La realidad aumentada ( AR ) es una experiencia interactiva que combina el mundo real y contenido generado por computadora. El contenido puede abarcar múltiples modalidades sensoriales , incluidas la visual , auditiva , háptica , somatosensorial y olfativa . [1] La RA se puede definir como un sistema que incorpora tres características básicas: una combinación de mundos reales y virtuales, interacción en tiempo real y registro 3D preciso de objetos virtuales y reales. [2] La información sensorial superpuesta puede ser constructiva (es decir, aditiva al entorno natural) o destructiva (es decir, enmascaramiento del entorno natural). [3] Esta experiencia está perfectamente entrelazada con el mundo físico, de modo que se percibe como un aspecto inmersivo del entorno real. [3] De esta manera, la realidad aumentada altera la percepción actual de un entorno del mundo real, mientras que la realidad virtual reemplaza completamente el entorno del mundo real del usuario por uno simulado. [4] [5]
La realidad aumentada es en gran medida sinónimo de realidad mixta . También existe una superposición terminológica con la realidad extendida y la realidad mediada por computadora .
El valor principal de la realidad aumentada es la manera en que los componentes del mundo digital se mezclan con la percepción que una persona tiene del mundo real, no como una simple muestra de datos, sino a través de la integración de sensaciones inmersivas, que se perciben como partes naturales de un ambiente. Los primeros sistemas de realidad aumentada funcionales que proporcionaban experiencias inmersivas de realidad mixta a los usuarios se inventaron a principios de la década de 1990, comenzando con el sistema Virtual Fixtures desarrollado en el Laboratorio Armstrong de la Fuerza Aérea de EE. UU. en 1992. [3] [6] [7] Experiencias comerciales de realidad aumentada se introdujeron por primera vez en las empresas de entretenimiento y juegos. [8] Posteriormente, las aplicaciones de realidad aumentada se han extendido a industrias comerciales como la educación, las comunicaciones, la medicina y el entretenimiento. En educación, se puede acceder al contenido escaneando o viendo una imagen con un dispositivo móvil o utilizando técnicas de RA sin marcadores. [9] [10] [11]
La realidad aumentada se puede utilizar para mejorar entornos o situaciones naturales y ofrece experiencias perceptualmente enriquecidas. Con la ayuda de tecnologías AR avanzadas (por ejemplo, agregar visión por computadora , incorporar cámaras AR en aplicaciones de teléfonos inteligentes y reconocimiento de objetos ), la información sobre el mundo real circundante del usuario se vuelve interactiva y manipulada digitalmente. [12] La información sobre el medio ambiente y sus objetos se superpone al mundo real. Esta información puede ser virtual. La Realidad Aumentada es cualquier experiencia que es artificial y que se suma a la realidad ya existente. [13] [14] [15] [16] [17] o real, por ejemplo, ver otra información real detectada o medida, como ondas de radio electromagnéticas superpuestas en alineación exacta con el lugar donde realmente se encuentran en el espacio. [18] [19] [20] La realidad aumentada también tiene un gran potencial en la recopilación e intercambio de conocimiento tácito. Las técnicas de aumento suelen realizarse en tiempo real y en contextos semánticos con elementos ambientales. La información perceptual inmersiva a veces se combina con información complementaria, como puntuaciones a través de un video en vivo de un evento deportivo. Esto combina los beneficios de la tecnología de realidad aumentada y la tecnología de visualización frontal (HUD).
En la realidad virtual (VR), la percepción de la realidad por parte de los usuarios se basa completamente en información virtual. En la realidad aumentada (RA), el usuario recibe información adicional generada por computadora dentro de los datos recopilados de la vida real que mejora su percepción de la realidad. [21] [22] Por ejemplo, en arquitectura, la realidad virtual se puede utilizar para crear una simulación de recorrido por el interior de un nuevo edificio; y la RA se puede utilizar para mostrar las estructuras y sistemas de un edificio superpuestos a una vista de la vida real. Otro ejemplo es mediante el uso de aplicaciones de utilidad. Algunas aplicaciones de RA, como Augment , permiten a los usuarios aplicar objetos digitales en entornos reales, lo que permite a las empresas utilizar dispositivos de realidad aumentada como una forma de obtener una vista previa de sus productos en el mundo real. [23] De manera similar, también se puede utilizar para demostrar cómo se verían los productos en un entorno para los clientes, como lo demuestran empresas como Mountain Equipment Co-op o Lowe's , que utilizan la realidad aumentada para permitir a los clientes obtener una vista previa de cómo se verían sus productos. como en casa mediante el uso de modelos 3D. [24]
La realidad aumentada (AR) se diferencia de la realidad virtual (VR) en el sentido de que en AR parte del entorno circundante es "real" y AR simplemente agrega capas de objetos virtuales al entorno real. Por otro lado, en la realidad virtual el entorno circundante es completamente virtual y generado por computadora. Se puede ver una demostración de cómo la RA coloca objetos en el mundo real con juegos de realidad aumentada. WallaMe es una aplicación de juego de realidad aumentada que permite a los usuarios ocultar mensajes en entornos reales, utilizando tecnología de geolocalización para permitirles ocultar mensajes en cualquier lugar del mundo que deseen. [25] Estas aplicaciones tienen muchos usos en el mundo, incluido el activismo y la expresión artística. [26]
Los componentes de hardware para la realidad aumentada son: un procesador, una pantalla, sensores y dispositivos de entrada. Los dispositivos informáticos móviles modernos , como los teléfonos inteligentes y las tabletas , contienen estos elementos, que a menudo incluyen una cámara y sensores de sistemas microelectromecánicos ( MEMS ), como un acelerómetro , GPS y una brújula de estado sólido , lo que los convierte en plataformas AR adecuadas. [27] [28] Hay dos tecnologías utilizadas en la realidad aumentada: guías de ondas difractivas y guías de ondas reflectantes.
En la representación de realidad aumentada se utilizan diversas tecnologías, incluidos sistemas de proyección óptica , monitores , dispositivos portátiles y sistemas de visualización, que se colocan en el cuerpo humano.
Una pantalla montada en la cabeza (HMD) es un dispositivo de visualización que se coloca en la frente, como un arnés o un casco . Los HMD colocan imágenes tanto del mundo físico como de objetos virtuales sobre el campo de visión del usuario. Los HMD modernos suelen emplear sensores para monitoreo de seis grados de libertad que permiten que el sistema alinee la información virtual con el mundo físico y se ajuste en consecuencia con los movimientos de la cabeza del usuario. [29] [30] [31] Los HMD pueden proporcionar a los usuarios de realidad virtual experiencias móviles y colaborativas. [32] Proveedores específicos, como uSens y Gestigon , incluyen controles gestuales para una inmersión virtual total . [33] [34]
Las pantallas AR se pueden representar en dispositivos que se asemejan a anteojos. Las versiones incluyen gafas que emplean cámaras para interceptar la visión del mundo real y volver a mostrar su vista aumentada a través de los oculares [35] y dispositivos en los que las imágenes AR se proyectan a través de las superficies de las lentes de las gafas o se reflejan en ellas. [36] [37] [38]
Una pantalla frontal (HUD) es una pantalla transparente que presenta datos sin que los usuarios tengan que apartar la mirada de sus puntos de vista habituales. Una tecnología precursora de la realidad aumentada, las pantallas de visualización frontal se desarrollaron por primera vez para pilotos en la década de 1950, proyectando datos de vuelo simples en su línea de visión, permitiéndoles así mantener la "cabeza en alto" y no mirar los instrumentos. Los dispositivos de realidad aumentada de visión cercana se pueden utilizar como pantallas frontales portátiles, ya que pueden mostrar datos, información e imágenes mientras el usuario ve el mundo real. Muchas definiciones de realidad aumentada solo la definen como superposición de información. [39] [40] Esto es básicamente lo que hace un head-up display; sin embargo, en la práctica, se espera que la realidad aumentada incluya el registro y seguimiento entre percepciones, sensaciones, información, datos e imágenes superpuestas y alguna parte del mundo real. [41]
Se están desarrollando lentes de contacto que muestran imágenes AR. Estas lentes de contacto biónicas pueden contener elementos de visualización integrados en la lente, incluidos circuitos integrados, LED y una antena para comunicación inalámbrica. La primera pantalla de lentes de contacto fue patentada en 1999 por Steve Mann y estaba destinada a funcionar en combinación con gafas AR, pero el proyecto fue abandonado [42] [43] y luego 11 años después, en 2010-2011. [44] [45] [46] [47] Otra versión de lentes de contacto, en desarrollo para el ejército de EE. UU., está diseñada para funcionar con gafas AR, lo que permite a los soldados enfocar imágenes AR cercanas al ojo en las gafas. y objetos distantes del mundo real al mismo tiempo. [48] [49]
En CES 2013, una empresa llamada Innovega también presentó lentes de contacto similares que requerían combinarse con gafas AR para funcionar. [50]
El cortometraje futurista Sight [51] presenta dispositivos de realidad aumentada similares a lentes de contacto. [52] [53]
Muchos científicos han estado trabajando en lentes de contacto capaces de realizar diferentes hazañas tecnológicas. Una patente presentada por Samsung describe una lente de contacto AR que, cuando esté terminada, incluirá una cámara incorporada en la lente. [54] El diseño está destinado a controlar su interfaz parpadeando. También está pensado para vincularse con el teléfono inteligente del usuario para revisar las imágenes y controlarlas por separado. Cuando tenga éxito, la lente contará con una cámara o sensor en su interior. Se dice que podría ser cualquier cosa, desde un sensor de luz hasta un sensor de temperatura.
Mojo Vision desarrolló el primer prototipo funcional presentado públicamente de una lente de contacto AR que no requiere el uso conjunto de anteojos y se anunció y mostró en CES 2020. [55] [56] [57]
Una pantalla de retina virtual (VRD) es un dispositivo de visualización personal que se está desarrollando en el Laboratorio de Tecnología de Interfaz Humana de la Universidad de Washington bajo la dirección del Dr. Thomas A. Furness III. [58] Con esta tecnología, una pantalla se escanea directamente en la retina del ojo del espectador. Esto da como resultado imágenes brillantes con alta resolución y alto contraste. El espectador ve lo que parece ser una pantalla convencional flotando en el espacio. [59]
Se realizaron varias pruebas para analizar la seguridad del VRD. [58] En una prueba, se seleccionaron pacientes con pérdida parcial de la visión (que tenían degeneración macular (una enfermedad que degenera la retina) o queratocono ) para ver imágenes utilizando la tecnología. En el grupo de degeneración macular, cinco de ocho sujetos prefirieron las imágenes VRD al tubo de rayos catódicos (CRT) o las imágenes en papel y pensaron que eran mejores y más brillantes y podían ver niveles de resolución iguales o mejores. Todos los pacientes con queratocono podrían resolver líneas más pequeñas en varias pruebas de líneas utilizando el VRD en lugar de su propia corrección. También descubrieron que las imágenes VRD eran más fáciles de ver y más nítidas. Como resultado de estas diversas pruebas, la visualización de retina virtual se considera una tecnología segura.
La pantalla de retina virtual crea imágenes que se pueden ver a la luz ambiental del día y de la habitación. El VRD se considera el candidato preferido para su uso en una pantalla quirúrgica debido a su combinación de alta resolución y alto contraste y brillo. Pruebas adicionales muestran un alto potencial para que VRD se utilice como tecnología de visualización para pacientes con baja visión.
El EyeTap (también conocido como Vidrio Generación 2 [60] ) captura rayos de luz que de otro modo pasarían a través del centro de la lente del ojo del usuario y sustituye cada rayo de luz real por luz sintética controlada por computadora.
El cristal de cuarta generación [60] (Laser EyeTap) es similar al VRD (es decir, utiliza una fuente de luz láser controlada por computadora), excepto que también tiene una profundidad de enfoque infinita y hace que el ojo mismo, en efecto, funcione como tanto una cámara como una pantalla mediante alineación exacta con el ojo y resíntesis (en luz láser) de los rayos de luz que ingresan al ojo. [61]
Una pantalla portátil emplea una pequeña pantalla que cabe en la mano del usuario. Todas las soluciones de RA portátiles hasta la fecha optan por la transparencia de vídeo. Inicialmente, la AR portátil empleaba marcadores fiduciales , [62] y posteriormente unidades GPS y sensores MEMS, como brújulas digitales y acelerómetro- giroscopio de seis grados de libertad . Hoy en día, los rastreadores sin marcadores de localización y mapeo simultáneos (SLAM), como PTAM (seguimiento y mapeo paralelos), están comenzando a utilizarse. La pantalla portátil AR promete ser el primer éxito comercial de las tecnologías AR. Las dos ventajas principales de la RA portátil son la naturaleza portátil de los dispositivos portátiles y la naturaleza ubicua de los teléfonos con cámara. Las desventajas son las limitaciones físicas que supone que el usuario tenga que sostener el dispositivo de mano delante de él en todo momento, así como el efecto distorsionador de las clásicas cámaras de gran angular de los teléfonos móviles en comparación con el mundo real visto a través del ojo. [63]
Juegos como Pokémon Go e Ingress utilizan una interfaz de mapa vinculado a imágenes (ILM), donde las ubicaciones geoetiquetadas aprobadas aparecen en un mapa estilizado para que el usuario interactúe. [64]
El mapeo de proyección aumenta los objetos y escenas del mundo real, sin el uso de pantallas especiales como monitores, pantallas montadas en la cabeza o dispositivos portátiles. El mapeo de proyección utiliza proyectores digitales para mostrar información gráfica en objetos físicos. La diferencia clave en el mapeo de proyección es que la pantalla está separada de los usuarios del sistema. Dado que las pantallas no están asociadas con cada usuario, el mapeo de proyección se escala naturalmente hasta grupos de usuarios, lo que permite la colaboración conjunta entre usuarios.
Los ejemplos incluyen lámparas de sombreado , proyectores móviles, mesas virtuales y proyectores inteligentes. Las lámparas Shader imitan y aumentan la realidad proyectando imágenes sobre objetos neutros. Esto brinda la oportunidad de mejorar la apariencia del objeto con materiales de una unidad simple: un proyector, una cámara y un sensor.
Otras aplicaciones incluyen proyecciones de mesa y pared. Una innovación, la Mesa Virtual Extendida, separa lo virtual de lo real al incluir espejos divisores de haz sujetos al techo en un ángulo ajustable. [65] Las vitrinas virtuales, que emplean espejos divisores de haz junto con múltiples pantallas gráficas, proporcionan un medio interactivo para interactuar simultáneamente con lo virtual y lo real. Muchas más implementaciones y configuraciones hacen que la realidad aumentada espacial sea una alternativa interactiva cada vez más atractiva.
Un sistema de proyección de mapeo puede mostrarse en cualquier cantidad de superficies en un ambiente interior a la vez. El mapeo de proyección admite tanto una visualización gráfica como una sensación háptica pasiva para los usuarios finales. Los usuarios pueden tocar objetos físicos en un proceso que proporciona una sensación háptica pasiva. [17] [66] [67] [68]
Los sistemas móviles modernos de realidad aumentada utilizan una o más de las siguientes tecnologías de seguimiento de movimiento : cámaras digitales y/u otros sensores ópticos , acelerómetros, GPS, giroscopios, brújulas de estado sólido e identificación por radiofrecuencia (RFID). Estas tecnologías ofrecen distintos niveles de exactitud y precisión. Estas tecnologías se implementan en la API ARKit de Apple y en la API ARCore de Google para permitir el seguimiento de sus respectivas plataformas de dispositivos móviles.
Las aplicaciones móviles de realidad aumentada están ganando popularidad debido a la amplia adopción de dispositivos móviles y especialmente portátiles. Sin embargo, a menudo dependen de algoritmos de visión computacional intensivos con requisitos de latencia extremos. Para compensar la falta de potencia informática, a menudo se desea descargar el procesamiento de datos a una máquina distante. La descarga informática introduce nuevas limitaciones en las aplicaciones, especialmente en términos de latencia y ancho de banda. Aunque existe una gran cantidad de protocolos de transporte multimedia en tiempo real, también existe la necesidad de soporte de la infraestructura de red. [69]
Las técnicas incluyen sistemas de reconocimiento de voz que traducen las palabras habladas de un usuario en instrucciones de computadora y sistemas de reconocimiento de gestos que interpretan los movimientos corporales de un usuario mediante detección visual o mediante sensores integrados en un dispositivo periférico como una varita, un lápiz óptico, un puntero, un guante u otra prenda corporal. . [70] [71] [72] [73] Los productos que intentan servir como controlador de auriculares AR incluyen Wave de Seebright Inc. y Nimble de Intugine Technologies.
La computadora analiza los datos visuales y de otro tipo detectados para sintetizar y posicionar aumentos. Las computadoras son responsables de los gráficos que acompañan a la realidad aumentada. La realidad aumentada utiliza una imagen generada por computadora que tiene un efecto sorprendente en la forma en que se muestra el mundo real. Con la mejora de la tecnología y las computadoras, la realidad aumentada conducirá a un cambio drástico en la perspectiva del mundo real. [74] Según Time , en unos 15 a 20 años se predice que la realidad aumentada y la realidad virtual se convertirán en el uso principal de las interacciones informáticas. [75] Las computadoras están mejorando a un ritmo muy rápido, lo que lleva a nuevas formas de mejorar otras tecnologías. Cuanto más progresen los ordenadores, la realidad aumentada será más flexible y más común en la sociedad. Las computadoras son el núcleo de la realidad aumentada.[76] La computadora recibe datos de los sensores que determinan la posición relativa de la superficie de un objeto. Esto se traduce en una entrada a la computadora que luego envía a los usuarios agregando algo que de otro modo no estaría allí. La computadora comprende memoria y un procesador. [77] La computadora toma el entorno escaneado, luego genera imágenes o un video y lo coloca en el receptor para que el observador lo vea. Las marcas fijas en la superficie de un objeto se almacenan en la memoria de una computadora. La computadora también se retira de su memoria para presentar imágenes de manera realista al espectador.
Los proyectores también se pueden utilizar para mostrar contenidos AR. El proyector puede proyectar un objeto virtual sobre una pantalla de proyección y el espectador puede interactuar con este objeto virtual. Las superficies de proyección pueden ser muchos objetos, como paredes o cristales. [78]
Una medida clave de los sistemas AR es cuán realistas integran los aumentos con el mundo real. El software debe derivar coordenadas del mundo real, independientemente de la cámara y de las imágenes de la cámara. Ese proceso se llama registro de imágenes y utiliza diferentes métodos de visión por computadora , en su mayoría relacionados con el seguimiento de videos . [79] [80] Muchos métodos de visión por computadora de realidad aumentada se heredan de la odometría visual . Un augograma es una imagen generada por computadora que se utiliza para crear AR. La Augografía es la práctica científica y de software de crear Augogramas para AR.
Por lo general, esos métodos constan de dos partes. La primera etapa consiste en detectar puntos de interés , marcadores fiduciales o flujo óptico en las imágenes de la cámara. Este paso puede utilizar métodos de detección de características como detección de esquinas , detección de manchas , detección de bordes o umbrales y otros métodos de procesamiento de imágenes . [81] [82] La segunda etapa restaura un sistema de coordenadas del mundo real a partir de los datos obtenidos en la primera etapa. Algunos métodos suponen que en la escena hay objetos con geometría conocida (o marcadores fiduciales). En algunos de esos casos, la estructura 3D de la escena debe calcularse de antemano. Si se desconoce parte de la escena, la localización y el mapeo simultáneos (SLAM) pueden mapear posiciones relativas. Si no hay información disponible sobre la geometría de la escena, se utilizan métodos de estructura a partir de movimiento , como el ajuste de paquete . Los métodos matemáticos utilizados en la segunda etapa incluyen: geometría proyectiva ( epipolar ), álgebra geométrica , representación de rotación con mapa exponencial , filtros de Kalman y de partículas , optimización no lineal , estadística robusta . [ cita necesaria ]
En la realidad aumentada, se distingue entre dos modos distintos de seguimiento, conocidos como marcador y sin marcador . Los marcadores son señales visuales que activan la visualización de la información virtual. [83] Se puede utilizar una hoja de papel con algunas geometrías distintas. La cámara reconoce las geometrías identificando puntos específicos en el dibujo. El seguimiento sin marcadores, también llamado seguimiento instantáneo, no utiliza marcadores. En lugar de ello, el usuario posiciona el objeto en la vista de la cámara preferentemente en un plano horizontal. Utiliza sensores en dispositivos móviles para detectar con precisión el entorno del mundo real, como la ubicación de paredes y puntos de intersección. [84]
El lenguaje de marcado de realidad aumentada (ARML) es un estándar de datos desarrollado dentro del Open Geospatial Consortium (OGC), [85] que consiste en una gramática del lenguaje de marcado extensible ( XML ) para describir la ubicación y apariencia de los objetos virtuales en la escena, así como Enlaces ECMAScript para permitir el acceso dinámico a las propiedades de los objetos virtuales.
Para permitir un rápido desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada, se lanzaron algunas aplicaciones de desarrollo de software como Lens Studio de Snapchat y Spark AR de Facebook , incluidos kits de desarrollo de software (SDK) de Apple y Google. [86] [87]
La implementación de la realidad aumentada en productos de consumo requiere considerar el diseño de las aplicaciones y las limitaciones relacionadas de la plataforma tecnológica. Dado que los sistemas de RA dependen en gran medida de la inmersión del usuario y de la interacción entre el usuario y el sistema, el diseño puede facilitar la adopción de la virtualidad. Para la mayoría de los sistemas de realidad aumentada, se puede seguir una pauta de diseño similar. A continuación se enumeran algunas consideraciones para diseñar aplicaciones de realidad aumentada:
El diseño de contexto se centra en el entorno físico, el espacio espacial y la accesibilidad del usuario final que pueden desempeñar un papel al utilizar el sistema AR. Los diseñadores deben ser conscientes de los posibles escenarios físicos en los que puede encontrarse el usuario final, como por ejemplo:
Al evaluar cada escenario físico, se pueden evitar posibles riesgos de seguridad y se pueden realizar cambios para mejorar aún más la inmersión del usuario final. Los diseñadores de UX tendrán que definir los recorridos de los usuarios para los escenarios físicos relevantes y definir cómo reacciona la interfaz ante cada uno.
Otro aspecto del diseño del contexto implica el diseño de la funcionalidad del sistema y su capacidad para adaptarse a las preferencias del usuario. [89] [90] Si bien las herramientas de accesibilidad son comunes en el diseño de aplicaciones básicas, se debe tener cierta consideración al diseñar indicaciones de tiempo limitado (para evitar operaciones no intencionales), señales de audio y tiempo de participación general. Es importante tener en cuenta que, en algunas situaciones, la funcionalidad de la aplicación puede obstaculizar la capacidad del usuario. Por ejemplo, las aplicaciones que se utilizan para conducir deberían reducir la cantidad de interacción del usuario y utilizar señales de audio en su lugar.
El diseño de interacción en la tecnología de realidad aumentada se centra en el compromiso del usuario con el producto final para mejorar la experiencia y el disfrute general del usuario. El propósito del diseño de interacción es evitar alienar o confundir al usuario al organizar la información presentada. Dado que la interacción del usuario depende de la entrada del usuario, los diseñadores deben hacer que los controles del sistema sean más fáciles de entender y accesibles. Una técnica común para mejorar la usabilidad de las aplicaciones de realidad aumentada es descubrir las áreas a las que se accede con frecuencia en la pantalla táctil del dispositivo y diseñar la aplicación para que coincida con esas áreas de control. [91] También es importante estructurar los mapas de viaje del usuario y el flujo de información presentado, lo que reduce la carga cognitiva general del sistema y mejora en gran medida la curva de aprendizaje de la aplicación. [92]
En el diseño de interacción, es importante que los desarrolladores utilicen tecnología de realidad aumentada que complemente la función o el propósito del sistema. [93] Por ejemplo, la utilización de interesantes filtros AR y el diseño de la plataforma única para compartir en Snapchat permite a los usuarios aumentar sus interacciones sociales dentro de la aplicación. En otras aplicaciones que requieren que los usuarios comprendan el enfoque y la intención, los diseñadores pueden emplear una retícula o un raycast desde el dispositivo. [89]
En general, el diseño gráfico es la apariencia de la aplicación en desarrollo que atrae al usuario. Para mejorar los elementos de la interfaz gráfica y la interacción del usuario, los desarrolladores pueden utilizar señales visuales para informar al usuario con qué elementos de la interfaz de usuario están diseñados para interactuar y cómo hacerlo. Dado que navegar en una aplicación AR puede parecer difícil y frustrante, el diseño de señales visuales puede hacer que las interacciones parezcan más naturales. [88]
En algunas aplicaciones de realidad aumentada que utilizan un dispositivo 2D como superficie interactiva, el entorno de control 2D no se traduce bien en el espacio 3D, lo que hace que los usuarios duden a la hora de explorar su entorno. Para resolver este problema, los diseñadores deben aplicar señales visuales para ayudar y animar a los usuarios a explorar su entorno.
Es importante tener en cuenta los dos objetos principales en AR al desarrollar aplicaciones de VR: objetos volumétricos 3D que se manipulan e interactúan de manera realista con luces y sombras; e imágenes de medios animados, como imágenes y videos, que en su mayoría son medios 2D tradicionales representados en un nuevo contexto para la realidad aumentada. [88] Cuando los objetos virtuales se proyectan en un entorno real, es un desafío para los diseñadores de aplicaciones de realidad aumentada garantizar una integración perfecta en relación con el entorno del mundo real, especialmente con objetos 2D. Como tal, los diseñadores pueden agregar peso a los objetos, usar mapas de profundidad y elegir diferentes propiedades materiales que resalten la presencia del objeto en el mundo real. Otro diseño visual que se puede aplicar es utilizar diferentes técnicas de iluminación o proyectar sombras para mejorar el criterio de profundidad general. Por ejemplo, una técnica de iluminación común consiste simplemente en colocar una fuente de luz en la posición de las 12 en punto para crear sombras sobre objetos virtuales. [88]
La realidad aumentada se ha explorado para muchas aplicaciones, desde juegos y entretenimiento hasta medicina, educación y negocios. [94] Las áreas de aplicación de ejemplo que se describen a continuación incluyen arqueología, arquitectura, comercio y educación. Algunos de los primeros ejemplos citados incluyen la realidad aumentada utilizada para apoyar la cirugía al proporcionar superposiciones virtuales para guiar a los médicos, hasta contenido AR para astronomía y soldadura. [7] [95]
La RA se ha utilizado para ayudar en la investigación arqueológica . Al aumentar las características arqueológicas en el paisaje moderno, la RA permite a los arqueólogos formular posibles configuraciones de sitios a partir de estructuras existentes. [96] Los modelos generados por computadora de ruinas, edificios, paisajes o incluso pueblos antiguos se han reciclado en las primeras aplicaciones arqueológicas de AR. [97] [98] [99] Por ejemplo, la implementación de un sistema como VITA (Herramienta de interacción visual para arqueología) permitirá a los usuarios imaginar e investigar resultados de excavación instantáneos sin salir de casa. Cada usuario puede colaborar mutuamente "navegando, buscando y viendo datos". Hrvoje Benko, investigador del departamento de informática de la Universidad de Columbia , señala que estos sistemas particulares y otros similares pueden proporcionar "imágenes panorámicas en 3D y modelos en 3D del propio sitio en diferentes etapas de excavación", al mismo tiempo que organizan gran parte de los datos. de forma colaborativa y fácil de usar. Los sistemas AR colaborativos proporcionan interacciones multimodales que combinan el mundo real con imágenes virtuales de ambos entornos. [100]
La RA puede ayudar a visualizar proyectos de construcción. Las imágenes de una estructura generadas por computadora se pueden superponer a una vista local real de una propiedad antes de que se construya el edificio físico allí; Trimble Navigation lo demostró públicamente en 2004. La RA también se puede emplear dentro del espacio de trabajo de un arquitecto, generando visualizaciones animadas en 3D de sus dibujos en 2D. La visión de la arquitectura se puede mejorar con aplicaciones AR, permitiendo a los usuarios que ven el exterior de un edificio ver virtualmente a través de sus paredes, viendo sus objetos interiores y su diseño. [101] [102] [103]
Con mejoras continuas en la precisión del GPS , las empresas pueden utilizar la realidad aumentada para visualizar modelos georreferenciados de sitios de construcción, estructuras subterráneas, cables y tuberías utilizando dispositivos móviles. [104] La realidad aumentada se aplica para presentar nuevos proyectos, resolver desafíos de construcción en el sitio y mejorar los materiales promocionales. [105] Los ejemplos incluyen el casco inteligente Daqri , un casco con tecnología Android que se utiliza para crear realidad aumentada para el trabajador industrial, incluidas instrucciones visuales, alertas en tiempo real y mapas en 3D.
Tras el terremoto de Christchurch , la Universidad de Canterbury lanzó CityViewAR, [106] que permitió a los urbanistas e ingenieros visualizar edificios que habían sido destruidos. [107] Esto no solo proporcionó a los planificadores herramientas para hacer referencia al paisaje urbano anterior , sino que también sirvió como un recordatorio de la magnitud de la devastación resultante, ya que edificios enteros habían sido demolidos.
Los sistemas AR se están utilizando como herramientas colaborativas para el diseño y la planificación en el entorno construido. Por ejemplo, la realidad aumentada se puede utilizar para crear mapas de realidad aumentada, edificios y fuentes de datos proyectados en mesas para que los profesionales del entorno construido los visualicen de forma colaborativa. [108] Outdoor AR promete que los diseños y planes se pueden superponer al mundo real, redefiniendo el mandato de estas profesiones para incorporar el diseño in situ a su proceso. Las opciones de diseño se pueden articular en el sitio y parecen más cercanas a la realidad que los mecanismos de escritorio tradicionales, como mapas 2D y modelos 3D.
El concepto de ciudad inteligente también utiliza sistemas TIC, incluida la RA, para presentar información a los ciudadanos, mejorar la eficiencia operativa y, en última instancia, mejorar la calidad de los servicios públicos. [109] Algunos desarrolladores urbanos han comenzado a tomar medidas instalando sistemas inteligentes para la recolección de residuos, monitoreando la seguridad pública a través de tecnologías de monitoreo AR y mejorando el turismo a través de tecnologías interactivas. [109]
En entornos educativos, la RA se ha utilizado para complementar un plan de estudios estándar. Se pueden superponer textos, gráficos, videos y audio en el entorno en tiempo real de un estudiante. Los libros de texto, tarjetas didácticas y otro material de lectura educativo pueden contener "marcadores" o activadores integrados que, cuando se escanean con un dispositivo AR, producen información complementaria para el estudiante en formato multimedia. [110] [111] [112] La Realidad virtual, aumentada y mixta de 2015: 7ma Conferencia Internacional mencionó Google Glass como un ejemplo de realidad aumentada que puede reemplazar el aula física. [113] En primer lugar, las tecnologías AR ayudan a los estudiantes a participar en una exploración auténtica en el mundo real, y los objetos virtuales como textos, videos e imágenes son elementos complementarios para que los estudiantes realicen investigaciones del entorno del mundo real. [114]
A medida que la RA evoluciona, los estudiantes pueden participar de forma interactiva e interactuar con el conocimiento de forma más auténtica. En lugar de seguir siendo receptores pasivos, los estudiantes pueden convertirse en aprendices activos, capaces de interactuar con su entorno de aprendizaje. Las simulaciones de eventos históricos generadas por computadora permiten a los estudiantes explorar y aprender detalles de cada área importante del sitio del evento. [115]
En la educación superior, Construct3D, un sistema de Studierstube, permite a los estudiantes aprender conceptos de ingeniería mecánica, matemáticas o geometría. [116] Las aplicaciones de química AR permiten a los estudiantes visualizar e interactuar con la estructura espacial de una molécula utilizando un objeto marcador sostenido en la mano. [117] Otros han utilizado HP Reveal, una aplicación gratuita, para crear tarjetas de notas AR para estudiar mecanismos de química orgánica o para crear demostraciones virtuales de cómo utilizar instrumentos de laboratorio. [118] Los estudiantes de anatomía pueden visualizar diferentes sistemas del cuerpo humano en tres dimensiones. [119] Se ha demostrado que el uso de la RA como herramienta para aprender estructuras anatómicas aumenta el conocimiento del alumno y proporciona beneficios intrínsecos, como una mayor participación y inmersión del alumno. [120] [121]
La RA se utiliza para sustituir los manuales en papel por instrucciones digitales que se superponen en el campo de visión del operador de fabricación, lo que reduce el esfuerzo mental necesario para operar. [122] AR hace que el mantenimiento de la máquina sea eficiente porque brinda a los operadores acceso directo al historial de mantenimiento de una máquina. [123] Los manuales virtuales ayudan a los fabricantes a adaptarse a los diseños de productos que cambian rápidamente, ya que las instrucciones digitales se editan y distribuyen más fácilmente en comparación con los manuales físicos. [122]
Las instrucciones digitales aumentan la seguridad del operador al eliminar la necesidad de que los operadores miren una pantalla o un manual fuera del área de trabajo, lo que puede ser peligroso. En cambio, las instrucciones se superponen en el área de trabajo. [124] [125] El uso de AR puede aumentar la sensación de seguridad de los operadores cuando trabajan cerca de maquinaria industrial de alta carga al brindarles a los operadores información adicional sobre el estado de una máquina y las funciones de seguridad, así como las áreas peligrosas del espacio de trabajo. [124] [126]
La RA se utiliza para integrar el marketing impreso y de vídeo. El material de marketing impreso se puede diseñar con ciertas imágenes "desencadenantes" que, cuando se escanean con un dispositivo habilitado para AR mediante reconocimiento de imágenes, activan una versión en video del material promocional. Una diferencia importante entre la realidad aumentada y el reconocimiento de imágenes directo es que se pueden superponer varios medios al mismo tiempo en la pantalla de visualización, como los botones para compartir en las redes sociales, el video en la página, incluso el audio y los objetos 3D. Las publicaciones tradicionales impresas utilizan la realidad aumentada para conectar diferentes tipos de medios. [127] [128] [129] [130] [131]
La RA puede mejorar las vistas previas de los productos, como permitir que un cliente vea lo que hay dentro del embalaje de un producto sin abrirlo. [132] La RA también se puede utilizar como ayuda para seleccionar productos de un catálogo o mediante un quiosco. Las imágenes escaneadas de productos pueden activar vistas de contenido adicional como opciones de personalización e imágenes adicionales del producto en su uso. [133]
Para 2010 se habían desarrollado camerinos virtuales para el comercio electrónico. [134]
En 2012, una casa de moneda utilizó técnicas de RA para comercializar una moneda conmemorativa de Aruba. La moneda en sí se usó como disparador de AR y, cuando se sostuvo frente a un dispositivo habilitado para AR, reveló objetos adicionales y capas de información que no eran visibles sin el dispositivo. [135] [136]
En 2018, Apple anunció la compatibilidad con archivos USDZ AR para iPhones y iPads con iOS12. Apple ha creado una galería AR QuickLook que permite a las masas experimentar la realidad aumentada en su propio dispositivo Apple. [137]
En 2018, Shopify , la empresa canadiense de comercio electrónico, anunció la integración de AR Quick Look. Sus comerciantes podrán cargar modelos 3D de sus productos y sus usuarios podrán tocar los modelos dentro del navegador Safari en sus dispositivos iOS para verlos en sus entornos del mundo real. [138]
En 2018, Twinkl lanzó una aplicación de aula AR gratuita. Los alumnos pueden ver cómo era York hace más de 1.900 años. [139] Twinkl lanzó el primer juego AR multijugador, Little Red [140] y tiene más de 100 modelos educativos AR gratuitos. [141]
La realidad aumentada se utiliza cada vez más para la publicidad online. Los minoristas ofrecen la posibilidad de cargar una imagen en su sitio web y "probarse" varias prendas superpuestas en la imagen. Es más, empresas como Bodymetrics instalan vestidores en grandes almacenes que ofrecen escaneo de cuerpo completo . Estas cabinas representan un modelo 3-D del usuario, lo que les permite ver diferentes atuendos sin la necesidad de cambiarse físicamente de ropa. [142] Por ejemplo, JC Penney y Bloomingdale's utilizan " vestidores virtuales " que permiten a los clientes verse a sí mismos con ropa sin probársela. [143] Otra tienda que utiliza AR para comercializar ropa a sus clientes es Neiman Marcus . [144] Neiman Marcus ofrece a los consumidores la posibilidad de ver sus atuendos en una vista de 360 grados con su "espejo de memoria". [144] Las tiendas de maquillaje como L'Oreal , Sephora , Charlotte Tilbury y Rimmel también tienen aplicaciones que utilizan AR. [145] Estas aplicaciones permiten a los consumidores ver cómo les quedará el maquillaje. [145] Según Greg Jones, director de AR y VR de Google, la realidad aumentada va a "reconectar el comercio minorista físico y digital". [145]
La tecnología AR también la utilizan minoristas de muebles como IKEA , Houzz y Wayfair . [145] [143] Estos minoristas ofrecen aplicaciones que permiten a los consumidores ver sus productos en su hogar antes de comprar cualquier cosa. [145] En 2017, Ikea anunció la aplicación Ikea Place. Contiene un catálogo de más de 2000 productos: casi la colección completa de sofás, sillones, mesas de café y unidades de almacenamiento de la compañía que se pueden colocar en cualquier lugar de una habitación con su teléfono. [146] La aplicación hizo posible tener modelos de muebles en 3D y a escala real en el espacio habitable del cliente. IKEA se dio cuenta de que sus clientes ya no compran en las tiendas con tanta frecuencia ni realizan compras directas. [147] [148] La adquisición de Primer por parte de Shopify, una aplicación AR , tiene como objetivo impulsar a los vendedores pequeños y medianos hacia compras interactivas AR con integración AR fácil de usar y experiencia de usuario tanto para comerciantes como para consumidores. [149] AR ayuda a la industria minorista a reducir los costos operativos. Los comerciantes cargan información de productos al sistema AR y los consumidores pueden usar terminales móviles para buscar y generar mapas 3D. [150]
La primera descripción de la RA tal como se la conoce hoy fue en Virtual Light , la novela de 1994 de William Gibson. En 2011, ni ka de Sekai Camera en Tokio, Japón , mezcló la realidad aumentada con la poesía . La prosa de estos poemas AR proviene de Paul Celan , Die Niemandsrose , y expresa las secuelas del terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 . [151]
La RA aplicada en las artes visuales permite que objetos o lugares desencadenen experiencias e interpretaciones artísticas multidimensionales de la realidad.
El artista australiano de nuevos medios Jeffrey Shaw fue pionero en la Realidad Aumentada en tres obras de arte: Viewpoint en 1975, Virtual Sculptures en 1987 y The Golden Calf en 1993. [153] [154] Continúa explorando nuevas permutaciones de AR en numerosos trabajos recientes.
La realidad aumentada puede ayudar en la progresión del arte visual en los museos al permitir a los visitantes ver obras de arte en las galerías de forma multidimensional a través de las pantallas de sus teléfonos. [155] El Museo de Arte Moderno de Nueva York ha creado una exposición en su museo de arte que muestra características de RA que los espectadores pueden ver usando una aplicación en su teléfono inteligente. [156] El museo ha desarrollado su aplicación personal, llamada MoMAR Gallery, que los visitantes del museo pueden descargar y utilizar en la galería especializada en realidad aumentada para ver las pinturas del museo de una manera diferente. [157] Esto permite a las personas ver aspectos ocultos e información sobre las pinturas, y también poder tener una experiencia tecnológica interactiva con las obras de arte.
La tecnología AR también se utilizó en "Margin of Error" y "Revolutions" de Nancy Baker Cahill , [158] las dos piezas de arte público que creó para la exposición Desert X de 2019 . [159]
La tecnología AR ayudó al desarrollo de la tecnología de seguimiento ocular para traducir los movimientos oculares de una persona discapacitada en dibujos en una pantalla. [160]
La tecnología AR también se puede utilizar para colocar objetos en el entorno del usuario. El artista danés Olafur Eliasson coloca objetos como soles ardientes, rocas extraterrestres y animales raros en el entorno del usuario. [161] Martin & Muñoz comenzaron a utilizar la tecnología de Realidad Aumentada (AR) en 2020 para crear y colocar obras virtuales, basadas en sus bolas de nieve, en sus exposiciones y en los entornos de los usuarios. Su primer trabajo de RA se presentó en el Instituto Cervantes de Nueva York a principios de 2022. [162]
El hardware y software de RA para uso en fitness incluye gafas inteligentes diseñadas para andar en bicicleta y correr, con análisis de rendimiento y navegación por mapas proyectados en el campo de visión del usuario, [163] y boxeo, artes marciales y tenis, donde los usuarios permanecen conscientes de su estado físico. ambiente para la seguridad. [164] Los juegos y software relacionados con el fitness incluyen Pokémon Go y Jurassic World Alive . [165]
La interacción persona-computadora (HCI) es un área interdisciplinaria de la informática que se ocupa del diseño y la implementación de sistemas que interactúan con las personas. Los investigadores de HCI provienen de diversas disciplinas, incluidas la informática, la ingeniería, el diseño, el factor humano y las ciencias sociales, con el objetivo compartido de resolver problemas en el diseño y el uso de la tecnología para que pueda usarse de manera más fácil y efectiva. , de manera eficiente, segura y con satisfacción. [166]
Los niños de escuela primaria aprenden fácilmente a partir de experiencias interactivas. Por ejemplo, las constelaciones astronómicas y los movimientos de los objetos del sistema solar se orientaron en 3D y se superpusieron en la dirección en la que se sostenía el dispositivo, y se ampliaron con información de vídeo complementaria. Las ilustraciones de libros de ciencias en papel podrían parecer cobrar vida en forma de vídeo sin necesidad de que el niño navegue hasta materiales en la web.
En 2013, se lanzó un proyecto en Kickstarter para enseñar sobre electrónica con un juguete educativo que permitía a los niños escanear su circuito con un iPad y ver la corriente eléctrica fluyendo. [167] Si bien algunas aplicaciones educativas estaban disponibles para AR en 2016, no se utilizaron ampliamente. Las aplicaciones que aprovechan la realidad aumentada para ayudar en el aprendizaje incluyen SkyView para estudiar astronomía, [168] AR Circuits para construir circuitos eléctricos simples, [169] y SketchAr para dibujar. [170]
La RA también sería una forma para que padres y profesores alcancen sus objetivos en la educación moderna, que podrían incluir proporcionar un aprendizaje más individualizado y flexible, establecer conexiones más estrechas entre lo que se enseña en la escuela y el mundo real, y ayudar a los estudiantes a involucrarse más en su propio aprendizaje.
Los sistemas de realidad aumentada se utilizan en situaciones de seguridad pública , desde súper tormentas hasta sospechosos en libertad.
Ya en 2009, dos artículos de Emergency Management analizaban la tecnología AR para la gestión de emergencias. El primero fue "Realidad aumentada: tecnología emergente para la gestión de emergencias", de Gerald Baron. [171] Según Adam Crow: "Las tecnologías como la realidad aumentada (por ejemplo, Google Glass) y las crecientes expectativas del público seguirán obligando a los administradores de emergencias profesionales a cambiar radicalmente cuándo, dónde y cómo se implementa la tecnología antes, durante, y después de los desastres." [172]
Otro ejemplo temprano fue un avión de búsqueda que buscaba a un excursionista perdido en un terreno montañoso accidentado. Los sistemas de realidad aumentada proporcionaron a los operadores de cámaras aéreas un conocimiento geográfico de los nombres y ubicaciones de los caminos forestales combinados con el vídeo de la cámara. El operador de la cámara pudo buscar mejor al excursionista conociendo el contexto geográfico de la imagen de la cámara. Una vez localizado, el operador pudo dirigir de manera más eficiente a los rescatistas a la ubicación del excursionista porque la posición geográfica y los puntos de referencia estaban claramente etiquetados. [173]
La RA se puede utilizar para facilitar la interacción social. Un marco de red social de realidad aumentada llamado Talk2Me permite a las personas difundir información y ver la información anunciada por otros en una forma de realidad aumentada. Las funcionalidades oportunas y dinámicas de intercambio y visualización de información de Talk2Me ayudan a iniciar conversaciones y hacer amigos para los usuarios con personas que se encuentran físicamente cerca. [174] Sin embargo, el uso de un auricular AR puede inhibir la calidad de una interacción entre dos personas si una no lo usa si el auricular se convierte en una distracción. [175]
La realidad aumentada también brinda a los usuarios la posibilidad de practicar diferentes formas de interacciones sociales con otras personas en un entorno seguro y libre de riesgos. Hannes Kauffman, profesor asociado de realidad virtual en TU Viena , dice: "En la realidad aumentada colaborativa, varios usuarios pueden acceder a un espacio compartido poblado por objetos virtuales, sin dejar de estar conectados al mundo real. Esta técnica es particularmente poderosa para fines educativos cuando los usuarios "Colocado y puede utilizar medios naturales de comunicación (habla, gestos, etc.), pero también se puede combinar con éxito con realidad virtual inmersiva o colaboración remota". [ Esta cita necesita una cita ] Hannes cita la educación como un uso potencial de esta tecnología.
La industria del juego adoptó la tecnología AR. Se desarrollaron varios juegos para entornos interiores preparados, como air hockey AR, Titans of Space , combate colaborativo contra enemigos virtuales y juegos de mesa de billar mejorados con AR. [176] [177] [178]
En 2010, Ogmento se convirtió en la primera startup de juegos de realidad aumentada en recibir financiación de capital de riesgo. La compañía pasó a producir los primeros juegos de realidad aumentada basados en la ubicación para títulos como Paranormal Activity: Sanctuary, NBA: King of the Court y Halo: King of the Hill. La tecnología de visión por computadora de la empresa finalmente fue reempaquetada y vendida a Apple, convirtiéndose en una contribución importante a ARKit. [179]
La realidad aumentada permitió a los jugadores de videojuegos experimentar juegos digitales en un entorno del mundo real. Niantic lanzó el juego móvil de realidad aumentada Pokémon Go . [180] Disney se ha asociado con Lenovo para crear el juego de realidad aumentada Star Wars : Jedi Challenges que funciona con un auricular Lenovo Mirage AR, un sensor de seguimiento y un controlador Lightsaber , cuyo lanzamiento está previsto para diciembre de 2017. [181]
Los juegos de realidad aumentada (ARG) también se utilizan para comercializar propiedades de entretenimiento cinematográfica y televisiva. El 16 de marzo de 2011, BitTorrent promovió una versión con licencia abierta del largometraje Zenith en los Estados Unidos. También se animó a los usuarios que descargaron el software cliente BitTorrent a descargar y compartir la primera parte de las tres partes de la película. El 4 de mayo de 2011, la segunda parte de la película estuvo disponible en VODO . El estreno episódico de la película, complementado con una campaña de marketing transmedia de ARG, creó un efecto viral y más de un millón de usuarios descargaron la película. [182] [183] [184] [185]
La RA permite a los diseñadores industriales experimentar el diseño y el funcionamiento de un producto antes de completarlo. Volkswagen ha utilizado AR para comparar imágenes de pruebas de choque reales y calculadas. [186] La RA se ha utilizado para visualizar y modificar la estructura de la carrocería y el diseño del motor. También se ha utilizado para comparar maquetas digitales con maquetas físicas para encontrar discrepancias entre ellas. [187] [188]
Una de las primeras aplicaciones de la realidad aumentada fue en la atención sanitaria, particularmente para apoyar la planificación, la práctica y la formación de procedimientos quirúrgicos. Ya en 1992, mejorar el rendimiento humano durante la cirugía era un objetivo formalmente declarado cuando se construyeron los primeros sistemas de realidad aumentada en los laboratorios de la Fuerza Aérea de EE. UU. [3] Desde 2005, para localizar las venas se ha utilizado un dispositivo llamado buscador de venas de infrarrojo cercano que filma las venas subcutáneas, procesa y proyecta la imagen de las venas sobre la piel. [189] [190] La RA proporciona a los cirujanos datos de seguimiento de pacientes al estilo de la pantalla frontal de un piloto de combate y permite acceder y superponer los registros de imágenes de los pacientes, incluidos vídeos funcionales. Los ejemplos incluyen una vista de rayos X virtual basada en una tomografía previa o en imágenes en tiempo real de sondas de ultrasonido y microscopía confocal , [191] visualizar la posición de un tumor en el video de un endoscopio , [192] o riesgos de exposición a la radiación de X -dispositivos de imágenes por rayos. [193] [194] La RA puede mejorar la visualización de un feto dentro del útero de la madre . [195] Siemens, Karl Storz e IRCAD han desarrollado un sistema para cirugía hepática laparoscópica que utiliza AR para ver tumores y vasos subterráneos. [196] La RA se ha utilizado para el tratamiento de la fobia a las cucarachas [197] y para reducir el miedo a las arañas. [198] A los pacientes que usan gafas de realidad aumentada se les puede recordar que tomen medicamentos. [199] La realidad aumentada puede ser muy útil en el campo médico. [200] Podría usarse para proporcionar información crucial a un médico o cirujano sin que aparten la vista del paciente. El 30 de abril de 2015, Microsoft anunció Microsoft HoloLens , su primer intento de realidad aumentada. HoloLens ha avanzado a lo largo de los años y es capaz de proyectar hologramas para cirugía guiada por imágenes basadas en fluorescencia infrarroja cercana. [201] A medida que avanza la realidad aumentada, encuentra cada vez más aplicaciones en la atención sanitaria. Se están utilizando la realidad aumentada y utilidades informáticas similares para formar a los profesionales médicos. [202] [203] En el ámbito sanitario, la RA se puede utilizar para proporcionar orientación durante intervenciones diagnósticas y terapéuticas, por ejemplo, durante la cirugía. Magee y otros, [204]por ejemplo, describa el uso de la realidad aumentada para la formación médica en la simulación de la colocación de agujas guiadas por ultrasonido. Un estudio muy reciente realizado por Akçayır, Akçayır, Pektaş y Ocak (2016) reveló que la tecnología AR mejora las habilidades de laboratorio de los estudiantes universitarios y les ayuda a desarrollar actitudes positivas relacionadas con el trabajo de laboratorio de física. [205] Recientemente, la realidad aumentada comenzó a ser adoptada en neurocirugía , un campo que requiere grandes cantidades de imágenes antes de los procedimientos. [206]
Con diferentes métodos de visualización para procesar conjuntos de grandes datos en realidad virtual y aumentada , Gautam Siwach et al exploraron la implementación de métodos estadísticos y técnicas de modelado sobre grandes datos en Metaverse , es decir, utilizando algoritmos de aprendizaje automático e inteligencia artificial . [207]
Las aplicaciones de realidad aumentada, que se ejecutan en dispositivos portátiles utilizados como cascos de realidad virtual, también pueden digitalizar la presencia humana en el espacio y proporcionar un modelo de ellos generado por computadora, en un espacio virtual donde pueden interactuar y realizar diversas acciones. Estas capacidades quedan demostradas por Project Anywhere, desarrollado por un estudiante de posgrado en ETH Zurich, que fue denominado como una "experiencia extracorporal". [208] [209] [210]
Basándose en décadas de investigación perceptual-motora en psicología experimental, los investigadores del Laboratorio de Investigación de Aviación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign utilizaron la realidad aumentada en forma de una trayectoria de vuelo en el cielo para enseñar a los estudiantes de vuelo cómo aterrizar un avión usando un simulador de vuelo. Un horario adaptativo aumentado en el que a los estudiantes se les mostraba el aumento sólo cuando se apartaban de la trayectoria de vuelo resultó ser una intervención de entrenamiento más efectiva que un horario constante. [211] [212] Los estudiantes de vuelo a los que se les enseñó a aterrizar en el simulador con el aumento adaptativo aprendieron a aterrizar una avioneta más rápidamente que los estudiantes con la misma cantidad de entrenamiento de aterrizaje en el simulador pero con un aumento constante o sin ningún aumento. [211]
Una de las primeras aplicaciones interesantes de la RA se produjo cuando Rockwell International creó superposiciones de mapas de vídeo de pistas de desechos orbitales y satelitales para ayudar en las observaciones espaciales en el Sistema Óptico de Maui de la Fuerza Aérea. En su artículo de 1993 "Debris Correlation Using the Rockwell WorldView System", los autores describen el uso de superposiciones de mapas aplicadas al vídeo de los telescopios de vigilancia espacial. Las superposiciones de mapas indicaron las trayectorias de varios objetos en coordenadas geográficas. Esto permitió a los operadores de telescopios identificar satélites y también identificar y catalogar desechos espaciales potencialmente peligrosos. [213]
A partir de 2003, el ejército de EE. UU. integró el sistema de realidad aumentada SmartCam3D en el sistema aéreo no tripulado Shadow para ayudar a los operadores de sensores que utilizan cámaras telescópicas a localizar personas o puntos de interés. El sistema combinaba información geográfica fija, incluidos nombres de calles, puntos de interés, aeropuertos y ferrocarriles, con vídeo en directo desde el sistema de cámaras. El sistema ofrecía un modo "imagen en imagen" que le permite mostrar una vista sintética del área que rodea el campo de visión de la cámara. Esto ayuda a resolver un problema en el que el campo de visión es tan estrecho que excluye contextos importantes, como si "mirara a través de una pajita de refresco". El sistema muestra marcadores de ubicación amigo/enemigo/neutral en tiempo real combinados con video en vivo, lo que brinda al operador una mejor conciencia de la situación.
Los investigadores del Laboratorio de Investigación de la USAF (Calhoun, Draper et al.) encontraron un aumento de aproximadamente el doble en la velocidad a la que los operadores de sensores de UAV encontraron puntos de interés utilizando esta tecnología. [214] Esta capacidad de mantener la conciencia geográfica mejora cuantitativamente la eficiencia de la misión. El sistema se utiliza en los sistemas aéreos no tripulados RQ-7 Shadow y MQ-1C Gray Eagle del Ejército de EE. UU.
En combate, la RA puede servir como un sistema de comunicación en red que proporciona datos útiles del campo de batalla en las gafas de un soldado en tiempo real. Desde el punto de vista del soldado, se pueden marcar personas y diversos objetos con indicadores especiales para advertir de posibles peligros. También se pueden generar mapas virtuales e imágenes de cámaras con vista de 360° para ayudar a la navegación de un soldado y la perspectiva del campo de batalla, y esto se puede transmitir a los líderes militares en un centro de comando remoto. [215] La combinación de visualización de cámaras de visión de 360° y AR se puede utilizar a bordo de vehículos de combate y tanques como sistema de revisión circular .
La RA puede ser una herramienta eficaz para mapear virtualmente las topologías 3D de los depósitos de municiones en el terreno, con la elección de la combinación de municiones en pilas y las distancias entre ellas con una visualización de las áreas de riesgo. [216] [ ¿ fuente poco confiable? ] El alcance de las aplicaciones de AR también incluye la visualización de datos de sensores de monitoreo de municiones integrados. [216]
El NASA X-38 voló usando un sistema híbrido de visión sintética que superponía datos de mapas en video para proporcionar una navegación mejorada para la nave espacial durante las pruebas de vuelo de 1998 a 2002. Utilizó el software LandForm, que fue útil en momentos de visibilidad limitada, incluido un ejemplo, cuando la ventana de la cámara de video se congeló dejando a los astronautas confiando en las superposiciones del mapa. [217] El software LandForm también se probó en el Army Yuma Proving Ground en 1999. En la foto de la derecha se pueden ver los marcadores del mapa que indican las pistas, la torre de control del tráfico aéreo, las calles de rodaje y los hangares superpuestos en el video. [218]
La RA puede aumentar la eficacia de los dispositivos de navegación. Se puede mostrar información en el parabrisas de un automóvil indicando direcciones y medidores de destino, clima, terreno, condiciones de la carretera e información de tráfico, así como alertas sobre peligros potenciales en su camino. [219] [220] [221] Desde 2012, una empresa con sede en Suiza, WayRay, ha estado desarrollando sistemas de navegación AR holográficos que utilizan elementos ópticos holográficos para proyectar toda la información relacionada con la ruta, incluidas direcciones, notificaciones importantes y puntos de interés, directamente en el línea de visión del conductor y muy por delante del vehículo. [222] [223] A bordo de embarcaciones marítimas, la RA puede permitir a los vigilantes del puente monitorear continuamente información importante, como el rumbo y la velocidad de un barco, mientras se mueve por el puente o realiza otras tareas. [224]
La realidad aumentada puede tener un impacto positivo en la colaboración laboral, ya que las personas pueden tender a interactuar más activamente con su entorno de aprendizaje. También puede fomentar la renovación tácita del conocimiento, lo que hace que las empresas sean más competitivas. La RA se utilizó para facilitar la colaboración entre los miembros del equipo distribuido a través de conferencias con participantes locales y virtuales. Las tareas de AR incluyeron reuniones de intercambio de ideas y discusión utilizando visualización común a través de mesas con pantalla táctil, pizarras digitales interactivas, espacios de diseño compartidos y salas de control distribuidas. [225] [226] [227]
En entornos industriales, la realidad aumentada está demostrando tener un impacto sustancial con cada vez más casos de uso que surgen en todos los aspectos del ciclo de vida del producto, desde el diseño del producto y la introducción de nuevos productos (NPI), hasta la fabricación, el servicio y el mantenimiento, el manejo de materiales y distribución. Por ejemplo, se exhibieron etiquetas en partes de un sistema para aclarar las instrucciones de funcionamiento para un mecánico que realizaba el mantenimiento de un sistema. [228] [229] Las líneas de montaje se beneficiaron del uso de AR. Además de Boeing, BMW y Volkswagen se caracterizaron por incorporar esta tecnología en líneas de montaje para monitorear mejoras en los procesos. [230] [231] [232] Las máquinas grandes son difíciles de mantener debido a sus múltiples capas o estructuras. La RA permite a las personas mirar a través de la máquina como si fuera una radiografía, señalándoles el problema de inmediato. [233]
A medida que la tecnología AR ha evolucionado y los dispositivos AR de segunda y tercera generación llegan al mercado, el impacto de la AR en las empresas continúa floreciendo. En Harvard Business Review , Magid Abraham y Marco Annunziata analizan cómo los dispositivos AR se utilizan ahora para "aumentar la productividad de los trabajadores en una variedad de tareas la primera vez que se usan, incluso sin capacitación previa". [234] Sostienen que "estas tecnologías aumentan la productividad al hacer que los trabajadores sean más calificados y eficientes y, por lo tanto, tienen el potencial de generar más crecimiento económico y mejores empleos". [234]
Las visualizaciones del tiempo fueron la primera aplicación de la realidad aumentada en la televisión. Ahora se ha vuelto común en la transmisión del tiempo mostrar videos en movimiento completo de imágenes capturadas en tiempo real desde múltiples cámaras y otros dispositivos de imágenes. Junto con símbolos gráficos 3D y mapeados a un modelo geoespacial virtual común, estas visualizaciones animadas constituyen la primera aplicación real de AR a la TV.
La RA se ha vuelto común en la transmisión de deportes. Los lugares deportivos y de entretenimiento cuentan con aumento de transparencia y superposición a través de transmisiones de cámaras con seguimiento para una mejor visualización por parte de la audiencia. Los ejemplos incluyen la línea amarilla de " primer intento " que se ve en las transmisiones televisivas de partidos de fútbol americano y que muestra la línea que el equipo ofensivo debe cruzar para recibir un primer intento. La RA también se utiliza en asociación con el fútbol y otros eventos deportivos para mostrar anuncios comerciales superpuestos a la vista del área de juego. Secciones de campos de rugby y de cricket también muestran imágenes patrocinadas. Las transmisiones de natación a menudo agregan una línea a lo largo de los carriles para indicar la posición del poseedor del récord actual a medida que avanza la carrera para permitir a los espectadores comparar la carrera actual con el mejor desempeño. Otros ejemplos incluyen el seguimiento del disco de hockey y las anotaciones del rendimiento de los coches de carreras [235] y las trayectorias de las bolas de billar. [79] [236]
La RA se ha utilizado para mejorar actuaciones de conciertos y teatro. Por ejemplo, los artistas permiten a los oyentes aumentar su experiencia auditiva añadiendo su interpretación a la de otras bandas/grupos de usuarios. [237] [238] [239]
Los viajeros pueden utilizar AR para acceder a pantallas informativas en tiempo real sobre una ubicación, sus características y comentarios o contenido proporcionados por visitantes anteriores. Las aplicaciones AR avanzadas incluyen simulaciones de eventos, lugares y objetos históricos representados en el paisaje. [240] [241] [242]
Las aplicaciones de RA vinculadas a ubicaciones geográficas presentan información de ubicación mediante audio, anunciando características de interés en un sitio en particular a medida que se vuelven visibles para el usuario. [243] [244] [245]
Los sistemas AR como Word Lens pueden interpretar el texto extranjero en letreros y menús y, en la vista aumentada del usuario, volver a mostrar el texto en el idioma del usuario. Las palabras habladas de un idioma extranjero se pueden traducir y mostrar en la vista del usuario como subtítulos impresos. [246] [247] [248]
Se ha sugerido que la realidad aumentada puede usarse en nuevos métodos de producción , mezcla , control y visualización musical . [249] [250] [251] [252]
Se ha conceptualizado una herramienta para la creación de música en 3D en clubes que, además de las funciones habituales de mezcla de sonido, permite al DJ reproducir docenas de muestras de sonido , colocadas en cualquier lugar del espacio 3D. [253]
Los equipos de Leeds College of Music han desarrollado una aplicación AR que se puede usar con las mesas Audient y permite a los estudiantes usar su teléfono inteligente o tableta para colocar capas de información o interactividad encima de una mesa de mezclas Audient. [254]
ARmony es un paquete de software que utiliza realidad aumentada para ayudar a las personas a aprender a tocar un instrumento. [255]
En un proyecto de prueba de concepto, Ian Sterling, estudiante de diseño de interacción en la Facultad de Artes de California , y el ingeniero de software Swaroop Pal demostraron una aplicación HoloLens cuyo objetivo principal es proporcionar una interfaz de usuario espacial 3D para dispositivos multiplataforma: Android Music. Aplicación Player y Fan and Light controlados por Arduino, y también permiten la interacción mediante el control de la mirada y los gestos. [256] [257] [258] [259]
AR Mixer es una aplicación que permite seleccionar y mezclar canciones manipulando objetos, como cambiar la orientación de una botella o lata. [260]
En un video, Uriel Yehezkel demuestra cómo usar el controlador Leap Motion y GECO MIDI para controlar Ableton Live con gestos con las manos y afirma que con este método pudo controlar más de 10 parámetros simultáneamente con ambas manos y tomar control total sobre la construcción del Canto, emoción y energía. [261] [262] [ se necesita una mejor fuente ]
Se ha propuesto un novedoso instrumento musical que permite a los principiantes tocar composiciones musicales electrónicas, remezclando y modulando interactivamente sus elementos, mediante la manipulación de objetos físicos simples. [263]
Se ha sugerido un sistema que utiliza gestos explícitos y movimientos de baile implícitos para controlar los aumentos visuales de una actuación de música en vivo que permite actuaciones más dinámicas y espontáneas y, en combinación con realidad aumentada indirecta, conduce a una interacción más intensa entre el artista y la audiencia. [264]
La investigación realizada por miembros del CRIStAL de la Universidad de Lille utiliza la realidad aumentada para enriquecer la interpretación musical. El proyecto ControllAR permite a los músicos aumentar sus superficies de control MIDI con las interfaces gráficas de usuario remezcladas del software musical . [265] El proyecto Rouages propone aumentar los instrumentos musicales digitales para revelar sus mecanismos a la audiencia y así mejorar la vivacidad percibida. [266] Reflets es una novedosa pantalla de realidad aumentada dedicada a actuaciones musicales donde la audiencia actúa como una pantalla 3D al revelar contenido virtual en el escenario, que también se puede utilizar para interacción y colaboración musical en 3D. [267]
Los usuarios de Snapchat tienen acceso a la realidad aumentada en la aplicación de mensajería instantánea de la empresa mediante el uso de filtros de cámara. En septiembre de 2017, Snapchat actualizó su aplicación para incluir un filtro de cámara que permitía a los usuarios representar una versión animada de sí mismos llamada " Bitmoji ". Estos avatares animados se proyectarían en el mundo real a través de la cámara y podrían fotografiarse o grabarse en vídeo. [268] En el mismo mes, Snapchat también anunció una nueva función llamada "Sky Filters" que estará disponible en su aplicación. Esta nueva característica hace uso de la realidad aumentada para alterar el aspecto de una fotografía tomada del cielo, de manera muy similar a cómo los usuarios pueden aplicar los filtros de la aplicación a otras imágenes. Los usuarios pueden elegir entre filtros de cielo como noche estrellada, nubes tormentosas, hermosas puestas de sol y arcoíris. [269]
En un artículo titulado "Muerte por Pokémon GO" , investigadores de la Krannert School of Management de la Universidad Purdue afirman que el juego causó "un aumento desproporcionado en accidentes vehiculares y daños vehiculares asociados, lesiones personales y muertes en las cercanías de lugares, llamados PokéParadas". , donde los usuarios pueden jugar mientras conducen". [270] Utilizando datos de un municipio, el documento extrapola lo que eso podría significar a nivel nacional y concluyó que "el aumento de accidentes atribuibles a la introducción de Pokémon GO es de 145.632 con un aumento asociado en el número de lesiones de 29.370 y un aumento asociado en la número de muertes de 256 durante el período comprendido entre el 6 de julio de 2016 y el 30 de noviembre de 2016." Los autores extrapolaron el coste de esos accidentes y muertes entre 2.000 y 7.300 millones de dólares para el mismo período. Además, a más de uno de cada tres usuarios avanzados de Internet encuestados le gustaría eliminar los elementos perturbadores que le rodean, como basura o graffitis. [271] Les gustaría incluso modificar su entorno borrando señales de tráfico, vallas publicitarias y escaparates poco interesantes. Por tanto, parece que la RA es tanto una amenaza como una oportunidad para las empresas. Aunque esto podría ser una pesadilla para numerosas marcas que no logran captar la imaginación de los consumidores, también crea el riesgo de que los usuarios de gafas de realidad aumentada no sean conscientes de los peligros que los rodean. Los consumidores quieren utilizar gafas de realidad aumentada para cambiar su entorno y convertirlo en algo que refleje sus opiniones personales. Aproximadamente dos de cada cinco quieren cambiar la apariencia de su entorno e incluso la apariencia de las personas. [ cita necesaria ]
Además de los posibles problemas de privacidad que se describen a continuación, los problemas de sobrecarga y dependencia excesiva son el mayor peligro de la RA. Para el desarrollo de nuevos productos relacionados con AR, esto implica que la interfaz de usuario debe seguir ciertas pautas para no sobrecargar al usuario con información y al mismo tiempo evitar que el usuario confíe demasiado en el sistema AR, de modo que se pierdan señales importantes del entorno. omitido. [17] Esto se llama clave virtualmente aumentada. [17] Una vez que se ignora la clave, es posible que la gente ya no desee el mundo real.
El concepto de realidad aumentada moderna depende de la capacidad del dispositivo para registrar y analizar el entorno en tiempo real. Debido a esto, existen posibles preocupaciones legales sobre la privacidad. Si bien la Primera Enmienda de la Constitución de los Estados Unidos permite dicha grabación en nombre del interés público, la grabación constante de un dispositivo AR dificulta hacerlo sin grabar también fuera del dominio público. Se encontrarían complicaciones legales en áreas donde se espera un derecho a una cierta cantidad de privacidad o donde se muestran medios protegidos por derechos de autor.
En términos de privacidad individual, existe la facilidad de acceso a información que uno no debería poseer fácilmente sobre una persona determinada. Esto se logra mediante la tecnología de reconocimiento facial. Suponiendo que AR pasa automáticamente información sobre las personas que ve el usuario, podría haber cualquier cosa vista en las redes sociales, antecedentes penales y estado civil. [272]
El Código de Ética sobre Aumento Humano, que fue presentado originalmente por Steve Mann en 2004 y perfeccionado con Ray Kurzweil y Marvin Minsky en 2013, fue finalmente ratificado en la conferencia de realidad virtual de Toronto el 25 de junio de 2017. [273] [274] [ 275] [276]
La interacción de la realidad aumentada vinculada a la ubicación con las leyes de propiedad está en gran medida indefinida. [277] [278] Se han analizado varios modelos sobre cómo se puede resolver esta interacción en un contexto de derecho consuetudinario : una extensión de los derechos de propiedad real para cubrir también los aumentos en o cerca de la propiedad con una fuerte noción de invasión , prohibiendo los aumentos a menos que estén permitidos. por el propietario; un sistema de ' campo abierto ', donde se permiten aumentos a menos que lo prohíba el propietario; y un sistema de ' libertad de itinerancia ', en el que los propietarios de bienes inmuebles no tienen control sobre los aumentos no disruptivos. [279]
Un problema experimentado durante la locura de Pokémon Go fue que los jugadores del juego molestaban a los propietarios de propiedades privadas mientras visitaban aumentaciones cercanas vinculadas a la ubicación, que pueden haber estado en las propiedades o las propiedades pueden haber estado en camino . Los términos de servicio de Pokémon Go renuncian explícitamente a la responsabilidad por las acciones de los jugadores, lo que puede limitar (pero no extinguir totalmente) la responsabilidad de su productor, Niantic , en caso de que un jugador traspase mientras juega: según el argumento de Niantic, el El jugador es quien comete la infracción, mientras que Niantic simplemente se ha comprometido con la libertad de expresión permitida . Una teoría avanzada en las demandas presentadas contra Niantic es que la colocación de elementos del juego en lugares que conducirán a una intrusión o a un flujo excepcionalmente grande de visitantes puede constituir una molestia , a pesar de que cada intrusión o visita individual solo es causada de manera tenue por Niantic. [280] [281] [282]
Otro reclamo planteado contra Niantic es que la colocación de elementos de juego rentables en un terreno sin el permiso de los propietarios del terreno es un enriquecimiento injusto . [283] Más hipotéticamente, una propiedad puede complementarse con publicidad o contenido desagradable en contra de los deseos de su propietario. [284] Según la ley estadounidense, es poco probable que los tribunales consideren estas situaciones como una violación de los derechos de propiedad real sin una expansión de esos derechos para incluir la realidad aumentada (de manera similar a cómo el derecho consuetudinario inglés llegó a reconocer los derechos aéreos ). [283]
Un artículo de Michigan Telecommunications and Technology Law Review sostiene que hay tres bases para esta extensión, comenzando con diversas interpretaciones de la propiedad. Se afirma que la teoría de la personalidad de la propiedad, esbozada por Margaret Radin , apoya la ampliación de los derechos de propiedad debido a la íntima conexión entre la personalidad y la propiedad de la propiedad; sin embargo, su punto de vista no es compartido universalmente por los teóricos del derecho. [285] Según la teoría utilitarista de la propiedad , se evaluaron los beneficios de evitar los daños a los propietarios de bienes inmuebles causados por los aumentos y la tragedia de los bienes comunes , y la reducción de los costos de transacción al facilitar el descubrimiento de la propiedad, como justificación para reconocer los bienes inmuebles. derechos como cobertura de aumentos vinculados a la ubicación, aunque sigue existiendo la posibilidad de que se produzca una tragedia para los anticomunes al tener que negociar con los propietarios para frenar la innovación. [286] Finalmente, siguiendo la identificación de 'propiedad como ley de las cosas' apoyada por Thomas Merrill y Henry E Smith, el aumento basado en la ubicación se identifica naturalmente como una 'cosa' y, si bien la naturaleza no rival y efímera de Aunque los objetos digitales presentan dificultades en cuanto a la exclusión de la definición, el artículo sostiene que esto no es insuperable. [287]
En Estados Unidos se han hecho algunos intentos de regulación legislativa . El condado de Milwaukee, Wisconsin, intentó regular los juegos de realidad aumentada que se practicaban en sus parques, requiriendo la emisión previa de un permiso, [288] pero esto fue criticado por motivos de libertad de expresión por un juez federal; [289] e Illinois consideraron exigir un procedimiento de notificación y eliminación para aumentos vinculados a la ubicación. [290]
Un artículo para Iowa Law Review observó que lidiar con muchos procesos de permisos locales sería arduo para un servicio a gran escala [291] y, si bien el mecanismo propuesto por Illinois podría hacerse viable, [292] era reactivo y requería que los propietarios potencialmente lidiar continuamente con nuevos servicios de realidad aumentada; en cambio, se propuso un registro de geocercas a nivel nacional , análogo a una lista de no llamar , como la forma más deseable de regulación para equilibrar eficientemente los intereses tanto de los proveedores de servicios de realidad aumentada como de los propietarios de bienes inmuebles. [293] Sin embargo, un artículo en el Vanderbilt Journal of Entertainment and Technology Law analiza un registro monolítico de no localización como una herramienta insuficientemente flexible, ya sea que permite aumentos no deseados o excluye aplicaciones útiles de realidad aumentada. [294] En cambio, sostiene que un modelo de 'rango abierto', en el que se permiten aumentos por defecto pero los propietarios pueden restringirlos caso por caso (y donde el incumplimiento se trata como una forma de traspaso), producirá la mejor resultado social. [295]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )una versión mejorada de la realidad creada mediante el uso de tecnología para superponer información digital en una imagen de algo que se ve a través de un dispositivo (como la cámara de un teléfono inteligente) también: la tecnología utilizada para crear realidad aumentada
Una tecnología que superpone una imagen generada por computadora en la visión del mundo real del usuario, proporcionando así una vista compuesta.
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace ){{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
Medios relacionados con la realidad aumentada en Wikimedia Commons