Realidad virtual
La realidad virtual (VR) es una experiencia simulada que emplea el seguimiento de poses y visualizaciones 3D cercanas al ojo para brindar al usuario una sensación inmersiva de un mundo virtual. Las aplicaciones de la realidad virtual incluyen entretenimiento (particularmente videojuegos), educación (como entrenamiento médico o militar) y negocios (como reuniones virtuales). Otros tipos distintos de tecnología de estilo VR incluyen la realidad aumentada y la realidad mixta, a veces denominada realidad extendida o XR, aunque las definiciones están cambiando actualmente debido a la incipiente industria.
Actualmente, los sistemas de realidad virtual estándar utilizan cascos de realidad virtual o entornos multiproyectados para generar imágenes, sonidos y otras sensaciones realistas que simulan la presencia física de un usuario en un entorno virtual. Una persona que usa un equipo de realidad virtual puede mirar alrededor del mundo artificial, moverse en él e interactuar con características u objetos virtuales. El efecto se crea comúnmente con auriculares VR que consisten en una pantalla montada en la cabeza con una pantalla pequeña frente a los ojos, pero también se puede crear a través de salas especialmente diseñadas con múltiples pantallas grandes. La realidad virtual normalmente incorpora retroalimentación auditiva y de video, pero también puede permitir otros tipos de retroalimentación sensorial y de fuerza a través de la tecnología háptica.
Etimología
"Virtual" ha tenido el significado de "ser algo en esencia o efecto, aunque no actualmente o de hecho" desde mediados de 1400. El término "virtual" se ha utilizado en el sentido informático de "no existente físicamente pero hecho aparecer por software" desde 1959.
En 1938, el dramaturgo vanguardista francés Antonin Artaud describió la naturaleza ilusoria de los personajes y objetos en el teatro como "la réalité virtuallle" en una colección de ensayos, Le Théâtre et son double. La traducción al inglés de este libro, publicado en 1958 como The Theatre and its Double, es el primer uso publicado del término "realidad virtual". El término "realidad artificial", acuñado por Myron Krueger, se utiliza desde la década de 1970. El término "realidad virtual" se utilizó por primera vez en un contexto de ciencia ficción en The Judas Mandala, una novela de 1982 de Damien Broderick.
Adopción generalizada del término "realidad virtual" en los medios populares se atribuye a Jaron Lanier, quien a fines de la década de 1980 diseñó algunos de los primeros hardware de realidad virtual de nivel comercial bajo su firma VPL Research, y la película de 1992 Lawnmower Man, que presenta el uso de sistemas de realidad virtual.
Formas y métodos
Un método por el cual se puede realizar la realidad virtual es la realidad virtual basada en simulación. Los simuladores de conducción, por ejemplo, le dan al conductor a bordo la impresión de que realmente conduce un vehículo real al predecir el movimiento del vehículo causado por la entrada del conductor y retroalimentar las señales visuales, de movimiento y de audio correspondientes al conductor.
Con la realidad virtual basada en imágenes de avatar, las personas pueden unirse al entorno virtual en forma de video real y también como avatar. Uno puede participar en el entorno virtual distribuido en 3D como un avatar convencional o un video real. Los usuarios pueden seleccionar su propio tipo de participación según la capacidad del sistema.
En la realidad virtual basada en proyectores, el modelado del entorno real juega un papel fundamental en diversas aplicaciones de realidad virtual, como la navegación de robots, el modelado de construcciones y la simulación de aviones. Los sistemas de realidad virtual basados en imágenes han ido ganando popularidad en las comunidades de gráficos por computadora y visión por computadora. Al generar modelos realistas, es esencial registrar con precisión los datos 3D adquiridos; por lo general, se utiliza una cámara para modelar objetos pequeños a corta distancia.
La realidad virtual basada en escritorio consiste en mostrar un mundo virtual en 3D en una pantalla de escritorio normal sin utilizar ningún equipo especializado de seguimiento posicional de RV. Muchos videojuegos modernos en primera persona se pueden usar como ejemplo, usando varios disparadores, personajes receptivos y otros dispositivos interactivos para que el usuario se sienta como si estuviera en un mundo virtual. Una crítica común a esta forma de inmersión es que no hay sentido de la visión periférica, lo que limita la capacidad del usuario para saber qué sucede a su alrededor.
Una pantalla montada en la cabeza (HMD) sumerge más completamente al usuario en un mundo virtual. Un casco de realidad virtual generalmente incluye dos pequeños monitores OLED o LCD de alta resolución que brindan imágenes separadas para cada ojo para gráficos estereoscópicos que representan un mundo virtual en 3D, un sistema de audio binaural, seguimiento de la cabeza en tiempo real posicional y rotacional para seis grados de movimiento. Las opciones incluyen controles de movimiento con retroalimentación háptica para interactuar físicamente dentro del mundo virtual de una manera intuitiva con poca o ninguna abstracción y una cinta de correr omnidireccional para una mayor libertad de movimiento físico que permite al usuario realizar movimientos de locomotora en cualquier dirección.
La realidad aumentada (AR) es un tipo de tecnología de realidad virtual que combina lo que el usuario ve en su entorno real con contenido digital generado por software de computadora. Las imágenes adicionales generadas por software con la escena virtual generalmente mejoran la apariencia del entorno real de alguna manera. Los sistemas AR superponen información virtual sobre la transmisión en vivo de una cámara en un auricular o anteojos inteligentes o a través de un dispositivo móvil que le brinda al usuario la capacidad de ver imágenes tridimensionales.
La realidad mixta (MR) es la fusión del mundo real y el mundo virtual para producir nuevos entornos y visualizaciones donde los objetos físicos y digitales coexisten e interactúan en tiempo real.
Un ciberespacio a veces se define como una realidad virtual en red.
La realidad simulada es una realidad virtual hipotética tan verdaderamente inmersiva como la realidad real, que permite una experiencia realista avanzada o incluso una eternidad virtual.
Historia
El desarrollo de la perspectiva en el arte europeo del Renacimiento y el estereoscopio fueron precursores de la realidad virtual. Las primeras referencias al concepto más moderno de realidad virtual provienen de la ciencia ficción.
Siglo XX
Morton Heilig escribió en la década de 1950 sobre un "Teatro de experiencia" que pudiera abarcar todos los sentidos de manera efectiva, atrayendo así al espectador a la actividad en pantalla. Construyó un prototipo de su visión apodado Sensorama en 1962, junto con cinco cortometrajes que se exhibirían en él mientras involucraba múltiples sentidos (vista, oído, olfato y tacto). Precediendo a la computación digital, el Sensorama era un dispositivo mecánico. Heilig también desarrolló lo que denominó "Telesphere Mask" (patentado en 1960). La solicitud de patente describía el dispositivo como "un aparato de televisión telescópico para uso individual... Se da al espectador una sensación completa de realidad, es decir, imágenes tridimensionales en movimiento que pueden ser en color, con visión 100% periférica, sonido binaural, aromas y brisas del aire."
En 1968, Ivan Sutherland, con la ayuda de sus alumnos, incluido Bob Sproull, creó lo que se consideraba el primer sistema de visualización montado en la cabeza para su uso en aplicaciones de simulación inmersiva, llamado La espada de Damocles. Era primitivo tanto en términos de interfaz de usuario como de realismo visual, y el HMD que debía usar el usuario era tan pesado que tenía que colgarse del techo, lo que le dio al dispositivo una apariencia formidable e inspiró su nombre. Técnicamente, el dispositivo era un dispositivo de realidad aumentada debido al paso óptico. Los gráficos que comprendían el entorno virtual eran salas de modelos simples con estructura de alambre.
1970–1990
La industria de la realidad virtual proporcionó principalmente dispositivos de realidad virtual para fines médicos, de simulación de vuelo, de diseño de la industria automotriz y de entrenamiento militar entre 1970 y 1990.
David Em se convirtió en el primer artista en producir mundos virtuales navegables en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA entre 1977 y 1984. The Aspen Movie Map, un tosco recorrido virtual en el que los usuarios podían pasear por las calles de Aspen en uno de los tres modos (verano, invierno y polígonos), fue creado en el MIT en 1978.
En 1979, Eric Howlett desarrolló el sistema óptico Large Expanse, Extra Perspective (LEEP). El sistema combinado creó una imagen estereoscópica con un campo de visión lo suficientemente amplio como para crear una sensación de espacio convincente. Los usuarios del sistema han quedado impresionados por la sensación de profundidad (campo de visión) en la escena y el realismo correspondiente. El sistema LEEP original fue rediseñado para el Centro de Investigación Ames de la NASA en 1985 para su primera instalación de realidad virtual, VIEW (Estación de trabajo de entorno interactivo virtual) de Scott Fisher. El sistema LEEP proporciona la base para la mayoría de los cascos de realidad virtual modernos.
A fines de la década de 1980, el término "realidad virtual" fue popularizado por Jaron Lanier, uno de los pioneros modernos del campo. Lanier había fundado la empresa VPL Research en 1985. VPL Research ha desarrollado varios dispositivos de realidad virtual como DataGlove, EyePhone y AudioSphere. VPL otorgó la licencia de la tecnología DataGlove a Mattel, que la utilizó para fabricar el Power Glove, uno de los primeros dispositivos de realidad virtual asequibles.
Atari, Inc. fundó un laboratorio de investigación para la realidad virtual en 1982, pero el laboratorio se cerró después de dos años debido al Atari Shock (caída del videojuego de 1983). Sin embargo, sus empleados contratados, como Tom Zimmerman, Scott Fisher, Jaron Lanier, Michael Naimark y Brenda Laurel, mantuvieron su investigación y desarrollo en tecnologías relacionadas con la realidad virtual.
En 1988, el Cyberspace Project de Autodesk fue el primero en implementar la realidad virtual en una computadora personal de bajo costo. El líder del proyecto, Eric Gullichsen, se fue en 1990 para fundar Sense8 Corporation y desarrollar el SDK de realidad virtual WorldToolKit, que ofrecía los primeros gráficos en tiempo real con mapeo de texturas en una PC, y fue ampliamente utilizado en la industria y el mundo académico.
1990–2000
La década de 1990 vio los primeros lanzamientos comerciales generalizados de auriculares de consumo. En 1992, por ejemplo, Computer Gaming World predijo "realidad virtual asequible para 1994".
En 1991, Sega anunció los auriculares Sega VR para la consola doméstica Mega Drive. Usó pantallas LCD en el visor, auriculares estéreo y sensores de inercia que permitieron que el sistema rastreara y reaccionara a los movimientos de la cabeza del usuario. En el mismo año, se lanzó Virtuality y se convirtió en el primer sistema de entretenimiento de realidad virtual multijugador en red y producido en masa que se lanzó en muchos países, incluida una sala de juegos de realidad virtual dedicada en Embarcadero Center. Con un costo de hasta $ 73,000 por sistema Virtuality de varios módulos, presentaban auriculares y guantes de exoesqueleto que brindaban una de las primeras experiencias "inmersivas" Experiencias de realidad virtual.
Ese mismo año, Carolina Cruz-Neira, Daniel J. Sandin y Thomas A. DeFanti del Laboratorio de Visualización Electrónica crearon la primera sala inmersiva cúbica, el entorno virtual automático Cave (CAVE). Desarrollado como tesis doctoral de Cruz-Neira, involucró un entorno multiproyectado, similar a la holocubierta, que permitía a las personas ver sus propios cuerpos en relación con los demás en la sala. Antonio Medina, graduado del MIT y científico de la NASA, diseñó un sistema de realidad virtual para "conducir" Marte se aleja de la Tierra aparentemente en tiempo real a pesar del retraso sustancial de las señales Marte-Tierra-Marte.
En 1992, Nicole Stenger creó Angels, la primera película inmersiva interactiva en tiempo real donde la interacción se facilitó con un guante de datos y gafas de alta resolución. Ese mismo año, Louis Rosenberg creó el sistema de accesorios virtuales en los laboratorios Armstrong de la Fuerza Aérea de los EE. UU. utilizando un exoesqueleto de cuerpo completo, lo que permitió una realidad mixta físicamente realista en 3D. El sistema permitió la superposición de objetos virtuales 3D físicamente reales registrados con la vista directa del usuario del mundo real, produciendo la primera experiencia real de realidad aumentada que permite la vista, el sonido y el tacto.
En julio de 1994, Sega había lanzado la atracción del simulador de movimiento VR-1 en los parques temáticos interiores de Joypolis, así como el juego de arcade Dennou Senki Net Merc. Ambos utilizaron una pantalla avanzada montada en la cabeza denominada "Mega Visor Display" desarrollado en conjunto con Virtuality; fue capaz de rastrear el movimiento de la cabeza en un entorno 3D estereoscópico de 360 grados, y en su encarnación Net Merc fue impulsado por la placa del sistema arcade Sega Model 1. Apple lanzó QuickTime VR que, a pesar de usar el término 'VR', no podía representar la realidad virtual y, en cambio, mostraba panoramas interactivos de 360 grados.
La consola Virtual Boy de Nintendo se lanzó en 1995. Un grupo en Seattle creó demostraciones públicas de un "tipo CAVE" Sala de proyección inmersiva de 270 grados llamada Virtual Environment Theatre, producida por los empresarios Chet Dagit y Bob Jacobson. Forte lanzó el VFX1, un casco de realidad virtual alimentado por PC ese mismo año.
En 1999, el empresario Philip Rosedale formó Linden Lab con un enfoque inicial en el desarrollo de hardware VR. En su forma más temprana, la compañía luchó por producir una versión comercial de 'The Rig', que se realizó en forma de prototipo como un artilugio de acero tosco con varios monitores de computadora que los usuarios podían llevar sobre sus hombros. El concepto se adaptó más tarde al programa de mundo virtual 3D basado en computadora personal Second Life.
Siglo XXI
La década de 2000 fue un período de relativa indiferencia del público y de las inversiones hacia las tecnologías de realidad virtual disponibles comercialmente.
En 2001, SAS Cube (SAS3) se convirtió en la primera sala cúbica basada en PC, desarrollada por Z-A Production (Maurice Benayoun, David Nahon), Barco y Clarté. Fue instalado en Laval, Francia. La biblioteca SAS dio origen a Virtools VRPack. En 2007, Google presentó Street View, un servicio que muestra vistas panorámicas de un número cada vez mayor de posiciones en todo el mundo, como carreteras, edificios interiores y zonas rurales. También cuenta con un modo 3D estereoscópico, introducido en 2010.
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En 2010, Palmer Luckey diseñó el primer prototipo de Oculus Rift. Este prototipo, construido sobre la carcasa de otro casco de realidad virtual, solo era capaz de realizar un seguimiento rotacional. Sin embargo, contaba con un campo de visión de 90 grados que no se había visto antes en el mercado de consumo en ese momento. Luckey eliminó los problemas de distorsión que surgían del tipo de lente utilizado para crear el amplio campo de visión mediante un software que distorsionaba previamente la imagen renderizada en tiempo real. Este diseño inicial serviría más tarde como base de la que surgieron los diseños posteriores. En 2012, Carmack presenta por primera vez el Rift en la feria comercial de videojuegos E3. En 2014, Facebook compró Oculus VR por lo que en ese momento se declaró en $ 2 mil millones, pero luego reveló que la cifra más precisa era $ 3 mil millones. Esta compra se produjo después de que se ordenaran los primeros kits de desarrollo a través de Oculus' El Kickstarter de 2012 se envió en 2013, pero antes del envío de sus segundos kits de desarrollo en 2014. ZeniMax, el antiguo empleador de Carmack, demandó a Oculus y Facebook por llevar los secretos de la empresa a Facebook; el veredicto fue a favor de ZeniMax, resuelto extrajudicialmente más tarde.
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En 2013, Valve descubrió y compartió libremente el avance de las pantallas de baja persistencia que hacen posible la visualización de contenido de realidad virtual sin retrasos ni manchas. Esto fue adoptado por Oculus y se usó en todos sus futuros auriculares. A principios de 2014, Valve mostró su prototipo SteamSight, el precursor de los dos auriculares para consumidores lanzados en 2016. Compartió características importantes con los auriculares para consumidores, incluidas pantallas separadas de 1K por ojo, baja persistencia, seguimiento posicional en un área grande y lentes Fresnel. HTC y Valve anunciaron el casco de realidad virtual HTC Vive y los controladores en 2015. El conjunto incluía una tecnología de seguimiento llamada Lighthouse, que utilizaba 'estaciones base' montadas en la pared. para el seguimiento posicional mediante luz infrarroja.
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En 2014, Sony anunció Project Morpheus (su nombre en clave para PlayStation VR), un casco de realidad virtual para la consola de videojuegos PlayStation 4. En 2015, Google anunció Cardboard, un visor estereoscópico de bricolaje: el usuario coloca su teléfono inteligente en el soporte de cartón, que lleva en la cabeza. Michael Naimark fue nombrado el primer 'artista residente' de Google. en su nueva división VR. La campaña de Kickstarter para Gloveone, un par de guantes que brindan seguimiento de movimiento y retroalimentación háptica, se financió con éxito, con más de $150,000 en contribuciones. También en 2015, Razer presentó su proyecto de código abierto OSVR.
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En 2016, había al menos 230 empresas que desarrollaban productos relacionados con la realidad virtual. Amazon, Apple, Facebook, Google, Microsoft, Sony y Samsung tenían grupos dedicados de AR y VR. El audio binaural dinámico era común a la mayoría de los auriculares lanzados ese año. Sin embargo, las interfaces hápticas no estaban bien desarrolladas y la mayoría de los paquetes de hardware incorporaron teléfonos operados por botones para la interactividad basada en el tacto. Visualmente, las pantallas aún tenían una resolución y una velocidad de fotogramas lo suficientemente bajas como para que las imágenes aún fueran identificables como virtuales.
En 2016, HTC envió sus primeras unidades de los auriculares HTC Vive SteamVR. Esto marcó el primer lanzamiento comercial importante de seguimiento basado en sensores, lo que permite el libre movimiento de los usuarios dentro de un espacio definido. Una patente presentada por Sony en 2017 mostró que estaban desarrollando una tecnología de seguimiento de ubicación similar a Vive para PlayStation VR, con el potencial para el desarrollo de un auricular inalámbrico.
En 2019, Oculus lanzó el Oculus Rift S y un visor independiente, el Oculus Quest. Estos auriculares utilizaron el seguimiento de adentro hacia afuera en comparación con el seguimiento externo de afuera hacia adentro visto en generaciones anteriores de auriculares.
Más tarde, en 2019, Valve lanzó Valve Index. Las características notables incluyen un campo de visión de 130°, audífonos externos para inmersión y comodidad, controladores abiertos que permiten el seguimiento individual de los dedos, cámaras frontales y una ranura de expansión frontal diseñada para la extensibilidad.
En 2020, Oculus lanzó Oculus Quest 2. Algunas características nuevas incluyen una pantalla más nítida, un precio reducido y un mayor rendimiento. Facebook (que se convirtió en Meta ese año) inicialmente requería que el usuario iniciara sesión con una cuenta de Facebook para usar los nuevos auriculares. En 2021, Oculus Quest 2 representó el 80% de todos los auriculares VR vendidos.
En 2021, EASA aprueba el primer dispositivo de entrenamiento de simulación de vuelo basado en realidad virtual (VR). El dispositivo, para pilotos de helicópteros, mejora la seguridad al abrir la posibilidad de practicar maniobras arriesgadas en un entorno virtual. Esto aborda un área de riesgo clave en las operaciones de giroaviones, donde las estadísticas muestran que alrededor del 20% de los accidentes ocurren durante los vuelos de entrenamiento.
Pronóstico futuro
Desde 2017, se han realizado grandes avances en la integración de la Realidad Virtual y la Terapia Cognitiva Conductual, centrándose en cómo adaptar la experiencia para adaptarse a cada paciente individual.
Con las restricciones de COVID-19 en 2020, la realidad virtual está experimentando un enorme aumento. Según Grand View Research, el mercado mundial de RV crecerá hasta los 62.100 millones de dólares en 2027.
Ahora, en la era posterior a la pandemia, la realidad aumentada y las tecnologías virtuales han creado una nueva vía que puede influir en el futuro de la capacitación y rehabilitación en seguridad ocupacional.
Tecnología
Software
El lenguaje de modelado de realidad virtual (VRML), introducido por primera vez en 1994, estaba destinado al desarrollo de "mundos virtuales" sin dependencia de auriculares. El consorcio Web3D se fundó posteriormente en 1997 para el desarrollo de estándares industriales para gráficos 3D basados en web. Posteriormente, el consorcio desarrolló X3D a partir del marco VRML como un estándar de archivo de código abierto para la distribución de contenido de realidad virtual basada en la web. WebVR es una interfaz de programación de aplicaciones (API) de JavaScript experimental que brinda soporte para varios dispositivos de realidad virtual, como HTC Vive, Oculus Rift, Google Cardboard u OSVR, en un navegador web.
Hardware
Las pantallas de los cascos de realidad virtual modernos se basan en tecnología desarrollada para teléfonos inteligentes, que incluye: giroscopios y sensores de movimiento para rastrear las posiciones de la cabeza, el cuerpo y las manos; pequeñas pantallas HD para visualizaciones estereoscópicas; y procesadores informáticos pequeños, ligeros y rápidos. Estos componentes llevaron a una asequibilidad relativa para los desarrolladores de realidad virtual independientes y llevaron a Oculus Rift Kickstarter de 2012 a ofrecer los primeros auriculares de realidad virtual desarrollados de forma independiente.
La producción independiente de imágenes y videos de realidad virtual ha aumentado junto con el desarrollo de cámaras omnidireccionales asequibles, también conocidas como cámaras de 360 grados o cámaras de realidad virtual, que tienen la capacidad de grabar fotografías interactivas de 360 grados, aunque a resoluciones relativamente bajas o en formatos altamente comprimidos. formatos para la transmisión en línea de video 360. Por el contrario, la fotogrametría se usa cada vez más para combinar varias fotografías de alta resolución para la creación de entornos y objetos 3D detallados en aplicaciones de realidad virtual.
Para crear una sensación de inmersión, se necesitan dispositivos de salida especiales para mostrar mundos virtuales. Los formatos más conocidos incluyen pantallas montadas en la cabeza o CAVE. Para transmitir una impresión espacial, se generan dos imágenes y se muestran desde diferentes perspectivas (proyección estéreo). Hay diferentes tecnologías disponibles para llevar la imagen respectiva al ojo derecho. Se hace una distinción entre tecnologías activas (p. ej., gafas con obturador) y pasivas (p. ej., filtros polarizadores o Infitec).
Para mejorar la sensación de inmersión, los cables de varias cuerdas portátiles ofrecen hápticas a geometrías complejas en la realidad virtual. Estas cuerdas ofrecen un control preciso de cada articulación de los dedos para simular la háptica involucrada al tocar estas geometrías virtuales.
Se requieren dispositivos de entrada especiales para la interacción con el mundo virtual. Algunos de los dispositivos de entrada más comunes son los controladores de movimiento y los sensores de seguimiento óptico. En algunos casos, se utilizan guantes con alambre. Los controladores suelen utilizar sistemas de seguimiento óptico (principalmente cámaras infrarrojas) para la ubicación y la navegación, de modo que el usuario pueda moverse libremente sin cableado. Algunos dispositivos de entrada proporcionan al usuario retroalimentación de fuerza en las manos u otras partes del cuerpo, de modo que el ser humano puede orientarse en el mundo tridimensional a través de la tecnología háptica y de sensores como una sensación sensorial adicional y realizar simulaciones realistas. Esto permite que el espectador tenga un sentido de dirección en el paisaje artificial. Se puede obtener retroalimentación háptica adicional a partir de cintas de correr omnidireccionales (con las que caminar en el espacio virtual se controla mediante movimientos de caminata reales) y guantes y trajes vibratorios.
Las cámaras de realidad virtual se pueden usar para crear fotografías de realidad virtual mediante videos panorámicos de 360 grados. Las tomas de cámara de 360 grados se pueden mezclar con elementos virtuales para fusionar realidad y ficción a través de efectos especiales. Las cámaras VR están disponibles en varios formatos, con diferentes números de lentes instalados en la cámara.
Experiencia de inmersión visual
Resolución de pantalla
El ángulo mínimo de resolución (MAR) se refiere a la distancia mínima entre dos píxeles de visualización. A la distancia, el espectador puede distinguir claramente los píxeles independientes. A menudo medido en segundos de arco, MAR entre dos píxeles tiene que ver con la distancia de visualización. Para el público en general, la resolución es de aproximadamente 30 a 65 segundos de arco, lo que se denomina resolución espacial cuando se combina con la distancia. Dada la distancia de visualización de 1 m y 2 m respectivamente, los espectadores normales no podrán percibir dos píxeles como separados si están separados por menos de 0,29 mm a 1 m y menos de 0,58 mm a 2 m.
Latencia de imagen y frecuencia de actualización de pantalla
La mayoría de las pantallas pequeñas tienen una frecuencia de actualización de 60 Hz, lo que agrega unos 15 ms de latencia adicional. El número se reduce a menos de 7 ms si la frecuencia de actualización aumenta a 120 Hz o incluso a 240 Hz y más. Los participantes generalmente sienten que la experiencia es más inmersiva con tasas de actualización más altas como resultado. Sin embargo, las frecuencias de actualización más altas requieren una unidad de procesamiento de gráficos más potente.
Relación entre pantalla y campo de visión
Al evaluar la inmersión lograda por un dispositivo VR, debemos considerar nuestro campo de visión (FOV) además de la calidad de imagen. Nuestros ojos tienen un FOV horizontal de aproximadamente 140 grados por lado y un FOV vertical de aproximadamente 175 grados. La visión binocular está limitada a 120 grados horizontalmente donde se superponen los campos visuales derecho e izquierdo. En general, tenemos un FOV de aproximadamente 300 grados x 175 grados con dos ojos, es decir, aproximadamente un tercio de la esfera completa de 360 grados.
Aplicaciones
La realidad virtual se usa más comúnmente en aplicaciones de entretenimiento, como videojuegos, cine en 3D, atracciones de parques de diversiones, incluidas atracciones oscuras y mundos virtuales sociales. Los cascos de realidad virtual para el consumidor fueron lanzados por primera vez por compañías de videojuegos a principios y mediados de la década de 1990. A partir de la década de 2010, Oculus (Rift), HTC (Vive) y Sony (PlayStation VR) lanzaron auriculares con cable comerciales de próxima generación, lo que desencadenó una nueva ola de desarrollo de aplicaciones. El cine 3D se ha utilizado para eventos deportivos, pornografía, bellas artes, videos musicales y cortometrajes. Desde 2015, las montañas rusas y los parques temáticos han incorporado la realidad virtual para combinar efectos visuales con retroalimentación háptica. La realidad virtual no solo se ajusta a la tendencia de la industria digital, sino que también mejora el efecto visual de la película. La película le brinda a la audiencia más formas de interactuar a través de la tecnología VR.
En ciencias sociales y psicología, la realidad virtual ofrece una herramienta rentable para estudiar y reproducir interacciones en un entorno controlado. Se puede utilizar como una forma de intervención terapéutica. Por ejemplo, está el caso de la terapia de exposición de realidad virtual (VRET), una forma de terapia de exposición para el tratamiento de trastornos de ansiedad como el trastorno de estrés postraumático (TEPT) y las fobias.
Los programas de realidad virtual se están utilizando en los procesos de rehabilitación con personas mayores que han sido diagnosticadas con la enfermedad de Alzheimer. Esto les da a estos pacientes mayores la oportunidad de simular experiencias reales que de otro modo no podrían experimentar debido a su estado actual. 17 estudios recientes con ensayos controlados aleatorios han demostrado que las aplicaciones de realidad virtual son efectivas para tratar los déficits cognitivos con diagnósticos neurológicos. La pérdida de movilidad en pacientes de edad avanzada puede provocar una sensación de soledad y depresión. La realidad virtual puede ayudar a hacer que el envejecimiento en el lugar sea un salvavidas para un mundo exterior en el que no pueden navegar fácilmente. La realidad virtual permite que la terapia de exposición se lleve a cabo en un entorno seguro.
En medicina, los entornos quirúrgicos de realidad virtual simulados se desarrollaron por primera vez en la década de 1990. Bajo la supervisión de expertos, la realidad virtual puede proporcionar una formación eficaz y repetible a bajo coste, lo que permite a los alumnos reconocer y corregir los errores a medida que se producen.
La realidad virtual se ha utilizado en la rehabilitación física desde la década de 2000. A pesar de los numerosos estudios realizados, falta evidencia de buena calidad de su eficacia en comparación con otros métodos de rehabilitación sin equipo sofisticado y costoso para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Una revisión de 2018 sobre la efectividad de la terapia de espejo por realidad virtual y robótica para cualquier tipo de patología concluyó de manera similar. Se realizó otro estudio que mostró el potencial de la realidad virtual para promover el mimetismo y reveló la diferencia entre las personas con trastornos del espectro autista y neurotípicos en su respuesta a un avatar bidimensional.
La tecnología de realidad virtual inmersiva con control de seguimiento de movimiento y mioeléctrico puede representar una posible opción de terapia para el dolor del miembro fantasma resistente al tratamiento. Se tomaron en cuenta las mediciones de la escala del dolor y se desarrolló un entorno de cocina tridimensional interactivo basado en los principios de la terapia del espejo para permitir el control de las manos virtuales mientras se usa un auricular VR con seguimiento de movimiento. Se realizó una búsqueda sistemática en Pubmed y Embase para determinar los resultados que se agruparon en dos metanálisis. El metanálisis mostró un resultado significativo a favor de la VRT para el equilibrio.
En el mundo empresarial globalizado y vertiginoso, las reuniones en realidad virtual se utilizan para crear un entorno en el que las interacciones con otras personas (por ejemplo, colegas, clientes, socios) pueden sentirse más naturales que una llamada telefónica o un chat de video. En las salas de reuniones personalizables, todas las partes pueden unirse usando los auriculares VR e interactuar como si estuvieran en la misma sala física. Se pueden cargar e interactuar con presentaciones, videos o modelos 3D (de, por ejemplo, productos o prototipos). En comparación con la CMC tradicional basada en texto, las interacciones basadas en Avatar en un entorno virtual 3D conducen a mayores niveles de consenso, satisfacción y cohesión entre los miembros del grupo.
VR puede simular espacios de trabajo reales con fines de seguridad y salud en el lugar de trabajo, fines educativos y fines de capacitación. Se puede utilizar para proporcionar a los alumnos un entorno virtual en el que puedan desarrollar sus habilidades sin las consecuencias reales de fracasar. Se ha utilizado y estudiado en educación primaria, enseñanza de anatomía, militar, entrenamiento de astronautas, simuladores de vuelo, entrenamiento de mineros, educación médica, educación geográfica, diseño arquitectónico, entrenamiento de conductores e inspección de puentes. Los sistemas de ingeniería de realidad virtual inmersiva permiten a los ingenieros ver prototipos virtuales antes de que estén disponibles los prototipos físicos. Se ha afirmado que complementar la capacitación con entornos de capacitación virtual ofrece vías de realismo en la capacitación militar y de atención médica al tiempo que minimiza los costos. También se ha afirmado que reduce los costos de entrenamiento militar al minimizar la cantidad de municiones gastadas durante los períodos de entrenamiento. La realidad virtual también se puede utilizar para la formación y educación sanitaria de los médicos.
En el campo de la ingeniería, la realidad virtual ha demostrado ser muy útil tanto para los profesores de ingeniería como para los estudiantes. Un costo previamente costoso en el departamento educativo que ahora es mucho más accesible debido a los costos generales reducidos, ha demostrado ser una herramienta muy útil para educar a los futuros ingenieros. El elemento más significativo radica en la capacidad de los estudiantes para poder interactuar con modelos 3-D que responden con precisión en función de las posibilidades del mundo real. Esta herramienta adicional de educación brinda a muchos la inmersión necesaria para comprender temas complejos y poder aplicarlos. Como se señaló, los futuros arquitectos e ingenieros se benefician enormemente al poder comprender las relaciones espaciales y brindar soluciones basadas en aplicaciones futuras del mundo real.
El primer mundo virtual de bellas artes se creó en la década de 1970. A medida que se desarrolló la tecnología, se produjeron más programas artísticos a lo largo de la década de 1990, incluidos largometrajes. Cuando la tecnología disponible comercialmente se generalizó, los festivales de realidad virtual comenzaron a surgir a mediados de la década de 2010. Los primeros usos de la realidad virtual en entornos de museos comenzaron en la década de 1990 y experimentaron un aumento significativo a mediados de la década de 2010. Además, los museos han comenzado a hacer accesible parte de su contenido en realidad virtual.
El creciente mercado de la realidad virtual presenta una oportunidad y un canal alternativo para el marketing digital. También se ve como una nueva plataforma para el comercio electrónico, particularmente en la apuesta por desafiar el tradicional 'ladrillo y cemento'. minoristas Sin embargo, un estudio de 2018 reveló que la mayoría de los productos todavía se compran en tiendas físicas.
En el caso de la educación, los usos de la realidad virtual han demostrado ser capaces de promover un pensamiento de orden superior, promover el interés y el compromiso de los estudiantes, la adquisición de conocimientos, promover hábitos mentales y de comprensión que generalmente son útiles dentro de un contexto académico..
También se ha defendido la inclusión de la tecnología de realidad virtual en el contexto de las bibliotecas públicas. Esto daría a los usuarios de la biblioteca acceso a tecnología de punta y experiencias educativas únicas. Esto podría incluir dar a los usuarios acceso a copias virtuales e interactivas de textos y artefactos raros y recorridos por monumentos famosos y excavaciones arqueológicas (como en el caso del Proyecto Virtual Ganjali Khan).
Desde principios de la década de 2020, la realidad virtual también ha sido discutida como un entorno tecnológico que puede apoyar el proceso de duelo de las personas, basado en recreaciones digitales de personas fallecidas. En 2021, esta práctica recibió una gran atención de los medios luego de un documental de televisión de Corea del Sur, que invitaba a una madre afligida a interactuar con una réplica virtual de su hija fallecida. Posteriormente, los científicos han resumido varias implicaciones potenciales de tales esfuerzos, incluido su potencial para facilitar el duelo adaptativo, pero también muchos desafíos éticos.
El creciente interés en el metaverso ha resultado en esfuerzos organizacionales para incorporar las diversas aplicaciones de la realidad virtual en ecosistemas como VIVERSE, supuestamente ofreciendo conectividad entre plataformas para una amplia gama de usos.
Conciertos
El 21 de febrero de 2019, DJ Marshmellow ofreció un concierto en Fortnite. Travis Scott actuó en Fortnite el 23 de abril de 2020. En junio de ese año, Jean Michel Jarre actuó en VRChat. En julio, Brendan Bradley lanzó el lugar gratuito de realidad virtual basado en la web FutureStages para eventos y conciertos en vivo durante el cierre de 2020, Justin Bieber actuó el 18 de noviembre de 2021 en WaveXR. El 2 de diciembre de 2021, un personaje no jugador actuó en The Mugar Omni Theatre con el público interactuando con un artista en vivo tanto en realidad virtual como proyectado en la pantalla del domo IMAX. Concierto de Foo Fighters Super Bowl VR de Meta realizado en Venues. Post Malone actuó en Venues a partir del 15 de julio de 2022. Megan Thee Stallion actuó en AmazeVR en AMC Theatres durante todo 2022.
El 24 de octubre de 2021, Billie Eilish actuó en Oculus Venues. El grupo pop Imagine Dragons actuó el 15 de junio de 2022.
Preocupaciones y desafíos
Salud y seguridad
Hay muchas consideraciones de salud y seguridad de la realidad virtual. El uso prolongado de la realidad virtual ha causado una serie de síntomas no deseados, y estos pueden haber frenado la proliferación de la tecnología. La mayoría de los sistemas de realidad virtual vienen con advertencias para el consumidor, que incluyen: convulsiones; problemas de desarrollo en los niños; advertencias de tropiezo y caída y colisión; incomodidad; lesión por esfuerzo repetitivo; e interferencia con dispositivos médicos. Algunos usuarios pueden experimentar espasmos, convulsiones o desmayos mientras usan los auriculares VR, incluso si no tienen antecedentes de epilepsia y nunca antes han tenido desmayos o convulsiones. Una de cada 4000 personas, o el 0,25 %, puede experimentar estos síntomas. El mareo por movimiento, la fatiga visual, los dolores de cabeza y las molestias son los efectos adversos a corto plazo más frecuentes. Además, debido a los cascos de realidad virtual' peso pesado, la incomodidad puede ser más probable entre los niños. Por lo tanto, se desaconseja a los niños el uso de auriculares VR. Pueden ocurrir otros problemas en las interacciones físicas con el entorno. Mientras usan auriculares VR, las personas pierden rápidamente la conciencia de su entorno real y pueden lesionarse al tropezarse o chocar con objetos del mundo real.
Las gafas de realidad virtual pueden causar fatiga ocular con frecuencia, al igual que toda la tecnología con pantalla, porque las personas tienden a parpadear menos cuando miran pantallas, lo que hace que sus ojos se sequen más. Ha habido algunas preocupaciones acerca de que los auriculares VR contribuyan a la miopía, pero aunque los auriculares VR se colocan cerca de los ojos, es posible que no contribuyan necesariamente a la miopía si la distancia focal de la imagen que se muestra está lo suficientemente lejos.
El mareo por realidad virtual (también conocido como mareo cibernético) se produce cuando la exposición de una persona a un entorno virtual provoca síntomas similares a los del mareo por movimiento. Las mujeres se ven significativamente más afectadas que los hombres por los síntomas inducidos por los auriculares, con tasas de alrededor del 77 % y el 33 %, respectivamente. Los síntomas más comunes son malestar general, dolor de cabeza, conciencia de estómago, náuseas, vómitos, palidez, sudoración, fatiga, somnolencia, desorientación y apatía. Por ejemplo, Virtual Boy de Nintendo recibió muchas críticas por sus efectos físicos negativos, incluidos "mareos, náuseas y dolores de cabeza". Estos síntomas de mareo por movimiento son causados por una desconexión entre lo que se ve y lo que percibe el resto del cuerpo. Cuando el sistema vestibular, el sistema de equilibrio interno del cuerpo, no experimenta el movimiento que espera de la entrada visual a través de los ojos, el usuario puede experimentar la enfermedad de RV. Esto también puede suceder si el sistema de realidad virtual no tiene una velocidad de fotogramas lo suficientemente alta o si hay un retraso entre el movimiento del cuerpo y la reacción visual en pantalla. Debido a que aproximadamente entre el 25 y el 40 % de las personas experimentan algún tipo de enfermedad de realidad virtual cuando usan máquinas de realidad virtual, las empresas buscan activamente formas de reducir la enfermedad de realidad virtual.
El conflicto de acomodación de vergencia (VAC) es una de las principales causas de la enfermedad de la realidad virtual.
En enero de 2022, The Wall Street Journal descubrió que el uso de la realidad virtual podría provocar lesiones físicas, incluidas lesiones en piernas, manos, brazos y hombros. El uso de la realidad virtual también se ha relacionado con incidentes que resultaron en lesiones en el cuello y la muerte.
Niños y adolescentes en realidad virtual
Los niños son cada vez más conscientes de la realidad virtual, y la cantidad en los EE. UU. nunca había oído hablar de ella se redujo a la mitad desde el otoño de 2016 (40 %) hasta la primavera de 2017 (19 %).
Un informe de investigación de 2022 realizado por Piper Sandler reveló que solo el 26 % de los adolescentes de EE. UU. posee un dispositivo de realidad virtual, el 5 % lo usa a diario, mientras que el 48 % de los propietarios de auriculares para adolescentes "rara vez" úsalo De los adolescentes que no tienen un visor de realidad virtual, el 9 % planea comprar uno. El 50 % de los adolescentes encuestados no está seguro acerca del metaverso o no tiene ningún interés, y no tiene planes de comprar un visor de realidad virtual.
Los estudios muestran que los niños pequeños, en comparación con los adultos, pueden responder cognitiva y conductualmente a la realidad virtual inmersiva de formas diferentes a las de los adultos. La realidad virtual coloca a los usuarios directamente en el contenido de los medios, lo que puede hacer que la experiencia sea muy vívida y real para los niños. Por ejemplo, los niños de 6 a 18 años informaron niveles más altos de presencia y "realidad" de un entorno virtual en comparación con adultos de 19 a 65 años.
Se necesitan especialmente estudios sobre el comportamiento del consumidor de RV o su efecto en los niños y un código de conducta ética que involucre a usuarios menores de edad, dada la disponibilidad de contenido violento y pornográfico de RV. La investigación relacionada con la violencia en los videojuegos sugiere que la exposición a la violencia en los medios puede afectar las actitudes, el comportamiento e incluso el autoconcepto. El autoconcepto es un indicador clave de las actitudes básicas y las habilidades de afrontamiento, particularmente en los adolescentes. Los primeros estudios realizados sobre la observación versus la participación en juegos de realidad virtual violentos sugieren que la excitación fisiológica y los pensamientos agresivos, pero no los sentimientos hostiles, son más altos para los participantes que para los observadores del juego de realidad virtual.
Experimentar la realidad virtual por parte de los niños puede implicar además tener en mente la idea del mundo virtual al mismo tiempo que se experimenta el mundo físico. El uso excesivo de tecnología inmersiva que tiene características sensoriales muy destacadas puede comprometer la capacidad de los niños para mantener las reglas del mundo físico, especialmente cuando usan un visor de realidad virtual que bloquea la ubicación de los objetos en el mundo físico. La RV inmersiva puede proporcionar a los usuarios experiencias multisensoriales que replican la realidad o crean escenarios que son imposibles o peligrosos en el mundo físico. Las observaciones de 10 niños que experimentaron la realidad virtual por primera vez sugirieron que los niños de 8 a 12 años tenían más confianza para explorar el contenido de la realidad virtual cuando se encontraba en una situación familiar, p. los niños disfrutaron jugando en el contexto de la cocina de Job Simulator y disfrutaron rompiendo las reglas participando en actividades que no pueden hacer en la realidad, como prender fuego a las cosas.
Privacidad
El seguimiento persistente requerido por todos los sistemas de realidad virtual hace que la tecnología sea particularmente útil y vulnerable a la vigilancia masiva. La expansión de la realidad virtual aumentará el potencial y reducirá los costos de recopilación de información de acciones, movimientos y respuestas personales. Los datos de los sensores de seguimiento ocular, que se prevé que se conviertan en una función estándar en los cascos de realidad virtual, pueden revelar indirectamente información sobre el origen étnico, los rasgos de personalidad, los miedos, las emociones, los intereses, las habilidades y el estado de salud física y mental de un usuario.
Realidad virtual en la ficción
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