Hablemos de Tecnología...

"Es necesario aprender lo que necesitamos y no únicamente lo que queremos." - Paulo Coelho

Demostración de realidad aumentada…!

Después de bastante tiempo de no postear nada, hoy les comparto uno de mis trabajos finales de este semestre. Espero de ahora en adelante poder apartar un poco mas de tiempo para publicar cosas nuevas, asi que no dejen de visitarme…

Ramiz Pérez Ordoñez

ramizzz13@gmail.com

Abstract

Actualmente entre las Tecnologías Emergentes dentro del campo de la informática, está surgiendo un campo muy interesante y con grandes expectativas, se trata de la “Realidad Aumentada”, la cual de forma indirecta define una visión del entorno real, combinándolos con elementos virtuales para la creación de una realidad mixta a tiempo real. Por tanto esta temática ha sido de interés para esta investigación, donde se pretende dar muestras sencillas de aplicación del concepto de realidad aumentada, así como ser fuente de inspiración para incursionar en esta área y desarrollar la creatividad para posteriores aplicaciones reales. Para ellos se utilizo cierto programa de diseño para la creación de los patrones a ejemplificar, y las librerías correspondientes o software existente para hacer funcionar la realidad aumentada.

Introducción

En la actualidad el tema de la realidad aumentada es de gran interés, pues es un hecho de que se está dándose a conocer, hay muchos proyectos en desarrollo y otros que ya están en el mercado. Esto hace que sea una tecnología relativamente nueva, que a su vez se diferencia de la realidad virtual. Por que?, la realidad aumentada es una tecnología que mezcla la realidad y a esta le añade lo virtual, esto suena a realidad virtual pero en realidad no lo es, sin embargo la diferencia es que la realidad virtual se aísla de lo real y por lo tanto es netamente virtual.

Entonces podemos definir la realidad aumentada como el entorno real mezclado con lo virtual. La realidad aumentada puede ser usada en varios dispositivos desde computadores hasta dispositivos móviles, HTC android e Iphone, esto son algunos de los dispositivos que ya están implementando esta tecnología por mencionar algunos.

Hay dos definiciones aceptadas comúnmente de Realidad Aumentada en la actualidad. Uno de ellos fue dado por Ronald Azuma en 1997 [1]. La definición Azuma dice que la Realidad Aumentada

· combina reales y virtuales

· es interactivo en tiempo real

· está registrada en 3D

Además Paul Milgram y Fumio Kishino definido Virtualidad Continuum Realidad-Milgram en 1994 [2]. En ellas se describe un continuum que va desde el entorno real en un entorno virtual pura. En medio hay Realidad Aumentada (más cerca del entorno real) y Virtualidad Aumentada (está más cerca del entorno virtual).

El concepto de “realidad aumentada” puede ser aplicado a un gran número de usos. De forma general y bajo una definición expandida podemos entender que se refiere a cualquier aumento de las capacidades perceptivas y de acción del ser humano. Bajo este punto de vista, los seres humanos habitamos en un mundo de realidad aumentada donde podemos comunicarnos en la distancia, volar más rápido que el sonido y habitar mundos virtuales. Podemos establecer los límites perceptivos “naturales” del sur humano dentro del umbral de nuestros sentidos y los de nuestras capacidades motrices y físicas en nuestras posibilidades corporales. Por lo que la gran variedad de dispositivos tecnológicos desarrollados a lo largo de la historia amplían enormemente las capacidades sensitivas y de acción del ser humano. [3]

La Realidad Aumentada (RA) adquiere presencia en el mundo científico a principios de los años 1990 cuando la tecnología basada en a) ordenadores de procesamiento rápido, b) técnicas de renderizado de gráficos en tiempo real, y c) sistemas de seguimiento de precisión portables, permiten implementar la combinación de imágenes generadas por el ordenador sobre la visión del mundo real que tiene el usuario. En muchas aplicaciones industriales y domésticas se disponen de una gran cantidad de información que están asociadas a objetos del mundo real, y la realidad aumentada se presenta como el medio que une y combina dicha información con los objetos del mundo real. Así, muchos de los diseños que realizan los arquitectos, ingenieros, diseñadores pueden ser visualizados en el mismo lugar físico del mundo real para donde han sido diseñados. [4]

Hoy en día la Realidad Aumentada (AR – Augmented Reality), está siendo perfeccionada por diversos grupos de investigación alrededor del mundo en las diversas tecnologías involucrada, tales como el seguimiento de la posición del usuario, procesado de la señal, visualización de la información, visión por ordenador, generación de imágenes virtuales, renderizado de gráficos, estructuración de la información, y computación distribuida. El portal de Realidad Aumentada [5] es un vínculo en el momento en que deseemos buscar información importante de las tecnologías, grupos de investigación, proyectos, productos y recursos relativos a la Realidad Aumentada.

Componentes de la realidad aumentada

Monitor del computador: instrumento donde se verá reflejado la suma de lo real y lo virtual que conforman la realidad aumentada.

Cámara Web: dispositivo que toma la información del mundo real y la transmite al software de realidad aumentada.

Software: programa que toma los datos reales y los transforma en realidad aumentada.

Marcadores: los marcadores básicamente son hojas de papel con símbolos que el software interpreta y de acuerdo a un marcador especifico realiza una respuesta especifica (mostrar una imagen 3D, hacerle cambios de movimiento al objeto 3D que ya este creado con un marcador).

Aplicaciones actuales

Publicidad: En agosto de 2009, Best Buy publicó una circular con un código de realidad aumentada que permite a los usuarios con una cámara web para interactuar con el producto en 3D.[6]

Apoyo en tareas complejas: Las tareas complejas tales como montaje, mantenimiento, y la cirugía puede ser simplificado mediante la inserción de información adicional en el campo de visión. Por ejemplo, las etiquetas se pueden mostrar en las partes de un sistema para aclarar las instrucciones de funcionamiento de un mecánico que está realizando el mantenimiento en el sistema. [7]

Dispositivos de navegación: AR puede aumentar la eficacia de los dispositivos de navegación para una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, la navegación edificio puede ser mejorada con el fin de mantener las instalaciones industriales.

Aplicaciones industriales: se pueden emplear para proteger los datos digitales en combinación con los actuales prototipos reales, y así ahorrar o reducir al mínimo la construcción de prototipos reales y mejorar la calidad del producto final.

Militares y los servicios de emergencia: AR se pueden aplicar a los servicios de emergencia y militares como sistemas portátiles para proporcionar información, como instrucciones, mapas, lugares enemigo, y las células de fuego.

Arte: AR se pueden incorporar en aplicaciones artísticas que permiten a los artistas para crear arte en tiempo real sobre la realidad como la pintura, dibujo, modelado, etc. Un ejemplo de este fenómeno se llama Eyewriter que fue desarrollado en 2009 por Zachary Lieberman y un grupo formado por los miembros de la Libre de Arte y Tecnología (FAT), openFrameworks y el Graffiti Research Lab para ayudar a un artista de graffiti, que quedó paralizado, dibujar otra vez.[8]

Arquitectura: AR puede ser empleada para simular los proyectos de construcción previstos.[9]

Caso de estudio

A continuación detallare la aplicación que se llevo a cabo para el funcionamiento de la realidad aumentada.

Google Sketchup

Primero que nada, se utilizo el software “Sketchup”, es un software de modelado en 3D programa diseñado para arquitectos , ingenieros civiles , cineastas, desarrolladores de juegos, y profesiones afines. También incluye características para facilitar la colocación de los modelos en Google Earth. A diferencia de otos está diseñado para ser fácil de usar que otros 3D CAD programas.[10]

Una de las características de SketchUp es la Galería 3D SketchUp que permite a los usuarios buscar modelos de otros fabricantes y contribuir modelos.

Para su descarga accedemos a la siguiente dirección http://www.google.com/sketchup/download/

SketchUp puede correr en Windows XP y Windows Vista como también en el Mac OS X y es binario universal. La última versión disponible es la 7.1. Aún no hay una versión disponible para Linux.

La instalación del software es bastante sencilla e intuitiva, así que no la detallare. Una vez hecha la instalación exitosa, la interfaz inicial debe ser como se muestra en siguientes imagen.

El uso de este software es bastante intuitivo, sus herramientas básicas son fáciles de usar, y seguro que si has tenido experiencia con algún otro software de CAD, como AutoCAD, SolidWork o cualquier otro, se te facilitara demasiado el uso de éste.

Aquí dejo algunos link de tutoriales y videos para aprender a utilizarlo:

· http://sketchup.google.com/support/bin/topic.py?topic=13670

· http://www.arquitectuba.com.ar/curso-sketchup-gratis/

· http://www.youtube.com/watch?v=6LFnxT98-WM&feature=player_embedded

· http://sketchup.google.com/3dwarehouse/details?mid=bb4734f0a2cae5ab3e53936ec422bbe5

· http://sites.google.com/site/conocimiento/ManualSketchup.pdf?attredirects=0

· http://www.youtube.com/watch?v=DmB7rrZqH-c

· http://www.cristalab.com/tutoriales/tutorial-de-modelado-3d-con-google-sketchup-c233l/

*En internet existe un sin número de tutoriales que puedes buscar por ti mismo.

Entonces procedemos a la creación de nuestro modelo. En este ejemplo creare el edificio de rectoría de la Universidad de Montemorelos. A continuación se presentan algunas imágenes fotografías que fueron claves en la elaboración del diseño en 3D, y debo hacer la aclaración que las medidas en el modelo no son reales.

 

2 3

Figura 1.3 Vista isométrica del frente                                                    Figura 1.4 Vista isométrica de la parte trasera del edificio
del edificio de rectoría de la UM.                                                                                 de la rectoría de la UM.

Nuestro modelo debe ser guardado en un formato especial, para que pueda ser cargado por el software. El formato se llama “.dae”. Para ello podemos hacerlo mediante Archivo>Exportar>Modelo 3D y elegimos la ruta donde deseemos que se guarde el archivo.

Software para visualizar el modelo a través de la realidad aumentada

Actualmente exista una gran cantidad de software que cumple con esta función, hay desde librerías en diversos lenguajes de programación, hasta propios software comercial existente en el mercado. También existe software libre que cumple con esta funcionalidad. Todos estos con su respectivo progreso en su desarrollo, la mayoría cumplen con cierta funcionalidad especializada y tienen enfoques distintos. Existen desde aplicaciones, ejecutables, asi como también de forma online.

Para nuestra demostración opte por utilizar un software que funciona de forma online. Se trata del siguiente sitio: http://www.mundobakia.com/ . La cual pertenece a una empresa colombiana que junta el arte y la tecnología para crear soluciones y desarrollar productos con un alto contenido interactivo que pueden ser utilizados en cualquier disciplina: publicidad, arte, educación, entre otras.

En seguida se muestra una imagen del sitio mencionado.

 

Una vez estando en el sitio, nos dirigimos a la sección de “Realidad Aumentada”, luego nos aparecerá un menú como el que se muestra en la imagen siguiente, donde elegiremos “Modelado Propio”.

A continuación nos mostrara la interface para cargar el modelo. Pero antes nos aparece un pequeña ventanita como la siguiente, en la cual hacemos click en “allow” (permitir).

Ahora antes de continuar debemos imprimir el patrón que nos ayudara a visualizar nuestro modelo. El cual se muestra de miniatura a continuación. Pero les dejo el link para descargarlo e imprimirlo http://www.mundobakia.com/RA/Marcadores/bakia/baKia.pdf

En seguida hacemos click en “Importar”, y buscamos la ruta donde está guardado nuestro modelo, esperamos a que lo cargue. Ahora colocamos el patrón impreso frente a la cámara web y esperamos a que nos aparezca nuestro modelo en el monitor, como se muestra en la siguiente imagen.

Conclusiones

En este paper se ha tratado de presentar los resultados de la investigación realizada con el fin de estudiar las posibilidades de integración de la tecnología de realidad aumentada basada en visión de patrones por ordenador en la publicidad de la UM.

La tecnología de realidad aumentada permite una combinación muy efectiva y atractiva, que a su vez esta investigación tuvo como objetivo motivar a futuras investigaciones en esta área y poder hacer nuevos desarrollos.

Esta tecnología abre las puertas para una nueva tendencia de desarrollo tecnológico, que se puede explotar al máximo.

Debido a los satisfactorios resultados obtenidos en esta investigación nuestras intenciones para un futuro próximo son las de seguir desarrollando en esta área, con proyectos novedosos.

Puedes ver el video demostrativo en seguida:

Descargar video: http://www.4shared.com/video/0LPCNMTL/realidad_aumentada-rectoria_UM.html

Descargar archivo DAE: http://www.4shared.com/file/u992bleS/rectoriaUM-ramiz_DAE_.html

Referencias

· [1] R. Azuma, un Estudio de la Realidad Aumentada Presencia: teleoperadores y Entornos Virtuales, pp. 355-385, agosto de 1997. Retrieved 10 May, 2010.

· [2] Milgram y Kishino AF, Taxonomía de Realidad Mixta Muestra Visual IEICE Operaciones de Información y Sistemas Informáticos, E77-D (12), pp. 1321-1329, 1994. Retrieved 10 May, 2010.

· [3] LA HIBRIDACIÓN A ESCENA: REALIDAD AUMENTADA Y TEATRO. Retrieved 10 May, 2010, from

http://www.sociedadinformacion.unam.mx/repositorio/documentos/jun_art44.pdf

· [4] REALIDAD AUMENTADA EN LA EDUCACIÓN: UNA TECNOLOGÍA EMERGENTE. Retrieved 14 May, 2010, from http://anobium.es/docs/gc_fichas/doc/6CFJNSalrt.pdf

· [5] EL PORTAL DE REALIDAD AUMENTADA. Retrieved 16 May, 2010, from http://www.augmented-reality.org/

· [6] BEST BUY VA 3D, REALIDAD AUMENTADA AÚN NO ESTÁ A SALVO DE LA PUBLICIDAD. Retrieved 16 May, 2010, from http://www.engadget.com/2009/08/06/best-buy-goes-3d-even-augmented-reality-isnt-safe-from-adverti/

· [7] REALIDAD AUMENTADA PARA EL MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN (ARMAR). Retrieved 16 May, 2010, from http://graphics.cs.columbia.edu/projects/armar/index.htm

· [8] EYEWRITER. Retrieved 16 May, 2010, from http://www.eyewriter.org/

· [9] REALIDAD AUMENTADA: UNA SOLICITUD DE ARQUITECTURA. Retrieved 16 May, 2010, from http://www.usc.edu/dept/architecture/mbs/thesis/anish/

· [10] GOOGLE SKETCHUP. Retrieved 17 May, 2010, from

http://sketchup.google.com/product/features.html

Ramiz

3 comentarios:

muy bueno... hasta donde llegara la tecnologia en esto del modelado en 3D!! yo estube probando el armedia y la verdad es ke muy bueno!

Yo he estado probando esta tecnología recientemente y me he dado cuenta de que los modelos son mas estables en la plataforma de realidad aumentada si el tamaño de los archivos no excede 1MB, el problema de esto es que al crear el archivo .dae el tamaño de este queda mayor a 1MB. Alguien sabe como puede reducir este tamaño de archivo son afectar el renderizado?
Gracias.

Hello,
Estamos trabajando y entregando proyectos de Realidad Aumentada, pero utilizando un motor no basado en Flash, obteniendo excelentes resultados a nivel gráfico.

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