Conceptes bàsics

PID_00150734
Cap part d'aquesta publicació, incloent-hi el disseny general i la coberta, no pot ser copiada, reproduïda, emmagatzemada o transmesa de cap manera ni per cap mitjà, tant si és elèctric com químic, mecànic, òptic, de gravació, de fotocòpia o per altres mètodes, sense l'autorització prèvia per escrit dels titulars del copyright.

1.Interacció persona-ordinador

1.1.Dispositius especials

Retrat tòpic de la realitat virtual. Configuració típica d'ordinador de taula
Retrat tòpic de la realitat virtual. Configuració típica d'ordinador de taula
Si observem atentament la imatge a què ens hem referit en el mòdul 1, aquella en què hi ha una persona que està connectada a un ordinador mitjançant un casc de visualització i un guant de dades i que hem considerat el retrat tòpic de la realitat virtual, ens adonem que respon a un esquema bàsic d'interacció persona-ordinador (IPO). Observem què ens mostra aquesta fotografia: el primer que crida l'atenció és el fet que el monitor i l'altaveu, que habitualment se situen sobre una taula, s'han integrat en un dispositiu que s'adapta al cos de l'usuari, de manera que li han curullat el camp visual i l'han aïllat de la percepció sonora de l'exterior. Així mateix, el teclat i el ratolí, habitualment situats també sobre una taula, s'han eliminat i s'han substituït per connexions de fibra òptica, que informen el sistema dels moviments de la mà. Si ens aturem a pensar en aquests dos canvis respecte a l'ordinador amb què treballem habitualment, ens semblarà que és evident que el retrat tòpic de la realitat virtual només explica un desplaçament d'alguns perifèrics, que passen de ser en el mobiliari a estar subjectats al cos, i adopten formes i noms d'indumentària, com el guant i el casc.
Hem deixat de banda, fins ara, les imatges i els sons que deu veure i sentir la persona que porta el casc. Hem obviat, de moment, què volen dir per a l'ordinador els moviments de la mà enguantada. A la fotografia no hi ha res d'això. El cert és que, pel que es veu a la foto, es pot pensar que la realitat virtual tan sols és wearable computing i que, al cap i a la fi, el que veu, sent i manipula l'usuari podria ben ser un processador de textos, un full de càlcul o qualsevol altra aplicació multimèdia que se'ns acudeixi. No és així, però. La realitat virtual, més enllà dels retrats tòpics i dels "vestits regionals" vistosos (aquells que només es posen una vegada a l'any per a renovar la foto i continuar la tradició), comporta un canvi profund, encara que no gaire aparent, en la interacció persona-ordinador.
Es tracta, en realitat, d'un canvi del nivell en què apareix la interactivitat i que, si ho comparem amb les aplicacions multimèdia, veiem que passa de ser en la superfície de la interfície a endinsar-se en els processos generatius dels estímuls.
m2e1_rec3.gif
Així, doncs, l'esquema IPO d'una aplicació de realitat virtual és determinat pel mapatge d'alguns paràmetres de l'activitat de l'usuari sobre alguns dels paràmetres del model que utilitza el sistema per a generar imatges, sons o altres estímuls. En aquest punt no aprofundim més en aquesta qüestió del mapatge, ja que en l'apartat següent l'analitzem amb detall i amb relació a les interfícies lògiques i físiques.

1.2.Analogia

Avançant en la definició dels processos que hem descrit, ens adonem, en termes d'interacció entre persona i ordinador, que la realitat virtual no depèn tant de dispositius especials (el cas típic) com d'una estructura de sistema i un disseny d'aplicació que permetin a l'usuari de relacionar-se amb un model matemàtic en què hi ha les definicions i les propietats d'un subjecte virtual i un entorn virtual. De moment diem que l'experiència de realitat virtual sorgeix de la relació que desenvolupa l'usuari amb l'entorn virtual mitjançant el subjecte virtual. A aquest tema, d'una importància vital, dediquem el mòdul didàctic 4 d'aquesta assignatura, titulat "Fonaments conceptuals de la realitat virtual". De moment proposem una analogia que serveix per a explicar superficialment aquesta relació complexa i que fa que l'usuari d'una experiència d'RV s'assembli a un infant que juga amb un teatre de titelles de fils. L'infant utilitza un titella (tan simple o sofisticat com es vulgui) que actua com a subjecte de l'experiència que es desenvolupa en el decorat (igual de simple o sofisticat).
m2e1_rec4.gif
Normalment tendim a pensar en la realitat virtual com un sistema en què l'infant mira amb els ulls del titella, sent amb les orelles del titella i té sensacions amb la pell del titella. Tal com estudiem en el mòdul següent, aquesta manera de veure la realitat virtual l'hem heretada dels videojocs en primera persona i tan sols és una de les maneres de resoldre l'IPO en un sistema de realitat virtual. N'hi ha prou de pensar en la nostra IPO en un sistema operatiu de finestres per a adonar-nos que les coses poden ser d'una altra manera: el cursor és la icona estàndard amb què es resol la presència de l'usuari en l'escriptori (entorn virtual); actua com a subjecte virtual de l'experiència. Com és sabut, l'usuari no pot interactuar directament (amb el cos) en l'entorn virtual i per aquest motiu fa falta un aparell perifèric com el ratolí amb què es pugui controlar el cursor. Els moviments de la mà de l'usuari empenyent el ratolí endavant, enrere, a la dreta i a l'esquerra, sobre el pla horitzontal de la taula, són mapats sobre la icona del subjecte virtual (el cursor), que d'aquesta manera es desplaça pel pla vertical del monitor. Aquesta relació d'identitat entre l'usuari (cervell/ulls/mà) i el sistema (monitor/ratolí/cursor), apresa de manera gairebé intuïtiva i assumida per la pràctica fins a un nivell gairebé inconscient, ens donen una pista de fins a quin punt poden ser abstractes aquestes relacions i diverses les experiències.

2.El mapatge, la interfície física i la interfície lògica

El disseny d'interfícies és extremament important en el disseny de la interacció persona-ordinador (IPO) i, per tant, comporta un fonament essencial del disseny d'aplicacions de realitat virtual.
Des de l'SketchPad de Sutherland (1963) fins a l'MS Windows d'ara, l'estudi i el disseny de la interacció s'ha centrat en el concepte d'interfície. Un concepte que ha variat al llarg del temps i que s'ha adaptat als avenços tecnològics. La interfície s'ha definit en abstracte com "la zona de contacte entre dues entitats" (Laurel, 1990b). Quan Laurel parla d'interfícies entre entitats físiques (com, per exemple, una porta i una persona), diu que la interfície (per exemple, el pom de la porta) "reflecteix les propietats físiques dels interactors, les funcions que es duran a terme i el balanç de poder i control".
Ja des de l'òptica de les aplicacions per ordinador, les interfícies són les vies de comunicació bidireccionals entre l'usuari i l'experiència d'interacció, que permeten de percebre l'aplicació i d'incidir-hi.
Els estadis de disseny d'una interfície es divideixen en tres parts essencials: (1) decidir quins canals externs es comuniquen amb els interns i de quina manera ho fan: d'això, se'n diu mapatge; (2) establir els elements que actuen d'enllaç a l'exterior de l'aplicació: les interfícies físiques o interfícies de maquinari; (3) determinar els elements que actuen d'enllaç a l'interior de l'aplicació: les interfícies lògiques o interfícies de programari.
Un exemple molt senzill d'aquesta configuració d'elements és el de la combinació ratolí-cursor en un entorn de finestres qualsevol. La interfície física és el ratolí, la interfície lògica és el cursor i els mapatges defineixen la concordança entre unitats de moviment del ratolí i les unitats de moviment del cursor, la concordança entre la pulsació d'un botó del ratolí i la reacció del cursor que passa a seleccionar algun objecte de la finestra, etc.
Interfície ratolí-cursor: el ratolí és la interfície física, el cursor és la interfície lògica i el moviment relatiu entre l'un i l'altre és el mapatge.
Interfície ratolí-cursor: el ratolí és la interfície física, el cursor és la interfície lògica i el moviment relatiu entre l'un i l'altre és el mapatge.
En els subapartats següents es detalla cadascun dels elements enumerats a dalt i que formen en conjunt el que s'anomena interfície.

2.1.El mapatge

El mapatge fa referència a la forma en què s'enllacen els nostres canals sensorials amb les accions que controlem i els estímuls que rebem en l'experiència d'interacció. Uns enllaços de tipus matemàtic que ens permeten de definir quina propietat afecta cada element i en quin grau ho fa. Això no solament defineix com reacciona l'entorn respecte a l'usuari sinó que també modifica la percepció que l'usuari té de l'entorn.
En l'exemple del ratolí i el cursor, el mapatge entre el desplaçament del ratolí i el del cursor és crucial per raons pràctiques. És clar que el moviment del ratolí –i, de fet, encara que indirectament, però més important, el moviment de la mà mitjançant el ratolí– ha d'influir sobre l'entorn de finestres per a accedir a tot l'entorn i dominar-lo.
El desplaçament d'un ratolí sobre l'escriptori es mesura en mickeys i el desplaçament del cursor a la pantalla es mesura en píxels. Es pot decidir quants mickeys s'ha de moure el ratolí perquè el cursor es mogui un píxel. Això és el mapatge: la definició de la relació d'unitats de mesura d'un fet extern amb les unitats de mesura d'un fet intern a l'aplicació i viceversa. Es pot definir que un mickey mogut pel ratolí impliqui un píxel mogut pel cursor, o bé que deu mickeys de desplaçament del ratolí impliquin un sol píxel de desplaçament del cursor. Evidentment, la selecció que es fa incideix directament sobre la situació pràctica d'ús de l'entorn. Per exemple, si el cursor es mou massa poc amb relació al que l'usuari ha de moure el ratolí, el fet de provar de desplaçar el cursor d'un extrem a l'altre de la pantalla pot ser una tasca lenta i molesta que no li permeti de treballar de manera fluida. En canvi, si el moviment del cursor és massa gran respecte al desplaçament del ratolí, el control del cursor es pot convertir en una tasca impossible, ja que la nostra resolució de moviment de la mà pot ser insuficient per a controlar un moviment tan ràpid del cursor.
Aquests dos casos extrems, però, no solament descriuen les qüestions pràctiques d'interacció sinó que també descriuen com afecta la percepció espacial de l'entorn de finestres en què treballa l'usuari. Efectivament, en el primer cas, en què el moviment de cursor és molt lent, no solament s'ha de tenir en compte que pot alentir en extrem el treball que s'ha de fer sinó que també s'ha de ser conscient que es presenta un entorn de l'usuari que es percep com a molt gran. Aquest efecte ve de la relació que s'estableix entre el fet de "costa moure's d'un punt a l'altre" i el concepte que "el desplaçament implica una distància molt gran en aquest context". En canvi, en el segon cas, en què el cursor és incontrolable perquè té un moviment molt ràpid, a més de la dificultat de fer alguns moviments detallats, aquest entorn es percep molt petit. En aquest cas, aquesta percepció prové del fet que, com que no costa de fer un desplaçament d'un extrem a l'altre de l'entorn, sembla que la raó sigui que la distància és, en realitat, molt curta.
Percepció de l'entorn segons el mapatge
Percepció de l'entorn segons el mapatge
Aquest tipus de mapatges serveixen per a enllaçar l'entrada de dades d'un canal sensorial concret de l'usuari (el moviment del conjunt mà-ratolí) sobre un element virtual (el cursor) que actua d'element d'interacció en l'experiència de l'entorn. També hi poden haver mapatges, però, que enllacin les accions d'aquests elements d'interacció amb estímuls finals de la mateixa experiència.
Per exemple, en una aplicació de simulació els mapatges sempre tracten de modelar, o que s'hi ajusti, un tipus de relació acció-resposta que es pot percebre en un sistema del nostre entorn físic. Un simulador de vol és un exemple d'aquest model. El mapatge que es defineix en moure el "volant" de l'avió de dreta a esquerra, respecte a la resposta de vol, modela la relació mecànica que hi ha entre moure el volant i moure el timó de cua. És a dir, el fet de moure el timó de manera que no quedi alineat amb la direcció de vol provoca un xoc lateral amb l'aire, que desplaça la cua de l'avió cap al costat oposat, i en resulta un gir determinat de l'avió. Així, doncs, el que s'ha de modelar és aquesta relació entre la magnitud de la rotació del volant i la magnitud de la rotació de l'avió, perquè l'efecte que percep el pilot sigui el mateix que en el cas d'un avió físic i, així, l'estudiant de pilot aprengui correctament aquestes relacions davant de les seves accions. Si el mapatge no s'ajusta a les reaccions físiques, l'estudiant de pilot s'entrenaria amb uns paràmetres erronis i no podria transferir el coneixement adquirit en el simulador al control de l'avió físic.
Un altre exemple és el d'una visualització d'un entorn de realitat virtual mitjançant un casc de visualització. El sensor del casc detecta a tota hora l'orientació (el gir a esquerra i dreta) del cap de l'usuari. Ho notifica a l'aplicació de visualització, la qual ha de tenir la repercussió d'aquests canvis, de canvis del punt de vista de la visualització gràfica, i mostrar-ho a l'usuari a les pantalles del casc. D'aquesta manera l'usuari ha de veure a cada moment l'enquadrament correcte com si ell fos dins de l'entorn virtual. El mapatge es defineix, doncs, com la concordança entre el gir del cap de l'usuari respecte al gir del punt de vista virtual (PVV) dins de l'aplicació. Per a decidir quin ha de ser aquest mapatge, s'han d'establir les correspondències numèriques que regeixen el sistema de visualització. Evidentment, si es vol definir un sistema de simulació de visió respecte a la mobilitat del cap humà, els graus de gir detectats pel sensor s'han de correspondre en una proporció 1:1 amb els graus de gir del PVV. És a dir, si l'usuari gira el cap 90 graus a la dreta, el PVV ha de rotar també 90 graus a la dreta, perquè si no, com a aplicació estrictament de simulació de visió humana, l'usuari trobarà desconcertant l'efecte visual rebut com a resposta al seu moviment. Aquesta configuració li pot afectar el sentit de l'equilibri i alhora li crearia un model mental de l'entorn diferent del que li correspondria, per la falta de concordança perceptiva. En canvi, si l'aplicació defineix un mapatge per a la simulació de visió d'un mussol, segurament el mapatge quedarà definit per una proporció 1:2, és a dir, si l'usuari rota el cap 90 graus a la dreta, el PVV rotarà 180 graus en la mateixa direcció.
Relació de mapatge entre un usuari humà, un model de mapatge d'un humà o d'un duc i el comportament del punt de vista virtual (PVV) corresponent.
Relació de mapatge entre un usuari humà, un model de mapatge d'un humà o d'un duc i el comportament del punt de vista virtual (PVV) corresponent.
Com es pot apreciar, aquests exemples mostren mapatges que afecten directament els resultats finals o, dit altrament, els estímuls de sortida que pot experimentar l'usuari com a resposta a la seva interacció dins de l'entorn.
És important tenir en compte, tal com s'hi insisteix al llarg d'aquesta assignatura, que no cal basar-se sempre en la filosofia de la simulació. En cap altre tipus d'aproximacions diferents, per exemple en aproximacions lúdiques o artístiques, no és necessari que els mapatges es basin en relacions establertes per models físics. Això obre un ventall enorme de possibilitats per explorar. D'altra banda, tampoc no és necessari que el mapatge s'ajusti a les correspondències naturals que mostren els sentits en el nostre entorn diari.

2.2.Interfície física

La connexió entre l'usuari i una aplicació interactiva s'ha d'ajustar als canals sensorials de l'usuari. Per a això es defineixen, d'una banda, sistemes físics que permeten de mesurar algunes propietats o alguns senyals que l'usuari pot emetre i que els canalitza com a entrades de l'aplicació, i, de l'altra, sistemes físics que permeten de presentar les sortides de l'aplicació, resultants de la interacció, en un format adaptat especialment perquè siguin entesos pels canals sensorials de l'usuari. Aquells s'anomenen interfícies físiques d'entrada o perifèrics d'entrada, mentre que aquests s'anomenen interfícies físiques de sortida o, en anglès, displays. És a dir, les interfícies físiques són la zona de contacte entre dues entitats: l'usuari i el sistema informàtic.
Per exemple, en el cas ratolí-cursor, hem dit que el ratolí és la interfície física. Aquesta interfície és, de fet, una interfície física d'entrada, la qual mitjançant una sèrie de mecanismes i circuits converteix la rotació d'una esfera petita que surt per sota, impulsada per l'acció del braç i la mà de l'usuari, en senyals numèrics capaços d'arribar a l'interior de l'aplicació i ser gestionades pel mapatge.
En aquesta configuració també hi ha una interfície física de sortida, encara que no s'ha explicitat. Aquesta interfície de sortida és la pantalla o el monitor de l'ordinador, el qual tradueix les configuracions de l'entorn de finestres en imatges capaces de ser enteses pel sistema visual de l'usuari.
En el cas de la simulació de l'avió, la interfície física d'entrada és el volant, mitjançant el qual es detecten les accions que l'usuari, l'aprenent de pilot, vol exercir sobre l'aplicació (dit altrament, l'avió virtual). Les interfícies de sortida són, principalment, la pantalla sobre la qual es projecten les imatges del paisatge circumdant i els dials que marquen l'horitzó, l'altitud, la velocitat, etc.
Finalment, en l'exemple de la visualització amb casc, la interfície d'entrada és el sensor que detecta el canvi en l'orientació del cap de l'usuari i la interfície de sortida és el casc mateix, amb les pantalles acoblades.
En tots tres casos, el mapatge utilitza les dades de les entrades per a adaptar-les a la funcionalitat interna de l'aplicació, i adapta els resultats de l'aplicació al format que necessiten els canals de sortida.
En el mòdul 6 es descriuen els tipus d'equips físics que se solen utilitzar en aplicacions de realitat virtual i que configuren el ventall disponible d'interfícies físiques més comunes.

2.3.Interfície lògica

Freqüentment, en l'àmbit de les aplicacions de simulació, la interfície lògica és una representació virtual de la interfície física. Per exemple, en aplicacions que utilitzen els guants de dades, és freqüent utilitzar mans virtuals com a element d'interacció intern a l'aplicació. En el cas del simulador de vol, no és tan clar que la interfície lògica sigui una representació del volant físic, però, encara que no tingui una representació visual homòloga, sí que s'ha definit un volant virtual des d'un punt de vista funcional. Passa una cosa molt semblant en l'exemple de la visualització amb casc de realitat virtual. En aquest cas tampoc no hi ha una representació visual del cap de l'usuari, però el punt de vista virtual és una representació funcional d'aquesta representació.
Un altre cop, el cas del ratolí-cursor és un exemple molt interessant i il·lustratiu. Encara que en aquest cas sembla que no som en una aplicació de simulació, gairebé des del començament els sistemes de finestres han agafat la metàfora de l'escriptori per a dur a terme les funcions (en anglès, d'aquesta metàfora, se'n diu desktop). És a dir, sí que simulem una sèrie d'objectes i funcionalitats, però, en canvi, ni el ratolí, com a interfície física, és un element propi d'un escriptori físic (previ als sistemes informàtics) ni el cursor, com interfície lògica, és una representació de cap element propi d'un escriptori. Encara és més interessant el fet que el cursor no és una representació virtual del ratolí. El cursor tan sols és un element icònic abstracte. Així, doncs, la interfície lògica no comporta sempre una representació virtual de la interfície física.
En general, una interfície lògica és l'element informàtic que dóna referència directa a l'usuari de les accions que duu a terme amb la interfície física. És a dir, enllaça les entrades de dades que provenen de la interfície física d'entrada, porta a cap les accions corresponents dins de l'aplicació, segons defineix el mapatge, i es manifesta mitjançant la interfície física de sortida.

3.Simulació

En aquest apartat, s'explica què és la simulació a fi de tenir més endavant una noció clara del que significa la realitat virtual aplicada com a eina de simulació. Com que aquesta utilització de la realitat virtual és la que ha donat origen a la major part de la tecnologia associada, a les aplicacions i a alguns conceptes, es considera que és essencial entendre què és la simulació per a entendre els orígens, l'evolució i la situació actual de la realitat virtual.
A més, però, s'ha de tenir en compte que les aplicacions de simulació, abonades per la indústria de Hollywood, són les que han contribuït més a promoure el sensacionalisme en la realitat virtual i per aquesta raó és molt important conèixer el tema i discernir entre el que és fantasia i el que realment és factible. Dit altrament, és essencial per a conèixer les restriccions que hi ha quan la realitat virtual és vista solament com a eina de simulació i es prova d'aplicar com a tal en àmbits que no són de simulació.

3.1.Què és la simulació?

Encara que la majoria de la gent té una mica d'idea del que és la simulació, hi ha molta confusió de termes i conceptes, que s'aclareixen en aquest apartat. Per exemple, podem pensar en els jocs de nens on actuen com si fossin texans (cowboys) en un poble de l'oest americà de fa un segle. Aquesta intuïció, però, sovint no es correspon amb la definició formal de simulació. El que usualment sí que es té clar és que cada vegada és més important en el món de la ciència i la tecnologia, l'economia, les ciències socials, etc. És una eina bàsica en investigació i és essencial com a eina d'entrenament.
La teoria que hi ha al darrere és antiga, ja que es basa tota en la definició de models matemàtics i estadístics, i en l'estudi de l'evolució d'aquests models durant un període determinat de temps. No obstant això, la simulació ha avançat de manera realment important a partir de l'explosió de les eines informàtiques, per la facilitat que comporta generar els resultats i tractar les dades i els càlculs complexos. De fet, la simulació està lligada estretament al començament de la informàtica amb les simulacions de balística per a aplicacions militars a mitjan anys quaranta.
La simulació per ordinador és la intersecció de tres eines d'investigació o aproximacions analítiques (Whicker, Sigelman, 1991), que definim més endavant: modelatge, simulació de sistemes, ús d'un ordinador.
3.1.1.El model
Mentre que, en simulació, fora de l'ordinador es requereix muntar una rèplica física del que es vol estudiar –que s'anomena maqueta–, en simulacions per ordinador és necessari definir un model a partir de regles matemàtiques o lògiques.
Un model de simulació adquireix importància i significat en virtut de la similitud que tingui amb un fenomen d'interès determinat. Ara bé, què s'entén per similitud? La similitud del model respecte al fenomen d'origen es classifica en els tipus següents:
1) Similitud física: aquest és el tipus de similitud que s'associa més quan es parla de simulació en general i concretament en realitat virtual aplicada a la simulació, encara que no per això és més important que els altres tipus. Aquest tipus comprèn diversos components de similitud que poden ser importants o no en cada cas: visual, sonora, mecànica, química, tàctil, etc.
2) Similitud probabilística: aquest tipus prové del comportament del fenomen d'origen. La disciplina de l'estadística anomenada anàlisi de probabilitat s'encarrega d'estudiar la probabilitat amb què tendeix a manifestar-se un fenomen. Per tant, la similitud probabilística fa referència a les propietats funcionals del fenomen d'estudi.
3) Similitud conceptual: aquesta similitud fa referència a les estructures internes del fenomen d'estudi i a la manera com són organitzades. Per aquesta raó, es poden definir les propietats següents de la similitud conceptual: associativa, per analogia, estructural, etc.
Així, doncs, les nocions de model i simulació, que sovint es tendeixen a confondre, en realitat estan relacionades de manera que (Whicker, Sigelman, 1991):

  • Un model és una representació de l'estructura que cal simular. És a dir, una definició estàtica que defineix estructures, paràmetres i funcions (o algoritmes).

  • Una simulació, en canvi, és una representació de l'estructura en acció. És a dir, quan es fa evolucionar el model al llarg del temps, partint d'un estat inicial, alimentant-lo amb una informació d'entrada i obtenint-ne una informació de sortida, que són els resultats que s'han d'analitzar.

Hi ha diverses classificacions de models segons l'enfocament: formal o funcional.
Classificació formal de models, segons Wicker i Sigelman (1991):
a) Models físics: són els que pretenen de ser una rèplica física del sistema estudiat. Per exemple, un túnel d'aire, que es pot construir tant físicament com mitjançant una aplicació de realitat virtual. En tots dos casos, són un model d'un mateix fenomen d'estudi, concretament la dinàmica de fluids de l'aire.
b) Models esquemàtics: són els que presenten algunes característiques del sistema. Per exemple, el plànol d'un edifici, en què es perd informació volumètrica, de materials, etc., però que, en canvi, ens aporta una informació d'organització espacial.
c) Models simbòlics: són els que codifiquen mitjançant algun llenguatge matemàtic o informàtic les característiques del sistema. Per exemple, unes fórmules de comportament econòmic, en què el fenomen d'origen no té unes propietats físiques sinó que és fruit d'una organització social.
Classificació funcional de models, segons Poole i Szymankiewicz (1977):
a) Models intuïtius: es basen en l'experiència i són presents en qualsevol decisió diària que requereix una consideració ràpida. Per exemple: "Agafo el metro o l'autobús per a anar a tal lloc?"
b) Models analítics: es basen en l'estudi de problemes no restringits per un temps de decisió i en què qualsevol error és potencialment molt costós: "Compro un cotxe funcional i petit per a anar a la feina i aparcar fàcilment, o bé un de gros i ample per a poder sortir amb la família els caps de setmana?"
c) Models numèrics: es basen en els problemes dels quals no tenim la informació rellevant o bé aquesta informació és massa complexa. En aquest cas és necessari identificar els components més importants del problema, les forces que hi intervenen i les relacions entre components i forces: "Inverteixo els diners en la borsa o els poso a termini fix al banc?"
3.1.2.Tipus de simulacions
En aquest punt, en què ja s'ha definit el que s'entén per model i per simulació, veurem quins tipus generals de simulació es defineixen habitualment:
1) Persona-persona: simulacions de tipus social en què s'estudien les reaccions de persones o col·lectius. Per exemple, l'entrenament d'entrevistes de feina. Se situa dues persones en els papers d'entrevistador i entrevistat i, després d'actuar una estona, s'intercanvien els papers per a entendre els processos inversos.
2) De sistema: simulacions en què es reprodueix físicament un sistema físic, químic, biològic, etc., en unes condicions controlades. Per exemple, una reacció química de la naturalesa controlada en una situació de laboratori.
3) Persona-ordinador: simulacions en què la persona respon a unes qüestions plantejades per l'ordinador. Per exemple, l'entrenament mitjançant jocs d'estratègia financera o els simuladors de vol.
4) Per ordinador: no requereixen interacció. A partir d'una entrada, un programa (conjunt de regles de decisió) la transforma i n'obté una sortida. Usualment responen a sistemes estocàstics, és a dir, basats en probabilitat.
Els dos darrers tipus són els que concerneixen aquesta assignatura: persona-ordinador i per ordinador. Com veurem, les diferències entre aquests dos tipus són notables, però tant l'un com l'altre poden utilitzar tecnologia de realitat virtual.
3.1.3.Simulació per ordinador
En l'àmbit científic i tècnic, quan es parla de simulació, sovint se sobreentén que es fa referència a la simulació per ordinador (Whicker, Sigelman, 1991; McHaney, 1991; Ripley, 1987; Matloff, 1988; Poole, Szymankiewicz, 1977; Jorba, Masdemont, 1995; Shannon, 1975).
Així, doncs, per a què pot ser útil la simulació per ordinador? La simulació, en general, tracta de respondre a la pregunta:
Què passaria si...?
Per exemple, un científic és davant d'un problema que no entén i vol provar diverses teories i obtenir diversos resultats amb un objectiu: entendre el que passa darrere del problema plantejat. Aquesta situació pot estar definida per dos enfocaments possibles: (a) el científic simplement no sap si "allò" es podrà aconseguir; (b) el científic té la necessitat que "allò" passi, però no sap com fer-ho. Així, doncs, en l'enfocament inicial d'una simulació, l'objectiu ha de ser un dels dos següents (McHaney, 1991):

  • Pot funcionar "això"? S'estudia el cas fent una simulació per a saber si es poden assolir uns objectius.

  • "Això" ha de funcionar! S'estudia quins paràmetres poden variar en el sistema actual per a aconseguir els objectius.

En el procés de consecució dels objectius, la simulació ofereix els avantatges següents (McHaney, 1991):

  • Es pot aplicar quan no és pràctic experimentar amb el sistema real en l'entorn natural d'aquest sistema, sia per qüestions de seguretat o de mida, de temps, etc.

  • La simulació és l'únic mitjà que permet d'investigar les característiques de disseny d'un sistema determinat, és a dir, permet de descompondre'l i analitzar-lo per parts. Per tant, força l'especificació detallada del sistema i, en conseqüència, del problema.

  • Es pot aplicar quan no hi ha tècniques matemàtiques o analítiques per al problema tractat. A causa d'això s'experimenten tècniques noves, algoritmes nous, etc.

  • Es pot aplicar quan s'ha d'avaluar un sistema utilitzant mesures estadístiques.

  • Es pot aplicar quan és necessari simular un període molt llarg de manera comprimida, o viceversa.

  • Permet de detectar problemes no previstos a causa de l'anàlisi que es fa del funcionament del model.

No obstant això, en aquest procés també hi ha desavantatges. Les més importants són les següents:

  • El desenvolupament és complex, car i lent.

  • El modelatge tan sols dóna resultats aproximats. En aquest sentit hi ha dues idees clau que sovint es passen per alt:

    • No es podrà tenir mai el model perfecte.

    • No s'ha de confondre mai el model amb el fenomen original.

  • Si es basen en generadors de nombres aleatoris, els resultats han de ser avaluats amb eines estadístiques complexes per a comprovar que es modela correctament l'entorn d'evolució del fenomen d'origen.

  • No és una eina d'optimització, és a dir, es poden obtenir respostes als problemes però s'ha de ser conscient que no són necessàriament els òptims. De fet, poden estar molt allunyades dels processos òptims.

  • S'ha de validar el model. Això, quan ja es disposa del sistema d'origen, es pot fer comparant les entrades, les sortides i els passos intermedis del sistema original respecte als del model de la simulació, encara que fer-ho així és molt complex. No obstant això, en molts casos la simulació es fa en una fase prèvia a la construcció o la posada en marxa del sistema que s'avalua, i en aquest cas el fet de validar el model pot ser una tasca impossible.

3.1.4.Tipus de simulacions per ordinador
Tal com s'ha exposat, les simulacions per ordinador són simulacions en què no intervé la interacció d'una persona. Així, aquests processos en què es defineixen unes dades inicials (l'estat inicial) i en què a partir d'uns algoritmes es fan evolucionar durant un temps determinat es poden classificar en tres tipus principals (McHaney, 1991):
1) Tipus Monte Carlo: en aquests, en realitat, no intervé el temps i es basen en l'aleatorietat i la probabilitat. Per exemple, el càlcul dels jocs de solitari amb cartes, en què n'hi ha que es poden fer i n'hi ha que no.
2) Simulacions contínues: sistemes modelats per equacions diferencials o algebraiques que depenen del pas del temps de manera contínua. Per exemple, els sistemes de simulació depredador-presa (també anomenats sistemes Tom i Jerry).
3) Per esdeveniments discrets: es caracteritzen pel pas de blocs de temps en què es considera que "no passa res" i en què es puntuen esdeveniments que canvien l'estat del sistema. Es basen sobretot en la teoria de cues. Per exemple, l'estudi, per simulació, d'un peatge, les cues que genera, els horaris associats a les cues, els factors que l'afecten, etc.
Els tres tipus de simulació per ordinador es recolzen sobre un gran corpus teòric estadístic i matemàtic que té una tradició llarga i que, per tant, ja té unes eines d'anàlisi molt potents que es beneficien enormement de la capacitat de càlcul dels ordinadors.
3.1.5.Elements d'una simulació per ordinador
A continuació s'analitzen els elements essencials que componen una simulació per ordinador (Whicker, Sigelman, 1991). D'aquesta manera també es pot comparar, en mòduls posteriors, amb l'estructura d'una aplicació de realitat virtual.

  • Assumpcions: són el conjunt d'hipòtesis en què es basen tots els raonaments que fan referència al fenomen d'estudi i que constitueixen l'esquelet del model.

  • Paràmetres (o valors fixos): encara que per a un programador aquesta terminologia pot donar lloc a una confusió, en aquest cas els paràmetres són les variables de control. Aquests paràmetres poden variar i, per tant, afectar els resultats de diverses maneres, però es mantenen fixos per a observar clarament com les variables independents (entrades) afecten les dependents (sortides).

  • Entrades (o variables independents): són els valors subministrats a la simulació en el moment en què comença tot el procés. Corresponen a factors que es considera que afecten el fenomen principal d'interès: les variables dependents (o sortides).

  • Algoritmes: converteixen les entrades en sortides d'acord amb unes regles de decisió que l'investigador ha especificat. Han de ser compatibles amb les assumpcions que defineixen el model. Es pot considerar que són operacionalitzacions de l'estructura del model i dels processos involucrats en el fenomen d'estudi.

  • Sortides (o variables dependents): són el focus d'interès de la simulació i allò que el científic analitza per a extreure conclusions del fenomen d'estudi. Aquestes sortides es calculen de manera endògena, és a dir, a partir dels algoritmes que processen les variables independents (entrades) i sense cap mena d'intervenció externa durant el procés.

3.1.6.Simulació persona-ordinador
En aquest tipus de simulacions, l'ordinador situa la persona dins d'un context concret i aquesta persona ha d'anar responent i reaccionant per a assolir un aprenentatge del tema, una habilitat manipuladora, un entrenament físic o cognitiu, etc. (Whicker, Sigelman, 1991; Earnshaw, Gigante, Jones, 1993; Earnshaw, Vince, Jones, 1995; Kalawsky, 1993; Vince, 1995; Waxelblat, 1993; etc.).
Les simulacions persona-ordinador acostumen a desenvolupar-se entorn de diverses branques de la informàtica i la ciència i amb l'ajut d'aquestes branques, com la intel·ligència artificial, la realitat virtual mateixa o la psicologia, i gairebé sempre estan encaminades a l'entrenament i les pràctiques d'operaris, tècnics, pilots, etc., per les bones prestacions que tenen com a eina educativa i didàctica.
3.1.7.Fases de disseny d'una simulació
Les fases principals de disseny d'una simulació qualsevol (i, per tant, també aplicable a les simulacions per ordinador i a les simulacions persona-ordinador) són, segons Shannon (1975), les següents:

  • Definició del sistema: determinar fronteres, restriccions i variables que defineixen el sistema que s'ha de modelar. Dit altrament, concretar el problema que s'ha d'estudiar.

  • Formulació del model: reduir o abstreure el sistema del fenomen d'estudi a un diagrama de flux que reculli el flux d'informació, les estructures condicionals, els càlculs bàsics, etc.

  • Preparació de les dades: identificar les dades que requereix el model: tipus de dades, valors inicials de variables clau, etc.

  • Translació del model: és la programació pròpiament dita (generació de codi).

  • Validació: comprovar que el model funciona. Es duu a terme a partir de dades d'un cas real i es comparen els resultats obtinguts en la simulació amb els obtinguts amb el sistema del fenomen d'estudi. Evidentment, això no és factible en simulacions de sistemes que encara no existeixen.

  • Planificació estratègica: dissenyar un experiment per a obtenir la informació volguda, que suposadament ha de donar les claus per a comprendre el fenomen d'estudi.

  • Planificació tàctica: dissenyar execucions concretes de l'experiment. És a dir, es preparen diversos conjunts de variables independents (entrades) sobre un mateix model per a obtenir diferents conjunts de variables dependents (sortides).

  • Experimentació: executar els diversos passos per l'experiment per a obtenir uns resultats concrets. Es fan proves de sensibilitat ajustant els paràmetres.

  • Interpretació: dissenyar formes i estratègies per a interpretar i comprendre els resultats perquè usualment els resultats obtinguts són lluny de ser clars i explícits per si mateixos.

  • Implementació: dur a terme el que s'ha provat amb la simulació.

  • Documentació: és molt important per a facilitar el replicat de les proves que s'han fet i l'extensió del model i el sistema.

Es pot observar que la realitat virtual té un paper molt important, no solament en la simulació en si mateixa sinó també en la interpretació dels resultats.
3.1.8.Presentació i interacció amb les simulacions
La manera en què es presenten les dades i els processos d'una simulació i la manera en què s'interactua amb una simulació són d'una importància enorme, tant pel que fa a la possibilitat de gestionar quantitats grans de dades de manera compacta com pel que fa a la comprensió del que passa a cada moment. Les dificultats que hi ha en aquests processos són les següents:
1) Dificultats del seguiment i la interpretació d'una simulació

  • Quantitat gran de paràmetres i variables.

  • Quantitat gran de dades de sortida (resultats).

  • Sovint les dades són abstractes i no es poden interpretar directament.

  • Interacció complexa amb el sistema.

Per a superar aquestes dificultats, s'han desenvolupat diverses tècniques de presentació i interacció, que es resumeixen tot seguit:
2) Presentació de dades
El camp dels gràfics per ordinador ha evolucionat molt gràcies a les necessitats de visualització de dades, la qual s'ha beneficiat recíprocament dels avenços en els gràfics per ordinador. Algunes tècniques de presentació són les següents:

  • Gràfics estadístics.

  • Representacions i visualitzacions 3D i estereoscòpiques.

  • Sistemes de partícules.

  • Mapatges de conjunts de dades en coloracions, densitats, sons, etc., especialment optimitzats per a cada cas.

  • Representacions fotorealistes.

  • Animacions: gravades o en temps real, seqüenciades o acumulades.

  • Tractament gràfic dels fractals.

  • So i processament de senyal.

  • Etcètera.

3. Interacció
En el terreny de la interacció, ha estat necessari proveir-la de tot tipus d'interfícies físiques i perifèrics que permetessin de manipular les dades complexes i els processos de les simulacions. Per exemple:
  • Robòtica/electrònica / realitat virtual:

    • Aporten interfícies físiques potents persona-ordinador (perifèrics).

    • Sensors de posicionament i orientació.

    • Cascos de visualització immersiva.

    • Sistemes de sensació de força.

    • Sistemes tàctils.

    • Sistemes d'àudio espacialitzat.

    • Etcètera.

  • Informàtica: aporta interfícies lògiques que tradueixen:

    • accions sobre els perifèrics - dades d'entrada (mapatges de manipulació);

    • dades de sortida - respostes maquinari (mapatges de percepció).

4. Perills de la presentació
Hi ha alguns punts que s'han de tenir en compte en els processos de presentació i interacció:

  • Poca atenció al disseny de la simulació. Si es fa més atenció a la presentació de la simulació que al motor de la simulació, es poden obtenir uns resultats molt ben presentats i molt intel·ligibles, però completament erronis i, en conseqüència, inservibles.

  • Representacions no correctes de les dades. Sovint passa que una representació d'unes dades pot donar lloc a una confusió o a falses interpretacions a causa dels mapatges escollits o del fet que la jerarquització de les dades no és adequada.

  • Esdeveniments múltiples difícils de captar. També, sovint, passa que no es pot representar de manera compacta els múltiples processos i resultats que hi ha al llarg d'una simulació.

  • De vegades, encara que sigui necessari, no es pot presentar l'evolució de la simulació o els resultats en temps real. Quan una simulació s'ha d'executar a un ritme determinat, igual que el del fenomen d'estudi (cosa que s'anomena execució en temps real), pot passar que, efectivament, els algoritmes de càlcul aconsegueixin aquest objectiu, però que, en canvi, els algoritmes de presentació no. En aquesta situació, la falta de sincronisme entre execució i presentació pot amagar o, fins i tot, falsejar els resultats observats.

4.Terminologia associada a la realitat virtual

Des que el 1965 Ivan Sutherland, en el treball postdoctoral, va establir les bases de l'Ultimate Display, s'han succeït les diverses definicions, termes i evolucions de la tecnologia que avui dia es coneix comunament per realitat virtual. Tot el procés que ha seguit aquesta tecnologia queda reflectit en les diverses definicions que s'han especificat. Per això, les definicions són, en si mateixes i en conjunt, definidores d'aquesta tecnologia.
A causa del nom adoptat a partir de Lanier, la terminologia entorn de la realitat virtual ha tingut un enterboliment que ha confós conceptes i nomenclatura fins i tot anteriors. Aquesta situació és semblant a la que s'ha donat en altres àmbits com el de la intel·ligència artificial, en què la mala informació i el sensacionalisme han difós una idea distorsionada i falsa. Per això és essencial aquest apartat, en què se situen termes i s'aclareixen conceptes que giren al voltant d'aquesta tecnologia. S'ha d'eliminar aquesta confusió i, així, encarar la resta de l'assignatura amb claredat d'idees.

4.1.Realitat artificial

Tal com s'ha vist en la introducció a aquesta assignatura, aquest binomi el va encunyar Myron Krueger el 1975 com a resultat de les seves investigacions amb el seu sistema Videoplace. Així, doncs, està lligat íntimament a una certa configuració de sistema, tant pel que fa al maquinari com al tipus d'interacció.
Esquema del Videoplace de Myron Krueger: (1) la càmera capta la imatge de l'usuari; (2) un ordinador processa la imatge i la incorpora en un entorn digital; (3) el resultat es projecta sobre una pantalla; (4) l'usuari reacciona i torna a ser capturat per la càmera, i així tanca el cicle.
Esquema del Videoplace de Myron Krueger: (1) la càmera capta la imatge de l'usuari; (2) un ordinador processa la imatge i la incorpora en un entorn digital; (3) el resultat es projecta sobre una pantalla; (4) l'usuari reacciona i torna a ser capturat per la càmera, i així tanca el cicle.
Algunes imatges d'una de les experiències dutes a terme en Videoplace, anomenada Criter: un personatge virtual petit interactua amb la silueta de l'usuari.
Algunes imatges d'una de les experiències dutes a terme en Videoplace, anomenada Criter: un personatge virtual petit interactua amb la silueta de l'usuari.
Aquest binomi s'utilitza poc avui dia i no es pot considerar sinònim de realitat virtual perquè és, en realitat, tan sols una de les possibilitats tecnològiques i de sistema que hi ha. Encara que mostra una bona varietat d'aplicacions, aquesta tecnologia és oblidada sovint en les definicions de realitat virtual, de manera que se la deixa de banda i se la margina, tal com es veu en el mòdul "Què és i què no és la realitat virtual?".

4.2.Telepresència

Aquest terme, introduït per Marvin Minsky (1980), es refereix a la tecnologia que permet a un operari d'explorar i controlar a distància sistemes i entorns reals. L'objectiu principal és permetre a l'operari de fer una tasca que no pot dur a terme de manera presencial per alguna de les raons següents:

  • Perillositat de l'entorn: presència de vapors o gasos tòxics, temperatures molt altes o molt baixes, treball amb substàncies radioactives, pressió atmosfèrica alterada, etc.

  • Dificultats espacials: dificultat d'accés per distància, espais reduïts o, fins i tot, miniaturització, inestabilitat física de l'espai, etc.

Aquests sistemes estan compostos generalment d'un sistema robòtic semiautònom. Aquest sistema acostuma a disposar dels components següents:

  • Un sistema de "visió" mitjançant una càmera de vídeo o diverses càmeres de vídeo (fins i tot en configuració estereoscòpica).

  • Un sistema de captació d'àudio (un micròfon o més d'un).

  • Un sistema de propulsió per a la mobilitat (rodes, erugues, hèlixs, etc.).

  • Un sistema de manipulació per a dur a terme la tasca (braços robòtics, grapes prènsils, etc.).

  • Un sistema de control remot.

Sistema de telepresència possible
Sistema de telepresència possible
Aquests sistemes es poden utilitzar tant a terra com a l'aigua, i tant al nostre planeta com en missions espacials. Algunes aplicacions són la telemedicina o telecirurgia, el manteniment de magatzems de residus nuclears o la desactivació de cotxes bomba.
Així, doncs, es pot comprovar que aquesta tecnologia no s'ha de confondre amb la realitat virtual, ja que tots els senyals o els estímuls que rep l'usuari tenen l'origen en l'entorn físic, mentre que, com veurem més endavant, la realitat virtual genera tots els estímuls de manera digital.

4.3.Entorns virtuals

Sovint s'utilitza com un mal substitut o un sinònim de realitat virtual. En realitat es refereix a la geometria, paràmetres i configuracions estàtiques que modelen un determinat entorn (simulat o no). El binomi no fa referència a l'experiència de l'usuari, de manera que no defineix les característiques de relació de l'usuari amb l'entorn. De fet, un entorn virtual es pot utilitzar per a una pel·lícula amb efectes especials fets per ordinador, cosa que, com veurem més endavant, no es pot considerar realitat virtual.
Hi ha dues diferències bàsiques entre entorn virtual i realitat virtual:

  • L'experiència: es pot aplicar l'analogia amb model i simulació, que ja s'ha presentat en l'apartat anterior d'aquest mòdul. És a dir, que, de la mateixa manera que el model és la definició estàtica de les regles d'un fenomen d'origen, l'entorn virtual és estàtic. En canvi, de la mateixa manera que la simulació és la posada en marxa d'aquest model, la realitat virtual és l'experiència que es té d'aquest entorn virtual. S'entén per experiència la interacció en temps real.

  • El subjecte virtual: encara que això es veu amb detall en un mòdul posterior, s'ha de fer notar ara que l'experiència esmentada més amunt relaciona la persona (usuari) amb l'entorn virtual, de manera que s'ha de definir un model de subjecte virtual mitjançant el qual l'usuari pot experimentar l'entorn segons unes regles de comportament i unes interfícies.

Així, doncs, aquest binomi, encara que s'utilitza molt sovint com a sinònim de realitat virtual, s'ha de tenir en compte tan sols com un element estàtic i no com l'experiència de realitat virtual.
4.3.1.Entorns sintètics
Aquest binomi prové de l'àmbit militar nord-americà. La raó d'usar sintètics en comptes de virtuals obeeix a dues raons principals. D'una banda, desmarcar-se del corrent no militar d'aquesta tecnologia no volent utilitzar el terme virtual, que consideren que crea un efecte d'"irrealitat", la qual no volen que s'associï al seu gremi. De l'altra, i com a raó de pes, aquest binomi ha estat heretat dels simuladors de vol previs als ordinadors. Aquests simuladors de vol constaven d'una maqueta enorme sobre la qual, mitjançant un sistema d'eixos i rails, es movia una càmera de vídeo controlada a distància per l'aprenent de pilot. Era, en realitat, una manera particular de telepresència.
Encara que no faci servir el terme virtual, aquest binomi té els mateixos problemes de concepte que l'anterior d'entorns virtuals, pel fet que també deixa de banda la noció d'experiència i de subjecte virtual.

4.4.Realitat augmentada

Aquest binomi és una tecnologia germana de la realitat virtual, amb la qual és confosa sovint. La realitat augmentada es basa a sobreposar objectes generats per ordinador a sobre de l'entorn físic. Això s'aconsegueix mitjançant un sistema de visualització especial, en forma de casc o d'ulleres, que permet a l'usuari de tenir una visió directa de l'entorn físic que l'envolta per mitjà d'unes pantalles semitranslúcides en què també es poden presentar imatges generades per l'ordinador. Aquest sistema de visualització ha d'estar dotat d'un sensor d'orientació perquè el sistema pugui saber en quina direcció mira l'usuari i, així, generar els objectes virtuals en el lloc i el moment adequats. D'aquesta manera, s'augmenta la quantitat d'informació de la realitat física local que envolta l'usuari.
Esquema de combinació d'imatge de l'entorn físic (la visió directa amb les ulleres) i dels gràfics generats per l'ordinador (sobreposats mitjançant les pantalles translúcides) en un sistema de realitat augmentada.
Esquema de combinació d'imatge de l'entorn físic (la visió directa amb les ulleres) i dels gràfics generats per l'ordinador (sobreposats mitjançant les pantalles translúcides) en un sistema de realitat augmentada.
Així, doncs, la realitat augmentada es diferencia de la realitat virtual en el fet que aquesta es basa exclusivament en la generació d'estímuls per ordinador i no els sobreposa a l'entorn físic.
Hi ha una bona quantitat d'aplicacions, encara que no n'hi ha gaires que hagin aconseguit sortir del laboratori a causa de qüestions tècniques que encara estan per resoldre. Alguns exemples són l'estudi de posició de tumors en pacients que han de ser operats, la guia d'ajut de navegació (per a pilots militars o per a "turisme augmentat") o la guia d'ajut de manteniment d'equips complexos o en situacions compromeses.

4.5.Ciberespai

Aquest terme sovint s'intercanvia erròniament per realitat virtual. El terme el va encunyar William Gibson (1984) en la novel·la Neuromàntic. Hi descrivia l'espai intangible i difús que és generat per una xarxa de comunicacions per ordinador. Un espai que no és físicament en cap lloc concret, però que és accessible des de qualsevol punt en què es connecti un ordinador a aquesta xarxa.
La confusió prové del fet que, en la novel·la de Gibson, la interfície utilitzada per a accedir a aquesta xarxa era una combinació sofisticada d'estímuls digitals que incloïa visualització en tres dimensions de les dades i entorns accessibles. Això va fer associar la interfície del tipus realitat virtual al nom de ciberespai, quan en realitat el terme havia de ser associat a una xarxa potent de comunicació.
Ciberespai: l'espai intangible i difús que és generat per una xarxa de comunicacions per ordinador.
Ciberespai: l'espai intangible i difús que és generat per una xarxa de comunicacions per ordinador.
Avui dia, el ciberespai es pot associar a l'espai format per la xarxa Internet, independentment del tipus d'interfície utilitzat.

4.6.Computació ubiqua

Aquest binomi el van encunyar enginyers investigadors de Xerox en el Xerox PARC (Palo Alto Research Center) a la fi dels vuitanta. Aquest terme no es confon amb realitat virtual. S'inclou en aquest apartat pel fet que obeeix a una filosofia oposada inicialment a la de la realitat virtual i, per tant, és una referència important.
Aquests investigadors afirmaven que la realitat virtual era una tecnologia que lligava irremissiblement l'usuari al sistema informàtic generador, amb un "cordó umbilical" de cables difícils de manipular. En canvi, ells apostaven per una distribució de sistemes informàtics petits en els objectes quotidians que ens envolten. D'aquesta manera, sense fil, els objectes adquireixen una intel·ligència, puntual però dependent del context, que ens ha d'ajudar en les tasques diàries.
Un exemple molt senzill però molt clar d'aquesta idea és el següent:
A una tassa normal i corrent, s'hi adapta un sistema petit de sensors i processadors que analitzen durant un temps el tipus de líquids que agrada beure a una persona amb aquesta tassa, i la temperatura a què els pot beure o els vol beure. Així, si un dia, en aquesta tassa, algú hi serveix cafè i el propietari de la tassa se'l vol beure, el sistema intel·ligent el pot avisar que a la tassa hi ha cafè i recordar-li que no li agrada, o bé si el sistema sap que, a aquesta persona, sí que li agrada el cafè, la pot avisar que encara és massa calent i que es pot cremar.
Respecte a l'evolució de les dues filosofies suposadament enfrontades, la situació actual és que, de fet, convergeixen. La tecnologia de realitat virtual, com es veu al llarg d'aquesta assignatura, cada vegada depèn menys de sistemes complexos i incòmodes, tant pel fet de la reducció de la mida com pel fet que cada vegada hi ha més perifèrics sense fil i que els paradigmes de visualització han evolucionat de maneres ben diverses.

Activitats

  1. Quina és la diferència entre virtualitat i realitat virtual?

  2. Quina diferència essencial hi ha entre una aplicació multimèdia i una experiència de realitat virtual?

  3. Quines tres entitats conformen el disseny d'una interfície?

  4. A més de les propietats funcionals, quines altres propietats afecten el mapatge?

  5. Quina és la diferència entre model i simulació?

Bibliografia

Austakalnis, S.; Blatner, D. (1992). El espejismo de silicio. Arte y ciencia de la realidad virtual. Barcelona: Página Uno, SL.
Earnshaw, R. A.; Gigante, M. A.; Jones H.(ed.) (1993). Virtual Reality Systems. Londres: Academic Press Ltd.
Erickson, T. D. (1990). "Working with interface metaphors". A: B. Laurel (ed.).The Art of Human Computer Interface Design(ed. 1998, 11a. ed., pàg. 65-73). Reading, MA: Addison Wesley.
Gibson, W. (1984). Neuromancer. Nova York: Berkeley Publications.
Kalawsky, R. S. (1993). The Science of Virtual Reality and Virtual Environments. Reading, MA: Addison-Wesley Ltd.
Krueger, M. (1991). Artificial Reality II. Reading, MA: Addison-Wesley Inc.
Lanier, J. (1988). "A vintage virtual reality interview"Whole Earth Review Magazine. Point Foundation Publishing Co.[http://www.wholeearthmag.com/]http://www.well.com/user/jaron/vrint.html
Laurel, B.(ed.) (1990). The Art of Human-Computer Interface Design(ed. 1998, 11a. ed.). Reading, MA: Addison-Wesley.
Matloff, N. S. (1988). Probability Modelling and Computer Simulation an Integrated Introduction with Applications to Engineering and Computer Science. Boston: PWS-Kent.
McHaney, R. (1991). Computer Simulation. A Practical Perspective. San Diego, CA: Academic Press.
Minsky, M. (1980). "Telepresence".OMNI Magazine(pàg. 45-51).
Mullet, K.; Sano, D. (1994). Designing Visual Interfaces: Communication Oriented Techniques. Mountain View, CA: SunSoft Press.
Myers, A. B. (1998). "A brief history of human computer interaction tecnology".ACM Interactions(vol. 5, núm. 2, pàg. 44-54).
Poole, T. G.; Szymankiewicz, J. Z. (1977). Using Simulation to Solve Problems. Nova York: McGraw-Hill.
Ripley, B. D. (1987). Stochastic Simulation. Nova York: John Wiley.
Shannon, R. E. (1975). System Simulation: The Art and Science. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
Shneiderman, B. (1998). Designing the User Interface. Strategies for Effective Human-Computer Interaction(3a. ed.). Reading, MA: Addison-Wesley Longman, Inc.
Sutherland, I. (1963). "SketchPad: A man-machine graphical communication system". A:AFIPS Spring Joint Computer Conference(vol. 23, pàg. 329-346).
Sutherland, I. (1995). "The Ultimate Display". A:Proceedings IFIP Congress(ed. 1965, pàg. 506-508).
Vince, J.Virtual Reality Systems. Londres: Addison-Wesley.
Whicker, M. L.; Sigelman, L. (1991). Computer Simulation Applications an Introduction. Newbury Park, CA: Sage.
Wilson, S. (1994). "The aesthetics and practice of designing interactive computer events".ACM Multimedia 94. Reading, MA: ACM Multimedia.