Un casco de realidad virtual (o casco VR ) es un dispositivo montado en la cabeza que proporciona un entorno de realidad virtual para el usuario. Los cascos de realidad virtual se utilizan ampliamente en videojuegos de realidad virtual , pero también se utilizan en otras aplicaciones, incluidos simuladores y entrenadores. Los cascos de realidad virtual suelen incluir una pantalla estereoscópica (que proporciona imágenes separadas para cada ojo), sonido estéreo y sensores como acelerómetros y giroscopios para rastrear la postura de la cabeza del usuario para hacer coincidir la orientación de la cámara virtual con las posiciones de los ojos del usuario en el mundo real. . [1]
Algunos cascos de realidad virtual también tienen sensores de seguimiento ocular [2] y controladores de juegos . Las gafas de realidad virtual utilizan una tecnología llamada seguimiento de la cabeza, que cambia el campo de visión cuando una persona gira la cabeza. Es posible que la tecnología no sea perfecta, ya que hay latencia si la cabeza se mueve demasiado rápido. Aún así, ofrece una experiencia inmersiva.
El Sega VR , anunciado en 1991 y visto a principios de 1993 en el Winter CES , nunca se lanzó para consolas, [3] pero se utilizó para la atracción arcade del simulador de movimiento Sega VR-1 en 1994. [4] [5] Otro de los primeros El casco de realidad virtual, el Forte VFX1 , se anunció en el CES en 1994. El VFX-1 tiene pantallas estereoscópicas, seguimiento de la cabeza de 3 ejes y auriculares estéreo. [6] Sony , otro pionero, lanzó el Glasstron en 1997, que tiene un sensor de posición opcional, que permite al usuario ver el entorno, con la perspectiva moviéndose a medida que se mueve la cabeza del usuario, dando una profunda sensación de inmersión. Estos cascos de realidad virtual brindaron a los jugadores de MechWarrior 2 una nueva perspectiva visual al ver el campo de batalla desde el interior de la cabina de su nave. Sin embargo, estos primeros auriculares fracasaron comercialmente debido a su tecnología limitada, [7] [8] y John Carmack los describió como "mirar a través de tubos de papel higiénico ". [9]
En 2012, se inició una campaña de financiación colectiva para un visor de realidad virtual conocido como Oculus Rift ; El proyecto fue dirigido por varios desarrolladores de videojuegos destacados , incluido Carmack [7] , quien más tarde se convirtió en el CTO de la empresa . [10] En marzo de 2014, la empresa matriz del proyecto, Oculus VR, fue adquirida por Facebook por 2 mil millones de dólares. [11] La versión final de Oculus Rift orientada al consumidor comenzó a enviarse el 28 de marzo de 2016. [12]
En marzo de 2014, Sony demostró un prototipo de casco para PlayStation 4 , [13] que más tarde se denominó PlayStation VR . [14] En 2014, Valve demostró algunos prototipos de auriculares, [15] lo que llevó a una asociación con HTC para producir Vive , que se centra en entornos de realidad virtual "a escala de habitación" en los que los usuarios pueden navegar e interactuar de forma natural. [16] Vive se lanzó en abril de 2016 [17] y PlayStation VR en octubre de 2016. [18]
También se han diseñado cascos y visores de realidad virtual para teléfonos inteligentes . A diferencia de los auriculares con pantalla integrada, estas unidades son esencialmente carcasas en las que se puede insertar un teléfono inteligente. El contenido de realidad virtual se ve desde la pantalla del dispositivo a través de lentes que actúan como un estereoscopio , en lugar de utilizar pantallas internas dedicadas. Google lanzó una serie de especificaciones y kits de bricolaje asociados para visores de realidad virtual conocidos como Google Cardboard ; Estos visores son capaces de construirse utilizando materiales de bajo coste (y un smartphone con giroscopio), como el cartón (de ahí el naming). Samsung Electronics se asoció con Oculus VR para desarrollar conjuntamente el Samsung Gear VR (que sólo es compatible con dispositivos Samsung Galaxy recientes ), mientras que LG Electronics desarrolló unos auriculares con pantallas dedicadas para su teléfono inteligente LG G5 conocido como LG 360 VR. [19] [20] [21] [22] Los fabricantes asiáticos de hardware como Xion y Kolke han desarrollado cascos de realidad virtual económicos. En 2017, la empresa china Tencent anunció que se estaba preparando para lanzar sus cascos de realidad virtual ese año. [23] En 2019, Oculus y PlayStation VR dominaron el mercado de auriculares VR. [24]
En junio de 2019, Valve lanzó sus propios auriculares, Valve Index , sin asociación con HTC.
Los cascos de realidad virtual tienen requisitos de latencia significativamente más altos (el tiempo que tarda un cambio en la entrada para tener un efecto visual) que los videojuegos comunes. [25] Si el sistema es demasiado lento para reaccionar al movimiento de la cabeza, entonces puede causar que el usuario experimente mareos por realidad virtual , una especie de mareo. [26] Según un ingeniero de Valve, la latencia ideal sería de 7 a 15 milisegundos . [27]
La unidad de procesamiento de gráficos (GPU) también debe ser lo suficientemente potente como para representar la cantidad necesaria de fotogramas. Oculus citó la potencia de procesamiento limitada de Xbox One y PlayStation 4 como la razón por la que apuntaron al mercado de juegos de PC con sus primeros dispositivos. [28]
El renderizado foveado es una nueva técnica para reducir la carga de trabajo de renderizado. Utiliza hardware de seguimiento ocular para determinar en qué punto está mirando el usuario y reduce la resolución de representación más lejos de la mirada del usuario. Esto puede pasar desapercibido para el usuario porque la visión periférica humana es mucho menos sensible que la fóvea . [29]
Existen diferentes ópticas y cualidades visuales que afectarán la forma en que el individuo percibe la calidad de la imagen y cómo experimenta el mundo virtual. La claridad de la imagen depende de la resolución de la pantalla, la calidad óptica, la frecuencia de actualización y el campo de visión. [30]
Debido a que los cascos de realidad virtual extienden una sola pantalla a lo largo de un amplio campo de visión (hasta 110° para algunos dispositivos según los fabricantes), el factor de aumento hace que las fallas en la tecnología de visualización sean mucho más evidentes. Un problema es el llamado efecto de puerta mosquitera , donde los espacios entre filas y columnas de píxeles se vuelven visibles, algo así como mirar a través de una puerta mosquitera . [31] Esto fue especialmente notable en prototipos y kits de desarrollo anteriores, [8] que tenían resoluciones más bajas que las versiones comerciales.
Las lentes de los auriculares son responsables de mapear la visualización de cerca en un amplio campo de visión, [32] [33] y, al mismo tiempo, proporcionan un punto de enfoque distante más cómodo . Un desafío con esto es brindar consistencia en el enfoque: debido a que los ojos pueden girar libremente dentro del auricular, es importante evitar tener que volver a enfocar para evitar la fatiga visual .
Las lentes Fresnel se utilizan comúnmente en cascos de realidad virtual debido a su tamaño compacto y estructura liviana. [34] [35] Las lentes no utilizan múltiples piezas de material en sus lentes como otras lentes, pero la lente se dividirá en secciones, lo que permitirá al individuo tener un rango de visión más amplio. El problema que se ve con las lentes consiste en ver las crestas de las lentes cuando el auricular no está correctamente alineado en la cabeza. [30] [35]
Las lentes introducen distorsión y aberración cromática , que normalmente se corrigen mediante software . [32] [35] Las lentes también se pueden ajustar dinámicamente para tener en cuenta la prescripción de anteojos del usuario, de modo que el usuario pueda usar los auriculares sin anteojos correctivos. [36]
La consola de juegos Wii de Nintendo utilizó la captura de movimiento haciendo que el jugador usara un controlador para interactuar con el juego de su elección, a menudo juegos deportivos. Poco después del lanzamiento de la Wii de Nintendo, la Xbox de Microsoft recibió un sistema de lectura de cuerpo completo llamado Kinect compatible con el sistema de modificación de Valve . Más tarde, Sony lanzó un dispositivo de captura de movimiento similar para su PlayStation llamado PlayStation Move . Estos dispositivos de juego utilizan la captura de movimiento para controlar avatares dentro de un juego, donde el avatar copia los movimientos del jugador para completar el juego. Esto significa que el jugador no está realmente involucrado en el mundo de la realidad virtual. [37]
Los cascos de realidad virtual se utilizan actualmente como medio para capacitar a los estudiantes de medicina para la cirugía . Les permite realizar procedimientos esenciales en un entorno virtual y controlado. Los estudiantes realizan cirugías en pacientes virtuales, lo que les permite adquirir las habilidades necesarias para realizar cirugías en pacientes reales. [ cita necesaria ] También permite a los estudiantes revisar las cirugías desde la perspectiva del cirujano principal . [38]
Tradicionalmente, los estudiantes tenían que participar en cirugías y muchas veces se perdían partes esenciales. Ahora, con el uso de cascos de realidad virtual, los estudiantes pueden observar los procedimientos quirúrgicos desde la perspectiva del cirujano principal sin perderse partes esenciales. Los estudiantes también pueden pausar, rebobinar y adelantar cirugías. También pueden perfeccionar sus técnicas en unos auriculares reales, montados en un entorno libre de riesgos. [39]
Además de con fines formativos, los cascos de realidad aumentada también se utilizan para la cirugía guiada por imágenes . [ cita necesaria ]
Se han utilizado teléfonos inteligentes montados en auriculares de realidad virtual para capturar vídeos e imágenes de alta calidad de la retina para documentar lesiones periféricas de la retina. [40]
Las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos han utilizado cascos de realidad virtual . Es una herramienta particularmente útil para entrenar al personal militar sin ponerlo en peligro. [41]
Los cascos de realidad virtual permiten al personal militar interactuar con personas de realidad virtual para que parezca real. Pueden hablar entre ellos y realizar distintas acciones para que el mundo de la realidad virtual se sienta como si estuvieran en el mundo real. También existen desventajas y ventajas cuando el personal militar utiliza los auriculares. La desventaja es que los auriculares están hechos para un área interior, con un ambiente fresco y alejado del calor, por lo que cuando el personal militar solo usa los auriculares y no lleva equipo militar, no es como su entrenamiento básico. Las ventajas consisten en repetir las situaciones varias veces y el coste de tener los auriculares es menor, al no necesitarse equipo militar. [42]
La lente Fresnel se ha empleado comúnmente en la presente lente VR debido a su capacidad para lograr un peso ligero y una estructura compacta.
Medios relacionados con los cascos de realidad virtual en Wikimedia Commons