de desarrollo de aplicaciones de realidad virtual dirigida por Scott Fisher, unos de los pioneros de esta tecnología que empezó su trabajo en la NASA.

Telepresence Research diseñó una aplicación que permite al usuario pasar por todas las fases de producción de la cerveza: mezcla, fermentación, filtrado y embotellado, como si éste fuese miniaturizado.

Existen aplicaciones desarrolladas en VRML (Virtual Reality Modeling Language), distribuidas a través de Internet en el campo del comercio electrónico: centros comerciales virtuales, catálogos de productos, etc.

Más que una aplicación de realidad virtual, esta curiosidad es más bien una escenificación. La pareja formada por Monika Liston (de 25 años) y Hugh Jo (de 33 años), decidió casarse utilizando, ellos y el capellán, cascos de realidad virtual. Mientras duró la ceremonia, los tres veían una serie de entornos virtuales que se habían diseñado para la ocasión. La boda se realizó en un teatro de forma que los tres protagonistas estaban encima del escenario. Los invitados, sentados en el patio de butacas, podían ver detrás de los novios las imágenes de los entornos virtuales proyectadas sobre una pantalla gigante.

Éstas son en realidad la versión 3D de los tradicionales chats. Donde usualmente se utiliza texto, aquí se navega por entornos 3D y se puede observar a la otra gente que está conectada, mediante las representaciones que han seleccionado de sí mismos. Estas representaciones son conocidas como avatares y no suelen ser representaciones fotorrealistas de los usuarios, sino que los usuarios utilizan distintos diseños a modo de disfraz para generar un nuevo personaje propio con el cual interactuar con los demás. De entre los más importantes se pueden citar:

Aunque se acostumbra a hacer mucho sensacionalismo con este tema, de hecho sí existió una empresa que realizó experiencias de sexo virtual. La alemana Cyber SM diseñó una serie de interfaces físicas de tipo táctil que permitían a dos usuarios conectados por red a mantener una relación sexual virtual. Pese a lo que se podría pensar, estas experiencias eran únicamente táctiles y sonoras, y no había ningún tipo de imagen asociada. Estas aplicaciones no tuvieron el éxito esperado y la empresa desapareció en 1995.

Esta pieza del australiano Shaw utiliza una bicicleta estática como elemento de interacción con el que el usuario se relaciona con la pieza. El usuario, convertido en ciclista accidental, se mueve dentro de un entorno virtual con estructura de entorno urbano formado por "calles" flanqueadas por textos que ocupan el lugar de los "edificios", dando una visión poética y narrativa a la experiencia, aunque no tiene ni principio ni fin, y pese a que no encuentra un sentido estricto al conjunto de textos recorridos.

La acción de pedalear hace que todo el cuerpo del usuario y su esfuerzo físico alteren la percepción que tiene éste del entorno. El manillar permite guiar su percepción respecto al punto de vista en que se encuentra en cada instante. En este caso, pese a que se podría pensar que la interfaz física se está tomando y utilizando de forma literal en la experiencia, se debe tener en cuenta que en ningún caso se pretende hacer una simulación de un ciclista en un entorno virtual. Lo que se está buscando es el aprovechamiento de una serie de capacidades motrices del usuario que le permiten tener una experiencia de recorrido dentro de la pieza.

En esta pieza se captura la imagen del usuario y se proyecta en un monitor situado horizontalmente. Mediante un sistema de pantalla táctil permite al usuario deformar su propia imagen en tiempo real como si fuera un elemento líquido. En este caso, la interfaz física (la pantalla táctil) se utiliza para aprovechar un recurso muy utilizado por el ser humano cuando se detiene a observar algo: tocar; pero en nuestra cultura este acto se ve muy reprimido, sobre todo en entornos museísticos.

Perry Hoberman decide utilizar un lápiz óptico como interfaz física para su pieza Barcode Hotel. El usuario tiene a mano una serie de códigos de barras (sobre unas mesas, sobre las paredes, etc.) que al leerlos con el lápiz óptico alteran las propiedades de la experiencia de realidad virtual que está proyectada en una pantalla delante de él. La proyección es estereoscópica y por lo tanto el usuario debe llevar unas gafas polarizadas para poder verlo correctamente.

El entorno es un volumen cúbico muy simple, dentro del cual se desarrollan una serie de objetos (un sombrero, un clip, una bola de bolos, etc., todo elementos muy cotidianos e intrascendentes). Cada usuario controla uno de los objetos leyendo los códigos de barras. Algunos códigos hacen cambiar la dirección de movimiento, algunos alteran el tamaño y forma del objeto, algunos lo aceleran, otros le hacen aparecer espinas que pinchan a los otros objetos. De este modo, los usuarios interactúan entre ellos en esta experiencia multiusuario.

La interfaz del lápiz óptico, propia de cajeros automáticos de supermercados, es una interfaz cotidiana pero muy especializada y ligada a un contexto. Es una interfaz que, a priori, parece muy poco versátil, pero Hoberman le da la vuelta y la estira fuera de sus límites y contexto habituales, convirtiéndola en una interfaz de exploración, descubrimiento e interrelación con unos objetos-personajes.

Esta aplicación de realidad virtual es de las pocas que utilizan solamente estímulos sonoros. El Very Nervous System se basa en un sensor por cámara de vídeo (parecido al Video Place de Krueger) que detecta el movimiento del cuerpo del usuario. En base a la detección de este movimiento, se mapean los datos en sonidos que se van generando en tiempo real y que generan una serie de ambientes sonoros y frases musicales. Son, pues, un soporte a la "coreografía" que va ejecutando el usuario. De este modo, los estímulos sonoros sugieren al usuario nuevos movimientos, los cuales son detectados por el sistema y generan nuevos estímulos, cerrando así el círculo de interacción.

Sommerer y Mignonneau definen una instalación formada por una gran pantalla de proyección y cuatro o cinco pedestales con plantas vivas. El usuario descubre que al acercarse y tocar o acariciar las plantas se empiezan a generar en tiempo real plantas algorítmicas 3D que van invadiendo la pantalla. Esta pieza detecta la pequeñísima diferencia de potencial eléctrico que se genera en las raíces de una planta viva, cuando siente cambios en su entorno inmediato o se la toca, y la mapea en la velocidad de crecimiento de las plantas virtuales. Este mapeo no se ha diseñado con una intención de simulación de un hecho físico. Aunque el cambio de potencial en las raíces es efectivamente un hecho físico, éste no causa que las plantas vivas empiecen a crecer. En cambio, el mapeo convierte esta tensión eléctrica en una especie de energía de crecimiento para los algoritmos de generación de las plantas virtuales.

Desde un punto de vista de concepto, este mapeo consigue hacer visible algo que normalmente nos pasa totalmente desapercibido. Además, estas variaciones de tensión eléctrica son realmente pequeñas de modo que la experiencia de realidad virtual está detectando un evento que funciona a nivel micro y lo está manifestando a nivel macro. Esto no es sólo un divertido juego entre el usuario y la experiencia, sino que genera todo un discurso conceptual artístico sobre la relación entre los usuarios, como interactores de la instalación, y las plantas como elementos de interacción y sujetos protagonistas de la experiencia. De este modo, la pieza habla de manera fuerte sobre las cuestiones relacionadas con la presencia sin aislar, de ningún modo, al usuario del entorno físico.

Como nota de interacción, apuntar que una de las plantas, un cactus, tiene un comportamiento distinto a las otras. En efecto, cuando un usuario toca esta planta todas las plantas virtuales desaparecen, creando un rompimiento de la relación de los usuarios con las plantas y con la experiencia. Una excelente forma de producir una situación de tabula rasa.

Esta experiencia de realidad virtual es una de las primeras instalaciones multiusuario llevadas a cabo con esta tecnología. Gran parte del sentido de esta propuesta se deriva de la exploración de las propiedades sociales de este medio.

Se basa en un sistema que genera un entorno formado por diversos elementos visuales y acústicos por donde circulan los participantes. El entorno se proyecta sobre el suelo, en una plataforma circular de seis metros de diámetro. Toda la sala se encuentra a oscuras y la única fuente de luz es la proyección del entorno virtual. Cada participante entra en la "pista" llevando un "fanalet" (farolillo de papel) tecnificado con el cual revela el entorno a su paso mediante un sensor de posición incorporado en su interior. Unos "charcos" de luz proyectados en el suelo (lightpools) y asociados a cada "fanalet" permiten al usuario provocar cambios en los objetos que pueblan el entorno.

Cada usuario tiene unas capacidades de interacción particulares, limitadas y únicas, sobre el entorno, de forma que les resulta necesario colaborar entre ellos para poder extraer todas las funcionalidades de la experiencia a través de sus relaciones.

El entorno se mantiene a oscuras, excepto por unos pequeños protoobjetos que nacen, titilan durante unos instantes y mueren si no son activados. Los usuarios pueden intensificar la luz de su fanalet sobre un protoobjeto del mismo color que su lightpool para hacerlo crecer y convertirse en un objeto maduro y más complejo que pasa a ser su pareja de baile y que le sigue a donde vaya. Si el usuario no deja de dar energía al objeto, este explota esparciendo protoobjetos por toda la pista.

Las parejas de baile tienen formas diversas: desde abstractas a biomorfas. Todas ellas están formadas por tres subobjetos que se mueven a distintas velocidades provocando su descomposición al desplazarse y su recomposición al volver a quedar estáticos. Esto les da un movimiento de apariencia fluida.

Cuando el usuario hace un movimiento brusco, está dando la señal a su pareja para que empiece a aprender la secuencia de movimientos que se haga a continuación y hasta el momento en que el usuario vuelva a quedar quieto. En ese momento, la pareja empezará a repetir la secuencia de movimientos aprendida, en forma de bucle, hasta que se le enseñe una nueva secuencia.

Una vez dos, tres o cuatro usuarios tienen una pareja y le han enseñado una secuencia de baile, pueden juntar sus fanalets en cualquier punto, provocando una fanfarria visual y sonora que anuncia un baile entre los lightpools y las parejas de cada usuario. Durante esta coreografía, las parejas y los lightpools ya no responden al control de los usuarios y bailan liberados. Al finalizar este baile, lightpools y parejas salen por la puerta de la pista y una vez terminada la música los lightpools vuelven a cada usuario para volver a empezar todo el proceso.

Este proyecto propone una serie de posibles relaciones que pueden ser recombinadas en un espacio público que tiene reminiscencias de pista de patinaje o de salón de baile. Así pues, la luz de los fanalets es, al mismo tiempo, objeto y sujeto de esta experiencia de realidad virtual.