Puede parecer que la tecnología de realidad virtual (VR) solo existe desde hace unos pocos años.

Sin embargo, los sistemas y auriculares VR que conocemos hoy en día han estado en desarrollo durante décadas. El progenitor más antiguo de los sistemas de realidad virtual actuales en realidad se remonta a 1957 con una patente presentada por Martin Heilig para un dispositivo de televisión estereoscópico montado en la cabeza.

En los años transcurridos desde entonces, la tecnología de realidad virtual ha progresado de manera lenta pero constante. Al principio, los desarrolladores carecían de la potencia informática para crear una verdadera experiencia de realidad virtual inmersiva. Luego, una vez que lo tuvieron, comenzó la carrera para hacerlo portátil y asequible para el consumidor promedio.

Ahí es donde estamos hoy. Compañías como HTC, Oculus, Valve y Sony ahora ofrecen hardware VR comercialmente viable que continúa mejorando a pasos agigantados. Por esa razón, las personas de todo el mundo ahora están familiarizadas con la realidad virtual y entienden lo que es. Sin embargo, la mayoría no tiene un conocimiento firme de los detalles de la tecnología.

una guía técnica a la realidad virtual

Para remediarlo, aquí hay una guía técnica básica de la tecnología de realidad virtual. Aprenderá cómo funciona, qué se necesita para que funcione y hacia dónde podría ir la tecnología a continuación. Sumerjámonos.

Los fundamentos científicos de la realidad virtual

En esencia, la tecnología VR tiene un solo propósito: simular entornos y entornos de manera lo suficientemente realista como para engañar al cerebro humano para que los acepte como realidad. Desde un punto de vista científico, todo comienza por comprender cómo nuestros cerebros interpretan las cosas que vemos para desarrollar una imagen mental del mundo que nos rodea.

Sin entrar en demasiados detalles, la explicación más sencilla es que nuestra percepción de la realidad se basa en reglas que desarrollamos usando nuestras experiencias como guía. Por ejemplo, cuando vemos el cielo, nos dice en qué dirección está "arriba". Cuando vemos objetos que podemos identificar, podemos usar su tamaño relativo entre sí para juzgar la distancia. También podemos detectar fuentes de luz captando las sombras proyectadas por los objetos que nos rodean.

Los diseñadores de realidad virtual pueden usar esas reglas convencionales para crear entornos virtuales que se ajusten a nuestras expectativas mentales de la realidad. Cuando lo hacen, el resultado es una experiencia fluida que interpretamos como "real".

Los fundamentos técnicos de la realidad virtual.

Todos los sistemas de realidad virtual comerciales de hoy compiten para determinar cuál puede proporcionar la mejor experiencia de usuario posible en un entorno virtual. En verdad, ninguno de ellos es capaz de una experiencia completamente inmersiva, por una razón muy simple: la tecnología aún no ha alcanzado las capacidades de la visión humana. Aquí hay un desglose de dónde están los auriculares VR de hoy y dónde están tratando de llegar.

Campo de visión

Desde un punto de vista técnico, uno de los mayores obstáculos es el hecho de que los humanos son capaces de tener un campo de visión (FOV) mucho más amplio que el que pueden proporcionar los auriculares actuales. Un ser humano promedio puede ver el entorno que lo rodea en un arco de aproximadamente 200 a 220 grados alrededor de su cabeza. Donde la vista de nuestros ojos izquierdo y derecho se superponen, hay un arco de aproximadamente 114 grados, donde podemos ver en 3D.

Los auriculares de hoy centran su atención en ese espacio 3D de 114 grados para ofrecer sus entornos virtuales. Sin embargo, ningún auricular puede acomodar el FOV completo del ser humano promedio. En este momento, sin embargo, los diseñadores de hardware de realidad virtual de hoy tienen como objetivo crear dispositivos que permitan un FOV de 180 grados, que se considera ideal para una simulación de realidad virtual de alto rendimiento.

Cuadros por segundo

En el mundo de la realidad virtual, quizás no haya mayor tema de desacuerdo que cómo lidiar con las velocidades de fotogramas de los entornos virtuales. Eso se debe a que no existe un consenso científico real sobre cuán sensible es la visión humana en ese sentido. Desde un punto de vista físico, sabemos que los ojos humanos pueden ver hasta el equivalente a 1000 fotogramas por segundo (FPS). El cerebro humano, sin embargo, nunca recibe tal detalle a través del nervio óptico. Ha habido estudios que han sugerido que los humanos pueden discernir velocidades de fotogramas de hasta 150 FPS, pero más allá de eso, la información se pierde en la traducción de camino al cerebro.

Para una película que ves en un cine, la velocidad de fotogramas es de 24 FPS. Eso, sin embargo, no está diseñado para simular la realidad. Para las aplicaciones de realidad virtual, la mayoría de los desarrolladores han descubierto que cualquier valor inferior a 60 FPS tiende a causar desorientación, dolores de cabeza y náuseas en el usuario. Por esa razón, la mayoría de los desarrolladores apuntan a un "punto óptimo" de contenido de realidad virtual de aproximadamente 90 FPS y algunos (como Sony) no certificarán que el software se ejecute en sus dispositivos si caen por debajo de 60 FPS en cualquier momento mientras están en uso. Sin embargo, en el futuro, la mayoría de los desarrolladores de hardware de realidad virtual comenzarán a impulsar una velocidad de cuadro de 120 FPS o más, ya que eso brindará una experiencia más real para la mayoría de las aplicaciones.

Efectos de sonido

Otro aspecto técnico crucial de la realidad virtual es la forma en que los diseñadores utilizan los efectos de sonido para transmitir una sensación de espacio tridimensional al usuario. Hoy en día, la realidad virtual de vanguardia se basa en una tecnología llamada audio espacial para crear un paisaje de audio simulado que coincida con las imágenes creadas por la realidad virtual.

Cualquiera que se haya sentado alguna vez en una sala de conciertos bien diseñada debe estar familiarizado con la forma en que los sonidos que escuchamos pueden variar en función de dónde nos ubiquemos dentro de un espacio e incluso en qué dirección giremos la cabeza. El audio espacial es una técnica mediante la cual los diseñadores de realidad virtual pueden producir audio binaural (estéreo) a través de unos auriculares que imitan esa sensación exacta.

Hay una variedad de implementaciones actuales, pero todas comparten algunas características similares, que incluyen:

También es importante recordar que para un auricular VR, los efectos de audio descritos aquí deben calcularse en tiempo real para tener en cuenta el movimiento del usuario. Cuando se trata de esto, el hardware de realidad virtual actual apenas comienza a arañar la superficie de lo que es posible.

Seguimiento de la cabeza y la posición

La verdadera magia de la realidad virtual no proviene de lo convincentes que sean las imágenes o el sonido (aunque esos son elementos fundamentales fundamentales), sino del hecho de que los usuarios pueden moverse dentro de un espacio virtual que se ajusta a su posición. Es lo que separa un auricular VR de un simple juego de anteojos para ver videos.

En este momento, hay dos tipos de seguimiento de cabeza y posición en uso para aplicaciones de realidad virtual, medidos en grados de libertad: 3DoF y 6DoF. Los cascos móviles de realidad virtual como Samsung Gear VR, Daydream View de Google y Oculus Go usan 3DoF, lo que significa que solo son capaces de realizar un seguimiento rotacional. Saben cuándo giras la cabeza a izquierda y derecha, miras hacia arriba o hacia abajo, o inclinas la cabeza hacia un lado u otro. Sin embargo, si mueves todo tu cuerpo, no lo captarán.

Los auriculares que usan 6DoF, por el contrario, pueden rastrear la posición del usuario dentro de la habitación, así como la dirección en la que apunta su cabeza. Eso significa que los auriculares 6DoF pueden permitir un movimiento totalmente autónomo a través de un espacio 3D, que es una experiencia de realidad virtual mucho más convincente. La forma en que se hace varía de una plataforma a otra, pero los principales métodos tienden a incluir el seguimiento basado en cámaras junto con balizas de luz infrarroja.

Hacia dónde se dirige la realidad virtual

A pesar de lo avanzada que es la tecnología de realidad virtual actual, seguramente mejorará mucho en los próximos años. A medida que continúan los desarrollos, deberíamos comenzar a ver hardware con un FOV mejorado, más realista y un mejor audio 3D para combinar. Solo eso hace que el futuro a corto plazo de la realidad virtual sea emocionante.

También estamos a punto de ver nuevas mejoras en la realidad virtual que harán que la experiencia sea mucho mejor que la que puede obtener con el hardware actual. Uno de ellos es el uso de dispositivos de retroalimentación háptica como los guantes HaptX, que brindan sensaciones táctiles realistas para los objetos con los que los usuarios interactúan en la realidad virtual. Otra es una técnica de gráficos conocida como representación foveada, que aprovecha el punto focal limitado del ojo humano para ofrecer imágenes de ultra alta definición solo donde nuestros ojos están enfocados, lo que reduce la potencia informática necesaria para crear la imagen.

Sin embargo, lo que es más importante son las nuevas formas en que es probable que se use la realidad virtual. Los avances paralelos en la tecnología de aprendizaje automático en el campo de la educación harán que el aprendizaje a distancia inmersivo sea una realidad por primera vez. Los cirujanos se beneficiarán del entrenamiento avanzado en realidad virtual para mejorar los resultados de los pacientes. Quienes necesiten tratamiento para el PTSD y trastornos relacionados finalmente tendrán una forma de curarse.

La conclusión aquí es que la tecnología VR apenas está comenzando a darse cuenta de su potencial en una variedad de campos. A medida que la tecnología crezca, también lo harán las aplicaciones que los desarrolladores de software, investigadores y líderes empresariales talentosos sueñan para ella. Desde ese punto de vista, es justo decir que estamos mucho más cerca de los comienzos de la historia de la realidad virtual que de la conclusión, y habrá muchos más desarrollos sorprendentes por venir.

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