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La realidad virtual ( VR ) es una experiencia simulada que emplea seguimiento de poses y visualizaciones 3D cercanas al ojo para brindar al usuario una sensación de inmersión en 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 al surgimiento de la industria. [2]
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 utiliza un equipo de realidad virtual puede mirar alrededor del mundo artificial, moverse en él e interactuar con elementos o elementos virtuales. El efecto se crea comúnmente con cascos de realidad virtual que consisten en una pantalla montada en la cabeza con una pequeña pantalla 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 tecnología háptica .
" Virtual " ha tenido el significado de "ser algo en esencia o efecto, aunque no en realidad ni de hecho" desde mediados del siglo XV. [3] El término "virtual" se ha utilizado en el sentido informático de "no existe físicamente pero aparece mediante software " desde 1959. [3]
En 1938, el dramaturgo de vanguardia francés Antonin Artaud describió la naturaleza ilusoria de los personajes y objetos del teatro como "la réalité virtual" en una colección de ensayos, Le Théâtre et son double . La traducción al inglés de este libro, publicada en 1958 como The Theatre and its Double , [4] es el primer uso publicado del término "realidad virtual". El término " realidad artificial ", acuñado por Myron Krueger , se utiliza desde los años 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 .
La 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 empresarial bajo su firma VPL Research , y a la película de 1992 Lawnmower Man , que presenta Uso de sistemas de realidad virtual. [5]
Un método mediante el cual se puede realizar la realidad virtual es la realidad virtual basada en simulación . Los simuladores de conducción, por ejemplo, dan al conductor a bordo la impresión de estar conduciendo realmente un vehículo real al predecir el movimiento del vehículo causado por la intervención del conductor y enviarle las correspondientes señales visuales, de movimiento y de audio.
Con la realidad virtual basada en imágenes de avatar , las personas pueden unirse al entorno virtual en forma de vídeo real y de avatar. Se puede participar en el entorno virtual distribuido en 3D como forma de un avatar convencional o de un vídeo 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 desempeña un papel vital en diversas aplicaciones de realidad virtual, incluida 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 implica mostrar un mundo virtual en 3D en una pantalla de escritorio normal sin el uso de ningún equipo especializado de seguimiento posicional de realidad virtual . Se pueden utilizar como ejemplo muchos videojuegos modernos en primera persona , que utilizan varios disparadores, personajes receptivos y otros dispositivos interactivos similares 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 sensación de visión periférica , lo que limita la capacidad del usuario para saber lo que 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 normalmente incluye dos pequeños monitores OLED o LCD de alta resolución que proporcionan imágenes separadas para cada ojo para gráficos estereoscópicos que representan un mundo virtual en 3D, un sistema de audio binaural y 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 locomotores 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 informático. Las imágenes adicionales generadas por software con la escena virtual generalmente mejoran de alguna manera el aspecto del entorno real. Los sistemas AR superponen información virtual a través de una cámara transmitida en vivo a unos auriculares o gafas inteligentes o a través de un dispositivo móvil, lo que brinda al usuario la capacidad de ver imágenes tridimensionales.
La realidad mixta (MR) es la fusión del mundo real y los mundos virtuales para producir nuevos entornos y visualizaciones donde los objetos físicos y digitales coexisten e interactúan en tiempo real.
A veces se define un ciberespacio como una realidad virtual en red. [6]
La realidad simulada es una realidad virtual hipotética tan verdaderamente inmersiva como la realidad real , que permite una experiencia realista avanzada o incluso la eternidad virtual.
El desarrollo de la perspectiva en el arte europeo del Renacimiento y el estereoscopio inventado por Sir Charles Wheatstone fueron precursores de la realidad virtual. [7] [8] [9] Las primeras referencias al concepto más moderno de realidad virtual provinieron de la ciencia ficción .
Morton Heilig escribió en la década de 1950 sobre un "teatro de experiencias" que pudiera abarcar todos los sentidos de manera eficaz, atrayendo así al espectador a la actividad en pantalla. Construyó un prototipo de su visión llamado Sensorama en 1962, junto con cinco cortometrajes que se proyectarían en él mientras involucraban múltiples sentidos (vista, oído, olfato y tacto). Antes de la informática digital, el Sensorama era un dispositivo mecánico . Heilig también desarrolló lo que llamó la "Máscara Teleesférica" (patentada en 1960). La solicitud de patente describía el dispositivo como "un aparato de televisión telescópico para uso individual... Se proporciona al espectador una sensación completa de la realidad, es decir, imágenes tridimensionales en movimiento que pueden ser en color, con visión 100% periférica, sonido binaural, olores y brisas del aire." [10]
En 1968, Ivan Sutherland , con la ayuda de sus alumnos, incluido Bob Sproull , creó lo que fue ampliamente considerado como el primer sistema de visualización montado en la cabeza para su uso en aplicaciones de simulación inmersivas, llamado La Espada de Damocles . Era primitivo tanto en términos de interfaz de usuario como de realismo visual, y el HMD que debía llevar el usuario era tan pesado que debía suspenderse del techo, lo que le daba al dispositivo una apariencia formidable e inspiró su nombre. [11] Técnicamente, el dispositivo era un dispositivo de realidad aumentada debido al paso óptico. Los gráficos que componen el entorno virtual eran simples salas modelo con estructura de alambre .
La industria de la realidad virtual proporcionó principalmente dispositivos de realidad virtual con fines médicos, de simulación de vuelo, de diseño de la industria automotriz y de entrenamiento militar entre 1970 y 1990. [12]
David Em se convirtió en el primer artista en producir mundos virtuales navegables en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA entre 1977 y 1984. [13] 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 de gran extensión y perspectiva adicional (LEEP). El sistema combinado creó una imagen estereoscópica con un campo de visión lo suficientemente amplio como para crear una convincente sensación de espacio. Los usuarios del sistema han quedado impresionados por la sensación de profundidad ( campo de visión ) de 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 (Virtual Interactive Environment Workstation) [14] por Scott Fisher . El sistema LEEP constituye la base para la mayoría de los cascos de realidad virtual modernos. [15]
A finales de la década de 1980, Jaron Lanier , uno de los pioneros modernos en este campo, popularizó el término "realidad virtual" . Lanier había fundado la empresa VPL Research en 1984. VPL Research ha desarrollado varios dispositivos de realidad virtual como DataGlove , EyePhone, Reality Built For Two (RB2) y AudioSphere. VPL otorgó la licencia de la tecnología DataGlove a Mattel , que la utilizó para fabricar Power Glove , uno de los primeros dispositivos de realidad virtual asequibles.
Atari, Inc. fundó un laboratorio de investigación de realidad virtual en 1982, pero el laboratorio se cerró después de dos años debido a la caída del videojuego en 1983 . Sin embargo, sus empleados contratados, como Thomas G. Zimmerman, [16] Scott Fisher , Jaron Lanier, Michael Naimark y Brenda Laurel , mantuvieron su investigación y desarrollo en tecnologías relacionadas con la realidad virtual.
En 1988, el Proyecto Ciberespacio de Autodesk fue el primero en implementar la realidad virtual en una computadora personal de bajo costo. [17] [18] El líder del proyecto Eric Gullichsen se fue en 1990 para fundar Sense8 Corporation y desarrollar el SDK de realidad virtual WorldToolKit, [19] que ofrecía los primeros gráficos en tiempo real con mapeo de texturas en una PC y fue ampliamente utilizado en toda la industria y academia. [20] [21]
La década de 1990 vio los primeros lanzamientos comerciales generalizados de auriculares para el consumidor. En 1992, por ejemplo, Computer Gaming World predijo que la realidad virtual sería asequible para 1994. [22]
En 1991, Sega anunció los auriculares Sega VR para la consola doméstica Mega Drive . Utilizaba pantallas LCD en la visera, auriculares estéreo y sensores inerciales que permitían al sistema rastrear y reaccionar a los movimientos de la cabeza del usuario. [23] En el mismo año, Virtuality se lanzó 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 dólares por sistema Virtuality de múltiples módulos, presentaban auriculares y guantes de exoesqueleto que brindaban una de las primeras experiencias de realidad virtual "inmersivas". [24]
Ese mismo año, Carolina Cruz-Neira , Daniel J. Sandin y Thomas A. DeFanti del Laboratorio de Visualización Electrónica crearon la primera sala cúbica inmersiva, el entorno virtual automático Cave (CAVE). Desarrollado como tesis doctoral de Cruz-Neira, involucraba un entorno multiproyectado, similar a la holocubierta , que permitía a las personas ver sus propios cuerpos en relación con los demás en la habitación. [25] [26] Antonio Medina, un graduado del MIT y científico de la NASA, diseñó un sistema de realidad virtual para "expulsar" los vehículos exploradores de Marte desde la Tierra en tiempo aparentemente real a pesar del retraso sustancial de las señales Marte-Tierra-Marte. [27]
En 1992, Nicole Stenger creó Angels , la primera película inmersiva interactiva en tiempo real donde la interacción se facilitaba con un guante de datos y gafas de alta resolución. Ese mismo año, Louis Rosenberg creó el sistema de dispositivos virtuales en los Laboratorios Armstrong de la Fuerza Aérea de EE. UU . utilizando un exoesqueleto completo de la parte superior del cuerpo , lo que permite 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 de realidad aumentada verdadera que permite la vista, el sonido y el tacto. [28] [29]
En julio de 1994, Sega había lanzado la atracción con simulador de movimiento VR-1 en los parques temáticos cubiertos de Joypolis , [30] así como el juego arcade Dennou Senki Net Merc . Ambos utilizaron una pantalla avanzada montada en la cabeza denominada "Mega Visor Display" desarrollada en conjunto con Virtuality; [31] [32] era capaz de rastrear el movimiento de la cabeza en un entorno 3D estereoscópico de 360 grados, y en su encarnación Net Merc funcionaba con la placa del sistema arcade Sega Model 1 . [33] Apple lanzó QuickTime VR , que, a pesar de utilizar el término "VR", no podía representar la realidad virtual y en su lugar mostraba panoramas interactivos de 360 grados .
La consola Virtual Boy de Nintendo fue lanzada en 1995. [34] Un grupo en Seattle creó demostraciones públicas de una sala de proyección inmersiva de 270 grados "tipo CAVE" llamada Virtual Environment Theatre, producida por los empresarios Chet Dagit y Bob Jacobson. [35] Forte lanzó el VFX1 , un casco de realidad virtual para PC ese mismo año.
En 1999, el empresario Philip Rosedale formó Linden Lab con un enfoque inicial en el desarrollo de hardware de realidad virtual. En su forma inicial, la compañía luchó por producir una versión comercial de "The Rig", que se realizó en forma de prototipo como un torpe artilugio de acero con varios monitores de computadora que los usuarios podían usar sobre sus hombros. El concepto se adaptó más tarde al programa de mundo virtual 3D basado en computadora personal Second Life . [36]
La década de 2000 fue un período de relativa indiferencia pública y de inversión 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 ZA 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. [37]
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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 seguimiento rotacional. Sin embargo, contaba con un campo de visión de 90 grados nunca antes visto en el mercado de consumo en ese momento. Luckey eliminó los problemas de distorsión que surgían del tipo de lente utilizada para crear el amplio campo de visión utilizando un software que distorsionaba previamente la imagen renderizada en tiempo real. Este diseño inicial serviría posteriormente como base de la que surgieron los diseños posteriores. [38] En 2012, el Rift es presentado por primera vez en la feria de videojuegos E3 por John Carmack . [39] [40] En 2014, Facebook compró Oculus VR por lo que en ese momento se declaró en $ 2 mil millones [41] pero luego reveló que la cifra más precisa era $ 3 mil millones. [40] Esta compra se produjo después de que los primeros kits de desarrollo pedidos a través de Kickstarter 2012 de Oculus se enviaran en 2013, pero antes del envío de sus segundos kits de desarrollo en 2014. [42] ZeniMax , el antiguo empleador de Carmack, demandó a Oculus y Facebook por tomar secretos de la empresa. para Facebook; [40] el veredicto fue a favor de ZeniMax, y se resolvió extrajudicialmente más tarde. [43]
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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 demoras ni manchas. [44] Esto fue adoptado por Oculus y se utilizó en todos sus futuros auriculares. A principios de 2014, Valve mostró su prototipo SteamSight, el precursor de ambos auriculares de consumo lanzados en 2016. Compartía características importantes con los auriculares de consumo, incluidas pantallas de 1K separadas por ojo, baja persistencia, seguimiento posicional en un área grande y lentes Fresnel . [45] [46] 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 utilizando luz infrarroja . [47] [48] [49]
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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 . [50] 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 de realidad virtual. La campaña Kickstarter para Gloveone, un par de guantes que proporcionan seguimiento de movimiento y retroalimentación háptica, fue financiada con éxito, con más de 150.000 dólares en contribuciones. [51] También en 2015, Razer dio a conocer 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 a AR y VR. El audio binaural dinámico era común en 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 incorporaban teléfonos operados con botones para la interactividad táctil. Visualmente, las pantallas todavía tenían una resolución y una velocidad de cuadros lo suficientemente bajas como para que las imágenes aún fueran identificables como virtuales. [52]
En 2016, HTC envió sus primeras unidades de los auriculares HTC Vive SteamVR. [53] Esto marcó el primer lanzamiento comercial importante de seguimiento basado en sensores, que permite el libre movimiento de los usuarios dentro de un espacio definido. [54] 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 unos auriculares inalámbricos. [55]
En 2019, Oculus lanzó Oculus Rift S y un auricular independiente, Oculus Quest . Estos auriculares utilizaban seguimiento de adentro hacia afuera en comparación con el seguimiento externo de afuera hacia adentro visto en generaciones anteriores de auriculares. [56]
Más tarde, en 2019, Valve lanzó el Valve Index . Las características notables incluyen un campo de visión de 130°, auriculares 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 extensibilidad. [57]
En 2020, Oculus lanzó Oculus Quest 2 . Algunas características nuevas incluyen una pantalla más nítida, precio reducido y mayor rendimiento. Facebook (que se convirtió en Meta un año después) inicialmente requirió que los usuarios iniciaran sesión con una cuenta de Facebook para poder usar los nuevos auriculares. [58] En 2021, Oculus Quest 2 representó el 80% de todos los auriculares de realidad virtual vendidos. [59]
En 2021, EASA aprobó el primer dispositivo de entrenamiento de simulación de vuelo basado en realidad virtual. El dispositivo, destinado a 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 helicópteros, [61] donde las estadísticas muestran que alrededor del 20% de los accidentes ocurren durante vuelos de entrenamiento.
En 2023, Sony lanzó PlayStation VR2 , una continuación de sus auriculares de 2016. PlayStation VR2 viene con seguimiento de adentro hacia afuera, pantallas de mayor resolución, controladores con disparadores adaptativos y retroalimentación háptica, y un campo de visión más amplio . [62]
En junio de 2023, Apple anunció Apple Vision Pro . Esta marca su primera incursión en el mercado de los cascos de realidad virtual. El dispositivo utiliza una combinación de AR y VR para producir imágenes y es uno de los únicos auriculares convencionales que utiliza únicamente seguimiento manual y nada más para los controladores. Con la posible integración de ChatGPT, los usuarios de Apple Vision pueden beneficiarse de tecnologías como la traducción en tiempo real. Esto también permitirá a los usuarios ver información sobre los elementos que están viendo en tiempo real. [63]
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. [64] 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 y de código abierto para la distribución web de contenido de realidad virtual. [65] WebVR es una interfaz de programación de aplicaciones (API) JavaScript experimental que brinda soporte para varios dispositivos de realidad virtual, como HTC Vive, Oculus Rift, Google Cardboard u OSVR, en un navegador web . [66]
Las modernas pantallas de cascos de realidad virtual se basan en tecnología desarrollada para teléfonos inteligentes, que incluyen: 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 condujeron a una relativa asequibilidad para los desarrolladores de realidad virtual independientes y llevaron a que Oculus Rift Kickstarter de 2012 ofreciera los primeros auriculares de realidad virtual desarrollados de forma independiente. [52]
La producción independiente de imágenes y vídeos en realidad virtual ha aumentado junto con el desarrollo de cámaras omnidireccionales asequibles , también conocidas como cámaras de 360 grados o cámaras VR, que tienen la capacidad de grabar fotografías interactivas en 360 , aunque a resoluciones relativamente bajas o en formatos muy comprimidos para su uso en línea. Transmisión de vídeo 360 . [67] Por el contrario, la fotogrametría se utiliza cada vez más para combinar varias fotografías de alta resolución para la creación de objetos y entornos 3D detallados en aplicaciones de realidad virtual. [68] [69]
Para crear una sensación de inmersión, se necesitan dispositivos de salida especiales para mostrar mundos virtuales. Entre los formatos más conocidos se encuentran los cascos o el CAVE. Para transmitir una impresión espacial, se generan dos imágenes y se muestran desde diferentes perspectivas (proyección estéreo). Existen diferentes tecnologías disponibles para llevar la imagen respectiva al ojo derecho. Se distingue entre tecnologías activas (p. ej. , gafas con obturador ) y pasivas (p. ej., filtros polarizadores o Infitec ). [70]
Para mejorar la sensación de inmersión, los cables portátiles de varias cuerdas ofrecen hápticos a geometrías complejas en la realidad virtual. Estas cuerdas ofrecen un control preciso de cada articulación de los dedos para simular los hápticos involucrados al tocar estas geometrías virtuales. [71]
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 cables. Algunos dispositivos de entrada proporcionan al usuario retroalimentación de fuerza en las manos u otras partes del cuerpo, de modo que el usuario puede orientarse en el mundo tridimensional a través de tecnología háptica y de sensores como una sensación sensorial adicional y realizar simulaciones realistas. Esto permite al espectador tener un sentido de dirección en el paisaje artificial. Se puede obtener retroalimentación háptica adicional mediante cintas de correr omnidireccionales (con las que caminar en el espacio virtual se controla mediante movimientos reales al caminar) y guantes y trajes vibratorios.
Se pueden utilizar cámaras de realidad virtual para crear fotografías de realidad virtual utilizando vídeos panorámicos de 360 grados . Se pueden mezclar tomas de cámara de 360 grados con elementos virtuales para fusionar realidad y ficción a través de efectos especiales. Las cámaras de realidad virtual se pueden utilizar como trampolín para crear pantallas holográficas realistas. Estas cámaras se pueden utilizar para cubrir todos los ángulos de la experiencia necesaria. [72] Las cámaras de realidad virtual están disponibles en varios formatos, con distintos números de lentes instaladas en la cámara. [73]
El ángulo mínimo de resolución (MAR) se refiere a la distancia mínima entre dos píxeles de la pantalla. A distancia, el espectador puede distinguir claramente los píxeles independientes. A menudo medido en segundos de arco, el MAR entre dos píxeles tiene que ver con la distancia de visión. Para el público en general, la resolución es de aproximadamente 30 a 65 segundos de arco, lo que se conoce como resolución espacial cuando se combina con la distancia. Dada la distancia de visualización de 1 my 2 m respectivamente, los espectadores habituales no podrán percibir dos píxeles como separados si están a menos de 0,29 mm de distancia a 1 m y a menos de 0,58 mm a 2 m. [74]
La mayoría de las pantallas de tamaño pequeño tienen una frecuencia de actualización de 60 Hz, lo que añade unos 15 ms de latencia adicional. El número se reduce a menos de 7 ms si la frecuencia de actualización se aumenta a 120 Hz o incluso 240 Hz y más. [75] Los participantes generalmente sienten que la experiencia es más inmersiva y, como resultado, frecuencias de actualización más altas. Sin embargo, las frecuencias de actualización más altas requieren una unidad de procesamiento de gráficos más potente .
Al evaluar la inmersión lograda por un dispositivo de realidad virtual, debemos considerar nuestro campo de visión ( FOV ) además de la calidad de la imagen. Nuestros ojos tienen un campo de visión horizontal desde aproximadamente 107 o 110 grados hacia el lado temporal hasta aproximadamente 60 o 70 grados hacia la nariz, y un campo de visión vertical desde aproximadamente 95 grados hacia abajo hasta 85 grados hacia arriba, [76] y los movimientos oculares se estiman aproximadamente como 30 grados a cada lado horizontalmente y 20 verticalmente. La visión binocular se limita a los 120 o 140 grados donde se superponen los campos visuales derecho e izquierdo. Con los movimientos oculares, tenemos un campo de visión de aproximadamente 300 grados x 175 grados con dos ojos, es decir, aproximadamente un tercio de la esfera completa de 360 grados.
La realidad virtual se utiliza más comúnmente en aplicaciones de entretenimiento como videojuegos , cine en 3D , atracciones en parques de diversiones, incluidas atracciones oscuras , y mundos virtuales sociales . Los cascos de realidad virtual para consumidores fueron lanzados por primera vez por empresas 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 conectados comerciales de próxima generación, lo que desencadenó una nueva ola de desarrollo de aplicaciones. [77] El cine 3D se ha utilizado para eventos deportivos, pornografía, bellas artes, vídeos musicales y cortometrajes. Desde 2015, las montañas rusas y los parques temáticos han incorporado la realidad virtual para combinar efectos visuales con retroalimentación háptica. [52] La realidad virtual no sólo se adapta a la tendencia de la industria digital sino que también mejora el efecto visual de la película. La película ofrece al público más formas de interactuar a través de la tecnología de realidad virtual. [78]
En ciencias sociales y psicología, la realidad virtual ofrece una herramienta rentable para estudiar y replicar interacciones en un entorno controlado. [79] Puede utilizarse como una forma de intervención terapéutica. [80] Por ejemplo, está el caso de la terapia de exposición a la realidad virtual (VRET), una forma de terapia de exposición para tratar trastornos de ansiedad como el trastorno de estrés postraumático ( TEPT ) y las fobias. [81] [82] [83]
Se ha diseñado una terapia de realidad virtual para ayudar a las personas con psicosis y agorafobia a evitar los entornos exteriores. En la terapia, el usuario usa unos auriculares y un personaje virtual le proporciona consejos psicológicos y le guía mientras explora entornos simulados (como una cafetería o una calle concurrida). NICE está evaluando la terapia para ver si debería recomendarse en el NHS . [84] [85]
Durante la pandemia de COVID-19, la realidad virtual social también se ha utilizado como herramienta de salud mental en una forma de terapia cognitivo-conductual no tradicional y autoadministrada . [86]
Los programas de realidad virtual se están utilizando en los procesos de rehabilitación de personas mayores a las que se les ha diagnosticado la enfermedad de Alzheimer . Esto les da a estos pacientes mayores la oportunidad de simular experiencias reales que de otro modo no podrían vivir debido a su estado actual. 17 estudios recientes con ensayos controlados aleatorios han demostrado que las aplicaciones de realidad virtual son efectivas en el tratamiento de déficits cognitivos con diagnósticos neurológicos. [87] 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 hacia 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. [88]
En medicina, los entornos quirúrgicos simulados de realidad virtual se desarrollaron por primera vez en la década de 1990. [89] [90] [91] Bajo la supervisión de expertos, la realidad virtual puede proporcionar capacitación efectiva y repetible [92] a bajo costo, permitiendo a los alumnos reconocer y corregir errores a medida que ocurren. [93]
La realidad virtual se utiliza en la rehabilitación física desde la década de 2000. A pesar de los numerosos estudios realizados, faltan pruebas de buena calidad de su eficacia en comparación con otros métodos de rehabilitación sin equipos sofisticados y costosos para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson . [94] Una revisión de 2018 sobre la efectividad de la terapia de espejo mediante realidad virtual y robótica para cualquier tipo de patología concluyó de manera similar. [95] Se realizó otro estudio que mostró el potencial de la realidad virtual para promover el mimetismo y reveló la diferencia entre los individuos con trastorno neurotípico y del espectro autista en su respuesta a un avatar bidimensional. [96] [97]
La tecnología de realidad virtual inmersiva con control mioeléctrico y de seguimiento de movimiento puede representar una posible opción de terapia para el dolor del miembro fantasma resistente al tratamiento. Se tuvieron en cuenta las mediciones de la escala de dolor y se desarrolló un entorno de cocina interactivo en 3D basado en los principios de la terapia con espejos para permitir el control de manos virtuales mientras se usan unos auriculares VR con seguimiento de movimiento. [98] 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. [99]
En el acelerado y globalizado mundo empresarial, 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 parecer más naturales que una llamada telefónica o una videoconferencia. En las salas de reuniones personalizables, todas las partes pueden unirse utilizando los auriculares VR e interactuar como si estuvieran en la misma sala física. Se pueden cargar e interactuar con presentaciones, vídeos o modelos 3D (por ejemplo, productos o prototipos). [100] En comparación con el CMC tradicional basado en texto, las interacciones basadas en avatares en un entorno virtual 3D conducen a mayores niveles de consenso, satisfacción y cohesión entre los miembros del grupo. [101]
La realidad virtual puede simular espacios de trabajo reales con fines de seguridad y salud en el trabajo, fines educativos y de capacitación. Se puede utilizar para proporcionar a los alumnos un entorno virtual donde puedan desarrollar sus habilidades sin las consecuencias del fracaso en el mundo real. Se ha utilizado y estudiado en educación primaria , [102] enseñanza de anatomía, [103] [104] militar, [105] [106] entrenamiento de astronautas, [107] [108] [109] simuladores de vuelo, [110] entrenamiento de mineros . , [111] educación médica, [112] educación en geografía, [113] diseño arquitectónico, [ cita necesaria ] capacitación de conductores [114] e inspección de puentes. [115] Los sistemas de ingeniería de realidad virtual inmersiva permiten a los ingenieros ver prototipos virtuales antes de la disponibilidad de cualquier prototipo físico. [116] Se ha afirmado que complementar la formación con entornos de formación virtuales ofrece posibilidades de realismo en la formación militar [117] y sanitaria [118] y, al mismo tiempo, minimiza los costes. [119] También se ha afirmado que reduce los costos de entrenamiento militar al minimizar las cantidades de municiones gastadas durante los períodos de entrenamiento. [117] La realidad virtual también se puede utilizar para la formación y educación sanitaria de los profesionales médicos. [120] [121]
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 que antes era costoso en el departamento educativo y que ahora es mucho más accesible debido a la reducción de los costos generales, ha demostrado ser una herramienta muy útil en la educación de futuros ingenieros. El elemento más importante radica en la capacidad de los estudiantes de interactuar con modelos tridimensionales que responden con precisión según las posibilidades del mundo real. Esta herramienta adicional de educación proporciona a muchos la inmersión necesaria para comprender temas complejos y poder aplicarlos. [122] Como se señaló, los futuros arquitectos e ingenieros se benefician enormemente al poder comprender las relaciones espaciales y proporcionar soluciones basadas en aplicaciones futuras del mundo real. [123]
El primer mundo virtual de bellas artes se creó en la década de 1970. [124] 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, comenzaron a surgir festivales de realidad virtual a mediados de la década de 2010. Los primeros usos de la realidad virtual en 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. [125] [126]
El creciente mercado de la realidad virtual presenta una oportunidad y un canal alternativo para el marketing digital . [127] También se considera una nueva plataforma para el comercio electrónico , particularmente en el intento de desafiar a los minoristas tradicionales "físicos". Sin embargo, un estudio de 2018 reveló que la mayoría de los productos todavía se compran en tiendas físicas. [128]
En el caso de la educación, los usos de la realidad virtual han demostrado ser capaces de promover el pensamiento de orden superior, [129] promoviendo el interés y compromiso de los estudiantes, la adquisición de conocimientos, promoviendo hábitos mentales y de comprensión que generalmente son útiles dentro de un contexto académico. . [130]
También se ha defendido la inclusión de la tecnología de realidad virtual en el contexto de las bibliotecas públicas. Esto brindaría a los usuarios de la biblioteca acceso a tecnología de punta y experiencias educativas únicas. [131] Esto podría incluir brindar a los usuarios acceso a copias virtuales e interactivas de textos y artefactos raros y a recorridos por lugares famosos y excavaciones arqueológicas (como en el caso del Proyecto Virtual Ganjali Khan). [132]
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, a partir de recreaciones digitales de personas fallecidas. En 2021, esta práctica recibió una importante atención de los medios tras un documental de televisión de Corea del Sur, que invitaba a una madre afligida a interactuar con una réplica virtual de su hija fallecida. [133] Posteriormente, los científicos han resumido varias implicaciones potenciales de tales esfuerzos, incluido su potencial para facilitar el duelo adaptativo, pero también muchos desafíos éticos. [134] [135]
El creciente interés en el metaverso ha resultado en esfuerzos organizacionales para incorporar las diversas aplicaciones de la realidad virtual en ecosistemas como VIVERSE , que supuestamente ofrece conectividad entre plataformas para una amplia gama de usos. [136]
En junio de 2020, Jean Michel Jarre actuó en VRChat . [137] En julio, Brendan Bradley lanzó el lugar gratuito de realidad virtual basado en la web FutureStages para eventos en vivo y conciertos durante el cierre de 2020, [138] Justin Bieber actuó el 18 de noviembre de 2021 en WaveXR. [139] El 2 de diciembre de 2021, personajes no jugadores actuaron en el Mugar Omni Theatre con el público interactuando con un artista en vivo tanto en realidad virtual como proyectado en la pantalla domo IMAX . [140] [141] Concierto de Meta en el Super Bowl VR de Foo Fighters realizado en Venues. [142] Post Malone actuó en lugares a partir del 15 de julio de 2022. [143] Megan Thee Stallion actuó en AmazeVR en AMC Theatres durante todo 2022. [144]
El 24 de octubre de 2021, Billie Eilish actuó en Oculus Venues. El grupo de pop Imagine Dragons actuó el 15 de junio de 2022.
Hay muchas consideraciones de salud y seguridad relacionadas con la realidad virtual. Una serie de síntomas no deseados han sido causados por el uso prolongado de la realidad virtual, [145] 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 niños; advertencias de tropiezo y caída y colisión; malestar; lesión por estrés repetitivo; e interferencia con dispositivos médicos. [146] Algunos usuarios pueden experimentar espasmos, convulsiones o desmayos mientras usan auriculares de realidad virtual, incluso si no tienen antecedentes de epilepsia y nunca antes han tenido desmayos o convulsiones. Una de cada 4.000 personas, o el 0,025%, puede experimentar estos síntomas. El mareo, la fatiga visual, los dolores de cabeza y el malestar son los efectos adversos a corto plazo más frecuentes. Además, debido al gran peso de los cascos de realidad virtual, las molestias pueden ser más probables entre los niños. Por lo tanto, se desaconseja el uso de cascos de realidad virtual a los niños. [147] Otros problemas pueden ocurrir en las interacciones físicas con el entorno. Al usar cascos de realidad virtual, las personas pierden rápidamente la conciencia de su entorno del mundo real y pueden lesionarse al tropezarse o chocar con objetos del mundo real. [148]
Los cascos de realidad virtual pueden causar fatiga ocular regularmente, 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. [149] Ha habido algunas preocupaciones acerca de que los cascos de realidad virtual contribuyan a la miopía, pero aunque los cascos de realidad virtual se colocan cerca de los ojos, es posible que no necesariamente contribuyan a la miopía si la distancia focal de la imagen que se muestra está lo suficientemente lejos. [150]
El mareo por realidad virtual (también conocido como mareo cibernético) ocurre cuando la exposición de una persona a un entorno virtual causa síntomas similares a los del mareo por movimiento . [151] 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. [152] [153] Los síntomas más comunes son malestar general, dolor de cabeza, conciencia del estómago, náuseas, vómitos, palidez, sudoración, fatiga, somnolencia, desorientación y apatía. [154] Por ejemplo, Virtual Boy de Nintendo recibió muchas críticas por sus efectos físicos negativos, incluidos "mareos, náuseas y dolores de cabeza". [155] Estos síntomas de mareo son causados por una desconexión entre lo que se ve y lo que el resto del cuerpo percibe. Cuando el sistema vestibular, el sistema de equilibrio interno del cuerpo, no experimenta el movimiento que espera de la información visual a través de los ojos, el usuario puede experimentar malestar por la realidad virtual. Esto también puede suceder si el sistema de realidad virtual no tiene una velocidad de fotogramas suficientemente alta o si hay un desfase entre el movimiento del cuerpo y la reacción visual en pantalla. [156] Debido a que aproximadamente entre el 25% y el 40% de las personas experimentan algún tipo de enfermedad por realidad virtual cuando usan máquinas de realidad virtual, las empresas están buscando activamente formas de reducir la enfermedad por realidad virtual. [157]
El conflicto de vergencia-acomodación (VAC) es una de las principales causas del malestar por la realidad virtual. [158]
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. [159] El uso de la realidad virtual también se ha relacionado con incidentes que resultaron en lesiones en el cuello (especialmente lesiones en las vértebras cervicales ). [160]
Los niños son cada vez más conscientes de la realidad virtual: el número de personas en EE. UU. que nunca han oído hablar de ella se redujo a la mitad desde el otoño de 2016 (40 %) hasta la primavera de 2017 (19 %). [161]
Un informe de investigación de 2022 realizado por Piper Sandler reveló que solo el 26% de los adolescentes estadounidenses poseen un dispositivo de realidad virtual, el 5% lo usa a diario, mientras que el 48% de los propietarios de auriculares para adolescentes "rara vez" lo usan. De los adolescentes que no poseen un visor de realidad virtual , el 9% planea comprar uno. El 50% de los adolescentes encuestados no están seguros acerca del metaverso o no tienen ningún interés y no tienen planes de comprar un visor de realidad virtual. [162]
Los estudios muestran que los niños pequeños, en comparación con los adultos, pueden responder cognitiva y conductualmente a la realidad virtual inmersiva de maneras diferentes a las de los adultos. La realidad virtual coloca a los usuarios directamente en el contenido multimedia, lo que potencialmente hace 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 los adultos de 19 a 65 años. [163]
Se necesitan especialmente estudios sobre el comportamiento del consumidor de realidad virtual o su efecto en los niños y un código de conducta ética que involucre a usuarios menores de edad, dada la disponibilidad de pornografía en realidad virtual y contenido violento. Investigaciones relacionadas sobre la violencia en los videojuegos sugieren 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 capacidades de afrontamiento, especialmente en los adolescentes. [164] Los primeros estudios realizados sobre la observación versus la participación en juegos violentos de realidad virtual sugieren que la excitación fisiológica y los pensamientos agresivos, pero no los sentimientos hostiles, son mayores para los participantes que para los observadores del juego de realidad virtual. [165]
Experimentar la realidad virtual por parte de niños puede implicar además tener en mente simultáneamente la idea del mundo virtual mientras experimentan 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, particularmente cuando usan un casco de realidad virtual que bloquea la ubicación de los objetos en el mundo físico. La realidad virtual inmersiva puede brindar 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 contenido de realidad virtual cuando estaba en una situación familiar; por ejemplo, los niños disfrutaban jugando en el contexto de la cocina de Job Simulator y disfrutaban romper las reglas al participar en actividades que en la realidad no se les permite hacer, como prender fuego a cosas. [161]
Las preocupaciones sobre la privacidad digital se han asociado con las plataformas de realidad virtual; [166] [167] el seguimiento persistente requerido por todos los sistemas de realidad virtual hace que la tecnología sea particularmente útil y vulnerable a la vigilancia masiva , incluida la recopilación de información de acciones, movimientos y respuestas personales. [52] Los datos de los sensores de seguimiento ocular, que se prevé que se conviertan en una característica estándar en los cascos de realidad virtual, [168] [169] pueden revelar indirectamente información sobre el origen étnico, los rasgos de personalidad, los miedos, las emociones, los intereses, las habilidades y la condición física de un usuario. y condiciones de salud mental. [170]
La naturaleza de la tecnología de realidad virtual significa que puede recopilar una amplia gama de datos sobre sus usuarios. Esto puede incluir información obvia, como nombres de usuarios e información de cuentas, pero también se extiende a datos más personales, como movimientos físicos, hábitos de interacción y respuestas a entornos virtuales. Además, los sistemas avanzados de realidad virtual pueden capturar datos biométricos como patrones de voz, movimientos oculares y respuestas fisiológicas a las experiencias de realidad virtual. [171] [172] La tecnología de realidad virtual ha crecido sustancialmente desde sus inicios, pasando de una tecnología de nicho a un producto de consumo convencional. A medida que la base de usuarios ha crecido, también lo ha hecho la cantidad de datos personales recopilados por estos sistemas. [173] Estos datos se pueden utilizar para mejorar los sistemas de realidad virtual, proporcionar experiencias personalizadas o recopilar información demográfica con fines de marketing. Sin embargo, también plantea importantes preocupaciones sobre la privacidad, especialmente cuando estos datos se almacenan, comparten o venden sin el consentimiento explícito del usuario. [174]
Las leyes de privacidad y protección de datos existentes, como el Reglamento general de protección de datos (GDPR) en la UE y la Ley de privacidad del consumidor de California (CCPA) en los Estados Unidos, se pueden aplicar a la realidad virtual. Estas regulaciones exigen que las empresas revelen cómo recopilan y utilizan datos y otorgan a los usuarios cierto grado de control sobre su información personal. [175] A pesar de estas regulaciones, hacer cumplir las leyes de privacidad en la realidad virtual puede ser un desafío debido a la naturaleza global de la tecnología y las grandes cantidades de datos recopilados. [176]
Debido a su historial de problemas de privacidad, la participación de Meta Platforms (anteriormente Facebook, Inc.) en el mercado de realidad virtual ha generado preocupaciones de privacidad específicas de sus plataformas . En agosto de 2020, Facebook anunció que los productos Oculus quedarían sujetos a los términos de uso y la política de privacidad de la red social Facebook , y que se requeriría una cuenta de Facebook para usar los futuros modelos de auriculares Oculus y todos los modelos existentes (a través de la obsolescencia de la sistema de cuenta Oculus separado) a partir de enero de 2023. El anuncio fue criticado por la integración obligatoria de los auriculares Oculus con las políticas y la recopilación de datos de Facebook (incluida la política de nombre real de Facebook ) y por impedir el uso del hardware si se suspende la cuenta del usuario. [177] [178] [179] Al mes siguiente, Facebook detuvo la venta de productos Oculus en Alemania debido a la preocupación de los reguladores de que la nueva política constituía una violación del RGPD. [180] En 2022, la empresa establecería posteriormente un sistema de "Metacuenta" separado. [181]
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