investigación aplicada de realidad virtual inmersiva - SIG

1. TÍTULO
INVESTIGACIÓN APLICADA DE REALIDAD VIRTUAL INMERSIVA
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad, se está viviendo un avance de las nuevas tecnologías aplicadas a la
Realidad Virtual, lo que hace más interesante la comprensión de este nuevo reto; es
conveniente desarrollar proyectos que vayan de la mano con los últimos descubrimientos
tecnológicos.
Es así que nace la idea de crear mundos virtuales inmersivos dotados de
tridimensionalidad, que permitan representar lugares geográficos remotos mediante la
filmación en video con cámaras analógicas que luego serán editadas bajo un software
especial agregando el texto que creamos conveniente, así como la creación de
transiciones explicativas; permitiendo así, obtener la tridimensionalidad adecuada para
representar la realidad antes mencionada y que el usuario se sienta inmerso en un
ambiente nuevo, diferente del que se encuentra.
Para desarrollar el Recorrido o visita virtual inmersiva se empleará Realidad Virtual puesto
que es una tecnología sumamente nueva e inexplorada en su totalidad, antes de empezar a
desarrollar la aplicación determinada será necesario para su funcionamiento, la participación
de dos niveles de conocimientos:
•
•
Un primer nivel de investigación de todo lo que forma parte y se necesita para la
creación de aplicaciones virtuales, pues resulta intrínseco al tema de Realidad
Virtual, y para ello debemos contener previamente el conocimiento y recursos para
la conceptualización, diseño y construcción de Mundos Virtuales.
Para su complementación existe un segundo nivel de conocimientos de apoyo,
indispensable para la instrumentación y operación de los mandos creados. Estos
conocimientos provienen de otras disciplinas tales como la computación gráfica,
animación, CAD u otros.
El no disponer de equipos, inicialmente, no es excusa para no participar del mundo de la
Realidad Virtual, ya que existen equipos que nos permiten vivir la experiencia con costos
asociados no tan elevados (monitor, mouse, gafas estereoscópicas, etc.). Ahora bien para
lograr una Realidad Virtual Inmersiva y tener contacto con los logros actuales, se requiere
de una gran inversión en equipos y Software.
3. SUSTEN TACIÓN
OBJETIVO GENERAL
•
Investigar y crear un sistema que permita el recorrido virtual inmersivo, de
lugares geográficos remotos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
•
Investigación de los conocimientos y recursos empleados para crear
Realidad Virtual Inmersiva.
Identificación de equipos que se emplean y son necesarios para utilizarse
con la realidad virtual inmersiva.
•
•
•
Investigación del diferente software que se emplea para el desarrollo de
aplicaciones en Realidad Virtual.
Producir un ambiente dentro del recorrido que sea indiferenciado a la
realidad física incluyendo visión, y audio.
Dar a conocer la información que le interese al visitante por medio del
Recorrido Virtual.
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
Realizando previamente una investigación general de las tecnologías que se utilizan para
el modelado y desarrollo de aplicaciones en Realidad Virtual, se ha seleccionado lo siguiente:
ALTERNATIVA 1:
•
•
Para el sistema de recorrido virtual inmersivo existe el siguiente softw are:
VRML 2.0 (Virtual Reality Modeling Language) (gratuity).
3D Studio Max (Animation).
•
•
•
•
•
Dispositivos de entrada y de salida (Equipos):
Computador con monitor estéreo o polarizado.
Ratón 3D.
Tarjeta lectora de video Pinnacle Studio DC10.
Audífonos convencionales o especiales.
Gafas estéreo activas u obturadores de cristal líquido (LCD).
•
•
Equipos de filmación:
2 cámaras de video independientes sincronizadas entre sí.
2 cámaras de video y un multiplexor.
•
Programa de conversión de archivos:
Crossroads. (gratuito).
•
Editores de video:
Adobe Premier 6.0.
ALTERNATIVA 2:
•
Para el sistema de recorrido virtual existe el siguiente software:
Quick T ime VR.
•
•
•
•
•
Dispositivos de entrada y de salida:
Computador estándar con Monitor CRT .
Tarjeta de video 3D Blaster 16Mb AGP.
Mouse.
Audífonos convencionales.
Gafas anaglifos.
•
Equipos de filmación:
1 cámara de video con adaptador para grabar imágenes en 3D.
•
Programa de conversión de archivos:
Crossroads. (gratuito).
•
Editores de video:
More 3D.
ALTERNATIVA 3:
•
Para el sistema de recorrido virtual existe el siguiente software:
Webspace Author.
•
•
•
•
•
Dispositivos de entrada y de salida:
Computador estándar con Monitor polarizado alternativo.
Tarjeta de video.
Mouse.
Audífonos convencionales.
Gafas polarizadas.
•
Equipos de filmación:
2 cámaras de video independientes y un multiplexor.
•
Programa de conversión de archivos:
Crossroads. (gratuito).
•
Editores de video:
Studio 8 Gold.
ALTERNATIVA ESCOGIDA
La alternativa más conveniente para la creación de mundos virtuales inmersivos es:
LA ALTERNATIVA 1:
•
•
Para el sistema de recorrido virtual inmersivo existe el siguiente softw are:
VRML 2.0 (Virtual Reality Modeling Language) (gratuity).
3D Studio Max (Animation).
•
•
•
•
•
Dispositivos de entrada y de salida (Equipos):
Computador con monitor estéreo o polarizado.
Ratón 3D.
Tarjeta lectora de video Pinnacle Studio DC10.
Audífonos convencionales o especiales.
Gafas estéreo activas u obturadoras de cristal líquido (LCD).
•
•
Equipos de filmación:
2 cámaras de video independientes sincronizadas entre sí.
O 2 cámaras de video y un multiplexor.
•
Programa de conversión de archivos:
Crossroads. (gratuito).
•
Editores de video:
Adobe Premier 6.0.
SUSTENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA ESCOGIDA
SELECCIÓN DE HARDWARE Y SOFTWARE.
Una de las dificultades actuales, tratándose de una tecnología tan nueva, es que, durante el
proceso de selección del equipamiento hay que prestar muy particular atención a los siguientes
aspectos:
1.- Comportamiento (Perfomance).
Es lo que realmente se obtiene del equipo y/o programa a ser adquirido.
2.- Compatibilidad (compatibility).
Mediante una previa investigación de debe seleccionar la compatibilidad del computador
con monitor estéreo o polarizado, Ratón 3D, T arjeta lectora de video Pinnacle Studio DC10,
audífonos convencionales o especiales, gafas estéreo activas u obturadoras de cristal líquido
(LCD).
Hardware
Software
Hardware
Hardware
Software
Software
3.- Operatividad.
Se debe investigar si la aplicación funciona con los componentes adquiridos, y si necesita
adquirir algún elemento más, es por eso que en la alternativa seleccionada se ha especificado dos
tipos de hardware, software y equipos utilizados para crear el paseo virtual.
Esta selección se hace compleja por tratarse, a menudo, de equipos que establecen
diversas modalidades de interacción con el usuario en el mundo virtual que este recorra. En este
respecto la estandarización es bastante limitada.
VRML (Virtual Reality Modeling Language)
VRML es un lenguaje para el desarrollo de aplicaciones de realidad virtual inmersiva, en forma de
mundos virtuales compuestos de un espacio, normalmente tridimensional, donde los objetos son
interactivos. En estos mundos virtuales el usuario podrá adentrarse, eligiendo entre varias
perspectivas, e interactuar con los objetos que allí se encuentran. Esta tecnología es cada vez más
accesible para el usuario medio, quién puede disponer de mejores equipos multimedia a precios
asequibles, o simplemente un ordenador y un navegador de Internet.
Además es independiente de la plataforma donde se ejecute el visualizador, tiene capacidad para
trabajar de un modo eficiente con conexiones lentas, y es extensible, es decir, susceptible de ser
ampliado fácilmente, y permite la creación de mundos virtuales que representen lugares
geográficos remotos.
VRML 2.0.es mucho más compleja, y en ella destacan los siguientes aspectos:
•
•
•
•
Posibilidad de especificar comportamientos para los objetos, ya sea usando el propio
lenguaje VRML o mediante scripts en lenguajes externos (JavaScript, Java, Visual Basic,
etc.), los cuales no están limitados por la especificación.
Posibilidad de interacción con el usuario mediante la definición de una serie de sensores
de posición, de contacto, de colisión, etc. La información registrada por estos sensores e s
enviada a los diferentes objetos que componen el mundo virtual y, en función de los
valores recibidos, cada objeto virtual actuará en consecuencia.
Finalmente, el lenguaje de descripción de escenas tridimensionales ha sido ampliado
significativamente, posibilitando efectos de fondo, sonidos tridimensionales, niebla, etc.
Una de las herramientas imprescindibles para visitar cualquiera de los mundos virtuales
realizados con VRML es el denominado visualizador o navegador, se trata de un software
que puede funcionar como un programa independiente o ser un plug-in (programaañadido) de un navegador de Internet como Netscape Navigator o Microsoft Internet
Explorer. T odos ellos tienen al menos tres características en común: visualizan
presentaciones tridimensionales de un archivo VRML, también ofrecen algún mecanismo
para cambiar el punto de vista del usuario dentro del mundo virtual, y tienen algún medio
para acceder a Internet. Uno de los más conocidos es Cosmo Player, que puede
descargarse gratuitamente al igual que otros tipos de navegadores, tales como:
• WebSpace.
• WorldView.
• WebFX.
• Fountain.
• Virtus Voyager.
• VRweb.
• GL View.
• VR Web.
CARAC TERÍS TICAS DE ADOBE PREMIER 6.0:
Es un potente programa de edición de vídeo tanto analógico como digital. A través de él,
podemos capturar, importar, ensamblar y editar video, audio e imágenes (por ejemplo, añadir audio
descriptivo a un video previamente grabado). Podemos exportar video en distintos formatos: para
la Web (usando cualquiera de estos formatos: Windows Media, Real System G2, QuickTime,
Mpeg-1 y MP3), cinta de video, CD-ROM o DVD.
REQUERIMIENTOS:
•
•
•
•
•
Procesador Pentium 300 MHz o superior.
Windows 98, 2000, Millenium.
32 Mb de memoria RAM (recomendado 128 Mb).
85 Mb de espacio en el disco duro del ordenador.
Tarjeta de video con una mínima resolución de 256 Mb.
4. ALCANCE
Para empezar con el desarrollo de la creación de un mundo virtual se necesitarán de las siguientes
fases:
La primera fase se encarga de una investigación completa sobre Realidad Virtual:
1. REALIDAD VIRTUAL
1.1 Introducción.
1.2 Evolución de la Realidad Virtual.
1.3 Orientación Actual de la Realidad Virtual.
1.4 La Realidad Virtual y la sociedad.
1.5 Definiciones de Realidad Virtual.
1.6 Las 3 de la Realidad Virtual.
1.7 Características de Realidad Virtual.
1.8 Objetivos.
1.9 Clasificación de la Realidad Virtual.
1.10 Factores humanos en Ambientes Virtuales.
1.11 Características de un Sistema de Realidad Virtual.
1.12 Dispositivos de Entrada y Salida.
1.13 Dispositivos para estimulación de los sentidos.
1.14 Tipos de sistemas en Realidad Virtual.
1.15 Aplicaciones de la Realidad Virtual.
Esta fase consiste en la investigación y selección del hardware y software empleado para
desarrollar mundos virtuales:
2. SELECCIÓN DE HARDWARE Y SOFTWARE
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
Dispositivos hardware empleados en Realidad Virtual.
Hardware medio.
Hardware avanzado.
Compatibilidad de hardware.
Software para desarrollar Mundos Virtuales.
Software libres.
Software comerciales.
Categorización de software.
Herramientas de autoría para crear Realidad Virtual.
La tercera fase se encarga de la investigación sobre como desarrollar una aplicación virtual en
VRML (Virtual Reality Modeling Language):
3. VRML
3.1 ¿Qué es VRML?.
3.2 ¿Qué se necesita para navegar en VRML.
3.3 Plug-in y navegadores de VRML.
3.4 Términos Básicos de VRML.
3.5 Sintaxis General.
3.6 Formato de archivos VRML.
3.7 VRML y World Wide Web.
3.8 Formas o Shape.
3.9 DEF – USE.
3.10 Agrupamiento.
3.11 Formas Avanzadas.
3.12 Color y forma de geometrías basadas en puntos.
3.13 Nodos, Campos y Eventos I.
3.14 Ejes y Unidades.
3.15 Primitivas y Materiales I.
3.16 Transformaciones.
3.17 Objetos, Líneas y Puntos 3D.
3.18 Iluminación.
3.19 Puntos de Vista.
3.20 Prototipos, DEF y USE.
3.21 Materiales II.
3.22 Anchors e Inlines.
3.23 "Billboarding" y Colisiones.
3.24 Eventos II y las Rutas.
3.25 Interpoladores y el Sensor de T iempo.
3.26 Sensores de Proximidad y "T acto".
3.27 Sensores de Visibilidad y Movimiento.
3.28 Nivel de Detalle (LOD).
3.29 Sonido.
3.30 Scripting.
3.31 Información de Navegación y Fondo.
Esta fase de investigación se pretende obtener los conocimientos de cómo trabaja el editor de
video y el software de animación.
4. EDICIÒN DE VIDEO Y ANIMACIÓN
4.1 División de un video en partes con Adobe Premier 6.0.
4.2 Agregar sonido al video.
4.3 Incluir texto dentro del video.
4.4 Exportación de video a varios formatos.
4.5 Combinar video con otros software (Photoshop, Golive, Power Point).
4.6 Animación de objetos en 3D Studio Max.
4.7 El entorno.
4.8 Barra de menús.
4.9 Barra de herramientas.
4.10 Panel de comandos.
4.11 Creación de objetos.
4.12 Editor de materiales y texturas.
4.13 Ejercicio de crear una habitación.
En la última fase se centrará en el desarrollo completo de la aplicación, es decir, el recorrido o
visita virtual inmersiva:
5. DESARROLLO DE LA APLICACIÓN
5.1
5.2
5.3
5.4
Creación en
Creación en
Creación en
Creación en
realidad
realidad
realidad
realidad
virtual inmersiva
virtual inmersiva
virtual inmersiva
virtual inmersiva
del lugar1.
del lugar2.
del lugar3.
del lugar4.
6.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
BIBLIOGRAFÍA
AULD, L. y PANTELIDIS, V. (1998). Virtual Reality and Education Laboratory (VREL).
School of Education, East Carolina University, Greenville, North Carolina. En
http://eastnet.educ.ecu.edu/vr/vrel.htm/.
DODGE M. y otros (1998). Towards the Virtual City: VR & Internet GIS for Urban
Planning. Página Web del Centre for Advanced Spatial Analysis (CASA). University
College London. En http://www.casa.ucl.ac.uk/%20publications/birkbeck/vrcity.html.
ESRI (1999). Página Web del Environmental Systems Research Institute en
http://www.esri.com/.
http://www.vrml.org/VRML1.0/vrml10c.html.
http://www.monografias.com/trabajos11/realitual/realitual.shtml#HIST O.
http://www.ucm.es/info/multidoc/multidoc/revista/num8/hilera-oton.html#aplicaciones.
(tipos de aplicaciones).
http://www.monografias.com/trabajos4/realvirtual/realvirtual.shtml.
http://www.monografias.com/trabajos4/realvirtual/realvirtual.shtml#_T oc481289864.
http://www.pue.udlap.mx/~tesis/lis/von_r_pa/capitulo1.pdf.
http://www.pue.udlap.mx/~tesis/lis/suarez_r_pk/capitulo2.pdf.
http://www.monografias.com/trabajos11/realitual/realitual.shtml.
http://www.monografias.com/trabajos4/realvirtual/realvirtual.shtml.
http://www.monografias.com/trabajos/vr/vr.shtml.
http://cursos.universia.net/app/es/showresource.asp?cid=442#description.
PRECIOS DE EQUIPOS
Product Features:
•
•
•
•
Create incredible 3D Videos!
Near Universal Compatibilty
Low cost
Easy to use
On Sale!
$349.00
List
price:$499.00
Principio del
formul ario
Final del formulario
Usually ships in 2-3 business days.
The Ultimate Camcorder Accessory:
!
$%
" #
&
FEATURES and BENEFITS:
'
(
(
)
*
!
(
&+,
$&
$
-
!
&
# %
$
"#
"
(
#%
!
"
&
&
HOW IT WORKS:
. / 0
#
#
(
%
(
!
(
/ 0
$
,(
#
%
%
!
1(
#
3
!
&(
&.
% #
$ )
!4
%
#
2
&
#
%
%#
(&
3D W ired Video Vi ewing System for 2
The video trans mitter and wired glasses easily connect between your TV and VHS
video player s o you c an vi ew these and most other 3D vi deos and DVDs. Images
take on a whole new dimension!
Camcorder: The NuView requires a camcorder that will accept threaded filter rings.
Viewing: To view 3D videos on your TV, you will need the supplied i-ware! ™ 3D Video Viewing System, and a st andard
interlaced television. To view 3D videos on your PC, the i-ware! ™ 3D Game Glasses and a quality Video Capture Card, like
Pinnacle Systems' DC30, is a great combination.
Principio del for mulario
Wireless 3D Glasses Upgrade
price:$50.00
Final del formulario
Don't want your 3D experience tied down? Y ou can upgrade to wireless glasses! (Replaces the wired
system with a wireless system. Includes two wireless glasses and all hardware) This item is not sold
separately. Purchase of a basic v iewing system required. Limit one upgrade per customer.
)
!
!
!"
*!"
#
# !"
!
!
#$$
%
&
#
!
- .
,/!
+
'
( '
(
!" '
#,
0*
# ,
1
2
( 3
4
'
1
3
"
" 65
,
'5
0
!
3
'
'5
3 1
)
5
8 0,
9
#
9
!
'5
3
,
'
3
!
5
!7
'5
'
:%"
3
;$$
9
3
<
6
3
&
"!
'5
" !
0
"
,
Grabación de imágenes en 3 di mensiones.
Con es te sist ema podrá grabar i mágenes es tereoscópicas 3D,
con la mayoría de videocámaras del mercado.
Talek 3D V ideo Adapter 1
Cuando vea s us grabaciones en estéreo 3D, ya no querrá
verlas de otro modo.
Adaptador cám ara
parar gr abar en 3D.
Los aconteci mient os grabados en video 3D se c onviert en así
en document os inolvi dables, vi vos y real es que harán que sus
grabaciones convencionales le parezcan planas , y t an
arcaicas como la TV en blanco y negro. S us vac aciones, los
primeros pas os de sus hijos, incluso una visita al z oológico, s e
convierten en una experiencia que se puede vol ver a revi vir
como si se tratar a del momento original.
¡Las imágenes registradas de est e modo dan tal s ens ación de
realidad, que alargará s us manos parar int entar toc arlas!
(
Gafas estéreo 3D
para video y ordenador
Gafas est éreo 3d par a la visión de imágenes o películas
estereoscópicas para ordenador y/o video.
Gran variedad de modelos con dif erent es pr estaciones , con y sin
cable.
Interface universal 3D
Talek per PC i Mac
Dispositivo de reducidas di mensiones, que permit e la visión
estereoscópica 3D en un ordenador personal c on gafas de
cable. (Próximament e un nuevo modelo sin c able).
Admit e c asi todos l os mét odos de visión 3D: "entrelaz ado",
"conmut ación de páginas" y"encima y debajo".
Unix
NT
Sistemas profesionales
Sistemas de reproducción estereoscópica 3D para
aplicaciones médicas, científ icas y presentaciones
técnicas de calidad superior.
Tarjetas aceleradoras gráficas
para visión 3D estereoscópica
Aceleradoras gráficas bas adas en los chips ets Vodoo2 y
Bans hee de 3Df x.
La mas amplia gama de juegos acel erados para su visión en
3D con soporte de les librerí as 3Df x Glide, DirectX, y MiniG L.
Visión es tereoscópica en res oluciones de has ta 1.024 x 1. 024
x 24 bits con gaf as sin cabl e.
'
$5
6$ 5
7
/
6(
(
7
$
&7
$8 3 7
% .
9
6
)
$ %
.
9:
$
(
7
% .
;9
$7
19 9 2
< ::
<:
<=;
<>
$-
19 9 2
<::
<:
<>;
<
$-
19 9 2
<?:
<:
<>;
<
<:
<:
<>;
<
$
$ .0
19 9 2
'
( ' @3'$@ A
7 4
% 0 -
"B
" B10
0
BC$ D
B1
C$2
$7
1-
/ 90
<
<>>
< >:
<:
<>;
<
<=:
<>>
<
<>
5E9 ;;;
' 2
5
5E9 ;;;
' 2
< :
<>>
<;
<;
5
< :
<>>
<;
<;
<?::
<
<=;
<;
$
15
< ;
5
$-
1-
$ 9 9 2
< ;::
'
2
1$ 0
'
2
(
"