Aplicación de Realidad Aumentada

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.

Figura 1.1 Interfaz inicial de Google Sketchup.

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=bb4734f0a2cae5ab3e53936ec422

bbe5

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.

Figura 1.2 Fotografías del edificio de rectoría de la UM.

Y asi es como nos quedo el modelo en el diseño con Sketchup.

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

Figura 1.4 Vista isométrica de la parte trasera del edificio de 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.

Figura 1.5 Sitio oficial de bakia.

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”.

Figura 1.6 Menú para elegir cargar un modelo 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).

Figura 1.7 Activar cámara web.

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

Figura 1.8 Patrón en miniatura.

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

aparecezca nuestro

modelo en el monitor,

como se muestra en la

siguiente imagen.

Figura 1.9 Realidad

aumentada.

Figura 1.10 Modelo de realidad aumentada en diferentes ángulos.

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.

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