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Espacio Campus ETS

Introducción a la Realidad Aumentada

Eugenio P. Concepción

12 de octubre de 2014
El presente artículo se distribuye bajo licencia Creative Commons con los siguientes derechos reservados: Reconocimiento, Compartir igual y No comercial

Qué es la Realidad Aumentada

La Realidad Aumentada (abreviada AR, del inglés Augmented Reality) se define como la visión del mundo real mejorada o incrementada mediante añadidos virtuales generados por computador (Butchart, 2011).

El objetivo de la AR es crear una visión interactiva, que combine objetos reales con objetos virtuales. El propósito de esta interacción es aumentar la información percibida por el usuario, proporcionándole información virtual combinada con la realidad que está percibiendo. Esta realidad no tiene porqué proceder sólo del entorno inmediato que percibe el usuario, sino que puede provenir de una visión indirecta (como por ejemplo un video recibido por streaming), sobre la que se agrega la información virtual. A diferencia de la Realidad Virtual, que sumerge al usuario completamente en un entorno generado artificialmente, la AR incrementa la realidad, mediante la superposición de objetos virtuales en tiempo real (Furht et al., 2011).

Ejemplo de Realidad Aumentada

Ejemplo de Realidad Aumentada: información sobreimpresa en un cuadro.

Dispositivos empleados en la AR

Para poder percibir la AR, los usuarios necesitan hacer uso de dispositivos específicos. Hay tres tipos básicos de dispositivos para la percepción de realidad aumentada (Furht et al., 2011): los HMD, los visores manuales, y los visores espaciales.

HMD

Los HMD (del inglés, Head Mounted Displays) son una estructura para llevar colocada en la cabeza, como parte de un casco o un sistema de visión. Añaden información virtual al mundo real que percibe el portador. El HMD puede ser monocular o binocular, proporcionando una visión más o menos integrada con la realidad. El modelo más conocido de este tipo de dispositivos son las Google Glass, como recoge la figura siguiente:

Ejemplo de HMD: Google Glasses

Ejemplo de HMD (Google Glass). Fuente: Wikipedia

Visores manuales

Los visores manuales están diseñados para que el usuario pueda llevar y manejar el dispositivo con una mano. Utilizan también tecnología para captar imágenes el mundo real, y complementan esta información con datos procedentes de otros sensores existentes en el dispositivo, tales como una brújula digital, un GPS u otros. Dentro de esta categoría existen terminales de tres tipos: PDA, smartphones y tablet PC. De los tres, los smartphones son los más difundidos y los más cómodos de manejar. Hay que tener en cuenta que estos terminales disponen de una electrónica muy compleja, y ofrecen potentes CPU, cámara digital, acelerómetro, GPS, y brújulas de estado sólido. El único inconveniente de estos dispositivos es lo reducido de su pantalla, que los hace poco aptos para la introducción de elementos 3D. Las PDA presentan las mismas ventajas e inconvenientes que los smartphones, con el añadido de que se trata de una tecnología en retroceso frente a los anteriores. El último tipo, los tablet PC o tabletas, es un dispositivo con las mismas capacidades que los otros, y la ventaja de disponer de una pantalla mucho más amplia.

Visores espaciales

Finalmente, los visores espaciales o SAR (Spatial Augmented Reality) hacen uso de sistemas de proyección, holografía, tecnología de radiofrecuencia, y otras tecnologías de detección para proyectar directamente sobre los objetos físicos la imagen virtual, de forma que no sea necesario hacer uso de un dispositivo para poder verla. Este tipo de sistemas no suelen ser muy frecuentes debido a los costes que conllevan su instalación y uso.

Activación de la AR

Para que la AR pueda aplicarse sobre un objeto, o conjunto de objetos, es preciso que el dispositivo pueda identificarlo. Actualmente existen diferentes técnicas para activar el sistema AR (Wagner et al., 2010). Las más comunes son las basadas en marcadores (markers, en inglés). El dispositivo empleado para la visualización deberá detectar el marcador mediante sus sensores (un código, una señal electromagnética, o una posición medida por GPS). Una vez leído e identificado el marcador, se activará la visualización de los datos virtuales.

Otra forma más compleja de activar la información virtual es mediante el reconocimiento automático. Estos sistemas emplean técnicas de visión artificial para reconocer los objetos sobre los que deberán superponer la información. Este es el modelo denominado markerless tracking, puesto que no hace uso de la ayuda proporcionada por los marcadores.

La AR basada en marcadores sigue siendo en la actualidad el mecanismo más frecuente de activación (Butchart, 2011). El dispositivo AR emplea los sensores de que dispone para detectar el marcador y activar la AR sobre el objeto real que está observando el usuario. Esta detección puede basarse en códigos visuales (por ejemplo, QRCodes), o en la localización física del usuario (en un museo, en una ciudad, etc.). La característica común a todos los sistemas basados en marcadores es que la AR no se activa por reconocimiento del objeto real sobre el que va a mostrar la información, sino por otros mecanismos como un código, la posición del usuario, etc.

Los defectos de este modelo son principalmente atribuibles a las imprecisiones o al mal funcionamiento de los sensores del terminal. En el caso de los marcadores basados en la localización del usuario, la precisión puede ser muy variable, dependiendo de si éste se encuentra en un espacio cerrado (como por ejemplo un museo, donde se pueden instalar emisores que permitan al dispositivo AR localizar su posición con mayor exactitud), o al aire libre (por ejemplo, recorriendo una ciudad), donde la precisión puede depender únicamente del sistema GPS del dispositivo utilizado.

La AR basada en imágenes utiliza imágenes de los propios objetos como marcadores, de forma que la AR se active a partir del reconocimiento de una imagen 2D. Este tipo de técnicas se suele aplicar en recorridos sobre imágenes, objetos, piezas de arte, anuncios, etc.

Bibliografía

  • Butchart, B. (2011). Augmented reality for smartphones. Jisc Observatory.
  • Furht, B. et al. (2011). Handbook of augmented reality (Vol. 71). Springer, New York. ISBN: 978-1-4614-0063-9.
  • Wagner, D. et al. (2010). Real-time detection and tracking for augmented reality on mobile phones. Visualization and Computer Graphics, IEEE Transactions on, 16(3), 355-368.
Comments

2 comentarios

  • Ricardo García (04/11/14 20:12)
    Un artículo muy interesante para entender una tecnología que empieza a estar presente en nuestro día a día
  • Silvia (07/11/14 20:44)
    El tema me parece muy interesante, y me ha dado ideas para mi fin de grado. Muchas gracias