Actualizado a: 14 de noviembre de 2023
La realidad virtual (RV o VR) es una tecnología bastante antigua, pero que ha evolucionado a lo largo de la historia de forma muy lenta o en saltos. Actualmente hemos visto un importante desarrollo en este sentido, con nuevos dispositivos VR, aunque aún parece algo no demasiado extendido. Sin embargo, podría alterar la forma en la que hacemos muchas cosas cotidianas, la educación, etc. Sea como sea, esta tecnología inmersiva, que desafía los límites de nuestra percepción, necesita ser desentrañada para conocerla más desde dentro…
¿Qué es la realidad virtual?
La realidad virtual (RV), o virtual reality (VR) es una tecnología que utiliza dispositivos informáticos para crear un entorno simulado e inmersivo que reproduce la realidad de manera artificial. A través de la realidad virtual, los usuarios pueden experimentar y explorar entornos tridimensionales de manera interactiva, a menudo utilizando dispositivos como gafas o cascos de realidad virtual.
Básicamente es idéntica a un videojuego en muchos aspectos, ya que un ordenador debe generar los gráficos del entorno virtual, por lo que se necesita una gran potencia de procesamiento. Solo que la inmersión es mucho mayor que con una simple pantalla, ya que te permite sumergirte dentro de ese mundo artificial creado o incluso insertar gráficos o imágenes que no son reales en un entorno real, como puede ser en el caso de la realidad aumentada o realidad mixta.
Para que la realidad virtual pueda utilizarse, se necesitan una serie de elementos básicos, que son:
- Entorno simulado: el ordenador crea mundos digitales o entornos simulados que pueden ser completamente ficticios o estar basados en situaciones y lugares del mundo real. Dependiendo del avance de los dispositivos empleados, pueden tener mayor o menor realismo, es decir, los gráficos pueden aproximarse más a la realidad (se necesita mayor rendimiento de GPU) o con menos detalles. Generalmente los entornos son 360°, es decir, permite a los usuarios explorar entornos completos en todas las direcciones. Es comúnmente utilizado en videos y experiencias inmersivas que capturan un campo visual completo.
- Inmersión: es uno de los aspectos más destacados de la realidad virtual. Los usuarios se sumergen en el entorno virtual y sienten una sensación de presencia en ese mundo simulado. Y esto implica que los dispositivos de realidad virtual tienen que disponer de:
- Interactividad: permite a los usuarios interactuar con el entorno virtual de maneras diversas. Pueden explorar, manipular objetos virtuales y participar en actividades que imitan experiencias del mundo real. Para ello puede haber una serie de mandos o sensores que se pueden manipular con las manos, o mediante gestos, movimientos del cuerpo, etc.
- Dispositivos de entrada: para interactuar con el entorno virtual, se utilizan dispositivos de entrada como controladores, guantes o incluso sensores de movimiento que rastrean los movimientos del usuario. Esto es a lo que me refería en el punto anterior con mandos, sensores (giroscopio, acelerómetro, magnetómetros,…), etc.
- Dispositivos de salida: son por ejemplo las gafas o cascos de realidad virtual, proporcionan la visualización y la experiencia sonora necesarias para la inmersión. Algunos sistemas también utilizan dispositivos hápticos para proporcionar retroalimentación táctil, vibraciones, auriculares con sonido 3D o espacial, etc., para que las sensaciones puedan ser aún más reales. Incluso se están desarrollando algunos sistemas para generar sensaciones de frío o calor al tacto, etc. Conforme va avanzando, el realismo será aún mayor…
La realidad virtual ha evolucionado rápidamente y ha encontrado aplicaciones en diversas industrias. Desde el entretenimiento hasta la medicina (tanto en educación y entrenamiento de los médicos y cirujanos, como en las terapias contra fobias, etc.), la educación y la industria, hasta el diseño y modelado, ocio (videojuegos, simuladores, turismo,…), continúa expandiendo sus límites y ofreciendo experiencias cada vez más inmersivas.
Tipos o derivados
La realidad virtual ha dado lugar a diversas vertientes o tecnologías derivadas, que tienes que conocer, como son:
- Realidad Aumentada (RA): combina elementos del mundo real con elementos virtuales, superponiendo información digital (gráficos, texto, objetos virtuales) sobre la vista del mundo real. Se experimenta a menudo a través de dispositivos como smartphones, tablets o gafas de realidad aumentada. Permite ver el mundo real enriquecido con información digital adicional. Se utiliza en aplicaciones como juegos, publicidad interactiva, asistencia a la navegación y visualización de datos.
- Realidad Mixta (RM): es un término que a veces se utiliza de manera intercambiable con realidad aumentada, pero en un sentido más amplio. Combina elementos del mundo real y del mundo virtual, permitiendo la interacción entre ellos. La realidad mixta también puede implicar la capacidad de anclar objetos digitales en el mundo real y permite que interactúen con él de manera más dinámica. Busca integrar de manera más fluida los elementos virtuales en el mundo real, permitiendo que coexistan y interactúen de manera más natural.
- Realidad Virtual 360°: es una forma específica de realidad virtual que proporciona una experiencia inmersiva de 360 grados, permitiendo a los usuarios explorar un entorno completo en todas las direcciones. Se utiliza comúnmente en videos y experiencias inmersivas capturadas en 360 grados. Esto difiere de la realidad virtual de un solo plano.
- Realidad Aumentada Holográfica: esta variante de la realidad aumentada implica la proyección de hologramas tridimensionales en el entorno real. Los usuarios pueden interactuar con estos hologramas como si fueran objetos físicos. Un ejemplo lo podemos ver en Tilt-Five y su tablero de juegos.
Por otro lado, tenemos el término realidad extendida o XR. Es un término paraguas que engloba a la Realidad Virtual (RV), la Realidad Aumentada (RA) y la Realidad Mixta (RM), así como cualquier otra forma de realidad computacional que combine experiencias del mundo real y virtual. La extended reality es un concepto amplio que se utiliza para describir entornos inmersivos y experiencias que abarcan toda la gama, desde lo totalmente virtual hasta la integración de elementos virtuales en el mundo real.
Historia de la VR
En el Renacimiento europeo, el desarrollo de la perspectiva en el arte y el estereoscopio inventado por Sir Charles Wheatstone fueron precursores de la realidad virtual. Sin embargo, las primeras referencias al concepto moderno de realidad virtual provienen de la ciencia ficción.
En la década de 1950, Morton Heilig ideó un «Teatro de Experiencias» que involucraba todos los sentidos, creando un prototipo llamado Sensorama en 1962. Ivan Sutherland, en 1968, desarrolló el primer sistema de visualización montado en la cabeza llamado «The Sword of Damocles».
Desde 1970 hasta 1990, la industria de la realidad virtual se centró principalmente en dispositivos para aplicaciones médicas, simulación de vuelo, diseño automotriz y entrenamiento militar. En este período, David Em creó mundos virtuales en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, y se desarrolló el sistema VIEW en 1985, que sirvió como base para los auriculares de realidad virtual modernos.
En la década de 1980, Jaron Lanier popularizó el término «realidad virtual», y empresas como VPL Research desarrollaron dispositivos de realidad virtual, incluyendo DataGlove y EyePhone. En 1988, el Cyberspace Project implementó la realidad virtual en una computadora personal de bajo costo.
Durante la década de 1990, se lanzaron los primeros auriculares de realidad virtual comerciales. Sega, Virtuality, y otros introdujeron sistemas de entretenimiento de realidad virtual. En 1991, Sega anunció el casco Sega VR, y en 1992, la Cave, una habitación inmersiva cúbica, fue creada por Carolina Cruz-Neira y su equipo.
En la década de 2000, hubo un declive en el interés público hacia las tecnologías de realidad virtual comercialmente disponibles. Sin embargo, en 2010, Palmer Luckey diseñó el primer prototipo del Oculus Rift, marcando el renacimiento de la realidad virtual. Actualmente, tenemos multitud de dispositivos de realidad virtual, desde las Oculus Quest 2, hasta las Apple Vision Pro, pasando por la Sony PlayStation VR2, hasta las HTC Vive, Tilt-Five, y un largo etc. Con cada generación se van haciendo más poderosas y más realistas.
A pesar de esto, la realidad virtual está algo estancada, y no goza de un interés tan grande como otros campos. Pese a que prometían revolucionar la forma en la que se hacen multitud de tareas cotidianas, incluso el gaming, no han tenido tanta aceptación como la esperada. Veremos si esto cambia en el futuro con nuevos y mejores dispositivos…
Cómo funciona la realidad virtual
La creación del mundo tridimensional en la realidad virtual implica la representación de entornos 3D de manera digital para su visualización a través de dispositivos de realidad virtual. Y esto implica lo siguiente:
- Modelado 3D: mediante un software de modelado 3D, al igual que en los videojuegos, se modela todo el entorno virtual o las inserciones que habrá en él. Se utilizan aplicaciones especializadas, como Blender, Autodesk Maya, o Cinema 4D, etc., para crear modelos tridimensionales. Estos modelos representan objetos, estructuras y entornos que formarán parte de la experiencia de realidad virtual. Los modelos se guardan en formatos 3D comunes como OBJ, FBX o STL, que son compatibles con motores y plataformas de desarrollo de realidad virtual.
- Texturización y mapeo de normales: se aplican texturas a los modelos para agregar detalles visuales y realismo. Las texturas pueden incluir colores, patrones y detalles específicos del material. Para el mapeo de normales se asigna información sobre cómo interactúa la luz con la superficie del modelo, mejorando la apariencia de los detalles en la iluminación.
- Animación y rigging (si es necesario): para objetos o personajes en movimiento, se utiliza animación. Los esqueletos virtuales (rigging) permiten la animación de personajes y objetos. Además se definen los keyframes, es decir, los momentos clave en la animación para indicar cambios significativos.
- Importación a plataforma de desarrollo: los modelos y activos se importan en un motor de juegos o plataforma de desarrollo de realidad virtual, como Unity 3D, Unreal Engine, Godot, etc. Por otro lado, en estos sistemas se establecerá la animación gráfica, la IA para dotar de inteligencia a los otros personajes u objetos del entorno virtual, los efectos de sonido acoplados, etc. También se lleva a cabo la coordinación espacial, donde se establece la posición relativa de los objetos y activos en el espacio virtual. También hay que destacar que existen varias APIs disponibles para el desarrollo, como WebVR, SteamVR, OpenVX, OpenXR, etc., entre otros muchos frameworks que facilitan el trabajo a los desarrolladores.
- Interactividad y programación: ahora vienen las etapas del scripting o programación de las interacciones, comportamientos y eventos que ocurrirán en el entorno virtual, algo parecido a lo que vimos en los videojuegos. Por otro lado, también se realizará la física implicada en el videojuego, es decir, las leyes físicas simuladas para los objetos en movimiento, las interacciones, las ondas, la forma en la que incide la luz, fuerzas implicadas en el escenario, etc.
- Optimización: ahora llega una etapa en la que se mejora el nivel de detalle conocida como LOD, donde se implementan niveles de detalle para optimizar el rendimiento, mostrando versiones más simples de los modelos a distancias más largas. También se aplica la técnica del culling, donde se realiza un proceso para no renderizar objetos que no son visibles desde la perspectiva del usuario, es decir, visualizar solo la escena en función de dónde se encuentre el usuario o hacia dónde esté mirando en un entorno 360º.
- Integración de datos dinámicos (si es necesario): se integran datos en tiempo real, como información meteorológica, para crear experiencias más dinámicas.
- Almacenamiento en base de datos: la información sobre la posición y la apariencia de los objetos 3D se almacena en una base de datos espacial para su recuperación eficiente durante la ejecución de la aplicación de realidad virtual.
- Despliegue: una vez tenemos todo el entorno de realidad virtual creado y terminado, lo siguiente será pasar estos archivos resultantes al dispositivo de realidad virtual compatible. Éste debe ser básicamente un ordenador, o depender de un ordenador, y generar todo el entorno virtual 3D mediante una GPU, así como el sonido y permitir la interacción mediante los dispositivos de entrada, haciendo así que el usuario experimente una experiencia inmersiva lo más real posible.
Este proceso combina habilidades de diseño 3D, programación y optimización para crear experiencias inmersivas de realidad virtual.
