Ambientes Virtuales
Isaac Abraham Villegas Ortega
Ricardo Luna Ávila
Erick Luis Peragallo Barrón
Héctor Manuel Pérez Urbina
Plan
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Introducción
Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Introducción
• ¿Qué son los ambientes virtuales?
• Extensión del alcance de la IHC del modo
puramente visual a la interacción multimodal.
• Se necesita mucha investigación todavía…
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Introducción
Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Requerimientos del Sistema
• Las interfaces de hardware consisten
principalmente:
– Dispositivos para presentar la información multimodal y
sensar el ambiente virtual.
– Dispositivos de seguimiento usados para identificar la
posición de la cabeza y las articulaciones así como su
orientación.
– Técnicas de interacción que permitan la navegación e
interacción con y en el mundo virtual.
Requerimientos del Sistema
• Las interfaces de software consisten
principalmente:
– Modelado de Software usado para generar Ambientes
Virtuales.
– Agentes Autónomos que habitan el Ambiente Virtual.
– Redes de Comunicaciones usadas para soportar
multiusuarios en Ambientes Virtuales.
Dispositivos para presentar la información
multimodal y sensar el ambiente virtual
• Múltiples dispositivos son usados para
presentar la información al usuario.
• Para presentar las escenas 3D:
– Head-mounted display (HMD)
– Mini LCDs colocados directamente en unos lentes
convencionales
– Displays de inmersion espacial (SIDs – Spatially
immersive displays)
– The Personal Augmented Reality Immersive System
(PARIS)
– Para el sonido en 3D
-- Head-Related Transfer Function(HRTF)
– Para la retroalimentación
-- Haptic devices (simulación del contacto con la
piel, flexibilidad de una parte del cuerpo)
Dispositivos de Seguimiento
• Determinan la posición de la cabeza y las
articulaciones.
• Los dispositivos para las manos permiten la
interacción con objetos virtuales.
• El seguimiento es lo que permite a la escena
virtual coincidir con la percepción del usuario.
Técnicas de Interacción
• Los dispositivos de interacción facilitan la inmersión,
señalamiento y selección de los objetos virtuales.
• Interfaces motoras.
• Control por voz.
• Interacción gestual
Modelado
• Es la relación espacial entre la geometría y el usuario,
los cambios geométricos invocados por acciones del
usuario o por el paso del tiempo.
• Estos componentes son integrados al modelado del
ambiente y rendereados con la herramienta
adecuada.
Agentes Autónomos
• Son entidades sintéticas o virtuales que poseen
cierto grado de autonomía, sociabilidad, reacción, e
iniciativa.
• Son piezas clave para muchos ambientes virtuales.
• Interactúan con otros agentes.
• Son modelados fuera de línea y rendereados
durante la interacción en tiempo real.
Redes
• Permiten múltiples usuarios en locaciones distintas
interactuar en el mismo ambiente virtual.
• Mejoras en la comunicaciones de red son requeridas
para permitir compartir experiencias con usuarios,
objetos, procesos y agentes autónomos para crear
un ambiente colaborativo.
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Introducción
Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Estrategias de diseño e
implementación
Aspectos Cognitivos
• Minimizando los obstáculos cognitivos:
• Diseño de interacción multimodal.
• Ilusiones perceptuales.
• Navegación.
Desarrollo del contenido
• Diseño y construcción de objetos virtuales y de un
ambiente sintético que soporte una experiencia
virtual [IFHD02].
• Técnicas de desarrollo de juegos.
• Diseño de parques temáticos.
• La creatividad es esencial.
Responsabilidad de los productos
• Se debe contemplar la responsabilidad que conlleva
el diseño e implementación de ambientes virtuales.
• Efectos secundarios no deseados.
– Náuseas y vómito.
– Problemas de postura y visión.
– Somnolencia.
• Afrontar la responsabilidad.
Protocolos de uso
• Las respuestas adversas de un ambiente virtual
varían directamente con la intensidad del estímulo y
la susceptibilidad de la persona [SKK02].
• The Motion History Questionnaire (MHQ) [KG01].
Consideraciones importantes
Seguir un protocolo de uso bien diseñado minimiza los
efectos secundarios.
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Propiciar un espacio bien ventilado y cómodo.
Informar de los efectos secundarios.
Minimizar fatiga.
Minimizar la exposición.
Monitorear antes y después de la exposición.
Hacer pruebas a los expuestos.
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Introducción
Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Aspectos de salud y seguridad
Aspectos fisiológicos
Cybersickness [MS92].
• Más del 80% de los usuarios experimentan algún nivel de
malestar, el 12% dejan de participar.
• El 10% de los que dejan de participar presentar respuesta
emética (sólo representan del 1% al 2%).
• The Simulator Sickness Questionnaire [K+93].
• Adaptación fisiológica previa.
Implicaciones
• La exposición debe ser minimizada.
• Los individuos altamente susceptibles deben evitar la
exposición.
• Los usuarios deben ser monitoreados cuidadosamente
durante la exposición.
• Las actividades de los usuarios deben ser supervisadas por
un periodo considerable de tiempo después de la
exposición.
Impacto social
• Violencia vs. Cooperación, amistad y amor. (:Ñ)
• Calvert y Tan (1994) encontraron que la exposición a
ambientes virtuales, incrementa significativamente los
pensamientos agresivos de adultos jóvenes.
• Esta conducta puede fácilmente trasladarse a muchos
otros contextos.
• El desarrollo de los ambientes virtuales podría tener
impacto negativo en otras tecnologías.
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Introducción
Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Ingeniería de Usabilidad
• Métodos tradicionales de ingeniería
de usabilidad.
– Muy pocos se pueden utilizar sobre ambientes
virtuales.
• Existe la necesidad de modificar y
optimizar las técnicas tradicionales
disponibles.
• Esto con la finalidad de responder a
las necesidades de la ingeniería de
usabilidad para ambientes virtuales.
Ingeniería de Usabilidad
Existen tres factores que son únicos en la ingeniería de
usabilidad para ambientes virtuales:
• Técnicas de usabilidad para A. V.
• Sentido de presencia
• Ambientes virtuales ergonómicos
Técnicas de usabilidad
• Técnicas tradicionales
determinación de la
satisfacción del usuario.
están basadas en la
efectividad, eficiencia y
• Técnicas en ambientes virtuales deben considerar:
Entradas y salidas multimodales, soporte de
navegación, manipulación de objetos, el contenido y
el diseño del sistema.
Técnicas de usabilidad
• En 1997 se desarrollo una taxonomía sobre las
características de usabilidad para ambientes virtuales.
• Hace cuatro años se usó esta taxonomía como base
para el desarrollo de un sistema automatizado
llamado MAUVE.
Técnicas de usabilidad
• MAUVE nos permite determinar la usabilidad de un
ambiente virtual en términos de qué tan efectivo es el
diseño de cada uno de los siguientes aspectos:
– Navegación
– Movilidad del usuario
– Selección y manipulación de objetos
Técnicas de usabilidad
• Respuesta auditiva y visual del sistema
• Respuesta sensitiva (haptic output)
• Comodidad
• Presencia
• Inmersión
• Efectos secundarios
Sentido de presencia
Presencia:
Es la percepción subjetiva de estar rodeado e inmerso
en un mundo virtual, y olvidarse del mundo físico en
el que realmente te encuentras.
Los ambientes virtuales tienen la gran ventaja de
impulsar la habilidad de la imaginación para
transportarse psicológicamente a otro lugar que
podría no existir en la realidad.
Sentido de presencia
Para lograr esta inmersión al mundo virtual se
recomienda:
• Utilizar displays tipo HMD, CAVE, SID u otros.
• Proveer un contenido estimulante.
• Proveer formas naturales de interacción y control de
movimiento.
Ambientes virtuales ergonómicos
– Los retos de la ergonomía en los ambientes
virtuales son:
– Ajustar el producto o sistema a las características
físicas del usuario.
– Brindar comodidad.
• Comodidad física y visual
– Brindar manejabilidad
Ambientes virtuales ergonómicos
Si estos retos no son logrados podría provocar
que el usuario limite su exposición o interacción
con el sistema, o que en ocasiones lo evite por
completo.
Ambientes virtuales ergonómicos
Para evaluar el nivel ergonómico de sistema de
ambiente virtual se consideran los siguientes
aspectos:
• ¿La movilidad del usuario es inhibida por la
localización, peso de dispositivos, o por los displays?
• ¿Los dispositivos y displays proveen una eficiente y
cómoda movilidad?
• ¿Alguna zona del cuerpo está siendo sobrecargada por
dispositivos pesados o displays?
Ambientes virtuales ergonómicos
• Los dispositivos de interacción requieren de posturas
prolongadas?
• Si se dispone de un asiento, ¿este último soporta la
movilidad del usuario, tiene la altura adecuada y le brinda
un soporte adecuado a la espalda?
• Si se cuenta con interfaces de movimiento, ¿Se pueden
ajustar a las características físicas del usuario?
• ¿El ruido y los niveles de sonido están acorde a los
lineamientos ergonómicos?
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Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Dominios Aplicativos
Dominios aplicativos
• En 1993 se anticipó que las aplicaciones dirigidas a
ambientes virtuales serían muy comunes.
• En 1995 se dijo que no se realizarían aplicaciones serias
en 5 o 10 años.
• Actualmente existen aplicaciones prácticas, pero
muchas continúan en etapas de desarrollo.
Dominios aplicativos
• Una aplicación actual como Stone ha generado
sistemas bastante impresionantes basados en
ambientes virtuales, por ejemplo:
• Ingeniería
• CAD  Modelos interactivos en tiempo real
• Milicia
• Entrenamiento con un amplio rango de actividades con
un costo de operación bastante pequeño
Dominios aplicativos
• Educación
• Aprendizaje mediante participación en primera persona.
• Informática
• Exploración de conjuntos de datos complejos.
• Visualización dinámica en 3D de la información
• Medicina
• Diagnósticos interactivos
• Planeación previa a la operación
• Entrenamiento físico.
Dominios aplicativos
• Medicina
• Psicoterapia
• Entretenimiento
• Juegos
• Comunidades virtuales
Los desarrolladores de Stone sugieren que:
“Aplicaciones para ambientes virtuales estarán
presentes en la vida cotidiana al menos en las
siguientes dos décadas”
Dominios aplicativos
• Medicina
• Psicoterapia
• Entretenimiento
• Juegos
• Comunidades virtuales
Los desarrolladores de Stone sugieren que:
“Aplicaciones para ambientes virtuales estarán
presentes en la vida cotidiana al menos en las
siguientes dos décadas”
Dominios aplicativos
• Presentación de ambientes virtuales de la NASA y
la Universidad de Nevada
Presentacion.pdf
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Introducción
Requerimientos del sistema
Estrategias de diseño e implementación
Aspectos de salud y seguridad
Ingeniería de usabilidad
Dominios aplicativos
Conclusiones
Conclusiones
• Los ambientes virtuales han tenido un gran
avance en la última década
• Prometen revolucionar los campos en donde se
aplican, medicina, educación, entretenimiento,
etc.
• Estas aplicaciones ofrecen niveles únicos de
interacción, inmersión y colaboración nunca
antes vistos.
Conclusiones
• Estas aplicaciones pueden ser mejoradas
ampliamente considerando factores como el
hardware usado.
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