Realidad
Virtual
Facultad de Medicina, UNAM
Dr. Antonio Cerritos
1
Metodología
En esta ocasión, el estudio de este tema lo vamos a
hacer utilizando simultáneamente este paquete
(PowerPoint) y el Word.
 Cuando así se lo indique esta presentación, abra el
archivo de Word RV99-AN.doc
 Allí anote las ideas principales y su opinión al
respecto, y continúe con la presentación en
PowerPoint (RV99.ppt) (“Swicheé” con Alt+Tab)
 Cada vez que usted lo considere, vuelva al archivo
en Word a anotar sus reflexiones.

2
Veremos:
A) Breve discusión...
 B) Simulación...
 C) Algunas disertaciones...
 D) Breve historia...
 E) Requerimientos...
 F) Software
 G) Diseño
 H) Comentarios últimos...

(Abra aquí el archivo RV99-AN.doc)
3
A) Breve discusión...
Hablar de Realidad Virtual es hablar
realmente de aspectos filosóficos,
humanísticos, epistemológicos y hasta
religiosos, pasando por supuesto por
aquellos meramente tecnológicos.
 A nosotros nos enseñaron que el entorno
que conocemos y en el cual nos
desenvolvemos es LA REALIDAD...

4
Breve discusión
Ahora toca el turno de ¡crear una nueva
realidad!.
 En su desenvolvimiento y en general, en la
evolución del mundo y de la humanidad, el
ser humano se autoreconoce como la punta
de lanza del proceso evolutivo.
 Ningún otro ser viviente como él... con la
capacidad de raciocinio.

5
Breve discusión
Ningún otro ser como él con la capacidad
de amar, de transformar propositivamente.
 En este empeño, ha creado multitudes de
herramientas, inventos, aditamentos,
aparatos y en general todo tipo de
instrumentos que le permitan hacer más y
mejor.
 Paso de lo manual a lo mental.

6
Breve discusión
Desarrolló entonces, en dos hitos, en la
Revolución Industrial, las máquinas; y en
la Revolución de la Información, las
computadoras.
 Tan eminentemente transformador y
creativo que no queda satisfecho, quiere
más y más. A veces nos resbalamos e
involucionamos, matamos, destruimos, en
lugar de continuar. Pero siempre sigue
adelante...

7
Breve discusión
En su proceso creador, va haciendo
máquinas que se parecen cada vez más a él
mismo, emulando muchísimas de sus
actividades y funciones.
 Se ve como la máxima creación y quiere a
su vez generar la máxima creación, es decir,
quiere crear y recrearse... ¡a si mismo!.
 ¿Qué otra creación más grande que la
autocreación?
8

Breve discusión
Y comienza dando pasos, tropiezos y saltos:
el desarrollo de la multimedia, la
modelación por computadora en tercera
dimensión, la robótica, las telecomunicaciones, el cyberespacio, Internet, la
teleprescencia, la inteligencia artificial....
LA REALIDAD VIRTUAL.
 Algo que siento, percibo y vivo... pero que
no existe ‘afuera’...

9
Breve discusión
...algo como una realidad ‘adicional’, distinta a
la que conocemos, que existe sólo para
nosotros....
 ... o algo que es ‘verdad’ pero que no es real?...
 ... o algo que no es real pero que es cierto?
 En el ser humano existen antecedentes de
‘instrumentos’ de realidad virtual:

– Un libro por ejemplo, o el cine, el teatro.
– O INTRINSECOS como el SUEÑO o la
IMAGINACION...
(Vaya aquí el archivo RV99-AN.doc)
10
B) Simulación...

Imaginemos esta escena: Usted ve que viene de
regreso la pelota de tenis, pasa rosando la red y
usted se dispone a dar tremendo revés. Pega la
bola en su raqueta, golpe seco, fuerte, pero usted
le pone efecto. El contrario le hace una
devolución que para alcanzar la pelota, usted
tiene que correr a su izquierda, casi no la
alcanza pero la regresa como puede, el contrario
se subió a la red y se dispone a aniquilarle con
tremendo golpazo pero...
11
Simulación...
...todo oscuro, ya no se escucha el ruido del
público, no siente usted la raqueta... le han
desconectado el aparatito...
 En efecto, alguien apagó su sistema de Realidad
Virtual en el cual usted estaba jugando tenis con
Andrea Agassi... y le estaba ganando!.
 Con enfado, usted se quita su ‘casco’ y su ‘data
globe’ y se encamina con furia a ver quien fue el
chistosito.

12
Simulación...
Esta experiencia que no es cuento, nos servirá de
base para explicar un poco lo que es la Realidad
Virtual (VR), ‘Virtual Reality’.
 Usted estaba jugando realmente, usted sentía la
raqueta y el golpe de la pelota, usted escuchaba
su respiración, el ruido del golpe de la pelota, el
murmullo del público, y usted veía a su
contrario, la cancha, la red, la pelota...

13
Simulación...
Pero el que llegó, lo que vio fue a una
persona que traía puesto un casco medio
raro como de motociclista, un guante con
muchos cables, y que corría de un lado a
otro de la habitación, tal cual lo haría un
loco.
 Desde ‘fuera’ la experiencia que usted vivía
no existía, pero ‘dentro’ era tan real como
este monitor.

14
Simulación...
Eso es la Realidad Virtual, entre otras cosas.
 Claro, esta es una aplicación: la diversión y
el entretenimiento, pero existen cientos de
aplicaciones y habrá muchas más.
 La VR es algo así como la multimedia a su
máxima expresión.

(Vaya aquí el archivo RV99-AN.doc)
15
C) Algunas disertaciones...
1° Se remonta a 30 años, 1960 fue el inicio.
 2° La VR es un área de investigación seria y
formal, es investigación científica por
supuesto.
 3° Esta en relación con términos como:
realidad artificial, medio ambiente virtual,
cyberespacio, telepresencia.
 4° Es una experiencia individual, repetible y
evidente.
16

Algunas disertaciones...
5° Diversos autores han dicho de la VR:
 - Es la generación por computadora de una
experiencia real, válida e individual.
 - Es un lugar donde los humanos y las
computadoras hacen contacto.
 - Es la simulación de medios.
 - Se refiere a experiencias como la inmersión, interactividad, la multisensorialidad.

17
Algunas disertaciones...
- Es una visión centralizada que tiene
diversos ángulos de visualización en un
medio ambiente de tercera dimensión
generado por una computadora y que se
combina con las telecomunicaciones.
 - Es una experiencia individual,
cuadrafónica, tridimensional y
estereoscópica generada por computadora.

18
Algunas disertaciones...
- Es un medio para recrear el mundo en el
que vivimos y crear la ilusión de nuevos y
desconocidos mundos.
 - Es la más avanzada forma de simulación.
 - La integración de computadoras gráficas y
múltiples periféricos, para crear la ilusión
de inmersión en una ambiente generado
por la computadora.

19
Algunas disertaciones...
- Tiempo real, modelación tridimensional y alta
tecnología computacional, dan al usuario la
inmersión a un mundo modelado y directamente
manipulado.
 - Es la experiencia real en un ambiente creado,
remoto, ficticio, ilusorio.
 - Es el hábitat de la imaginación para la
imaginación, para la conciencia, para los sueños,
para el misticismo... el tirunfo de los poetas
sobre los poetas.
20

(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
D) Breve historia...
Rápidamente diremos el año y el invento
que fue acercando poco a poco, a lo que hoy
tenemos:
 1960: El Sensorama
 1975: Videoplace
 1984: La NASA entra en acción
 1985: El guante sensorial o ‘data globe’ se
desarrolla.

21
Breve historia...
1988: El Eyephone
 1989: Se desarrolla el Autodesk para
modelar imágenes en tercera dimensión.
 1990: Comienzan las aplicaciones en todas
las áreas.
 1995: CAVE, un especie de cuarto oscuro
interactivo con paredes de proyección que
interactúa con el data globe y el casco.

(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
22
E) Requerimientos...
Los requerimientos de un sistema de
Realidad Virtual, están en función de ‘qué
tan real se requiere el programa de RV’
 El propósito es ‘obturar’ o ‘bloquear’
nuestros cinco sentidos de la realidad
conocida y circundante, sustituyendo las
señales que éstos reciben, por señales
creadas por la computadora, de tal manera
que ‘generen’ un nuevo entorno y por lo
tanto, una nueva realidad.

23
Requerimientos...

No se crea que las imágenes que vemos en
los cascos o en los ‘visores’, son tan reales
como las que estamos acostumbrados a ver.
Más bien, son imágenes muy parecidas a
dibujos realizados con una técnica que no
redondea adecuadamente los contornos. Es
casi como el supermán ‘bizarro’ del famoso
cómic.
24
Requerimientos...
Sin embargo, lo que se ve le lleva
efectivamente a un mundo que parece real,
pues da la ilusión de inmersión, el mundo
que nos genera es ‘convincente’.
 Para ello se necesita equipo altamente
sofisticado, poderoso en exceso, con
altísima velocidad de proceso y enorme
capacidad de memoria y almacenamiento.
Cuál es ese equipo?

25
Requerimientos...

Para darnos idea: una imagen nítida que se
digitalice y que se incorpore a una
presentación como esta por ejemplo, puede
‘pesar’ más de 1 Megabyte. Si la cosa se
trata de una imagen en tercera dimensión, el
tamaño sube. Y si se trata de moverla, de
darle animación, requerimos velocidad para
aparentar el tiempo real. Con una PC
Pentium no podríamos lograrlo.
26
Requerimientos...
El equipo más limitado para desarrollo de
VR es, por ejemplo, una supercomputadora
como la ONIX y la POWER ONIX de
Silicon Graphics, (esta empresa desarrolla
Estaciones de Trabajo varias veces más
potentes que las PC’s).
 La ONIX y la POWER ONIX tienen de 2 a
24 CPU’s trabajando paralelamente.

27
Requerimientos...
Alcanzan velocidades de más de 900 Mhz.
 Tienen una memoria RAM que va de 64 Mb
hasta ¡16 Gigabytes!.
 Con discos duros de 516 Gigabytes hasta 2
Terabytes (Mil Gigabytes).
 Y este equipo es el básico, siguen los
Servidores CHALLENGE y los Servidores
de Supercómputo POWER CHALLENGE.

28
Requerimientos...
Además, deben ser auxiliados para el
modelaje y el diseño, por Estaciones de
Trabajo tipo Indy e Indigo, también de
Silicon Graphics.
 Estas tienen un sólo procesador a 400 Mhz
con 640 Mb de RAM y discos duros de 12
Gb.
 El equipo de cómputo y los sistemas
computacionales que soportan esto, tienen:

29
Requerimientos...
-Una generación de gráficos inmediata,
congruente con el entorno de la escena y
con la manipulación del usuario.
 - El cómputo y el cálculo en cada instante,
del estado del medio, de los cambios en una
escena dada y de la manipulación del
entorno.
 - El control completo de los periféricos

30
Requerimientos...
El hardware debe ser así de poderoso pues
debe resolver:
 - LA ADECUADA VISUALIZACION
 - LA POSICION Y LA ORIENTACION
 - LA OPTIMA MANIPULACION DE
PERIFERICOS, Y
 -EL AUDIO ‘REAL’ Y FIEL.

(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
31
LA ADECUADA VISUALIZACION:
Los displays para visualización deben soportar
con nitidez imágenes en tercera dimensión,
estereoscópicas, a una velocidad de 10 a 30
cuadros por segundo (velocidad alcanzada en la
TV), que reflejen de los objetos la
ILUMINACIÓN (el brillo, la sombra, etc.... ), EL
COLOR Y LA TEXTURA.
 Ejemplos: Los cascos, los visores, los
proyectores, monitores, anteojos y paredes de
proyección entre otros.

32
LA POSICION Y LA ORIENTACION
 Estos periféricos resuelven el hecho de que
mi posición corporal o la posición de mi
mano o mi cabeza corresponda con la
imagen que veo de mi cuerpo, de mi mano o
de mi cabeza y no tan sólo eso, sino
también la orientación que se tenga en un
momento dado, amén del acercamiento o
distanciamiento de los objetos.
 Así mismo, responde inmediatamente a
cualquier estímulo mío.
33
LA POSICION Y LA ORIENTACION
Es decir, lo que hago o el movimiento que
yo realice, debe ser visto inmediatamente y
con todas sus características en el video,
menos de .1 segundo para dar la sensación
de realidad..
 Los dispositivos que se usan, son manejados
por impulsos electromagnéticos, mecánicos,
acústicos (ultrasonido), ópticos, inerciales y
otros.

34
LA OPTIMA MANIPULACION DE
PERIFERICOS

Normalmente se utiliza el guante o ‘data
globe’ o algún tipo de ‘joystic’ o un ratón de
tercera dimensión. También el casco es
utilizado para dar la posición, el ángulo de
las manos o del cuerpo y la orientación. Con
estos periféricos se hacen cosas: se camina,
se toma un objeto, se voltea hacia otra
dirección, se agacha, corre, etc..
35
LA OPTIMA MANIPULACION DE
PERIFERICOS
Aquí el problema es que no exista
interferencia de señales, el metal del
cinturón o de la pulsera, el reloj de mano o
algún otro aparato puede provocar
interferencia.
 Estos periféricos deben enviar los datos que
permiten sentir el peso de algo, su
temperatura, su superficie y deben
retroalimentar el entorno y a uno mismo.

36
POR ULTIMO, LOS SISTEMAS DE AUDIO
Son quizá los retos que menos preocupan,
pues existe un adelanto notable en la
reproducción fidedigna de los sonidos.
 El sonido estéreo y con alta fidelidad
pegado a la oreja, obstaculizan cualquier
ruido del ‘exterior’.
 Se utilizan sintetizadores, mix, reproductores, reconocedores y emisores de voz,
entre otros.

(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
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F) SOFTWARE
No insistiremos mucho en el software pues
las computadoras vienen con él, sin
embargo mencionaremos algunos para
tenerlos presentes:
 - VRML, Virtual Reality Modeling
Languaje, de Silicon Graphics.
 - Active VRML, de Microsoft
 - Los de la generación 3D.

38
SOFTWARE
- FOUNTAIN
 - Home Space Builder
 - ParaGraphics, entre otros.
 Todos ellos para modelar, reproducir,
calcular, retroalimentar, modificar,
responder y conservar la velocidad del
tiempo real en función de lo que hagamos.

39
SOFTWARE

El software junto con el hardware, deben
darle al usuario las siguientes tres
características indispensables:
– INMERSIÓN (Estar completamente dentro del
‘nuevo mundo’)
– NAVEGACIÓN (Poder desplazarse libremente
por ese ‘nuevo mundo’), y
– MANIPULACIÓN (Poder ver las
modificaciones que ese mundo sufre, al ‘sentir’
mi presencia y mi interacción con él y en él).
(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
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G) DISEÑO
Otro aspecto que se requiere abordar es el
relacionado con el diseño de una aplicación
de VR.
 Lo primero y más importante: el uso.
 Después es necesario ocuparse de que la
máquina y el resto del hardware realice las
acciones, en función del uso que se le dará a
esa aplicación:

41
DISEÑO
- El tipo de inmersión,
 - El cuidado de las interferencias en función
de la ubicación del equipo,
 - La mezcla de objetos virtuales con objetos
reales.
 - La retroalimentación física, visual y de
audio para caminar, localizar, zonificar,
interactuar, sentir que se manipula un
objeto, su forma, su peso, etc..

42
DISEÑO
- El tipo de paradigma en que me
desenvuelvo en esa aplicación, vuelo?,
camino? navego?, floto?, voy a pie, en
coche o en un tren? estoy parado? o de
cabeza?.
 - El refinamiento sensitivo de las imágenes
a medida que me acerco.
 - Y la posibilidad de hacer la experiencia
masiva, común, no ya sólo individual...

(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
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H) Comentarios últimos
Esto es un poco de lo que la Realidad
Virtual nos promete y ya nos ofrece.
 Equivale a ‘meterse’ en una película que
estén pasando en el cine, interactuar con los
personajes y modificar radicalmente y a
voluntad el curso de la trama, de acuerdo a
las acciones que yo efectúe, y tener
‘mismidad’, es decir, estar consciente de
que se está consciente....

44
Comentarios últimos
Decíamos que la VR tiene que ver con
aspectos no sólo técnicos computacionales,
sino de naturaleza filosófica, ¿cómo
afectará la vida cotidiana del ser humano?
¿qué tanto realmente es un proceso
evolutivo que generará bienestar al ser
humano?
 Lo cierto es que ‘el cohete ya está volando’
y nos toca decidir si sólo lo vemos o nos
subimos en el próximo, o ¡en la esquina
bajan!.
45

Comentarios últimos
Aunque no lo hayamos percibido, estamos
ya ‘llenos de Realidad Virtual’.
 En efecto y por mencionar sólo dos
ejemplos:
 -En el cine cada vez son más la películas
cuyo tema central o colateral es la VR: SID
6.7, la última de Viaje a las Estrellas,
algunas otras de Spilberg, Matrix, El Piso
13....
46

Comentarios últimos

El otro ejemplo lo tenemos en Internet:
existen una gran cantidad de direcciones
cuyo tema principal es la VR y sus
múltiples aplicaciones. Incluso, existen
Web’s que están hechas con lenguaje de
Realidad Virtual y para navegar en ellas se
requieren navegadores especiales que
visualizan las imágenes en tercera
dimensión.
47
Comentarios últimos
Aquí una lista de direcciones en Internet
donde usted podrá encontrar cualquier
cantidad de información al respecto y
pertenecer si usted quiere, al selecto grupo
del Club de VR:
 - http://www.paragraph.com/vhsb/vrml/
 - http://journey.cem.itesm.mx/vr.html
 - http://www.shef.ac.uk/~vrmbg/
(especializado en VR en medicina)
 - http://www.stars.com/webstars/vr.html

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Por último y no por eso el final...
A dónde vamos como seres humanos?
 Qué nos toca hacer en este mundo tan
informatizado?
 Cómo incorporo esto en mi actividad
cotidiana, tanto en mi ámbito profesional,
como en el personal?
 Y Dios... existe realmente?
 Y la vida tendrá algún sentido?

(Vaya al archivo RV99-AN.doc)
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