Realidad Virtual y Aumentada: Explorando la Multimedia Interactiva

Multimedia Interactiva: Realidad Virtual y Aumentada

Definición de Multimedia

Multimedia: Es una forma de comunicación que utiliza múltiples tipos de medios, como audio, imágenes, textos, vídeos y animaciones.

Existen dos tipos principales de multimedia:

• Multimedia Lineal: Se inicia en un punto y se prolonga hasta el final, como el cine o la televisión.
• Multimedia No Lineal: Permite a los usuarios controlar la manipulación del contenido e interactuar con los medios.

Realidad Virtual (RV)

Nombres Alternativos: Sintético, mundo virtual, ciberespacio, entorno virtual, presencia virtual, realidad artificial.

Definición de RV

La RV es una interfaz de usuario sofisticada en tiempo real que simula un entorno generado por ordenador y utiliza dispositivos para la interacción multisensorial.

El Triángulo de la RV: Inmersión, Interacción e Imaginación

• Inmersión: El usuario debe sentirse inmerso en el entorno virtual, con la impresión de que es real.
• Interacción: Es un requisito principal de un entorno de realidad virtual. El usuario debe interactuar con el sistema para que la inmersión sea más evidente. Se utilizan equipos con sistemas de rastreo para capturar las interacciones del usuario.
• Imaginación: El usuario debe utilizar su imaginación para percibir el entorno virtual como un entorno real.

Entorno Virtual Inmersivo

Un entorno virtual inmersivo es una escena tridimensional dinámica (animación) almacenada en la computadora y mostrada mediante técnicas de gráficos por ordenador (como HMD) en tiempo real, para que el usuario crea que está inmerso en ese entorno. Un entorno virtual no inmersivo es simplemente una pantalla que muestra el entorno virtual.

Sistema de RV

Un sistema de RV se compone de:

• I/O (Entrada/Salida)
• Software y base de datos (soporte de comunicación, soporte de E/S, modelos de importación)
• Tarea (aplicación)
• Usuario (factores humanos: malestar, conveniencia, percepción de las limitaciones)
• Motor (modelado geométrico, cinemática y física, agente inteligente)

Factores Humanos en la RV

• ¿El usuario se sentirá incómodo?
• ¿Se da cuenta de las limitaciones del sistema?
• ¿Qué tareas son más convenientes para los usuarios de RV?

Realidad Aumentada (RA)

Definición de RA

• Monitor: Tecnología que, aunque mezcla el registro de lo real y virtual, pierde mucha interacción.
• Óptica See Thru: El mundo real se observa en tiempo real y solo el canal virtual se representa virtualmente. Es más simple y limitado, y más difícil de controlar los retrasos.
• Video See Thru: El mundo real y el mundo virtual se procesan electrónicamente, de manera que se puede alinear el retraso. Siempre llega tarde en el mundo real, pero es más compleja y manejable.

Interacción en RA

Las técnicas de interacción son las maneras en que se puede interactuar. Cualquier dispositivo físico se utiliza para realizar las tareas de interacción, y la interacción son las aplicaciones de estas interacciones o la realización de una técnica.

Reconstrucción 3D

Modelo de Cámara

La representación 2D de objetos 3D. Ajuste de la pose de un objeto de acuerdo con un marco de referencia (posición, orientación). Utilizando coordenadas homogéneas, la proyección está representada por una transformación lineal, P = [K R t | ], donde:

• K - matriz de calibración de la cámara
• R - matriz de rotación que describe la orientación de la cámara
• t - matriz que describe la traslación del origen de la cámara con respecto a un sistema de coordenadas

Reconstrucción de la Tubería (Pipeline)

La recuperación de una superficie 3D a partir de una secuencia de imágenes adquiridas por la libre circulación de la cámara en el objeto a tratar, y el movimiento de la configuración de la cámara; textura obtenida a partir de las imágenes.

Elementos Básicos de la Reconstrucción

• Generación de Fotogramas Clave: La geometría epipolar medida entre los marcos debe tener una distancia mínima (base) y una velocidad mínima (unos 15). El primer conjunto de posturas y puntos 3D solo se puede realizar después de la selección de los 2 fotogramas clave primero.

Estructura de Movimiento

Es la técnica que calcula la matriz fundamental o esencial de un par de imágenes. Se puede utilizar 5, 7, 8 y > 8 puntos.

Reconstrucción Densa: Técnicas basadas en discrepancia fotométrica, técnicas basadas en estereoscopía y rectificación.