Que es la realidad aumentada

En los últimos años, ha habido un rápido crecimiento de la realidad aumentada y la realidad virtual. Estas tecnologías están ayudando al mundo a comprender cosas complejas al hacer que la visualización sea más fácil y efectiva. Facilitan la visualización del objeto en 3 dimensiones, lo que no solo crea una imagen virtual de objetos imaginarios, sino que también crea imágenes en 3D de objetos reales.

El primer experimento de realidad virtual en la humanidad fue realizado por Sutherland en 1968. Hizo una enorme pantalla para la cabeza montada mecánicamente que era muy pesada y la nombró “Espada de Damocles”. El esquema de la misma se da a continuación.

El término "Realidad Aumentada" fue acuñado por dos investigadores de Boeing en 1992. Quieren analizar las piezas de los aviones sin desmontarlas.

Google ya lanzó su ARCore que ayuda a crear contenido AR en teléfonos inteligentes. Muchos teléfonos inteligentes admiten ARcore y solo necesita descargar la aplicación AR y puede experimentarla sin ningún otro requisito. Puede encontrar la lista de teléfonos inteligentes compatibles con AR aquí.

Sumérjase en el mundo de AR y VR entendiendo estas tecnologías y las diferencias entre ellas.

¿Qué es la realidad aumentada y en qué se diferencia de la realidad virtual?

La realidad aumentada es la vista en vivo directa o indirecta del mundo físico real en el que se colocan los objetos generados por computadora mediante el procesamiento de imágenes. La palabra “aumento” significa agrandar las cosas agregando otras cosas. La RA lleva la informática al mundo real, lo que le permite interactuar con objetos digitales e información en su entorno.

En la realidad virtual, se crea un entorno simulado en el que el usuario se ubica dentro de la experiencia. Entonces, la realidad virtual te transporta a una nueva experiencia y, por lo tanto, no necesitas llegar allí para ver un lugar, sientes lo que es estar allí. Oculus Rift o Google Cardboard son algunos ejemplos de realidad virtual.

La realidad mixta es la combinación de AR y VR en la que puede crear un entorno virtual y aumentar otros objetos en él.

Puede ver la diferencia entre estas tecnologías simplemente observando la imagen y las definiciones anteriores.

La diferencia más importante radica en el hardware en sí. Para experimentar la realidad virtual, necesita algún tipo de auricular que se pueda alimentar a través de un teléfono inteligente o conectarse a través de una PC de alta gama. Estos auriculares requieren pantallas de potencia con baja latencia para que podamos observar el mundo virtual sin problemas sin perder un solo cuadro. Si bien la tecnología AR no requiere auriculares, solo puede usar la cámara de un teléfono y sostenerla hacia objetos específicos para experimentar AR sin auriculares en cualquier momento.

Además de usar un teléfono inteligente para AR, puede usar lentes inteligentes independientes como Microsoft Hololens. Hololens es un vidrio inteligente de alto rendimiento que tiene diferentes tipos de sensores y cámaras integrados. Está especialmente diseñado para experimentar la RA.

Casos de uso de realidad aumentada

Aunque la RA es un medio joven y ya se está utilizando en una variedad de sectores diferentes. En esta sección, veremos algunos de los casos de uso más populares de AR.

1. RA para compras y venta minorista: este sector utiliza la tecnología de RA de forma muy amplia. La RA te permite probar relojes, ropa, maquillaje, gafas, etc. Lenskart, una plataforma en línea para comprar gafas, utiliza RA para darte una idea del aspecto real. Los muebles también son el mejor caso de uso de RA. Puedes apuntar la cámara a cualquier parte de tu casa / oficina para la que quieras comprar muebles, te mostrará la mejor vista posible en 3-D con dimensiones exactas.

2. RA para empresas: organizaciones profesionales que también utilizan RA lo que permite la interacción con los productos y servicios. Los minoristas pueden ofrecer a los clientes formas novedosas de interactuar con los productos y los anunciantes pueden llegar a los consumidores con campañas inmersivas. Los almacenes pueden crear navegaciones e instrucciones útiles para los trabajadores. Las empresas de arquitectura pueden mostrar diseños en el espacio 3D.

3. RA para redes sociales: muchas plataformas de redes sociales como Snapchat, Facebook están usando RA para poner diferentes tipos de filtros. La RA manipula sus rostros digitalmente y hace que sus fotos sean más interesantes y divertidas.

4. RA en juegos: En 2016, Pokemon Go se convierte en el primer juego de RA viral. Fue tan interesante y real que la gente se volvió adicta a este juego. Ahora, muchas empresas de juegos usan AR para hacer que los personajes sean más atractivos e interactivos con el usuario.

5. RA en educación: enseñar temas complejos con la ayuda de RA es una de sus capacidades. Google lanzó una aplicación de AR para la educación llamada Expeditions AR, que está diseñada para ayudar a los maestros a mostrar a los estudiantes con la ayuda de imágenes AR. A continuación, se muestra un visual de AR que muestra cómo se produce la erupción del volcán.

6. RA para el cuidado de la salud: la RA se utiliza en hospitales para ayudar a los médicos y enfermeras a planificar y ejecutar cirugías. Las imágenes interactivas en 3-D como en AR ofrecen mucho más para estos médicos en comparación con 2-D. Por lo tanto, la RA puede guiar a los cirujanos a través de operaciones complejas paso a paso y podría reemplazar los gráficos tradicionales en el futuro.

7. RA para organizaciones sin fines de lucro: Las organizaciones sin fines de lucro pueden utilizar la RA para fomentar un compromiso más profundo en torno a problemas críticos y ayudar a construir la identidad de marca. Por ejemplo, una organización quiere difundir la conciencia sobre el calentamiento global, luego puede dar una presentación sobre sus impactos utilizando objetos interactivos de RA para educar a las personas.

Requisitos de hardware para la realidad aumentada

La base de cualquier tecnología comienza con su hardware. Como se describió anteriormente, podemos experimentar la realidad aumentada en el teléfono inteligente o gafas inteligentes independientes. Estos dispositivos contienen muchos sensores diferentes a través de los cuales se puede rastrear el entorno circundante del usuario.

Los sensores como el acelerómetro, giroscopio, magnetómetro, cámara, detección de luz, etc. juegan un papel muy importante en la RA. Veamos la importancia y los roles de estos sensores en AR.

Sensores de seguimiento de movimiento en realidad aumentada

1. Acelerómetro: este sensor mide la aceleración, que puede ser estática como la gravedad o dinámica como las vibraciones. En otras palabras, mide el cambio de velocidad por unidad de tiempo. Este sensor ayuda al dispositivo AR a rastrear el cambio de movimiento.
2. Giroscopio: el giroscopio mide la velocidad angular u orientación / inclinación del dispositivo. Entonces, cuando inclina su dispositivo AR, mide la cantidad de inclinación y lo alimenta al ARCore para que los objetos AR respondan en consecuencia.
3. Cámara: proporciona la transmisión en vivo del entorno circundante del usuario en el que se pueden superponer objetos AR. Además de la cámara en sí, el ARcore utiliza otras tecnologías como el aprendizaje automático, el procesamiento complejo de imágenes para producir imágenes de alta calidad y el mapeo con AR.

Entendamos el seguimiento de movimiento en detalle.

Seguimiento de movimiento en realidad aumentada

Las plataformas de RA deben detectar el movimiento del usuario. Para ello, estas plataformas utilizan tecnologías de mapeo y localización simultánea (SLAM) y odometría y mapeo simultáneo (COM). SLAM es el proceso mediante el cual los robots y los teléfonos inteligentes comprenden y analizan el mundo circundante y actúan en consecuencia. Este proceso utiliza sensores de profundidad, cámaras, acelerómetros, giroscopio y sensores de luz.

La odometría y mapeo concurrente (COM) puede parecer complejo, pero básicamente, esta tecnología ayuda a los teléfonos inteligentes a ubicarse en el espacio en relación con el mundo que lo rodea. Captura características de objetos visualmente distintos en el entorno llamados puntos de características. Estos puntos característicos pueden ser un interruptor de luz, el borde de la mesa, etc. Cualquier elemento visual de alto contraste se conserva como un punto característico.

Sensores de seguimiento de ubicación en AR

1. Magnetómetro: este sensor se utiliza para medir el campo magnético terrestre. Le da al dispositivo AR una orientación simple relacionada con el campo magnético de la Tierra. Este sensor ayuda al teléfono inteligente a encontrar una dirección particular, lo que le permite rotar automáticamente los mapas digitales según su orientación física. Este dispositivo es la clave para las aplicaciones de RA basadas en la ubicación. El sensor magnético más utilizado es un sensor Hall, con el que hemos construido previamente un entorno de realidad virtual utilizando Arduino.
2. GPS: es un sistema de navegación por satélite global que proporciona información de geolocalización e información de tiempo a un receptor GPS, como en un teléfono inteligente. Para los teléfonos inteligentes compatibles con ARCore, este dispositivo ayuda a habilitar aplicaciones de AR basadas en la ubicación.

¿Qué hace que la RA se sienta real?

Hay muchas herramientas y técnicas que se utilizan para hacer que la RA se sienta real e interactiva.

1. Colocación y posicionamiento de activos: los activos son los objetos AR que son visibles para los ojos. Para mantener la ilusión de realidad en AR, los objetos digitales deben comportarse de la misma manera que los reales. Estos objetos deben pegarse a un punto fijo en un entorno determinado. El punto fijo puede ser algo concreto como el piso, la mesa, la pared, etc. o puede estar en el aire. Significa que durante el movimiento, los activos no deben saltarse al azar, deben fijarse en puntos predefinidos.

2. Escala y tamaño de los activos: los objetos de RA deben poder escalar. Por ejemplo, si ve un automóvil que viene hacia usted, comienza desde pequeño y se hace más grande a medida que se acerca. Además, si ve una pintura de lado, se ve diferente cuando se ve de frente. Entonces, los objetos AR también se comportan de la misma manera y se sienten como objetos reales.

3. Oclusión: lo que sucede cuando una imagen u objeto es bloqueado por otro, se denomina Oclusión. Por lo tanto, cuando mueva su mano frente a sus ojos, le preocupará si ve algo mientras sus ojos están bloqueados por una mano. Además, los objetos AR deben seguir la misma regla, cuando un objeto AR está ocultando otro objeto AR, entonces solo el objeto AR que está al frente debe ser visible ocluyendo el otro.

4. Iluminación para mayor realismo: cuando hay un cambio en la iluminación del entorno, entonces el objeto AR debe responder a este cambio. Por ejemplo, si la puerta se abre o se cierra, el objeto AR debe cambiar el color, la sombra y la apariencia. Además, la sombra debe moverse en consecuencia para que la RA se sienta real.

Herramientas para crear realidad aumentada

Existen algunas plataformas en línea y software dedicado para crear contenido AR. Como Google tiene su propio ARCore, están brindando un buen soporte a un principiante para hacer AR. Aparte de eso, a continuación se explican brevemente otros programas de AR:

Poly es una biblioteca en línea de Google donde las personas pueden navegar, compartir y mezclar activos 3D. Un activo es un modelo 3D o una escena creada con Tilt Brush, Blocks o cualquier programa 3D que produzca un archivo que se pueda cargar en Poly. Muchos activos están autorizados bajo la licencia CC BY, lo que significa que los desarrolladores pueden usarlos en sus aplicaciones, de forma gratuita, siempre que el creador reciba el crédito.

Tilt Brush te permite pintar en un espacio 3D con realidad virtual. Dé rienda suelta a su creatividad con pinceladas tridimensionales, estrellas, luz e incluso fuego. Tu habitación es tu lienzo. Tu paleta es tu imaginación. Las posibilidades son infinitas.

Los bloques ayudan a crear objetos 3D en realidad virtual, sin importar su experiencia de modelado. Con seis herramientas sencillas, puede dar vida a sus aplicaciones.

Unity es un motor de juegos multiplataforma desarrollado por Unity Technologies, que se utiliza principalmente para desarrollar videojuegos y simulaciones tridimensionales y bidimensionales para computadoras, consolas y dispositivos móviles. Unity se ha convertido en un motor de juego popular para crear contenido de realidad virtual y realidad aumentada.

Sceneform es un marco 3D, con un renderizador basado en la física, que está optimizado para dispositivos móviles y que facilita a los desarrolladores de Java la creación de realidad aumentada.

Términos importantes utilizados en AR y VR

1. Anclajes: es un punto de interés definido por el usuario sobre el que se colocan los objetos de RA. Los anclajes se crean y actualizan en relación con la geometría (planos, puntos, etc.)
2. Activo: Se refiere a un modelo 3D.
3. Documento de diseño: una guía para su experiencia de realidad aumentada que contiene todos los recursos, sonidos y otras ideas de diseño 3D que su equipo puede implementar.
4. Comprensión ambiental : comprender el entorno del mundo real mediante la detección de planos y puntos de características y su uso como puntos de referencia para mapear el entorno. También conocido como conciencia del contexto.
5. Puntos de características: estas son características visualmente distintas en su entorno, como el borde de una silla, un interruptor de luz en una pared, la esquina de una alfombra o cualquier otra cosa que pueda permanecer visible y colocada de manera consistente en su entorno.
6. Prueba de impacto: se utiliza para tomar las coordenadas (x, y) correspondientes a la pantalla del teléfono (proporcionada por un toque o cualquier otra interacción que desee que admita su aplicación) y proyectar un rayo en la vista del mundo de la cámara. Esto permite a los usuarios seleccionar o interactuar de otra manera con objetos en el entorno.
7. Inmersión: La sensación de que los objetos digitales pertenecen al mundo real. Romper la inmersión significa que el sentido del realismo se ha roto; en AR, esto suele ser por un objeto que se comporta de una manera que no coincide con nuestras expectativas.
8. Seguimiento de adentro hacia afuera: cuando el dispositivo tiene cámaras y sensores internos para detectar movimiento y rastrear el posicionamiento.
9. Seguimiento de afuera hacia adentro: cuando el dispositivo usa cámaras o sensores externos para detectar movimiento y rastrear el posicionamiento.
10. Plane Finding: el proceso específico de un teléfono inteligente mediante el cual ARCore determina dónde están las superficies horizontales y verticales en su entorno y utiliza esas superficies para colocar y orientar objetos digitales.
11. Raycasting : Proyectar un rayo para ayudar a estimar dónde se debe colocar el objeto AR para que aparezca en la superficie del mundo real de una manera creíble; utilizado durante las pruebas de posicionamiento.
12. Experiencia de usuario (UX): el proceso y el marco subyacente para mejorar el flujo de usuarios para crear productos con alta usabilidad y accesibilidad para los usuarios finales.
13. Interfaz de usuario (UI): las imágenes de su aplicación y todo lo que interactúa un usuario.