La realidad aumentada ( RA ) es una experiencia interactiva que combina el mundo real y el contenido 3D generado por computadora. El contenido puede abarcar múltiples modalidades sensoriales , incluidas las visuales , auditivas , hápticas , somatosensoriales y olfativas . [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] Como tal, es una de las tecnologías clave en el continuo realidad-virtualidad . [4]
Esta experiencia se entrelaza perfectamente 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 continua que uno tiene de un entorno del mundo real, mientras que la realidad virtual reemplaza completamente el entorno del mundo real del usuario por uno simulado. [5] [6]
La realidad aumentada es en gran medida sinónimo de realidad mixta . También existe una superposición en la terminología 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 combinan con la percepción que una persona tiene del mundo real, no como una simple exhibición de datos, sino a través de la integración de sensaciones inmersivas, que se perciben como partes naturales de un entorno. Los primeros sistemas de realidad aumentada funcionales que proporcionaban experiencias de realidad mixta inmersiva para los usuarios se inventaron a principios de la década de 1990, comenzando con el sistema Virtual Fixies desarrollado en el Laboratorio Armstrong de la Fuerza Aérea de los EE. UU . en 1992. [3] [7] [8] Las experiencias comerciales de realidad aumentada se introdujeron por primera vez en las empresas de entretenimiento y juegos. [9] Posteriormente, las aplicaciones de realidad aumentada han abarcado 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 realidad aumentada sin marcadores. [10] [11] [12]
La realidad aumentada se puede utilizar para mejorar entornos o situaciones naturales y ofrece experiencias enriquecidas perceptualmente. Con la ayuda de tecnologías avanzadas de RA (por ejemplo, añadiendo visión por ordenador , incorporando cámaras de RA en aplicaciones de teléfonos inteligentes y reconocimiento de objetos ), la información sobre el mundo real circundante del usuario se vuelve interactiva y manipulada digitalmente. [13] La información sobre el entorno y sus objetos se superpone al mundo real. Esta información puede ser virtual. La realidad aumentada es cualquier experiencia que sea artificial y que se añada a la realidad ya existente. [14] [15] [16] [17] [18] o real, por ejemplo, ver otra información real detectada o medida, como ondas de radio electromagnéticas superpuestas en una alineación exacta con el lugar donde están realmente en el espacio. [19] [20] [21] La realidad aumentada también tiene mucho potencial en la recopilación y el intercambio de conocimiento tácito. Las técnicas de aumento se realizan normalmente en tiempo real y en contextos semánticos con elementos ambientales. La información perceptiva inmersiva a veces se combina con información complementaria, como los resultados de una transmisión de 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 (RV), la percepción de los usuarios está completamente generada por computadora, mientras que con la realidad aumentada (RA), se genera parcialmente y parcialmente a partir del mundo real. [22] [23] Por ejemplo, en arquitectura, la RV 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 en 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. [24] 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 que los clientes obtengan una vista previa de cómo se verían sus productos en casa mediante el uso de modelos 3D. [25]
La realidad aumentada (RA) se diferencia de la realidad virtual (RV) en el sentido de que en RA parte del entorno circundante es "real" y RA simplemente añade capas de objetos virtuales al entorno real. Por otro lado, en VR el entorno circundante es completamente virtual y generado por computadora. Una demostración de cómo RA superpone objetos al mundo real se puede ver 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 permitir a los usuarios ocultar mensajes donde quieran en el mundo. [26] Estas aplicaciones tienen muchos usos en el mundo, incluso en el activismo y la expresión artística. [27]
La realidad aumentada requiere componentes de hardware que incluyen 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 , un GPS y una brújula de estado sólido , lo que los convierte en plataformas de RA adecuadas. [65] [66]
Se pueden utilizar diversas tecnologías para mostrar la realidad aumentada, incluidos los sistemas de proyección óptica , los monitores y los dispositivos portátiles . Dos de las tecnologías de visualización utilizadas en la realidad aumentada son las guías de ondas difractivas y las guías de ondas reflectantes.
Un visor montado en la cabeza (HMD) es un dispositivo de visualización que se usa 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 a menudo emplean sensores para la monitorización de seis grados de libertad que permiten al sistema alinear la información virtual con el mundo físico y ajustarse en consecuencia con los movimientos de la cabeza del usuario. [67] [68] [69] Cuando se utiliza tecnología AR, los HMD solo requieren pantallas relativamente pequeñas. En esta situación, se utilizan comúnmente cristales líquidos sobre silicio (LCOS) y micro-OLED (diodos orgánicos emisores de luz). [70] Los HMD pueden proporcionar a los usuarios de VR experiencias móviles y colaborativas. [71] Proveedores específicos, como uSens y Gestigon , incluyen controles de gestos para una inmersión virtual completa . [72] [73]
Vuzix es una empresa que ha producido una serie de pantallas ópticas transparentes que se llevan en la cabeza y que se comercializan para la realidad aumentada. [74] [75] [76]
Las pantallas de realidad aumentada se pueden reproducir en dispositivos que se parecen a las gafas. Las versiones incluyen gafas que emplean cámaras para interceptar la vista del mundo real y volver a mostrar su vista aumentada a través de los oculares [77] y dispositivos en los que las imágenes de realidad aumentada se proyectan a través de las superficies de las piezas de las lentes de las gafas o se reflejan en ellas. [78] [79] [80]
El EyeTap (también conocido como vidrio de segunda generación [81] ) 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 una luz sintética controlada por computadora. El vidrio de cuarta generación [81] (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 funcione, en efecto, como una cámara y una pantalla mediante la alineación exacta con el ojo y la resíntesis (en luz láser) de los rayos de luz que ingresan al ojo. [82]
Una pantalla de visualización frontal (HUD) es una pantalla transparente que presenta datos sin que los usuarios dejen de mirar desde sus puntos de vista habituales. Las pantallas de visualización frontal, una tecnología precursora de la realidad aumentada, se desarrollaron por primera vez para los pilotos en la década de 1950, proyectando datos de vuelo simples en su línea de visión, lo que les permitía mantener la "cabeza en alto" y no mirar hacia abajo a los instrumentos. Los dispositivos de realidad aumentada que se utilizan cerca del ojo se pueden utilizar como pantallas de visualización frontal 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. [83] [84] Esto es básicamente lo que hace una pantalla de visualización frontal; sin embargo, en términos prácticos, se espera que la realidad aumentada incluya el registro y el seguimiento entre las percepciones, sensaciones, información, datos e imágenes superpuestos y alguna parte del mundo real. [85]
Se están desarrollando lentes de contacto que muestren imágenes de realidad aumentada. Estas lentes de contacto biónicas podrían 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 anteojos de RA, pero el proyecto fue abandonado, [86] [87] luego 11 años después en 2010-2011. [88] [89] [ 90] [91] Otra versión de lentes de contacto, en desarrollo para el ejército de los EE. UU., está diseñada para funcionar con anteojos de RA, lo que permite a los soldados enfocar imágenes de RA cercanas a los ojos en los anteojos y objetos distantes del mundo real al mismo tiempo. [92] [93]
En el CES 2013, una empresa llamada Innovega también presentó lentes de contacto similares que debían combinarse con gafas AR para funcionar. [94]
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 de realidad aumentada que, cuando esté terminada, incluirá una cámara incorporada en la propia lente. [95] El diseño está pensado para controlar su interfaz parpadeando. También está pensado para vincularse con el teléfono inteligente del usuario para revisar el metraje y controlarlo por separado. Si tiene éxito, la lente contará con una cámara o un sensor en su interior. Se dice que podría ser cualquier cosa, desde un sensor de luz hasta un sensor de temperatura.
El primer prototipo funcional presentado públicamente de una lente de contacto AR que no requiere el uso de gafas fue desarrollado por Mojo Vision y anunciado y mostrado en el CES 2020. [96] [97] [98]
Una pantalla virtual de retina (VRD) es un dispositivo de visualización personal que se encuentra en desarrollo en el Laboratorio de Tecnología de Interfaz Humana de la Universidad de Washington bajo la dirección del Dr. Thomas A. Furness III. [99] Con esta tecnología, se escanea una pantalla directamente sobre 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. [100]
Se realizaron varias pruebas para analizar la seguridad de la VRD. [99] En una prueba, se seleccionó a pacientes con pérdida parcial de la visión (que padecían degeneración macular , una enfermedad que degenera la retina) o queratocono ) para que vieran imágenes utilizando esta tecnología. En el grupo de degeneración macular, cinco de ocho sujetos prefirieron las imágenes de la VRD a las del tubo de rayos catódicos (TRC) o las imágenes de papel y pensaron que eran mejores y más brillantes y podían ver niveles de resolución iguales o mejores. Todos los pacientes con queratocono pudieron resolver líneas más pequeñas en varias pruebas de línea utilizando la VRD en lugar de su propia corrección. También encontraron que las imágenes de la VRD eran más fáciles de ver y más nítidas. Como resultado de estas diversas pruebas, la visualización virtual de retina se considera una tecnología segura.
La pantalla virtual de retina crea imágenes que se pueden ver con luz natural y con luz ambiental. La VRD se considera un 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 el uso de la VRD como tecnología de visualización para pacientes con baja visión.
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 del vídeo. Inicialmente, la RA portátil empleaba marcadores fiduciales [ 101] y, más tarde, unidades GPS y sensores MEMS como brújulas digitales y acelerómetros- giroscopios 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 empezando a utilizarse. La RA con pantalla portátil promete ser el primer éxito comercial de las tecnologías de RA. Las dos principales ventajas 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 de que el usuario tenga que sostener el dispositivo portátil frente a él en todo momento, así como el efecto distorsionador de las cámaras clásicas de los teléfonos móviles con gran angular en comparación con el mundo real visto a través del ojo [102] .
La proyección de mapas aumenta los objetos y las escenas del mundo real sin el uso de pantallas especiales, como monitores, visores montados en la cabeza o dispositivos portátiles. La proyección de mapas utiliza proyectores digitales para mostrar información gráfica en objetos físicos. La diferencia clave en la proyección de mapas es que la pantalla está separada de los usuarios del sistema. Dado que las pantallas no están asociadas con cada usuario, la proyección de mapas se escala de forma natural a grupos de usuarios, lo que permite la colaboración en el mismo lugar entre los usuarios.
Algunos ejemplos son las lámparas de sombra , los proyectores móviles, las mesas virtuales y los proyectores inteligentes. Las lámparas de sombra imitan y aumentan la realidad al proyectar 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 en mesas y paredes. Las vitrinas virtuales, que emplean espejos divisores de haz junto con múltiples pantallas gráficas, brindan un medio interactivo para interactuar simultáneamente con lo virtual y lo real.
Un sistema de proyección de mapas puede mostrar imágenes en cualquier cantidad de superficies en un entorno 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. [18] [43] [103] [104]
Los sistemas de realidad aumentada para dispositivos móviles modernos 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, identificación por radiofrecuencia (RFID). Estas tecnologías ofrecen distintos niveles de precisión y exactitud. Estas tecnologías se implementan en la API ARKit de Apple y la API ARCore de Google para permitir el seguimiento de sus respectivas plataformas de dispositivos móviles.
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. [105] [106] [107] [108] Los productos que intentan servir como controlador de auriculares AR incluyen Wave de Seebright Inc. y Nimble de Intugine Technologies.
Las computadoras son responsables de los gráficos en la realidad aumentada. Para los métodos de seguimiento 3D basados en cámaras, una computadora analiza los datos visuales y otros datos detectados para sintetizar y posicionar objetos virtuales. Con la mejora de la tecnología y las computadoras, la realidad aumentada conducirá a un cambio drástico en la perspectiva del mundo real. [109]
Los ordenadores están mejorando a un ritmo muy rápido, lo que da lugar a nuevas formas de mejorar otras tecnologías. Los ordenadores son el núcleo de la realidad aumentada. [110] El ordenador recibe datos de los sensores que determinan la posición relativa de la superficie de un objeto. Esto se traduce en una entrada al ordenador que luego se envía a los usuarios añadiendo algo que de otro modo no estaría allí. El ordenador consta de memoria y un procesador. [111] El ordenador toma el entorno escaneado, genera imágenes o un vídeo y lo pone en el receptor para que el observador lo vea. Las marcas fijas en la superficie de un objeto se almacenan en la memoria de un ordenador. El ordenador también se retira de su memoria para presentar imágenes de forma realista al espectador.
Los proyectores también se pueden utilizar para mostrar contenidos de realidad aumentada. El proyector puede proyectar un objeto virtual en una pantalla de proyección y el espectador puede interactuar con este objeto virtual. Las superficies de proyección pueden ser muchos objetos, como paredes o paneles de vidrio. [112]
Las aplicaciones de realidad aumentada para dispositivos móviles están ganando popularidad debido a la amplia adopción de dispositivos móviles y, especialmente, de dispositivos portátiles. Sin embargo, a menudo dependen de algoritmos de visión artificial que requieren un uso intensivo de recursos computacionales y requieren una latencia extrema. Para compensar la falta de potencia computacional, a menudo se desea delegar el procesamiento de datos a una máquina distante. La delegada computacional 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 se necesita el apoyo de la infraestructura de red. [113]
Una medida clave de los sistemas de RA es el grado de realismo con el que integran las imágenes virtuales con el mundo real. El software debe derivar coordenadas del mundo real, independientemente de la cámara, y las imágenes de la cámara. Ese proceso se denomina registro de imágenes y utiliza diferentes métodos de visión artificial , principalmente relacionados con el seguimiento de vídeo . [114] [115] Muchos métodos de visión artificial de la realidad aumentada se heredan de la odometría visual .
Generalmente, estos 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 umbralización y otros métodos de procesamiento de imágenes . [116] [117] 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 hay objetos con geometría conocida (o marcadores fiduciales) en la escena. 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 del movimiento como el ajuste de paquetes . Los métodos matemáticos utilizados en la segunda etapa incluyen: geometría proyectiva ( epipolar ), álgebra geométrica , representación de rotación con mapa exponencial , filtros de partículas y de Kalman , optimización no lineal y estadísticas robustas . [ cita requerida ]
En la realidad aumentada, se hace la distinción entre dos modos distintos de seguimiento, conocidos como marcadores y sin marcadores . Los marcadores son señales visuales que activan la visualización de la información virtual. [118] Se puede utilizar un trozo 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 su lugar, el usuario coloca el objeto en la vista de la cámara preferiblemente en un plano horizontal. Utiliza sensores en dispositivos móviles para detectar con precisión el entorno del mundo real, como la ubicación de las paredes y los puntos de intersección. [119]
El lenguaje de marcado de realidad aumentada (ARML) es un estándar de datos desarrollado dentro del Consorcio Geoespacial Abierto (OGC), [120] que consiste en una gramática de lenguaje de marcado extensible ( XML ) para describir la ubicación y apariencia de objetos virtuales en la escena, así como enlaces ECMAScript para permitir el acceso dinámico a las propiedades de los objetos virtuales.
Para permitir el rápido desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada, han surgido aplicaciones de desarrollo de software, entre ellas Lens Studio de Snapchat y Spark AR de Facebook . Apple y Google han lanzado kits de desarrollo de software (SDK) de realidad aumentada. [121] [122]
Los sistemas de realidad aumentada dependen en gran medida de la inmersión del usuario. A continuación, se enumeran algunas consideraciones para el diseño de aplicaciones de realidad aumentada:
El diseño del contexto se centra en el entorno físico, el espacio espacial y la accesibilidad del usuario final, que pueden desempeñar un papel importante al utilizar el sistema de RA. Los diseñadores deben tener en cuenta los posibles escenarios físicos en los que puede encontrarse el usuario final, como:
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 a cada uno de ellos.
Otro aspecto del diseño del contexto implica el diseño de la funcionalidad del sistema y su capacidad para adaptarse a las preferencias del usuario. [124] [125] Si bien las herramientas de accesibilidad son comunes en el diseño de aplicaciones básicas, se deben tener en cuenta algunas consideraciones al diseñar indicaciones con límite de tiempo (para evitar operaciones no intencionales), señales de audio y tiempo de participación general. En algunas situaciones, la funcionalidad de la aplicación puede obstaculizar la capacidad del usuario. Por ejemplo, las aplicaciones que se utilizan para conducir deben 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 la interacción 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 organizando 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. [126] También es importante estructurar los mapas del recorrido del usuario y el flujo de información presentada, lo que reduce la carga cognitiva general del sistema y mejora en gran medida la curva de aprendizaje de la aplicación. [127]
En el diseño de interacción, es importante que los desarrolladores utilicen tecnología de realidad aumentada que complemente la función o el propósito del sistema. [128] Por ejemplo, la utilización de emocionantes filtros de realidad aumentada 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 rayo de luz desde el dispositivo. [124]
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. El diseño de señales visuales puede hacer que las interacciones parezcan más naturales. [123]
En algunas aplicaciones de realidad aumentada que utilizan un dispositivo 2D como superficie interactiva, el entorno de control 2D no se traduce bien en un espacio 3D, lo que puede hacer 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 VR: objetos volumétricos 3D que se manipulan e interactúan de forma realista con la luz y la sombra; e imágenes de medios animados, como imágenes y videos, que en su mayoría son medios 2D tradicionales renderizados en un nuevo contexto para la realidad aumentada. [123] Cuando se proyectan objetos virtuales en un entorno real, es un desafío para los diseñadores de aplicaciones de realidad aumentada garantizar una integración perfectamente 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 de material que resalten la presencia del objeto en el mundo real. Otro diseño visual que se puede aplicar es usar diferentes técnicas de iluminación o proyectar sombras para mejorar el juicio de profundidad general. Por ejemplo, una técnica de iluminación común es simplemente colocar una fuente de luz en la parte superior en la posición de las 12 en punto, para crear sombras en objetos virtuales. [123]
La realidad aumentada se ha explorado para muchos usos, incluidos los juegos, la medicina y el entretenimiento. También se ha explorado para la educación y los negocios. [129] Las áreas de aplicación de ejemplo que se describen a continuación incluyen la arqueología, la arquitectura, el comercio y la educación. Algunos de los primeros ejemplos citados incluyen la realidad aumentada utilizada para respaldar la cirugía al proporcionar superposiciones virtuales para guiar a los médicos, hasta contenido de RA para astronomía y soldadura. [8] [130]
La RA se ha utilizado para ayudar a la investigación arqueológica . Al aumentar las características arqueológicas en el paisaje moderno, la RA permite a los arqueólogos formular posibles configuraciones del sitio a partir de estructuras existentes. [131] Los modelos generados por computadora de ruinas, edificios, paisajes o incluso personas antiguas se han reciclado en las primeras aplicaciones arqueológicas de RA. [132] [133] [134] Por ejemplo, la implementación de un sistema como VITA (Herramienta de interacción visual para arqueología) permitirá a los usuarios imaginar e investigar resultados de excavaciones instantáneas sin salir de su casa. Cada usuario puede colaborar mutuamente "navegando, buscando y viendo datos". Hrvoje Benko, un 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 sitio en sí en diferentes etapas de excavación" al mismo tiempo que organizan gran parte de los datos de una manera colaborativa que es fácil de usar. Los sistemas de RA colaborativos proporcionan interacciones multimodales que combinan el mundo real con imágenes virtuales de ambos entornos. [135]
La RA puede ayudar a visualizar proyectos de construcción. Las imágenes generadas por computadora de una estructura se pueden superponer a una vista local real de una propiedad antes de que se construya el edificio físico allí; Trimble Navigation demostró esto públicamente en 2004. La RA también se puede utilizar dentro del espacio de trabajo de un arquitecto, generando visualizaciones 3D animadas de sus dibujos 2D. La observación de la arquitectura se puede mejorar con aplicaciones de RA, permitiendo a los usuarios que ven el exterior de un edificio ver virtualmente a través de sus paredes, viendo sus objetos interiores y su distribución. [136] [137] [50]
Con las mejoras continuas en la precisión del GPS , las empresas pueden usar la realidad aumentada para visualizar modelos georreferenciados de sitios de construcción, estructuras subterráneas, cables y tuberías utilizando dispositivos móviles. [138] La realidad aumentada se aplica para presentar nuevos proyectos, resolver desafíos de construcción en el sitio y mejorar los materiales promocionales. [139] Los ejemplos incluyen el casco inteligente Daqri , un casco con Android que se utiliza para crear realidad aumentada para el trabajador industrial, que incluye instrucciones visuales, alertas en tiempo real y mapeo 3D.
Tras el terremoto de Christchurch , la Universidad de Canterbury lanzó CityViewAR, [140] que permitió a los urbanistas e ingenieros visualizar los edificios que habían sido destruidos. [141] Esto no solo proporcionó a los urbanistas herramientas para hacer referencia al paisaje urbano anterior , sino que también sirvió como recordatorio de la magnitud de la devastación resultante, ya que se habían demolido edificios enteros.
En el ámbito educativo, la RA se ha utilizado para complementar un plan de estudios estándar. Se pueden superponer textos, gráficos, vídeos y audio en el entorno en tiempo real de un estudiante. Los libros de texto, las tarjetas didácticas y otros materiales de lectura educativos pueden contener "marcadores" o activadores integrados que, al ser escaneados por un dispositivo de RA, producen información complementaria para el estudiante en formato multimedia. [142] [143] [144] La 7.ª Conferencia Internacional sobre Realidad Virtual, Aumentada y Mixta de 2015 mencionó a Google Glass como un ejemplo de realidad aumentada que puede reemplazar al aula física. [145] En primer lugar, las tecnologías de RA ayudan a los estudiantes a participar en una exploración auténtica en el mundo real, y los objetos virtuales como textos, vídeos e imágenes son elementos complementarios para que los estudiantes realicen investigaciones del entorno del mundo real. [146]
A medida que la realidad aumentada evoluciona, los estudiantes pueden participar de manera interactiva e interactuar con el conocimiento de manera más auténtica. En lugar de permanecer como receptores pasivos, los estudiantes pueden convertirse en estudiantes 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 significativa del lugar del evento. [147]
En la educación superior, Construct3D, un sistema de Studierstube, permite a los estudiantes aprender conceptos de ingeniería mecánica, matemáticas o geometría. [148] Las aplicaciones de RA para química permiten a los estudiantes visualizar e interactuar con la estructura espacial de una molécula usando un objeto marcador sostenido en la mano. [149] Otros han usado HP Reveal, una aplicación gratuita, para crear fichas de RA para estudiar los mecanismos de la química orgánica o para crear demostraciones virtuales de cómo usar la instrumentación de laboratorio. [150] Los estudiantes de anatomía pueden visualizar diferentes sistemas del cuerpo humano en tres dimensiones. [151] Se ha demostrado que el uso de RA como herramienta para aprender estructuras anatómicas aumenta el conocimiento del alumno y proporciona beneficios intrínsecos, como un mayor compromiso e inmersión del alumno. [152] [153]
La RA se ha utilizado para desarrollar diferentes aplicaciones de formación en seguridad para varios tipos de desastres, como terremotos e incendios de edificios, y tareas de salud y seguridad. [154] [155] [156] Además, se han propuesto y probado varias soluciones de RA para guiar a los evacuados de edificios hacia lugares seguros en desastres tanto a gran como a pequeña escala. [157] [158] Las aplicaciones de RA pueden tener varias superposiciones con muchas otras tecnologías digitales, como BIM , Internet de las cosas e inteligencia artificial , para generar soluciones de navegación y formación en seguridad más inteligentes. [159]
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. [160] La RA hace que el mantenimiento de la máquina sea eficiente porque ofrece a los operadores acceso directo al historial de mantenimiento de una máquina. [161] 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. [160]
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. [162] [163] El uso de RA puede aumentar la sensación de seguridad de los operadores cuando trabajan cerca de maquinaria industrial de alta carga al brindarles información adicional sobre el estado de una máquina y las funciones de seguridad, así como las áreas peligrosas del espacio de trabajo. [162] [164]
La realidad aumentada se utiliza para integrar el marketing impreso y en vídeo. El material de marketing impreso puede diseñarse con determinadas imágenes "activadoras" que, al escanearse con un dispositivo habilitado con realidad aumentada mediante reconocimiento de imágenes, activan una versión en vídeo 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 botones para compartir en redes sociales, el vídeo en la página, incluso el audio y los objetos 3D. Las publicaciones tradicionales que solo se publican en formato impreso están utilizando la realidad aumentada para conectar diferentes tipos de medios. [165] [166] [167] [168] [169]
La RA puede mejorar las vistas previas de los productos, por ejemplo, permitiendo que un cliente vea lo que hay dentro del paquete de un producto sin abrirlo. [170] La RA también se puede utilizar como ayuda para seleccionar productos de un catálogo o a través de un quiosco. Las imágenes escaneadas de los productos pueden activar vistas de contenido adicional, como opciones de personalización e imágenes adicionales del producto en uso. [171]
En 2010 se habían desarrollado probadores virtuales para el comercio electrónico. [172]
En 2012, una casa de moneda utilizó técnicas de realidad aumentada para comercializar una moneda conmemorativa de Aruba. La moneda en sí se utilizó como un disparador de realidad aumentada y, cuando se la colocó frente a un dispositivo habilitado para realidad aumentada, reveló objetos adicionales y capas de información que no eran visibles sin el dispositivo. [173] [174]
En 2018, Apple anunció la compatibilidad con archivos AR de Universal Scene Description (USDZ) para iPhones y iPads con iOS 12. Apple ha creado una galería AR QuickLook que permite a las masas experimentar la realidad aumentada en su propio dispositivo Apple. [175]
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. [176]
En 2018, Twinkl lanzó una aplicación gratuita de realidad aumentada para el aula. Los alumnos pueden ver cómo era York hace más de 1900 años. [177] Twinkl lanzó el primer juego de realidad aumentada multijugador, Little Red [178] y tiene más de 100 modelos educativos de realidad aumentada gratuitos. [179]
La realidad aumentada se utiliza cada vez con más frecuencia en la publicidad online. Los minoristas ofrecen la posibilidad de subir una foto a su sitio web y "probarse" varias prendas que se superponen a la foto. Además, empresas como Bodymetrics instalan cabinas de vestir en grandes almacenes que ofrecen escaneo de cuerpo completo . Estas cabinas generan un modelo 3D del usuario, lo que permite a los consumidores ver diferentes atuendos sin necesidad de cambiarse físicamente de ropa. [180] Por ejemplo, JC Penney y Bloomingdale's utilizan " probadores virtuales " que permiten a los clientes verse a sí mismos con ropa sin probársela. [181] Otra tienda que utiliza RA para comercializar ropa a sus clientes es Neiman Marcus . [182] Neiman Marcus ofrece a los consumidores la posibilidad de ver sus atuendos en una vista de 360 grados con su "espejo de memoria". [182] Las tiendas de maquillaje como L'Oreal , Sephora , Charlotte Tilbury y Rimmel también tienen aplicaciones que utilizan RA. [183] Estas aplicaciones permiten a los consumidores ver cómo les quedará el maquillaje. [183] Según Greg Jones, director de AR y VR en Google, la realidad aumentada va a "reconectar el comercio minorista físico y digital". [183]
La tecnología AR también es utilizada por minoristas de muebles como IKEA , Houzz y Wayfair . [183] [181] Estos minoristas ofrecen aplicaciones que permiten a los consumidores ver sus productos en su hogar antes de comprar algo. [183] [184] 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 uno puede colocar en cualquier lugar de una habitación con su teléfono. [185] La aplicación hizo posible tener modelos 3D y a escala real de muebles 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. [186] [187] La adquisición de Primer por parte de Shopify, una aplicación de AR , tiene como objetivo impulsar a los vendedores pequeños y medianos hacia las compras interactivas de AR con una integración de AR fácil de usar y una experiencia de usuario tanto para los comerciantes como para los consumidores. [188] La RA ayuda a la industria minorista a reducir los costos operativos. Los comerciantes cargan información de productos al sistema de RA y los consumidores pueden usar terminales móviles para buscar y generar mapas 3D. [189]
La primera descripción de AR tal como se la conoce hoy en día fue en Virtual Light , la novela de 1994 de William Gibson. En 2011, AR se fusionó con poesía de ni ka de Sekai Camera en Tokio, Japón. La prosa de estos poemas de AR proviene de Paul Celan , Die Niemandsrose , que expresa las consecuencias del terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011. [ 190]
La RA aplicada a las artes visuales permite que los objetos o lugares desencadenen experiencias artísticas multidimensionales e interpretaciones 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. [192] [193] Sigue explorando nuevas permutaciones de RA en numerosos trabajos recientes.
La realidad aumentada puede ayudar en la progresión del arte visual en los museos al permitir a los visitantes del museo ver las obras de arte en las galerías de una manera multidimensional a través de las pantallas de sus teléfonos. [194] El Museo de Arte Moderno de Nueva York ha creado una exhibición en su museo de arte que muestra características de RA que los espectadores pueden ver usando una aplicación en su teléfono inteligente. [195] El museo ha desarrollado su aplicación personal, llamada MoMAR Gallery, que los visitantes del museo pueden descargar y usar en la galería especializada en realidad aumentada para ver las pinturas del museo de una manera diferente. [196] 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 se utilizó en “Margin of Error” y “Revolutions” de Nancy Baker Cahill , [197] las dos piezas de arte público que creó para la exposición Desert X de 2019. [198]
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. [199]
Un artista danés, Olafur Eliasson , ha colocado objetos como soles ardientes, rocas extraterrestres y animales raros en el entorno del usuario. [200] Martin & Muñoz comenzaron a utilizar la tecnología de Realidad Aumentada (RA) 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. [201]
El hardware y software de RA para su uso en fitness incluye gafas inteligentes diseñadas para andar en bicicleta y correr, con análisis de rendimiento y navegación de mapas proyectados en el campo de visión del usuario, [202] y boxeo, artes marciales y tenis, donde los usuarios permanecen conscientes de su entorno físico para su seguridad. [203] Los juegos y software relacionados con el fitness incluyen Pokémon Go y Jurassic World Alive . [204]
La interacción hombre-ordenador (HCI) es un área interdisciplinaria de la informática que se ocupa del diseño y la implementación de sistemas que interactúan con personas. Los investigadores en HCI provienen de varias disciplinas, entre ellas la informática, la ingeniería, el diseño, el factor humano y las ciencias sociales, con el objetivo común de resolver problemas en el diseño y el uso de la tecnología para que pueda utilizarse de forma más sencilla, eficaz, eficiente, segura y satisfactoria. [205]
Según un artículo de la revista Time de 2017 , se prevé que en unos 15 a 20 años la realidad aumentada y la realidad virtual se convertirán en el uso principal de las interacciones informáticas. [206]
Los niños de primaria aprenden fácilmente con 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 complementaria en video. Las ilustraciones de libros científicos en papel podrían cobrar vida en forma de video sin necesidad de que el niño acceda a materiales basados 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 que fluía a su alrededor. [207] Si bien algunas aplicaciones educativas para AR estaban disponibles en 2016, no se usaba ampliamente. Las aplicaciones que aprovechan la realidad aumentada para ayudar al aprendizaje incluyen SkyView para estudiar astronomía, [208] AR Circuits para construir circuitos eléctricos simples, [209] y SketchAr para dibujar. [210]
La RA también sería una forma para que los padres y los maestros alcancen sus objetivos en materia de 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 participar más activamente en su propio aprendizaje.
Los sistemas de realidad aumentada se utilizan en situaciones de seguridad pública , desde grandes tormentas hasta sospechosos prófugos.
Ya en 2009, Emergency Management publicó dos artículos que analizaban la tecnología de realidad aumentada para la gestión de emergencias. El primero fue "Realidad aumentada: tecnología emergente para la gestión de emergencias", de Gerald Baron. [211] Según Adam Crow: "Tecnologías como la realidad aumentada (por ejemplo, Google Glass) y las expectativas crecientes del público seguirán obligando a los gestores de emergencias profesionales a cambiar radicalmente cuándo, dónde y cómo se utiliza la tecnología antes, durante y después de los desastres". [212]
Otro ejemplo temprano fue el de una aeronave 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 las ubicaciones de los caminos forestales combinados con el video 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 a los rescatadores de manera más eficiente hacia la ubicación del excursionista porque la posición geográfica y los puntos de referencia estaban claramente etiquetados. [213]
La realidad aumentada 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 de una manera de realidad aumentada. Las funcionalidades de visualización y uso compartido de información dinámicas y oportunas de Talk2Me ayudan a iniciar conversaciones y hacer amigos para los usuarios con personas que se encuentran en proximidad física. [214] Sin embargo, el uso de un casco de realidad aumentada puede inhibir la calidad de una interacción entre dos personas si una de ellas no lo lleva puesto y el casco se convierte en una distracción. [215]
La realidad aumentada también ofrece a los usuarios la posibilidad de practicar diferentes formas de interacción social con otras personas en un entorno seguro y sin riesgos. Hannes Kauffman, profesor asociado de realidad virtual en la TU Vienna , afirma: "En la realidad aumentada colaborativa, varios usuarios pueden acceder a un espacio compartido poblado por objetos virtuales, mientras permanecen anclados en el mundo real. Esta técnica es especialmente eficaz para fines educativos cuando los usuarios están ubicados en el mismo lugar y pueden utilizar medios naturales de comunicación (habla, gestos, etc.), pero también se puede combinar con éxito con la realidad virtual inmersiva o la colaboración remota". [ Esta cita necesita una cita ] Hannes cita la educación como un posible uso de esta tecnología.
La industria de los videojuegos adoptó la tecnología de RA. Se desarrollaron varios juegos para entornos interiores preparados, como el air hockey de RA, Titans of Space , el combate colaborativo contra enemigos virtuales y los juegos de mesa de billar mejorados con RA. [216] [217] [218]
En 2010, Ogmento se convirtió en la primera startup de juegos de realidad aumentada en recibir financiación de capital de riesgo. La empresa 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 artificial de la empresa finalmente fue reempaquetada y vendida a Apple, convirtiéndose en una importante contribución a ARKit. [219]
La realidad aumentada permite a los jugadores de videojuegos experimentar el juego digital en un entorno del mundo real. Niantic lanzó el juego móvil de realidad aumentada Pokémon Go . [220] 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 de sable de luz , programado para lanzarse en diciembre de 2017. [221]
La realidad aumentada permite a los diseñadores industriales experimentar el diseño y el funcionamiento de un producto antes de su finalización. Volkswagen ha utilizado la realidad aumentada para comparar imágenes calculadas y reales de pruebas de choque. [222] La realidad aumentada se ha utilizado para visualizar y modificar la estructura de la carrocería y el diseño del motor del vehículo. También se ha utilizado para comparar maquetas digitales con maquetas físicas para encontrar discrepancias entre ellas. [223] [224]
Una de las primeras aplicaciones de la realidad aumentada fue en el ámbito sanitario, en particular 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 declarado formalmente cuando se construyeron los primeros sistemas de realidad aumentada en los laboratorios de la Fuerza Aérea de los EE. UU. [3] Desde 2005, 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 para localizarlas. [225] [226] La RA proporciona a los cirujanos datos de monitorización del paciente al estilo de la pantalla de visualización frontal de un piloto de combate, y permite acceder a los registros de imágenes del paciente, incluidos los vídeos funcionales, y superponerlos. 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 , [227] visualizar la posición de un tumor en el vídeo de un endoscopio , [228] o los riesgos de exposición a la radiación de los dispositivos de imágenes de rayos X. [229] [230] La RA puede mejorar la visión de un feto dentro del útero de una madre . [231] Siemens, Karl Storz e IRCAD han desarrollado un sistema para cirugía hepática laparoscópica que utiliza RA para ver tumores y vasos subsuperficiales. [232] La RA se ha utilizado para el tratamiento de la fobia a las cucarachas [233] y para reducir el miedo a las arañas. [234] A los pacientes que usan gafas de realidad aumentada se les puede recordar que tomen medicamentos. [235] La realidad aumentada puede ser muy útil en el campo médico. [236] Podría usarse para proporcionar información crucial a un médico o cirujano sin que aparten los ojos del paciente. El 30 de abril de 2015, Microsoft anunció Microsoft HoloLens , su primer intento de realidad aumentada. HoloLens ha avanzado a través de los años y es capaz de proyectar hologramas para cirugía guiada por imágenes basada en fluorescencia de infrarrojo cercano. [237] A medida que avanza la realidad aumentada, encuentra cada vez más aplicaciones en la atención médica. La realidad aumentada y otras utilidades informáticas similares se están utilizando para capacitar a los profesionales médicos. [238] [239] En el ámbito de la atención sanitaria, la RA se puede utilizar para proporcionar orientación durante intervenciones diagnósticas y terapéuticas, por ejemplo, durante una cirugía. Magee et al., [240]Por ejemplo, se describe 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 de Akçayır, Akçayır, Pektaş y Ocak (2016) reveló que la tecnología de RA mejora las habilidades de laboratorio de los estudiantes universitarios y los ayuda a desarrollar actitudes positivas relacionadas con el trabajo de laboratorio de física. [241] Recientemente, la realidad aumentada comenzó a adoptarse en neurocirugía , un campo que requiere grandes cantidades de imágenes antes de los procedimientos. [242]
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 generado por computadora de ellos, en un espacio virtual donde pueden interactuar y realizar diversas acciones. Tales capacidades se demuestran con Project Anywhere, desarrollado por un estudiante de posgrado en la ETH de Zúrich, que fue calificado como una "experiencia extracorporal". [243] [244] [245]
Basándose en décadas de investigación perceptivo-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 utilizando un simulador de vuelo. Un programa de aumento adaptativo en el que se mostraba a los estudiantes el aumento solo cuando se desviaban de la trayectoria de vuelo resultó ser una intervención de entrenamiento más eficaz que un programa constante. [30] [246] Los estudiantes de vuelo a los que se les enseñó a aterrizar en el simulador con el aumento adaptativo aprendieron a aterrizar una aeronave ligera más rápidamente que los estudiantes con la misma cantidad de entrenamiento de aterrizaje en el simulador pero con aumento constante o sin ningún aumento. [30]
Una de las primeras aplicaciones interesantes de la RA se produjo cuando Rockwell International creó superposiciones de mapas de vídeo de las trayectorias de los satélites y los desechos orbitales para ayudar en las observaciones espaciales en el Sistema Óptico Maui de la Fuerza Aérea. En su artículo de 1993 "Correlación de desechos utilizando el sistema Rockwell WorldView", los autores describen el uso de superposiciones de mapas aplicadas a los vídeos de los telescopios de vigilancia espacial. Las superposiciones de mapas indicaban las trayectorias de varios objetos en coordenadas geográficas. Esto permitía a los operadores de los telescopios identificar satélites y también identificar y catalogar desechos espaciales potencialmente peligrosos. [39]
A partir de 2003, el ejército de los 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, como nombres de calles, puntos de interés, aeropuertos y ferrocarriles, con vídeo en directo del sistema de cámaras. El sistema ofrecía un modo de "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 el contexto importante, como si "se mirara a través de una pajita de refresco". El sistema muestra marcadores de ubicación amigo/enemigo/neutral en tiempo real combinados con vídeo en directo, lo que proporciona al operador una mejor conciencia de la situación.
Los investigadores del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (Calhoun, Draper et al.) descubrieron que la velocidad con la que los operadores de sensores de vehículos aéreos no tripulados encontraban puntos de interés utilizando esta tecnología se duplicaba aproximadamente. [247] 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 del ejército de los Estados Unidos y en los sistemas aéreos no tripulados MQ-1C Gray Eagle.
En combate, la RA puede servir como un sistema de comunicación en red que presenta datos útiles del campo de batalla en las gafas de un soldado en tiempo real. Desde el punto de vista del soldado, las personas y varios objetos pueden marcarse con indicadores especiales para advertir de peligros potenciales. También se pueden presentar 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. [248] La combinación de visualización de cámaras con vista de 360° y RA 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 posibilidad de elegir la combinación de municiones en pilas y las distancias entre ellas, con una visualización de las áreas de riesgo. [249] [ ¿ Fuente poco confiable? ] El alcance de las aplicaciones de RA también incluye la visualización de datos de sensores de monitoreo de municiones integrados. [249]
El X-38 de la NASA fue volado utilizando un sistema híbrido de visión sintética que superponía datos de mapas sobre el vídeo para proporcionar una navegación mejorada para la nave espacial durante las pruebas de vuelo de 1998 a 2002. Se utilizó el software LandForm, que fue útil para momentos de visibilidad limitada, incluido un caso en el que la ventana de la cámara de vídeo se congeló y los astronautas tuvieron que depender de las superposiciones de mapas. [44] El software LandForm también se probó en el campo de pruebas del ejército de Yuma en 1999. En la foto de la derecha se pueden ver los marcadores del mapa que indican pistas, torre de control de tráfico aéreo, calles de rodaje y hangares superpuestos en el vídeo. [45]
La RA puede aumentar la eficacia de los dispositivos de navegación. La información se puede mostrar en el parabrisas de un automóvil indicando las direcciones de destino y el medidor, el clima, el terreno, las condiciones de la carretera y la información del tráfico, así como alertas sobre posibles peligros en su camino. [250] [251] [252] 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 las direcciones, las notificaciones importantes y los puntos de interés, directamente en la línea de visión de los conductores y mucho más adelante del vehículo. [253] [254] A bordo de los buques marítimos, la RA puede permitir que los vigilantes del puente monitoreen continuamente información importante, como el rumbo y la velocidad de un barco, mientras se mueven por el puente o realizan otras tareas. [255]
La realidad aumentada puede tener un impacto positivo en la colaboración laboral, ya que las personas pueden estar inclinadas 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 realidad aumentada se utilizó para facilitar la colaboración entre los miembros de equipos distribuidos a través de conferencias con participantes locales y virtuales. Las tareas de realidad aumentada incluyeron reuniones de intercambio de ideas y de debate utilizando visualización común a través de mesas con pantalla táctil, pizarrones digitales interactivos, espacios de diseño compartidos y salas de control distribuidas. [256] [257] [258]
En los 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, y la manipulación y distribución de materiales. Por ejemplo, se mostraron etiquetas en partes de un sistema para aclarar las instrucciones de funcionamiento para un mecánico que realizaba el mantenimiento de un sistema. [259] [260] Las líneas de montaje se beneficiaron del uso de RA. Además de Boeing, BMW y Volkswagen eran conocidos por incorporar esta tecnología en las líneas de montaje para monitorear las mejoras de procesos. [261] [262] [263] 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, lo que les indica el problema de inmediato. [264]
A medida que la tecnología de RA ha evolucionado y los dispositivos de RA de segunda y tercera generación llegan al mercado, el impacto de la RA en las empresas continúa floreciendo. En la Harvard Business Review , Magid Abraham y Marco Annunziata analizan cómo los dispositivos de RA se están utilizando ahora para "aumentar la productividad de los trabajadores en una variedad de tareas la primera vez que se utilizan, incluso sin capacitación previa". [265] Sostienen que "estas tecnologías aumentan la productividad al hacer que los trabajadores sean más capacitados y eficientes, y por lo tanto tienen el potencial de generar más crecimiento económico y mejores empleos". [265]
Las visualizaciones meteorológicas fueron la primera aplicación de la realidad aumentada en televisión. Ahora, en la previsión meteorológica, es habitual mostrar vídeos en movimiento de imágenes captadas en tiempo real por varias cámaras y otros dispositivos de captura de imágenes. Estas visualizaciones animadas, combinadas con símbolos gráficos en 3D y mapeadas a un modelo geoespacial virtual común, constituyen la primera aplicación real de la realidad aumentada en televisión.
La realidad aumentada se ha vuelto común en la transmisión de deportes. Los lugares de deportes y entretenimiento cuentan con aumento de transparencia y superposición a través de transmisiones de cámaras rastreadas para una mejor visualización por parte de la audiencia. Los ejemplos incluyen la línea amarilla de " primer down " que se ve en las transmisiones de televisión de los juegos de fútbol americano que muestra la línea que el equipo ofensivo debe cruzar para recibir un primer down. La realidad aumentada también se usa en asociación con el fútbol y otros eventos deportivos para mostrar anuncios comerciales superpuestos en la vista del área de juego. Secciones de campos de rugby y campos de cricket también muestran imágenes patrocinadas. Las transmisiones de natación a menudo agregan una línea a través de los carriles para indicar la posición del poseedor del récord actual a medida que avanza una carrera para permitir que los espectadores comparen la carrera actual con el mejor desempeño. Otros ejemplos incluyen el seguimiento del disco de hockey y las anotaciones del desempeño de los autos de carrera [266] y las trayectorias de las bolas de snooker. [114] [267]
La realidad aumentada se ha utilizado para mejorar las actuaciones en conciertos y teatros. Por ejemplo, los artistas permiten a los oyentes mejorar su experiencia auditiva añadiendo su actuación a la de otras bandas o grupos de usuarios. [268] [269] [270]
Los viajeros pueden utilizar la RA para acceder a visualizaciones informativas en tiempo real sobre una ubicación, sus características y comentarios o contenidos proporcionados por visitantes anteriores. Las aplicaciones avanzadas de la RA incluyen simulaciones de eventos históricos, lugares y objetos representados en el paisaje. [271] [272] [273]
Las aplicaciones de RA vinculadas a ubicaciones geográficas presentan información de ubicación mediante audio, anunciando características de interés en un sitio particular a medida que se vuelven visibles para el usuario. [274] [275] [276]
Los sistemas de RA como Word Lens pueden interpretar el texto en otro idioma que aparece en los carteles y menús y, en la vista aumentada del usuario, volver a mostrar el texto en su idioma. Las palabras habladas en un idioma extranjero se pueden traducir y mostrar en la vista del usuario como subtítulos impresos. [277] [278] [279]
Se ha sugerido que la realidad aumentada puede utilizarse en nuevos métodos de producción , mezcla , control y visualización de música . [280] [281] [282] [283]
En un proyecto de prueba de concepto, Ian Sterling, un estudiante de diseño de interacción en el California College of the Arts , y el ingeniero de software Swaroop Pal demostraron una aplicación HoloLens cuyo propósito principal es proporcionar una interfaz de usuario espacial 3D para dispositivos multiplataforma (la aplicación Android Music Player y el ventilador y la luz controlados por Arduino) y también permitir la interacción mediante el control de la mirada y los gestos. [284] [285] [286] [287]
La investigación de los miembros del CRIStAL de la Universidad de Lille hace uso de 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 . [288] El proyecto Rouages propone aumentar los instrumentos musicales digitales para revelar sus mecanismos al público y así mejorar la percepción de vivacidad. [289] Reflets es una novedosa pantalla de realidad aumentada dedicada a las interpretaciones musicales donde el público actúa como una pantalla 3D al revelar contenido virtual en el escenario, que también se puede utilizar para la interacción y colaboración musical en 3D. [290]
Los usuarios de Snapchat tienen acceso a la realidad aumentada en la aplicación 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 crear una versión animada de sí mismos llamada " Bitmoji ". Estos avatares animados se proyectarían en el mundo real a través de la cámara y se pueden fotografiar o grabar en video. [291] En el mismo mes, Snapchat también anunció una nueva función llamada "Filtros de cielo" que estará disponible en su aplicación. Esta nueva función hace uso de la realidad aumentada para alterar el aspecto de una imagen tomada del cielo, de forma 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. [292]
En un artículo titulado "Muerte por Pokémon GO" , investigadores de la Escuela de Administración Krannert de la Universidad de 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 PokéStops, donde los usuarios pueden jugar el juego mientras conducen". [293] Utilizando datos de un municipio, el artículo 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 el número de muertes de 256 durante el período del 6 de julio de 2016 al 30 de noviembre de 2016". Los autores extrapolaron el costo de esos accidentes y muertes entre $ 2 mil millones y $ 7,3 mil millones para el mismo período. Además, más de uno de cada tres usuarios avanzados de Internet encuestados desearía eliminar elementos perturbadores a su alrededor, como basura o grafitis. [294] Incluso desearían modificar su entorno borrando señales de tráfico, anuncios en vallas publicitarias y escaparates poco interesantes. Así pues, parece que la RA es tanto una amenaza para las empresas como una oportunidad. Aunque esto podría ser una pesadilla para numerosas marcas que no consiguen 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 les rodean. Los consumidores quieren utilizar gafas de realidad aumentada para cambiar su entorno y convertirlo en algo que refleje sus propias opiniones personales. Alrededor de dos de cada cinco quieren cambiar el aspecto de su entorno e incluso la forma en que ven a las personas. [ cita requerida ]
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 la RA, 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 de RA de modo que se pierdan señales importantes del entorno. [18] Esto se denomina la clave aumentada virtualmente. [18] Una vez que se ignora la clave, es posible que las personas ya no deseen el mundo real.
El concepto de realidad aumentada moderna depende de la capacidad del dispositivo para registrar y analizar el entorno en tiempo real. Por ello, existen posibles problemas legales en materia de privacidad. Si bien la Primera Enmienda de la Constitución de los Estados Unidos permite este tipo de grabación en nombre del interés público, la grabación constante de un dispositivo de RA dificulta hacerlo sin grabar también fuera del dominio público. Se encontrarían complicaciones legales en áreas en las que se espera un cierto grado 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 la RA pasa automáticamente información sobre las personas que el usuario ve, podría haber cualquier cosa vista desde las redes sociales, antecedentes penales y estado civil. [295]
El Código de Ética sobre Aumento Humano, que fue introducido 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. [296] [297] [298] [299]
La interacción de la realidad aumentada ligada a la ubicación con la ley de propiedad es en gran medida indefinida. [300] [301] Se han analizado varios modelos para ver cómo se puede resolver esta interacción en un contexto de derecho consuetudinario : una extensión de los derechos de propiedad real para cubrir también las ampliaciones en o cerca de la propiedad con una fuerte noción de intrusión , prohibiendo las ampliaciones a menos que lo permita el propietario; un sistema de " rango abierto ", donde las ampliaciones están permitidas a menos que las prohíba el propietario; y un sistema de " libertad de deambular ", donde los propietarios de bienes reales no tienen control sobre las ampliaciones no disruptivas. [302]
One issue experienced during the Pokémon Go craze was the game's players disturbing owners of private property while visiting nearby location-bound augmentations, which may have been on the properties or the properties may have been en route. The terms of service of Pokémon Go explicitly disclaim responsibility for players' actions, which may limit (but may not totally extinguish) the liability of its producer, Niantic, in the event of a player trespassing while playing the game: by Niantic's argument, the player is the one committing the trespass, while Niantic has merely engaged in permissible free speech. A theory advanced in lawsuits brought against Niantic is that their placement of game elements in places that will lead to trespass or an exceptionally large flux of visitors can constitute nuisance, despite each individual trespass or visit only being tenuously caused by Niantic.[303][304][305]
Another claim raised against Niantic is that the placement of profitable game elements on land without permission of the land's owners is unjust enrichment.[306] More hypothetically, a property may be augmented with advertising or disagreeable content against its owner's wishes.[307] Under American law, these situations are unlikely to be seen as a violation of real property rights by courts without an expansion of those rights to include augmented reality (similarly to how English common law came to recognise air rights).[306]
An article in the Michigan Telecommunications and Technology Law Review argues that there are three bases for this extension, starting with various understanding of property. The personality theory of property, outlined by Margaret Radin, is claimed to support extending property rights due to the intimate connection between personhood and ownership of property; however, her viewpoint is not universally shared by legal theorists.[308] Under the utilitarian theory of property, the benefits from avoiding the harms to real property owners caused by augmentations and the tragedy of the commons, and the reduction in transaction costs by making discovery of ownership easy, were assessed as justifying recognising real property rights as covering location-bound augmentations, though there does remain the possibility of a tragedy of the anticommons from having to negotiate with property owners slowing innovation.[309] Finally, following the 'property as the law of things' identification as supported by Thomas Merrill and Henry E Smith, location-based augmentation is naturally identified as a 'thing', and, while the non-rivalrous and ephemeral nature of digital objects presents difficulties to the excludeability prong of the definition, the article argues that this is not insurmountable.[310]
Some attempts at legislative regulation have been made in the United States. Milwaukee County, Wisconsin attempted to regulate augmented reality games played in its parks, requiring prior issuance of a permit,[311] but this was criticised on free speech grounds by a federal judge;[312] and Illinois considered mandating a notice and take down procedure for location-bound augmentations.[313]
An article for the Iowa Law Review observed that dealing with many local permitting processes would be arduous for a large-scale service,[314] and, while the proposed Illinois mechanism could be made workable,[315] it was reactive and required property owners to potentially continually deal with new augmented reality services; instead, a national-level geofencing registry, analogous to a do-not-call list, was proposed as the most desirable form of regulation to efficiently balance the interests of both providers of augmented reality services and real property owners.[316] An article in the Vanderbilt Journal of Entertainment and Technology Law, however, analyses a monolithic do-not-locate registry as an insufficiently flexible tool, either permitting unwanted augmentations or foreclosing useful applications of augmented reality.[317] Instead, it argues that an 'open range' model, where augmentations are permitted by default but property owners may restrict them on a case-by-case basis (and with noncompliance treated as a form of trespass), will produce the socially-best outcome.[318]
The futuristic short film Sight[322] features contact lens-like augmented reality devices.[323][324]
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)an enhanced version of reality created by the use of technology to overlay digital information on an image of something being viewed through a device (such as a smartphone camera) also : the technology used to create augmented reality
A technology that superimposes a computer-generated image on a user's view of the real world, thus providing a composite view.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
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