Què és i què no és la realitat virtual?

Índex
- 1.Els tòpics
- 2.Definicions en la història
- 2.1.Definicions d'alguns experts
- 2.1.1.Ivan Sutherland
- 2.1.2.Myron Krueger
- 2.1.3.Jaron Lanier
- 2.1.4.Roy S. Kalawsky
- 2.1.5.Michael A. Gigante
- 2.1.6.Terry W. Rowley
- 2.1.7.John Vince
- 2.1.8.Jonathan Steuer
- 2.1.9.Frank Biocca
- 2.1.Definicions d'alguns experts
- 3.Estímuls digitals generats en temps real
- 4.Usos de la realitat virtual
- Activitats
- Bibliografia
1.Els tòpics

Els tòpics empobreixen la diversitat i entorpeixen la creativitat, ja que distreuen de l'observació atenta d'una potencialitat nova amb el seu miratge de lloc comú.
1.1.El tòpic de la il·lusió d'espai

1.1.1.Limitacions
-
Tant si són una tela, un monitor, una pantalla de projecció, un mur sobre el qual passa una ombra, els petits displays d'un casc de realitat virtual o un simple mirall, els límits del suport bidimensional són sempre els mateixos: perímetre i superfície. Aquests límits físics es traspassen sovint i de maneres diverses, com per exemple quan, essent espectadors d'un dibuix, sense adonar-nos-en, tendim a prolongar un traç horitzontal en un paper com si aquest fos més ample que el paper mateix i descrigués un espai implícit.
-
En segon lloc, hi ha les limitacions del sistema de representació en perspectiva, és a dir, les limitacions que presenta aquest sistema simbòlic per a descriure l'espai cartesià en què es mou la geometria euclidiana. Aquesta limitació es tracta de superar, en realitat virtual, amb una emulació de la visió humana, és a dir, mitjançant l'estereoscòpia.
-
En tercer lloc, tenim les limitacions que presenta l'espai cartesià mateix si el comparem amb les múltiples concepcions espacials que proveeix el coneixement del nostre temps, per exemple la geometria fractal o l'espai hiperbòlic.

1.2.El tòpic de la il·lusió de moviment


1.3.El tòpic del realisme

2.Definicions en la història
2.1.Definicions d'alguns experts
2.1.1.Ivan Sutherland
"Realitat virtual""A display connected to a digital computer gives us a chance to gain familiarity with concepts not realitzable in the physical world. It is a looking glass into a mathematical wonderland."
Un display connectat a un ordinador digital ens dóna l'oportunitat de guanyar familiaritat en conceptes no realitzables en el món físic. És un mirall que ens porta vers un país de meravelles matemàtiques.
Sutherland (1965)
2.1.2.Myron Krueger
"Realitat virtual""An artificial reality perceives a participant's action in terms of the body's relationship to a graphic world and generates responses that maintain the illusion that his actions are taking place within that world."
"Una realitat artificial percep les accions del participant en termes de la relació del seu cos amb un món gràfic i genera respostes que mantenen la il·lusió que les seves accions es desenvolupen dins d'aquest món."
Krueger (1991)
2.1.3.Jaron Lanier
"Realitat virtual""We are speaking about a technology that uses computerized clothing to synthesize shared reality. It recreates our relationship with the physical world in a new plane, no more, no less. It doesn't affect the subjective world; it doesn't have anything to do directly with what's going on inside your brain. It only has to do with what your sense organs perceive. The physical world, the thing on the other side of your sense organs, is received through these five holes, the eyes, and the ears, and the nose, and the mouth, and the skin.
"[...] clothing that you have to put on in order to perceive a different world than the physical world.
"[...] an illusion is created that while you're moving around the virtual world is standing still."
"Parlem d'una tecnologia que utilitza vestidures computeritzades per a sintetitzar realitats compartides. Aquesta recrea la nostra relació amb el món físic en un pla nou, ni més, ni menys. Això no afecta el nostre món subjectiu; no té res a veure directament amb el que passa al teu cervell. Només té a veure amb el que perceben els teus òrgans sensorials. El món físic, allò que es troba a l'altre costat dels teus òrgans sensorials, es rep per mitjà de cinc forats: els ulls, les orelles, el nas, la boca, i la pell.
"[...] vestidura que t'has de posar per a percebre un món diferent del món físic.
"[...] es crea la il·lusió que mentre et mous el món virtual resta immòbil."
Lanier (1988)
2.1.4.Roy S. Kalawsky
"Realitat virtual""Virtual environments are synthetic sensory experiences that communicate physical and abstract components to a human operator or participant. The synthetic sensory experience is generated by a computer system that one day may present an interface to the human sensory systems that is indistinguishable from the real physical world. Until then we have to be content with a virtual environment that approximates several attributes of the real world. However, it is feasible to synthesize a suitable facsimile of a real environment or some form of abstract environment."
"Els entorns virtuals són unes experiències sensorials sintètiques que comuniquen components físics o abstractes a un operador o participant humà. Aquesta experiència sensorial sintètica és generada per un ordinador que algun dia podrà presentar una interfície als sistemes sensorials humans, que serà indiscernible del món físic real. Fins llavors haurem d'acontentar-nos amb un entorn virtual que aproximi diversos atributs del món real. No obstant això, és factible sintetitzar un facsímil apropiat d'un entorn real o alguna forma d'entorn abstracte."
Kalawsky (1993)
2.1.5.Michael A. Gigante
"Realitat virtual""The illusion of participation in a synthetic environment rather than external observation of such an environment. VR relies on three-dimensional (3D), stereoscopic, head-tracked displays, hand/body tracking and binaural sound. VR is an immersive, multi-sensory experience."
"La il·lusió de participació en un entorn sintètic en oposició amb una observació externa d'aquest entorn. La realitat virtual depèn de dispositius de visió amb sensor d'orientació i visió tridimensional (3D) estereoscòpica, sensors de moviment de mans i cos, i so biaural. La realitat virtual és una experiència multisensorial i immersora."
Gigante (1993)
2.1.6.Terry W. Rowley
"Realitat virtual""Our perception of the outside world is controlled by our five senses, through which we have built a world model over the years by our own experience. We interact with the real world by interpreting sensory inputs using our own model, which is in detail, different from everyone else's. In practice, most features of these models are similar, so we interact with the real world in similar ways. If we have an inconsistent set of sensory inputs, they may cause disruption of the interpretation process and cause discomfort and disorientation. As long as the sensory inputs can be interpreted into a coherent result, this will be our picture of the current outside world, however fantastic it may appear, and will be our current reality. If the sensory inputs are being deliberately produced by a computer to represent some other environment, we call the current reality virtual reality."
La nostra percepció del món exterior és controlada pels nostres cinc sentits, amb els quals ens hem construït un model de món al llarg dels anys i per la nostra pròpia experiència. Interactuem amb el món real interpretant estímuls sensorials utilitzant el nostre propi model, que, en detall, és diferent del de la resta de les persones. A la pràctica, la major part de característiques d'aquests models són similars, de manera que interactuem amb el món real de maneres similars. Si rebem un conjunt inconsistent d'estímuls, poden causar soroll en el nostre procés d'interpretació i poden causar incomoditat i desorientació. Mentre aquests estímuls puguin ser interpretats de manera que obtinguem un resultat coherent, aquesta serà la nostra imatge del món exterior en aquest instant, per més fantàstica que sembli, i per tant serà la nostra realitat actual. Si aquests estímuls es produeixen de manera deliberada mitjançant un ordinador per a representar algun altre entorn, anomenem aquesta realitat instantània realitat virtual."
Rowley (1993)
2.1.7.John Vince
"Realitat virtual""Such Virtual Reality systems create a cyberspace where it is possible to interact with anything and anyone on a virtual level. In these bizarre worlds, conventional laws of space and time need not hold –anything can be simulated, so long as it can be programmed."
"Els sistemes de realitat virtual creen un ciberespai en què és possible interactuar amb qualsevol objecte i persona de manera virtual. En aquests mons estranys, les lleis convencionals de l'espai i el temps no es compleixen necessàriament –qualsevol cosa pot ser simulada, mentre sigui programable." Vince (1995)
2.1.8.Jonathan Steuer
"Realitat virtual""The key to defining virtual reality in terms of human experience rather than technological hardware is the concept of presence.
"Presence is defined as the sense of being in an environment.
"Telepresence is defined as the experience of presence in an environment by means of a communication medium.
"A virtual reality is defined as a real or simulated environment in which a perceiver experiences telepresence."
La clau per a definir la realitat virtual en termes de l'experiència humana en comptes d'un maquinari tecnològic és el concepte de presència.
Presència es defineix com la sensació de ser en un entorn.
Telepresència es defineix com l'experiència de presència en un entorn, amb un mitjà de comunicació.
Una realitat virtual es defineix com un entorn real o simulat en què un perceptor experimenta telepresència." Steuer (1992)
2.1.9.Frank Biocca
"Realitat virtual""Virtual reality is not a technology; it is a destination.
"[...] we will always crave more convincing and exhilarating "essential copies", more overwhelming sensations, more physical transcendence.
"The phrase, virtual reality, increasingly refers not to a piece of technology but to an emerging communication system.
"The ultimate goal of VR interface design is nothing less than the full immersion of the human sensorimotor channels into a vivid computer-generated experience."
"La realitat virtual no és una tecnologia; és una destinació.
"[...] sempre desitjarem "còpies essencials" més convincents i excitants, sensacions més colpidores, més transcendència física.
"La frase "realitat virtual" cada vegada es refereix més, no a una peça de tecnologia, sinó a un sistema de comunicació emergent.
"L'objectiu final del disseny d'interfícies de realitat virtual és tan sols la immersió total dels canals sensorials i motors de l'ésser humà en una experiència vívida generada per ordinador.
Biocca, Kim, Levy (1995); Biocca, Levy (1995)
Taula de mancances i encerts en les definicions d'experts
|
|
---|---|
Mancances
|
Encerts
|
|
|
3.Estímuls digitals generats en temps real
3.1.Estímuls digitals
3.1.1.La restricció a estímuls visuals
La màquina del temps"[...] Sabeu, naturalment, que una línia matemàtica, una línia d'amplada nul·la, no té existència real. Això us ho van ensenyar? Un pla matemàtic tampoc no en té. Aquestes coses són meres abstraccions.
–Fins a aquest punt, d'acord –digué el psicòleg.
–Ni tampoc, tenint tan sols longitud, amplada i gruix, un cub no pot tenir existència real.
–Aquí, discrepo –declarà Filby. Evidentment, un cos sòlid pot existir. Totes les coses reals...
–Així pensa la majoria de la gent. Però espereu un moment. Pot existir un cub instantani?
–No us segueixo –digué Filby.
–Pot tenir una existència real un cub que no té durada en el temps?
Filby restà pensatiu.
–És clar –continuà el Viatger del Temps– que tot cos real ha de tenir extensió en quatre direccions: ha de tenir Longitud, Amplada, Gruix i... Durada. Però, per una debilitat natural de la carn, que us explicaré d'aquí a un moment, ens inclinem a passar per alt aquest fet. Hi ha realment quatre dimensions, tres que anomenem els tres plans de l'espai i una quarta, el temps. Hi ha, això no obstant, una tendència a establir una distinció irreal entre les tres primeres dimensions i l'última, perquè passa que la nostra consciència es mou intermitentment al llarg d'aquesta en un sentit, des de l'inici fins al final de les nostres vides."
3.2.Nivells d'interacció
3.2.1.Interacció en temps real
3.2.2.Interacció explorativa, manipulativa o contributiva
-
Explorativa: la interacció explorativa fa referència als anomenats walk-throughs ('caminades') i fly-throughs ('vols') mitjançant entorns virtuals. És una situació en què l'usuari no pot modificar cap part o objecte de l'entorn, però pot seleccionar què vol veure, com ho vol veure i quan ho vol veure. És a dir, l'usuari modifica solament la posició i l'orientació del punt de vista virtual (o, com es veu més endavant, el subjecte virtual), encara que aquest no altera l'entorn que explora.
-
Manipulativa: la interacció manipulativa permet un nivell més de relació amb l'entorn. En aquest cas, el sistema permet a l'usuari de manipular els objectes –o un subconjunt dels objectes– tan sols des d'un punt de vista geomètric. És a dir, pot moure, rotar i escalar els objectes, però això no modifica l'entorn virtual en essència. Tan sols s'aconsegueix una reconfiguració, però no pas un canvi a escala funcional o reactiva.
-
Contributiva: la interacció contributiva és la més completa de totes tres i permet a l'usuari de fer canvis en l'àmbit de l'estat funcional o reactiu. Als objectes que pot modificar, no solament els canvien les qualitats geomètriques, sinó que aquests objectes canvien en essència i, així mateix, provoquen canvis en l'estat que tenen i probablement en altres objectes de l'entorn. Això passa en experiències els objectes de les quals –i l'entorn en general– són regits per uns comportaments i obeeixen a una sèrie de regles, les quals actuen o són desequilibrades per l'acció de l'usuari. La conseqüència és que el comportament nou o l'objecte nou obtingut no presenta les mateixes qualitats que abans.
3.2.3.Exemple d'interacció

-
Explorativa: en aquest àmbit d'interacció, l'usuari tan sols es pot "moure" –moure el subjecte virtual– per aquest entorn, però no pot modificar, de cap manera, cap dels objectes. No pot moure la taula, ni el got, ni la moqueta. Ara, pot mirar a tot arreu i moure's en totes direccions: mirar a sota la taula, acostar-se al got i, en general, observar-ho tot des del punt de vista que li sembli (figura 1).
-
Manipulativa: en aquest àmbit d'interacció, l'usuari pot fer el mateix que en el cas exploratiu, però a més té una interfície mitjançant la qual pot moure els objectes. Per exemple, pot moure la taula a un altre lloc de l'habitació. Fins i tot la pot deixar "enlaire" al mig de l'habitació. Encara que hagi mogut la taula, el got no hauria reaccionat a aquest canvi geomètric de la taula i es quedaria en la mateixa posició espacial original. Com que no hi ha lleis o regles de comportament, els objectes es mantenen independents els uns dels altres. Si es defineix l'entorn, els objectes de l'entorn i les propietats d'aquests objectes mitjançant un conjunt de descriptors –o vectors d'estat–, s'obté la situació següent:
-
Moqueta (posició_mo1, orientació_mo1)
-
Taula (posició_tau1, orientació_tau1)
-
Got (posició_g1, orientació_g1)
-
Aigua (posició_a1, orientació_a1)
Després del canvi geomètric de la taula per l'acció de l'usuari, la situació anterior (inicial) passar a ser la següent:
-
Moqueta (posició_mo1, orientació_mo1)
-
Taula (posició_tau2, orientació_tau2)
-
Got (posició_g1, orientació_g1)
-
Aigua (posició_a1, orientació_a1)
En què es veu que l'únic canvi ha estat la modificació de la posició i l'orientació de la taula, i això no ha afectat res més (vegeu la figura 2).
Figura 2: interacció manipulativa (quatre moments en la seqüència de modificació de la taula) -
-
Contributiva: en aquest àmbit, a causa dels comportaments i les regles que hi regeixen, la situació és ben diferent. Tenint en compte que som en una aplicació de simulació, les lleis que regeixen són les de gravetat, resistència i dinàmica.
Així, doncs, si l'usuari mou la taula com en l'àmbit anterior (manipulatiu), aquesta taula no es pot alçar de la moqueta a causa de la força de gravetat, i tan sols es pot fer lliscar sobre la moqueta. L'efecte d'haver desplaçat la taula, de manera que el got perd la superfície de sustentació, fa que aquest got, afectat per l'atracció gravitatòria, caigui sobre la moqueta. Davant d'aquesta acció, i obeint les lleis de la dinàmica i la resistència, el got es trenca i l'aigua es vessa, de manera que mulla la moqueta. Això vol dir que els canvis que han experimentat els objectes no són meres manipulacions sinó que han canviat d'estat i que aquest canvi ha desencadenat altres canvis d'estat en altres objectes.
Llavors, si la situació inicial és la següent:
-
Moqueta (posició_mo1, orientació_mo1, estat=eixuta)
-
Taula (posició_tau1, orientació_tau1)
-
Got (posició_g1, orientació_g1, estat=sencer)
-
Aigua (posició_a1, orientació_a1, estat=dins_el_vas)
Passem a tenir la següent:
-
Moqueta (posició_mo1, orientació_mo1, estat=molla)
-
Taula (posició_tau2, orientació_tau2)
-
Got (posició_g2, orientació_g2, estat=trencat)
-
Aigua (posició_a2, orientació_a2, estat=vessada)
De fet, és més ajustat canviar objectes del tot certs de la manera següent:
-
Moqueta (posició_mo1, orientació_mo1, estat=molla)
-
Taula (posició_tau2, orientació_tau2)
-
Got (posició_g2, orientació_g2, estat=no_hi_és)
-
Trossos_de_vidre (posició_tv1, orientació_tv1, estat=escampats)
-
Aigua (posició_a2, orientació_a2, estat=no_n'hi_ha)
-
Bassal (posició_b1, orientació_b1)
Es pot observar que ni els objectes ni l'entorn no són els mateixos que al començament. Dit altrament, l'usuari ha fet una contribució a l'experiència, i no solament l'ha reconfigurada sinó que l'ha modificada en essència (figura 3).
Figura 3: interacció contributiva (quatre moments en la seqüència de modificació de la taula i les conseqüències que té). -
3.3.Generació en temps real
3.4.Immersió i presència
4.Usos de la realitat virtual

Tipologia d'usos de la realitat virtual
|
|
---|---|
Usos substitutius
|
Aquells en què la realitat virtual tendeix a emular un ús convencional d'un altre medi.
Per exemple: en la simulació d'un museu d'art en què els quadres digitalitzats estan penjats
a les parets virtuals de les sales d'un model d'edifici virtual.
Ens hem de demanar: a quin medi substitueix i amb quina eficàcia?
|
Usos complementaris
|
Aquells en què la realitat virtual complementa l'ús convencional d'altres medis.
Per exemple: una presentació d'un despatx d'arquitectes en què s'explica el projecte al client
mitjançant uns plànols en paper, una maqueta de suro i un sistema d'RV.
Ens hem de demanar: a quin medi o medis complementa i quins dèficits d'aquests medis cobreix?
|
Usos originals
|
Aquells en què la realitat virtual treu profit de les propietats específiques que té per a plantejar o resoldre problemes
nous.
Per exemple: un sistema de realitat virtual d'acoblament intuïtiu de molècules complexes amb
force feedback.
Ens hem de demanar: quin factor d'innovació comporta aquest ús original i en què consisteix l'aportació
que fa?
|
4.1.Realitat virtual com a eina de simulació?

4.2.Realitat virtual com a interfície 3D?
-
Presentar i manipular eficaçment estructures complexes d'informació.
-
Accedir a bases de dades en què es relacionen tres paràmetres determinants o més (per exemple, un atles geogràfic econòmic).
-
Representar grans volums canviants d'informació econòmica (per exemple, un mercat borsari).
-
Organitzar ítems en un menú d'accés a un sistema interactiu d'informació mitjançant una metàfora espacial determinada.

4.3.Realitat virtual com a substitut de l'experiència del món físic?



4.4.Realitat virtual com a sistema d'entreteniment domèstic del present?

Caràtula del joc Tomb Raider III, de CORE

4.5.Realitat virtual com a mitjà de comunicació del futur?
Activitats
-
Quines són les mancances i els encerts en les definicions històriques de la realitat virtual?
-
Quina és la definició de realitat virtual?
-
Quines són les diferències entre l'execució en temps real en la simulació, i la interacció en temps real en la realitat virtual?
-
Quins tres nivells d'interacció es defineixen en la realitat virtual?
-
Quines són les tres tipologies d'usos de la realitat virtual?