Higuera Jimenez Paola Nayeli.

Lopez Guzman Raymundo .

Realidad

Virtual

Realidad Virtual.

La realidad virtual es la simulacion porcomputdora, dinamica y tridimencional,con lato contenido grafico, acustico ytactil, orientada a la visualizacin desituaciones variables y complejas,durane la cual el usuario ingrea, atraves del uso de sofisticadosdispositivos de entrada , a mundos queaparentan ser reales, resultandoinmerso en ambientes altamenteparticipativos de origen artificial.

Las caracteritiscas de la realidad virtual son: - Se expresa en lenguaje gráfico tridimensional.

- Hace de 3D una herramienta dinámica e interactiva.

- Permite vivenciar experiencias controladas.

- Da la posibilidad de tratamientos de desensibilización sistemática.

- Su comportamiento es dinámico y opera en tiempo real.

- Sus estimulos hacen real lo virtual

- Su operación está basada en un medio computarizado.

- Su relación con el usuario hace que el aprendizaje sea mas intenso.

- Requiere haya una “suspensión de la incredulidad” para lograr la integración del usuario.

- Posee la capacidad de reaccionar ante el usuario, ofreciéndole, en su modalidad una

experiencia inmersiva, interactiva y multisensorial.

- Puede ser utilizada en toda la industria de la capacitación y entrenamiento.

- Abre las alternativas donde el único límite es la imaginación del hombre.

• SISTEMAS DE TELEPRESENCIA (Telepresence).Esta tecnología vincula sensores remotos en el mundo real con lossentidos de un operador humano. Los sensores utilizados puedenhallarse instalados en un robot o en los extremos de herramientastipo Waldo. De esta forma el usuario puede operar el equipo como sifuera parte de él.

Tipos de escenarios virtuales. Existen diversas formas de clasificar los actuales sistemas de realidad virtual basada en el tipo de interfaz

con el usuario. En ese caso pueden mencionarse:

• SISTEMAS VENTANAS (Window on WorldSystems).

Se han definido como sistemas de Realidad Virtual sinInmersión.

Algunos sistemas utilizan un monitor convencional paramostrar el mundo virtual. Estos sistemas son conocidoscomo WOW (Window on a World) y también como RealidadVirtual de escritorio.

Estos sistemas tratan de hacer que la imagen que apareceen la pantalla luzca real y que los objetos, en ellarepresentada actúen con realismo.

• SISTEMAS DE MAPEO POR VIDEO.

Este enfoque se basa en la filmación, mediante cámaras de vídeo, de una o máspersonas y la incorporación de dichas imágenes a la pantalla del computador, dondepodrán interactuar - en tiempo real – con otros usuarios o con imágenes gráficasgeneradas por el computador.

De esta forma, las acciones que el usuario realiza en el exterior de la pantalla (ejercicios,bailes, etc.) se reproducen en la pantalla del computador permitiéndole desde fuera

• SISTEMAS DE REALIDAD VIRTUAL EN PECERA.

Este sistema combina un monitor de despliegue estereoscópico utilizando lentes LCD con obturador acoplados aun rastreador de cabeza mecánico. El sistema resultante es superior a la simple combinación del sistema estéreoWOW debido a los efectos de movimientos introducidos por el rastreador.

• SISTEMAS INMERSIVOS.

Los más perfeccionados sistemas de Realidad Virtual permiten que el usuario pueda sentirse “sumergido” en elinterior del mundo virtual.

El fenómeno de inmersión puede experimentarse mediante 4 modalidades diferentes, dependiendo de laestrategia adoptada para generar esta ilusión. Ellas son:

a. El operador aislado

b. La cabina personal

c. La cabina colectiva (pods, group cab)

d. La caverna o cueva (cave)

Estos sistemas inmersivos se encuentran generalmente equipados con un casco-visor HMD. Este dispositivo estádotado de un casco o máscara que contiene recursos visuales, en forma de dos pantallas miniaturas coordinadaspara producir visión estereoscópica y recursos acústicos de efectos tridimensionales.

Una variante de este enfoque lo constituye el hecho de que no exista casco como tal, sino un visor incorporado enuna armadura que libera al usuario del casco, suministrándole una barra (como la de los periscópios submarinos)que permite subir, bajar o controlar la orientación de la imagen obtenida mediante el visor.

Otra forma interesante de sistemas inmersivos se basa en el uso de múltiples pantallas de proyección de grantamaño dispuestas ortogonalmente entre sí para crear un ambiente tridimensional o caverna (cave) en la cual seubica a un grupo de usuarios. De estos usuarios, hay uno que asume la tarea de navegación, mientras los demáspueden dedicarse a visualizar los ambientes de Realidad Virtual dinamizados en tiempo real.

• SISTEMAS DE REALIDAD MIXTA O AUMENTADA.

Al fusionar los sistemas de telepresencia y realidad virtual obtenemos los denominados sistemas de RealidadMixta. Aquí las entradas generadas por el computador se mezclan con entradas de telepresencia y/o la visión delos usuarios del mundo real.

Este tipo de sistema se orienta a la estrategia de realzar las percepciones del operador o usuario con respecto almundo real. Para lograr esto utiliza un tipo esencial de HMD de visión transparente (see trouhg), que se apoya enel uso de una combinadora que es una pantalla especial, la cual es transparente a la luz que ingresa provenientedel mundo real, pero que a la vez refleja la luz apuntada a ella mediante los dispositivos ópticos ubicados en elinterior del HMD.

En este sentido se percibe un prometedor mercado para los sistemas de Realidad Mixta en industrias y fábricasdonde el trabajador debe llevar a cabo operaciones complejas de construcción o mantenimiento de equipos einstrumentos.

Desarrollo de Aplicaciones deRealidad Virtual.

En un principio la realidad virtual fue usada en su mayoría para aplicaciones militares o inclusode entretenimiento, sin embargo, en los últimos años se han diversificado las áreas en que seutiliza. En las secciones anteriores, se mencionó los diferentes tipos de realidad virtual y susáreas de ingerencia, aquí se explora más a fondo los distintos proyectos que existenrelacionadas con esta tecnología. Se describirán proyectos de distintos tipos: visualización -una de las facetas más fascinantes de la realidad virtual-, manipulación de robots, medicina,entre otros.

Realidad virtual en la IngenieríaDentro de las áreas deingeniería hay proyectos demanipulación remota como loson la manipulación de robots,o procesos de ensamblado,tambien existen áreasdedicadas al desarrollo deprototipos virtuales. Todasestas aplicaciones facilitan laautomatización dentro dediferentes áreas.

Realidad virtual en la Medicina La medicina es uno de los campos más importantes para lasaplicaciones de realidad virtual. Así como la medicina cuenta con una basta diversidad deáreas de estudio, de igual manera la realidad virtual se aplica para una diversidad dedisciplinas. Aquí se presentan dos tipos de proyectos que dan una buena idea de lasaplicaciones dentro del área. Estas aplicaciones corresponden al tipo de realidad virtualinmersiva.

Realidad virtual en museos yplanetariosLa realidad virtual juega unpapel importante para el conocimiento,es utilizada por museos, planetarios ycentros de ciencia. Estos centros realizanexposiciones virtuales donde se puedenhacer recorridos en templos antiguos,palacios, galaxias, aprender de diversasáreas de conocimiento, entre otras.Enalgunos de los proyectos realizados enlos centros, se experimenta consituaciones mas cotidianas o con las quelos visitantes (principalmente losjovenes y niños) pueden identificarse,por ejemplo, se puede diseñar unamontaña rusa(roller coaster) yposteriormente experimentar el viajecomo si físicamente se estuviera en lamontaña, así, mientras se disfruta delviaje se puede aprender de leyes defísica.Otro de los enfoques que se le da ala realidad virtual, es el de experimentarvisitas virtuales a lugares o templosantiguos que por alguna razón no estándisponibles al usuario (destrucción,restauración).

Realidad virtual en la arquitecturaLamanera en que los arquitectos comunicansus ideas la mayor parte de tiempo es enforma visual, el utilizar alguna forma devisualización facilita la comprensión deinformación compleja y facilita lacomunicación. Hoy en día, cada vez sonmás los arquitectos que utilizan a larealidad virtual como una herramientamás para participar a los demás de susideas y trabajos.Algunos de los enfoquesmás comunes que los arquitectos dan aluso de realidad virtual es en el modeladovirtual de sus diseños de casas yedificios, donde además de hacer losdiseños tradicionales como planos ymaquetas elaboran un modelo tridimen-sional interactivo, donde sus clientespueden contemplar de una manera más"real" los diseños o inclusive adentrarseen estos edificios o casas y recorrerloslibremente, teniendo así una visión masclara de las ideas que se tratan deexpresar.

Elementos para desarrollar unaaplicacion virtual.

Para hacer una aplicaion hay dos metodologias la dirigida por contenido y la dirigidapor interaccion, pero la principal es la simulacion loop.

Esta estructura es la que repite una serie de acciones a lo largo de la vida de una experiencia de realidadvirtual.

Las partes esenciales son:

• Gestión de Sensores : lectura de los datos de entrada provenientes de los sensores que detectan losmovimientos y decisiones del usuario.

• Renovar Est ado del Usuario : modificar las propiedades, situación y estado general del sujeto virtual, apartir de los datos captados por los sensores.

• Renovar Est ado de los Objetos : modificar las propiedades, situación y estado general de los objetosvirtuales, a partir de sus algoritmos de comportamiento y las decisiones que ocurran.

• Determinar Interacciones : detectar si en las modificaciones del usuario y de los objetos virtuales haocurrido alguna interacción que provoque una modificación del estado de la aplicación y sus elementos.

• Gestión de las Salidas Sensoriales : generar todos los estímulos que intervengan en la experiencia(imágenes, sonidos, movimientos, etc.) para que el usuario reciba el feedback adecuado que el contextoinstantáneo pida.

Esta estructura se mantiene constante en cualquier tipo de aplicación de realidad virtual y se estructura alrededorde un conjunto de fases importantes de desarrollo que incluye:

identificar los tipos y procedencias de los datos utilizados

identificar los procesos involucrados en la aplicación

Con respecto a las fases que ya se han visto con anterioridad, se tiene:

• Diseño de las interfaces (físicas, lógicas y mapeos)

• El modelado de los objetos

El diseño de comportamientos y el diseño de estímulos

Aproximación por Contenido

Teniendo claras las fases de desarrollo vistas se puede apreciar que son fases de relativamente bajo nivel, en elsentido que describen acciones ya muy a nivel de producción final, y que no incluyen toda la estructuración delcontenido, del contexto ni del guionaje. Las fases que sí lo estructuran, son fases de alto nivel que suelenrealizarse antes que las de bajo nivel, y debido a esta organización definen una estrategia llamada content-driven.Es decir, precisamente por qué se empieza por un nivel de abstracción alto: analizando el contenido y el contextode la aplicación, y baja hasta la implementación y puesta en marcha. En esta estrategia, la secuencia de fasesque define el proceso de desarrollo es el siguiente:

• Definición del tema concreto de la aplicación : por ejemplo, entrenamiento de vuelo de un Airbus,entrenamiento de cirugía laparoscópica, análisis de las turbulencias generadas por un perfil de ala, etc.

• Definición del tipo de aplicación : interacción explorativa, manipulativa o contributiva.

• Identificación del tipo de usuario : por ejemplo, experto en el tema, parcialmente conocedor, público engeneral, etc.

• Identificación de los objetos virtuales necesarios : por ejemplo, objetos del paisaje (vegetación,edificios, etc.), órganos internos, modelo de un ala, etc.

• Identificación de los datos de trabajo : datos de entrada, resultados intermedios, resultados finales, tipode datos, etc.

• Identificación de los procesos : algoritmos, cálculos, comportamientos, leyes subyacentes, etc.

• Identificación de los tipos de interfaces de entrada : tipos de sensores, interfaces de usuario, enlacesy mapeos, etc.

• Identificación de los tipos de interfaces de salida : presentación de los resultados, tipos de periféricosde visualización, audición, etc.

• Identificación de las herramient as de modelado de objetos : modelado geométrico, algoritmosgenerativos, herramientas CAD, escáner, etc.

• Identificación de las herramient as de desarrollo : librerías de programación, entornos de desarrollo,drivers de periféricos, etc.

Este tipo de desarrollo se adapta perfectamente a toda aplicación informática basada en un cierto contenido otema, debido a que:

• (a) se ajusta al análisis de toda la aplicación informática en general

• (b) tiene un parecido notable con las fases de diseño de una simulación

• (c) por qué está guiado por un objetivo concreto: el tema de la aplicación.

Cabe resaltar que estos pasos no necesariamente son secuenciales. Algunos pueden realizarse en paralelocon otros que se encuentran en su entorno inmediato en la lista.

Aproximación por Interacción

Aunque muchas aplicaciones de realidad virtual, una gran mayoría de hecho, siguen la estrategia content-driven,existen muchos casos en los que puede ser útil desarrollar una aplicación concentrándose en cómo el usuariodeberá interactuar con la aplicación. Es decir, analizando las interfaces, la interacción con los objetos, laexploración / manipulación / contribución del usuario, de forma que los resultados obtenidos permitan que aflorede forma espontánea el tema, el contenido, la atmósfera, el tono, el “aroma”, etc., de la experiencia.

Este puede ser el caso cuando, por ejemplo, los desarrolladores están interesados en testar ciertas teorías deinteracción a través de una serie experimentos. Las experiencias resultantes son contextualizadas solamentecuando la aplicación ya debe ser formateada para ser presentada a los usuarios. Otro caso en que esta estrategiapuede ser de utilidad es en producciones artísticas en las que el artista desea exponer conceptos y relaciones através de la interacción propuesta, en lugar de exponer un tema concreto o trabajar un cierto valor estético.

Esta estrategia interaction-driven es, en cierto modo, una inversión de la content-driven ya que empiezaidentificando interfaces, sensores y mapeos, así como procesos y comportamientos, en lugar de empezar por ladefinición del tema de la aplicación.

Así pues, los pasos de la estrategia de desarrollo interaction-driven están organizados en el siguiente orden:

• Identificación de los tipos de interfaces de entrada : tipos de sensores, interfaces de usuario, enlacesy mapeos, etc.

• Identificación de los tipos de interfaces de salida : presentación de los resultados, tipos de periféricosde visualización, audición, etc.

• Identificación del tipo de usuario : por ejemplo, experto en el tema, parcialmente conocedor, público engeneral, etc.

• Definición del tipo de aplicación : interacción explorativa, manipulativa o contributiva.

• Definición del tema concreto de la aplicación : analizando el tipo de interacción, se encuentra unametáfora relacionada.

• Identificación de los procesos : algoritmos, cálculos, comportamientos, leyes subyacentes, etc.

• Identificación de los objetos virtuales necesarios : objetos relacionados con la metáfora deinteracción, aunque estos pueden ser completamente abstractos.

• Identificación de los datos de trabajo : datos de entrada, resultados intermedios, resultados finales, tipode datos, etc.

• Identificación de las herramient as de modelado de objetos : modelado geométrico, algoritmosgenerativos, herramientas CAD, escáner, etc.

• Identificación de las herramient as de desarrollo : librerías de programación, entornos de desarrollo,drivers de periféricos, etc.

Esta estrategia facilita el diseño de interfaces lógicas que no necesariamente representan interfaces físicas yaque no hay un conjunto que las determine a priori. Esto también abre la posibilidad de definir mapeos que nocorrespondan a modelos de eventos de nuestro entorno físico.

Equipo de Producción

La complejidad de producción de una aplicación de realidad virtual (una produccón audiovisual digital interactivagenerada en tiempo real) es en muchos casos del orden de complejidad de una producción cinematográfica. Porejemplo, la producción de un video juego puede durar entre uno y dos años con una cantidad de personal yrecursos involucrados realmente impresionante.

Una producción de una experiencia de realidad virtual compleja es inaccesible a un solo desarrollador o a un solocreativo. Es necesario montar un equipo realmente interdisciplinario para poder conseguir controlar los múltiplesaspectos que se han visto a lo largo de esta asignatura. Los distintos expertos deben trabajar coordinados bajouna estrategia de desarrollo y las órdenes de un director de proyecto.

Este equipo debería constar, de los siguientes expertos:

Guionist a/s: Quien define el sentido general de la experiencia Y/o el tema de principal. Define aquello que elusuari podrá hacer, ver, oir, etc. Definei los elementos que intervienen, objetos, entornos, comportamientos, etc., anivel descriptivo.

Coordinador Técnico : Quien conoce toda la tecnología y tiene una visión global de todo lo que se ha dedesarrollar. Debe tener capacidades de análisis de problemas, de diseño de algoritmos y de coordinación deequipo. También debe entender los conceptos de contenido de la producción y entenderse con el coordinadorartístico.

Coordinador Artístico : Quien controla que la experiencia consiga los objetivos de concepto y estética (en elsentido de “look” o percepción) que se havían marcado. Debe tener buenas nociones de la tecnología yentenderse bien con el coordinador técnico.

Programador/es : Quien conoce a fondo el entorno de desarrollo para poder desarrollar eficientemente el códigode los algoritmos diseñados y extraiendo toda la potencia.

Diseñador/es : Quien sabrá imaginar y consolidar el diseño de la experiencia, tanto a nivel interno de contenidoscon los objetos y entornos virtuales, como a nivel externo de la instalación.

Modelador/es : Quien conoce a fondo las herramientas de modelado para poder generar y optimizar los objetosnecesarios en la experiencia.

Sonorizador/es : Aquel que conoce a fondo el diseño de sonidos y su incorporación o generación en tiempo realen la experiencia.

Experto en Interfaces : Aquel que sabe diseñar la mejor forma de interacción para la experiencia concreta. Debeser experto en interacción persona ordenador y tener buenos conocimientos de ergonomía y antropometría.

Experto en Electrónica : Quien sabe diseñar toda la circuitería y parte eléctrica de las interfaces físicas paradarles la funcionalidad necesaria, adaptarlas a las necesidades especificadas por en experto en interfaces ypoderlas conectar al sistema.

En producciones medianas y pequeñas, no todas las figuras serán personas distintas, pero es realmente muydifícil que una persona sola pueda realizar todas las tareas ella sola. Evidentemente esto pone en una situacióndifícil al científico o técnico puro, o al artista o diseñador puro que deseen aproximarse a este medio para realizaruna aplicación o experiencia de realidad virtual que les permita conseguir sus objetivos.

Experto en Electrónica : Quien sabe diseñar toda la circuitería y parte eléctrica de las interfaces físicas paradarles la funcionalidad necesaria, adaptarlas a las necesidades especificadas por en experto en interfaces ypoderlas conectar al sistema.

En producciones medianas y pequeñas, no todas las figuras serán personas distintas, pero es realmente muydifícil que una persona sola pueda realizar todas las tareas ella sola. Evidentemente esto pone en una situacióndifícil al científico o técnico puro, o al artista o diseñador puro que deseen aproximarse a este medio para realizaruna aplicación o experiencia de realidad virtual que les permita conseguir sus objetivos.

Stand Alone Un stand aloen es capaz de funcionar de manera independiente de otros equipos.

Esto significa que no está integrado en otro dispositivo. Por ejemplo, una caja deTiVo que puede grabar programas de televisión es un dispositivo independiente,mientras que un DVR que está integrado en una caja de cable digital no esindependiente. Dispositivos integrados suelen ser menos costoso que variosproductos independientes que realizan las mismas funciones. Sin embargo, el usode hardware independiente normalmente permite al usuario una mayorpersonalización, ya sea un cine en casa o sistema informático.

Independiente también puede referirse a un programa de software que no requiereningún software que no sea el sistema operativo para funcionar. Esto significa que lamayoría de los programas de software son programas independientes. Softwarecomo plug-ins y paquetes de expansión para juegos de video no son programasindependientes, ya que no se ejecutará a menos que ya se ha instalado un programa

determinado.

Software de desarrollo derealidad virtual.

Al hacer referencia a la gama de programas de Realidad Virtual que existen actualmente en el mercado, debemostener en cuenta que los mismos se ubican dentro de un espectro económico que se extiende según los niveles decostos.

• PROGRAMAS SIN COSTO ( Freeware programs).

• PROGRAMAS COMERCIALES.

Existen en la actualidad, un vasto número deiniciativas orientadas a desarrollar tecnologíade Realidad Virtual. Cada uno de esosproyectos poseen diferentes metas y enfoquescon respecto a la tecnología de RealidadVirtual.

Clasificaremos los programas comerciales deRealidad Virtual según tres grupos claramenteidentificados según su costo.

PROGRAMAS BAJO LOS US$ 200.

Se trata, generalmente de sistemas cerradosque no permiten un alto grado depersonalización al usuario y que estánorientados, en su mayoría, a juegos.

Técnologias en dispositvos yentradas.

Lentes LCD resplandecientesLos lentes resplandecientes de despliegue decristal líquido tienen la apariencia de un par deanteojos, donde un fotosensor es montado enestos lentes para así poder leer una señal de lacomputadora. Esta señal le comunica a losanteojos si le permite al lente pasar luz del ladoizquierdo o derecho del lente. Cuando la luz sele permite pasar a través del lente izquierdo, lapantalla de la computadora mostrará el ladoizquierdo de la escena, lo cual corresponde a loque el usuario verá a través de su ojo izquierdo.Cuando la luz pasa a través del lente derecho, laescena en la pantalla de la computadora es unaversión ligeramente deslizada hacia la derecha.Los lentes de LCD resplandecientes son ligerosy sin cables. Estas dos características los hacenfáciles de usar, sin embargo, el usuario tiene quemirar fijamente y solo a la pantalla de lacomputadora para ver la escena tridimensional,ya que el campo de vista es limitado al tamañode la pantalla de la computadora, el medioambiente real puede también ser visto lo cual noproporciona un efecto de inmersión.

* Despliegues montados en la cabeza (Head-Mounted Display)Los despliegues montados en la cabeza(HMD por sus siglas en inglés) colocan una pantalla en frente de cada ojodel individuo todo el tiempo. El casco que usa el usuario tiene unos sensores montados en él, los cuales lepermiten reconocer el movimiento de la cabeza por lo que una nueva perspectiva de la escena es generada (verfoto).

Monitor Omni-direccional BinocularEl monitor Omni-direccional binocular(Binocular Omni-Orientation Monitor-BOOM) es montado sobre un brazomecánico articulado con sensores de posicionamiento localizados en las articulaciones. Un contrapeso esusado para estabilizar el monitor. Para ver el ambiente virtual, el usuario debe sostener el monitor yposicionarse enfrente de este, entonces la computadora generará una escena de acuerdo a la posición yorientación de las articulaciones del brazo. Al no tener el usuario que ponerse un despliegue BOOM comosucede con los HMD el paso entre el mundo virtual y el real es solo de mover los ojos lejos del BOOM (verfoto).

HMD con CRT pequeñoEste casco utiliza dos tubos de rayos catódicos(CRT) que se posicionan en el lado del casco. Se utilizanespejos para reflejar la escena al ojo del individuo. Una diferencia con el casco proyectado es que en este tipode casco el fósforo es iluminado por cables de fibras ópticas, aquí el fósforo es iluminado por un rayo deelectrones. El casco con CRT es muy similar al casco proyectado, sin embargo, este tipo de casco es maspesado que la mayoria de los otros tipos de casco debido a los componentes electrónicos que le sonagregados lo que tambien conlleva a la generación de grandes cantidades de calor lo cual puede hacer que elindividuo que usa este tipo de dispositivo se sienta incómodo debido al peso y el calor.

Clasificación de dispositivos:presentación visual, auditivos,táctiles.

La tecnología de un sistema de realidad virtual trata sobre algo mas que los dispositivos físicos que se utilizanpara la visualización, interacción o retroalimentación de este tipo de sistemas, también incluye el software oprogramas que se utilizan para la modelación de este tipo de sistemas. Ambos elementos, se complementan unocon el otro, el hardware se encarga no solo de mandar señales al usuario sino también de recibir señales porparte de éste, el software es el encargado de procesarlas y transformarlas en un nuevo comportamiento delmundo virtual. En las secciones subsecuentes se describe tanto el hardware como el software de una maneramas detallada.

El hardware consiste de dispositivos físicos que forman parte de un sistema de RV y son los que estimulan alusuario en distintas maneras. Estos estímulos son los que le permiten alimentar los sentidos del usuario, y así,inducirlo a un mundo creado para él.

Existen diferentes tipos de dispositivos como los de entrada, los cuales son dispositivos visuales, de sonido, lamáquina de realidad (reality engine) y de salida como los dispositivos hápticos . Ambos tipos de dispositivos sedescriben brevemente a continuación.

La máquina de realidad se refiere al hardware que nos permite generar modelos virtuales, este hardware puedeser desde una simple PC, hasta estaciones de trabajo diseñadas especialmente para tratar con este tipo detareas, como por ejemplo la familia de estaciones de trabajo y sistemas Onyx2 como son Onyx2Realityvisualization u Onyx2 RealityMonster de Silicon Graphics. Estas máquinas se encargan de realizar todo elproceso de trazado de las imágenes.

Cuando se escucha hablarsobre realidad virtualgeneralmente, lo primero queviene a la mente es unapersona usando unos lentes oun casco y visualizando algúnmodelo virtual. Los dispositivosvisuales son una de lasherramientas más importantesde retroalimentación para elusuario, en la mayoría de loscasos es la entrada primariaque este recibe del sistema deRV.

Uno de los principalesconsideraciones en este tipo dedispositivos es el detalle de losimágenes contra la rapidez enla formación de las imágenesque forman las escenas,además de una visiónmonoscópica contra unaestereoscópica. La formaciónde escenas en tiempo real ledan un sentido de realidad alusuario al eliminar ladiscontinuidad.

La utilización de sonido provee un canal de comunicación muy importante dentro de los sistemas de realidadvirtual puesto que el sistema auditivo es uno de nuestros componentes perceptuales más importantes, y “Ha sidodemostrado que usar sonido para proporcionar información alternativa o suplementaria a un usuario decomputadora puede grandemente aumentar la cantidad de información que ellos pueden ingerir”[3]. El sonidoestéreo convencional fácilmente puede poner un sonido en cualquier lugar entre el lado izquierdo y el derecho.Sin embargo, con el sonido 3D, puede ser colocado en cualquier lugar, ya sea en el lado izquierdo, derecho,arriba, abajo, cerca o lejos.

* Sonido 3DAdemás de una composición visual, un mundo virtual válido de experimentarse debe incorporar un campo desonido tridimensional que proporcione al usuario una imagen fidedigna de las condiciones que se deseanpresentar en el ambiente virtual que se este experimentando. El tener un campo de sonido que reaccione alambiente(como el reflejo del sonido en paredes, tener múltiples fuentes de sonidos, ruido de fondo, etc.) requierede un gran poder de cómputo puesto que para tener una buena simulación de un ambiente virtual unacomputadora debe determinar la posición de la fuente relativa al oyente, calcular los efectos del ambiente (comopor ejemplo un eco en la pared). El problema de producir un sonido es que no se puede repetir el sonidopreviamente grabado de manera que el sonido se escuche detrás del usuario cuando este gira su cabeza.Para crear un campo de sonido tridimensional se produce sonido que es sintonizado a la cabeza de un individuo.Cuando el sonido alcanza el oído externo, este dobla al frente de la onda del sonido y conduce este al canal deloído. El sonido que realmente alcanza el tambor del oído es diferente para cada persona. Para resolver esteproblema, la computadora debe crear un sonido que sea diseñado para adecuarse a un usuario en particular.Esto se logra al colocar un micrófono pequeño dentro del canal del oído, para crear sonidos de referencia devarias ubicaciones alrededor del oyente. Entonces se resuelve algunas relaciones matemáticas que describencomo el sonido cambia dentro del canal del oído. Estas relaciones matemáticas son llamadas Funciones deTransferencia Relacionadas(HRTFs por sus siglas en inglés). Sin embargo, para evitar estos cálculos también sepuede optar por utilizar HRTFs que son comunes a la mayoría de las personas.

* Sonido realistaEl sonido de fondo es importante para la persona que desea entrar a un mundo creíble. Como el ruido es defondo no se necesita utilizar la tecnología del sonido 3D, algunos investigadores sugieren el uso de sonidospregrabados así que el poder de cómputo se dedica a determinar la posición y dirección de la fuente. El problemacon los sonidos es que cuando el usuario se da la vuelta, los sonidos que estaban detrás de el deberían estarahora frente a él. Sin embargo, con métodos de pregrabar/repetir, los sonidos que estaban detrás del individuoestán todavía detrás de él aunque este se haya dado la vuelta.

Según Ivan Sutherland “el sentido humano kinestésico es como otro canal independiente al cerebro, un canalcuya información es asimilada de una manera bastante subconciente”[8].Háptica es el estudio de cómo utilizar elsentido del tacto en un mundo generado por computadora. El estimular el sentido del tacto, como permitir alusuario “tocar” objetos de manera que pueda sentir la forma, textura, temperatura, firmeza y fuerza de éstos,puede agregar un buen nivel de realismo al ambiente virtual.Existen dos subáreas en las que se divide la háptica para su mejor investigación: la retroalimentación de fuerza(kinestética) y la retroalimentación táctil, la primera trata sobre como el usuario aplica fuerzas en músculos ytendones por medio de dispositivos que lo hacen sentir las condiciones correspondientes al ambiente virtual queestá experimentando, por ejemplo, el usuario debe chocar con una pared en vez de pasar a través de ella; lasegunda subárea se enfoca a los nervios terminales de la piel y como perciben el contacto con un objeto al sentir