Hemos sugerido que la realidad aumentada (RA) se sirve de la virtualidad aumentada, el cual se corresponde a un entorno virtual en coordinación con el entorno real.
Ahora podemos abordar la opinión de Ronald Azuma (1997) quién resume la RA en 3 elementos:
- Combinación de lo Real y lo Virtual. La información digital es combinada con la realidad.
- Funciona en el Tiempo. La combinación de lo real y lo virtual se hacen en tiempo real.
- Se registra en 3 dimensiones. En general la información aumentada se localiza o registra en el espacio. Para conservar ilusión de ubicación real y virtual esta tiende a conservar su ubicación o moverse respecto a un punto de referencia en el mundo real.
P. Milgran y F Kishino (1994) lo describieron como un continuo que abarca desde el entorno real a un mundo virtual puro. En medio hay Realidad Aumentada (más cerca del entorno real) y Vitualidad Aumentada (está más cerca del entorno virtual)
A continuación una breve línea del tiempo de la tecnología de RA
Chi-Yin y Gallayanee (2011)
La RA es una tecnología que debe su desarrollo a su misma multiplicidad de usos, la cual ayuda a su investigación en diferentes campos temáticos. Un estudio del 2010 de la Consultora Gartner sobre tecnología emergentes, ubica a la RA como una de las más prometedoras en un futuro próximo de 5 a 10 años.
Consultora Tecnológica Gartner. Tecnologías Emergentes 2010
En qué consiste
La realidad aumentada a simple vista es un sistema complejo que funciona por la interrelación de capas o si prefieren niveles que varían entre lo virtual y lo real dependiendo, claro está, del software que se utilice. La mayoría de veces estas capas vienen con una dosis de información.
En muchos de los casos la primera imagen es la del mundo real para que luego mediante algún dispositivo (hardware como móvil, lentes, PC, entre otros) se sobre ponga a la imagen real, y sobre este hardware se active el software (programa que de vida a la RA). Mediante el cual se reconozca en la imagen una información adicional a la del mundo real.
Una propuesta de arquitectura de RA es la de Brugüe (2002) quién definió los siguientes componentes:
- Aplicación: Maneja la lógica y contenidos específicos del sistema.
- Tracking: determina la posición de los usuarios y objetos.
- Control: Procesa las entradas para los usuarios.
- Presentación: Se encarga de la presentación gráfica.
- Contexto: Recoge diferentes datos de contexto.
- Modelo del mundo: almacena información sobre los objetos virtuales y reales.
De está estructura se desprenden dos tipos de realidad aumentada:
- Marcadores
- Localización
Es importante considerar que para el desarrollo, reproducción o visualización de una aplicación de realidad aumentada se requiere que el procesador del hardware se veloz. En el caso de un Ordenador o PC superior a una vieja Pentiun IV no debería tener inconvenientes, sin embargo en el caso de un Smartphone, Consola o Tablet estos deberían tener un procesador lo suficientemente adecuado para la ejecución del software. Unos 500MB de procesador con una velocidad de transferencia de datos 3G sería lo ideal.
Estructura de RA
La tecnología de RA ha construido patrones en su procesamiento y ejecución. Podemos mencionar hasta dos etapas en las que se puede describir está acción. El procesamiento de imágenes captada por la cámara de video (posiciones tridimensionales, patrones fiduciarios, etc) y de otro lado los gráficos de computadora de donde se toma los objetos tridimensionales y sus transformaciones, según Colman y Negri.
Toda construcción de RA tiene un patrón (casi reiterativo) que seguir. Está estructura pasa por una captura del contexto, digamos un foto del escenario que se requiere, para luego identificar el contexto; quizás la etapa donde se empieza a resolver los algoritmos y se activa el GPS, lo cual produce un aumento de la realidad; que se entiende como erosión de información, y que forma el producto: La visualización.
Choudary y Charvillat (2009)
Captura del momento
La captura del momento se reduce a la identificación de la escena que nos producirá toda una RA. Para la realización de ello se necesitan de dispositivos físicos que ayuden a esa captura. Estos dispositivos lo podemos clasificar en 2:
- See through. Estos dispositivos cumplen una doble función. Permiten recoger la imagen y a la vez generar la información aumentada. Por ende tiene un grado de complejidad en el proceso. Estos soportes se vienen utilizando en el campo de aviación inteligente.
- Video through. Los dispositivos que se ubican en esta categoría son los de uso mayoritariamente común. Los procesos de captura y entrega de información son independientes.
Identificación del contexto
En este espacio encontramos uno de los principales desafíos de la RA. El seguimiento y registro son parte importante en el desarrollo de la RA. Hasta ahora no se tiene un dispositivo móvil con la capacidad de seguimiento y resolución de información a la vez. Lo que tenemos son dispositivos que captan las coordenadas de un contexto y generan la información más no un dispositivo que se desplace y produzca el mismo resultado.
Seguimiento. No todos los aplicaciones de RA requieren un seguimientos preciso. En el caso de los marcadores sólo se requiere una imagen fija para generar una visión aumentada. Hay 3 tipos de herramientas de seguimiento.
- Sensores: Son hardware del tipo de sensores ópticos (infrarrojos) y magnéticos de movimiento. Se caracterizan por tener poco alcance.
- Visión de Máquina: Es la mezcla entre un hardware y un software que tienen la función de generar el producto informativo. Un ejemplo sería el esbozo 3D que se genera de un objeto estático al enfocarlo con la cámara.
- Sistemas a campo abierto: Por excelencia el GPS (Sistema de posicionamiento Global)
Metodo 6DOF. Lo que se conoce como 6 grados de liberación. El cual consiste en determinar la posición de algún sistema de coordenadas mundial basado en los 6 grados de liberación.
«La posición absoluta y la orientación de la visión del usuario y los objetos físicos no necesariamente tienen que ser conocidos. La identificación del contexto se analiza a partir de la captura del video en busca de puntos de referencia específicos (por ejemplo marcadores artificiales) en el medio. Si se detectan dichos marcadores en la imagen, las anotaciones virtuales pueden ser directamente insertadas en coordenadas de pixeles sin tener que establecer la exacta relación geométrica entre el marcador y la cámara» Colman y Negri»
Técnicas de seguimiento. Lo hay de diferentes y variados tipos.
- Red satelital GPS (Sistema de Posicionamiento Global)
- Red de telefonía móvil. Se trata de una relación entre el teléfono celular y el servicio GSM (Sistema Global para las comunicaciones móviles). Este sistema cubre casi la totalidad del planeta. Pero su precisión varía entre los 50 y 500 metros.
- Wi-Fi. Calculando la ubicación de un dispositivo mediante la calidad de señal de la red inalámbrica. Lo cual dependerá de los puntos de acceso desplegados en el área.
- Acelerómetros y Giroscopios.
- RFID. Tecnología de identificación por radio frecuencia.
Aumento de la Realidad
Este aumento de la realidad puede ser visual, auditivo o táctil. La forma visual es la más aprovechada en el medio. En tal sentido la información visual a excepto de los hologramas tridimensionales puede ser en 2D y 3D. Este último se forma de un plano tridimensional 2D. Lo cual consiste en la colocación de 2 imágenes bidimensionales desde 2 angulas diferentes.
Visualización
Los dispositivos de visualización son 3:
- Head Mounted Displays. Es un dispositivo parecido a un casco el cual tiene unos lentes que permiten la visualización aumentada de la realidad.
- Handheld Displays. Son los dispositivos de mano como Tablets, Netbook, Smartphone.
- Spatial Displays. Proyectores digitales que muestran la información sobre los objetos físicos.
Tipos de RA
RA en Marcadores o Seguimiento
(Marcadores, markerless NFT “Natural Feature Traking” y códigos QR “Quick Response Barcode”)
Un marcador es un símbolo, representado en barras amorfas (mayoritariamente negras) llamado también activador, sobre el cual se ha depositado una información que se traduce en la superposición de imágenes sobre la pantalla (cámara) que se encuentra delante del símbolo. El uso de los marcadores es relacionado con la generación de modelos 3D, que nacen a partir de estos símbolos.
Para Colman y Negri (2012), el proceso de RA basada en marcadores es el siguiente:
- La cámara filma el mundo real y manda las imágenes, en tiempo real, para que el software las analice y determine la presencia de patrones para incluir objetos virtuales.
- El software estará programado para crear determinados objetos virtuales dependiendo de la concordia con patrones en la imagen que fue tomada por la cámara.
- El aparato de salida, que puede ser un televisor o un monitor de computadora, o la pantalla del dispositivo móvil, exhibe el objeto virtual en sobre-posición con lo real, como si ambos fueran la misma escena.
- Comúnmente, en muchas aplicaciones actuales, a los objetos virtuales se les agregan elementos para interactuar con ellos.
En este proceso el software encargado de procesar esa carga de información en patrones de imágenes debe deducir algoritmos. Estos deben simplificar la ejecución para agilizar el proceso.
Estructura códigos QR
RA en Localización
(Geolocalización)
La localización es una de las formas más sofisticadas de la RA. Esta se basa en el uso de GPS, brújula de orientación, acelerómetro, entre otros.
A su vez existe un mayor grado de complejidad en el proceso de localización de RA. Debido a ello aparecen nuevos actores que intervienen en el proceso. Está estructura básica se compone de Latitud, Longitud y Altitud. La sincronización de estos 3 actores nos llevará a la localización.
Los servicios de localización son servicios que integran una localización o ubicación de un dispositivo móvil con otra información para proveer un valor agregado a un usuario. Schiller y Voisard (2004)
Brimicombe (2009) describe a los servicios de localización como una relación tripartita entre el internet, los sistemas de información geográfica (GIS) y las tecnologías de comunicaciones móviles.
Está relación tripartita muestra la participación de 3 actores esenciales. Internet como el depósito más grande información y con el cual todo tipo de tecnología abierta tiene y debe de convivir. Por otro lado el sistema de información geográfica que tiene la mayor parte de su data en internet y que además consigna la latitud longitud y altitud que se utilizaran. La parte del hardware esta en los dispositivos móviles que engranan a los dos factores antes mencionados.
Componente de los Sistemas basados en Localización
A su vez Brimicombe (2009) menciona 5 elementos en la estructura de los sistemas basados en localización
- Sistemas de posicionamiento. Son los que permiten obtener la ubicación del dispositivo móvil. Regularmente ocurre por la concurrencia del GPS.
- Red de comunicación. Es la relación que existe entre 3 factores. El sistema de posicionamiento, dispositivos móviles e internet que se unen para ejercer una retroalimentación o si se prefiere deducir el mensaje para devolverlo al dispositivo móvil.
- Internet. Es el servicio que traduce la información que le llega de los proveedores de datos geográficos y quien tiene la tecnología para enviarlo mediante una red de comunicación a quien lo solicita.
- Proveedores de datos Geográficos. Es el servicio que consigna toda la información cartográfica del mundo pero que al no tener el mecanismo de diseminación de la misma se agencia del internet para distribuir su información.
- Dispositivo Móvil. Es el depositario de todo lo dicho. Es el dispositivo para el cual, a su pedido, se genera toda la red de comunicación.
Hay que tener en cuenta que no en todas las aplicaciones RA se requiere la utilización de todas las características mencionadas.
Bibliografía
- Allan Brimicombe Chao Li. Location-based Services and Geo-information Engineering. 2009
- Brugue, B y Reicher, R. Distributed user tracking concepts for augmented reality applications. 2002
- Colman, Marisa Roxana y Negri , Gabriel Alejandro. Una aplicación móvil de realidad aumentada en el ámbito universitario. 2011
- Chi-Yin Yuen, Steve y Gallayanee Yaoyuneyong, Erick Johnson. Augmented Reality: An Overview and five Directions for AR in Education
- Choudary, O y Charvillat, V.March: Mobile Augmented Reality for cultural Heritage. 2009
- Medina carda, Miguel. Desarrollo de una aplicación de realidad aumentada para dispositivos móviles. 2011