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Realidad aumentada

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Realidad aumentada
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Realidad aumentada. Paradigma donde se añade elementos virtuales a un ambiente físico en tiempo real obteniéndose una escena aumentada o enriquecida. Con la escena resultante puede lograrse mediante el uso de diversos dispositivos la interacción con la información virtual añadida, ya sea modificando su estado de posición, rotación, deformación u otros.

Concepto

La Realidad Aumentada es una variación de los entornos virtuales, o relidad virtual como se conoce más comúnmente. La realidad virtual sumerge al usuario dentro de un ambiente sintético (generado por la computadora). Mientras está inmerso, el usuario no puede ver el mundo real alrededor de él. En contraste, la realidad aumentada le permite al usuario ver el mundo real, con objetos virtuales superpuestos sobre el mundo real, o compuestos con él. De ahí que la Realidad Aumentada actúe como complemento de la realidad, tanto mejor que la realidad virtual que reemplaza completamente la realidad.

Software

Un software para realidad con el que he tenido contacto se llama catomir, funciona bajo Windows XP y trae una serie de ejemplos y gráficos para hacer nuestras pruebas, es software gratuito (no libre). Para Nokia n97 existe uno llamado Around que también es gratuito y otro llamado MARA (Mobile Augmented Reality Applications).

Bibliotecas de desarrollo

Existen diferentes bibliotecas de desarrollo de aplicaciones de Realidad Aumentada. Entre las principales se encuentran:

Las tres bibliotecas presentan como características comunes el uso de marcas de papel (marcadores) encontrados en una escena física donde se insertan los elementos virtuales y da lugar a una escena física enriquecida de información virtual. Los marcadores son reconocidos por algoritmos de visión por computador presente en estas bibliotecas mediante el uso de dispositivos de captura de video.

Es una biblioteca de desarrollo diseñada originalmente por Hirokazu Kato y Billinghurst Marcos. ARToolkit consituye un conjunto de librerías de lenguaje C/C++. Proporciona una serie de funciones para la captura de vídeo y el seguimiento de patrones, mediante técnicas de visión por computador. Consta de diversos ejemplos y utilidades de gran ayuda al programador que requiera realizar aplicaciones de Realidad Aumentada (RA). OSGART es una poderosa biblioteca para el render, la interacción y el desarrollo de aplicaciones de RA. La biblioteca OSGART integra la Librería ARToolKit con el motor gráfico OpenSceneGraph (OSG). OSG es un recurso abierto implementado en Lenguaje C++ orientado a objetos, sobre la conocida Librería OpenGL.

FLARToolkit es una biblioteca de Actionscript, Flash (v3), versión de ARToolKit que se pueden utilizar para desarrollar Realidad Aumentada en la web. FLARToolkit reconoce una marca visual de una entrada de imagen, luego calcula la orientación de la cámara y posición en el mundo 3D y capas de gráficos virtuales en la imagen de video en vivo. FLAToolKit tiene soporte para todos los principales motores Gráficos 3D flash (Papervision3D, Away3D, Arena, Alternativa3D). Es la biblioteca más utilizada en la RA de la web, basada en Flash, con el apoyo de una gran comunidad de desarrolladores y muchos sitios web con aplicaciones de ejemplo.

Herramienta de autor

Las herramientas de autor (también denominados entornos de autor o lenguajes visuales) son aplicaciones informáticas que permiten elaborar sistemas de Realidad Aumentada. Ofrecen un entorno de trabajo que permite una programación basada en íconos, objetos y menús de opciones, los cuales posibilitan al usuario crear una escena aumentada sin necesidad de escribir una sola línea de código en cualquier lenguaje de programación.

Entre algunas de las herramientas de autor se encuentran:

DART está diseñada para dar soporte a la construcción rápida de prototipos de aplicaciones de Realidad Aumentada. Está constituido por un conjunto de extensiones del entorno de desarrollo de multimedia Macromedia Director. El seguimiento de los marcadores en el video en tiempo real se hace a través de la Biblioteca ARToolkit. ComposAR está destinado a los usuarios con ningún o poco conocimiento de programación. Puede ser utilizado en distintos sistemas operativos y constituye una base para aplicaciones Realidad Aumentada en la educación, el diseño y actividades orientadas a la investigación ATOMIC es una herramienta que le permite a los no-programadores la creación de aplicaciones de Realidad Aumentada. Fue creado como un Front para usar la librería ARToolkit sin tener que saber programar.

Hardware

Los Sistemas de realidad aumentada modernos utilizan una o más de las siguientes tecnologías: cámaras digitales, sensores ópticos, acelerómetros, GPS, giroscopios, brújulas de estado sólido, RFID, etc. El Hardware de procesamiento de sonido podría ser incluido en los sistemas de realidad aumentada. Los Sistemas de cámaras basadas en Realidad Aumentada requieren de una unidad CPU potente y gran cantidad de memoria RAM para procesar imágenes de dichas cámaras. La combinación de todos estos elementos se da a menudo en los smartphones modernos, que los convierten en una posible plataforma de realidad aumentada.

Dispositivos de captura de video

Dentro de los dispositivos de captura de video empleados en las aplicaciones de Realidad Aumentada se encuentran las cámaras web y Head Mounted Display (HMD). Las cámaras web le proporcionan a las aplicaciones de RA un video en tiempo real en el cual se añade información virtual y la escena resultante es visualizada en el monitor del ordenador donde se encuentra funcionando el sistema de Realidad Aumentada. El HMD es un dispositivo de visión estereoscópica que adquiere un video de una escena física y visualiza la escena aumentada en los ojos de un usuario. El uso de este dispositivo ha sido aprovechado en la creación de juegos con sistemas de Realidad Aumentada donde los usuarios se sumergen totalmente en una escena enriquecida y se convierten en protagonistas físicos del juego.

Dispositivos de interacción

Entre los objetivos de los sistemas de Realidad Aumentada se persigue lograr interactuar con las escenas aumentadas. Los desarrolladores de aplicaciones utilizan diferentes dispositivos físicos para lograr la interacción por parte de los usuarios con la información virtual de las escenas.

Dispositivos como los marcadores pueden ser empleados para seleccionar, colocar y modificar los elementos virtuales de una escena enriquecida. Además pueden ser utilizado para crear el efecto de lentes mágicos sobre estos elementos permitiéndoles a los usuarios acceder a los distintos niveles de geometrías de éstos. Basado en el principio de la oclusión de los marcadores puede lograrse que cualquier persona pueda crear en tiempo real una escena aumentada e interactuar con ésta al mismo tiempo.

De igual manera que con los marcadores el Dispositivo Wiimote puede ser empleado para la manipulación de la información virtual, así como el estirar, arrastrar y empujar. Simulando un objeto cortante el Wiimote puede hacer diferentes cortes a la geometría de los elementos virtuales.

Fuentes

  • AR Magic Lenses: Addressing the Challenge of Focus and Context in Augmented Reality. Julian Looser.