INTRODUCCION

En el siguiente trabajo monogrfico se hablan de distintas tecnologas que estn revolucionando la industria y cuyas aplicaciones prcticas permitieron y permiten la creacin de distintas herramientas que mejoran la eficiencia en una gran variedad de procesos tales como el intercambio de informacin, la intercomunicacin y as mismo permiten la evolucin de nuevos campos tales como la simulacin; convirtiendo a estas tecnologas en una interesante propuesta de investigacin y desarrollo

INDICE

1REALIDAD VIRTUAL41.1.DEFINICION41.2.HISTORIA51.3PRIMERAS NOCIONES TCNICAS61.4ELEMENTOS BSICOS DE LA REALIDAD VIRTUAL:71.4.1SIMULACIN INTERACTIVA71.4.2INTERACCIN IMPLCITA81.4.3INMERSIN SENSORIAL81.5CARACTERSTICAS BSICAS91.6TIPOS DE REALIDAD VIRTUAL91.6.1SISTEMAS DE SOBREMESA:101.6.2SISTEMAS PROYECTIVOS:101.6.3SISTEMAS INMERSIVOS:101.7EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA REALIDAD VIRTUAL111.7.1VISIN111.7.2.PARA INTERACTUAR111.7.3AUDICIN121.8.NIVELES DE TECNOLOGA121.8.1.NIVEL DE ENTRADA121.8.2.NIVEL BSICO121.8.3.NIVEL INMERSIVO121.9.1CASCOS O GAFAS131.9.2GUANTES141.9.3PERIFRICOS141.9.4OTROS SISTEMAS141.9.5SOFTWARE Y CONTENIDOS151.10HERRAMIENTA DE TRABAJO Y MEDIO DE COMUNICACIN152VISIN COMPUTACIONAL172.1DEFINICION172.2FORMACIN Y REPRESENTACIN DE LA IMAGEN182.3IMGENES BINOCULARES202.4REFLECTANCIA212.5COLOR212.6DIGITALIZACIN222.7ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE VISIN232.7.1.DISPOSITIVOS PARA VISIN232.7.2ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE VISIN:232.7.3NIVELES DE VISIN242.8APLICACIONES243MQTT253.1DEFINICIN253.2USO253.2.1IBM WEBSPHERE MQ TELEMETRY:253.2.2MOSQUITTO:253.2.3RABBITMQ:263.2.4APACHE APOLLO:263.2.5ECLIPSE PAHO:273.2.6SAY IT, SIGN IT273.2.7SMART LAB273.2.8ARDUINO CLIENT FOR MQTT273.2.9MQTT.JS:274BIBLIOGRAFIA29

REALIDAD VIRTUAL1.1. DEFINICIONLa realidad virtual es un entorno de escenas u objetos de apariencia real, generado mediante tecnologa informtica, que crea en el usuario la sensacin de estar inmerso en l. Dicho entorno es contemplado por el usuario a travs normalmente de un dispositivo conocido como gafas o casco de realidad virtual. Este puede ir acompaado de otros dispositivos, como guantes o trajes especiales, que permiten una mayor interaccin con el entorno as como la percepcin de diferentes estmulos que intensifican la sensacin de realidad.La virtualidad establece una nueva forma de relacin entre el uso de las coordenadas de espacio y de tiempo, supera las barreras espaciotemporales y configura un entorno en el que la informacin y la comunicacin se nos muestran accesibles desde perspectivas hasta ahora desconocidas al menos en cuanto a su volumen y posibilidades. La realidad virtual permite la generacin de entornos de interaccin que separen la necesidad de compartir el espacio-tiempo, facilitando en este caso nuevos contextos de intercambio y comunicacin.La realidad virtual suele ser descrita de modos diferentes lo que provoca confusiones, incluso en la literatura tcnica. El pblico no especializado suele asociar a esta sofisticada tecnologa de simulacin digital con sus aspectos ms superficiales y espectaculares, especialmente con los cascos de visualizacin estereoscpica y los guantes de datos. Esta visin deformada tiene su origen, en gran medida, en algunas pelculas de ficcin cientfica (El Cortador de Csped de B.Leonard -1992- es paradigmtica en este sentido) y en reportajes periodsticos poco rigurosos. Reportajes que muchas veces se apoyan, curiosamente, en las manifestaciones mistificadoras de algunos de los investigadores y expertos de mayor renombre en este campo.Las definiciones de la realidad virtual son numerosas, quizs tantas como el nmero de autores que se han acercado al tema. Si nos detuviramos en algunas de ellas apreciaramos que no siempre parecen estar hablndonos de lo mismo.Desde la sencilla y parca definicin de Aukstalkanis y Blatner (1993:7) quienes afirman simplemente que la realidad virtual es una forma humana de visualizar, manipular e interactuar con ordenadores y datos complejos hasta las dudas terminolgicas del francs Claude Cadoz (1994) que prefiere hablar de realidades virtuales o mejor an de representaciones integrales el recorrido nos muestra las dificultades que presenta sintetizar en pocas palabras una tcnica que an no ha terminado de configurarse. Esto ha dado paso a que en demasiadas ocasiones se considere realidad virtual a aplicaciones que slo colateralmente estn relacionadas con ella.Lo que define a un sistema a un sistema de realidad virtual es, a nuestro juicio, su capacidad para estimular y engaar los sentidos a los que se dirige. As, se puede considerar que un sistema de realidad virtual es:Una base de datos interactivos capaz de crear una simulacin que implique a todos los sentidos, generada por un ordenador, explorable, y manipulable en tiempo real bajo la forma de imgenes y sonidos digitales, dando la sensacin de presencia en el entorno informtico.1.2. HISTORIATodo esto de la realidad virtual comenz a finales de la dcada de los 70 como material para una clase de aviacin en el departamento de defensa de los Estados Unidos, para hacer simulaciones de vuelo, practicando y no arriesgando vidas.Despus de esto en 1982 Scott Fisher fue considerado uno de los "Padres Fundadores" de la realidad virtual y en 1985 l cre el VISIOCASCO ms avanzado en la Nasa Ames Center. Por todas partes empiezan a surgir equipos de desarrollo trabajando en lo que era la tecnologa de la realidad virtual, y se empiezan a ver los primeros resultados comerciales:1980: La Compaa Stereo Graphics hace las gafas de visin estreo.1982: Thomas Zimmerman patenta un Electroguante que invent mientras investigaba sobre cmo controlar con la mano un instrumento musical virtual.1987: La compaa Inglesa Dimensin Internacional desarrolla un Software de construccin de mundos tridimensionales sobre P.C.1988: Scott Foster inventa un dispositivo para la generacin de sonido tridimensional.1989: ATARI saca al mercado la primera mquina de galera de vdeo juegos con tecnologa 3D. En ese mismo ao Autodesk presenta su primer sistema de realidad virtual para P.C.A partir de aqu entramos de lleno a la carrera comercial los sistemas de realidad virtual comienzan a popularizarse y muchos productos empiezan a invadir el mercado, en forma paralela se crea un cierto movimiento cultural conocido como el Ciberpunk. La esttica y la temtica del ciberpunk han llegado en los ltimos aos a la televisin y al cine, quizs los mejores ejemplos son "El hombre del jardn" y "Blade Runer"Los primeros albores de la Realidad Virtual pueden remontarse, segn algunos autores, a distintas pocas, pero uno de los precedentes ms claros es la industria del cine. Desde siempre la cinematografa ha intentado crear formatos de imagen y sonido que hiciesen creer al espectador que se encontraba formando parte de la escena. De este intento han surgido tecnologas como el Cinemascope o el ms moderno Omnimax, as como sistemas de sonido del tipo del Dolby Surround.A comienzos de los 70 se empez a investigar cmo hacer ms fcil el entendimiento hombre - computadora, para mejorar el rendimiento y obtener toda la potencia de estas mquinas, ya que mientras la capacidad y velocidad de los ordenadores aumentaba vertiginosamente, nuestra habilidad para comunicarnos con ellos, permaneca limitada por interfaces inadecuados.Tambin por esta poca se comenzaron a apreciar las grandes ventajas de entrenar a pilotos de aviacin en simuladores, en lugar de emplear autnticos aviones: menores costes, reduccin de tiempo y mejora del aprendizaje, adems del consiguiente y obvio nivel de seguridad que impone la prctica virtual.

1.1 1.2 PRIMERAS NOCIONES TCNICAS

Un sistema para poder ser considerado de realidad virtual debe ser capaz de generar digitalmente un entorno tridimensional en que el usuario se sienta presente y en el cual pueda interactuar intuitivamente y en tiempo real con los objetos que encuentre dentro de l.Los objetos virtuales deben ser tridimensionales, poseer propiedades propias, tales como friccin y gravedad y mantener una posicin y orientacin en el ambiente virtual independiente del punto de vista del usuario. El usuario deber tener libertad para moverse y actuar dentro del entorno sinttico de un modo natural. De tal forma que la sensacin de presencia ser mayor cuanto ms sean los canales sensoriales estimulados.El realismo de un entorno virtual est determinado por:

Resolucin y fidelidad de la imagen Reproduccin de las propiedades de los objetos y de los escenarios virtuales. Reacciones de los objetos: Deben reaccionar del mismo modo que lo hara el objeto real en el momento de sufrir cualquier tipo de manipulacin. Interactividad: El usuario debe poder moverse y actuar en el entorno virtual de un modo intuitivo y en tiempo real Feed-Back o respuesta sensorial: El usuario debe poder percibir tanto la firmeza o elasticidad del objeto virtual, como del resto de indicadores tctiles y propioceptivos. La escena virtual no debe ser silenciosa, debe incluir tambin sensaciones auditivas

La sensacin de presencia (o inmersin) se obtiene a travs de la interactividad sensorial (visual, auditiva, tctil, muscular, etc.). Cuanto ms sentidos estn implicados mayor es la sensacin experiencia vivida que se consigue. Para que la inmersin sea verdaderamente realista el sistema debe ser capaz de crear una simulacin sensorial completa o lo ms prximo posible a ella. Es importante, adems, que el usuario pueda ver en la imagen virtual una representacin morfolgica de alguna parte de su cuerpo (una o dos manos, brazos, cabeza, etc.) para que le sirva como gua espacial dentro del entorno digital.El nivel actual de desarrollo de las tecnologas requeridas es todava insuficiente para alcanzar resultados que satisfagan plenamente estas condiciones fundamentales. Los ordenadores no son lo suficientemente potentes para generar mundos virtuales anlogos al mundo fsico real. En las aplicaciones existentes en la actualidad el realismo de las imgenes es sacrificado en favor de la interactividad en tiempo real, ya que en ltima instancia la operatividad del sistema viene dada por su ductilidad de manejo y no por el realismo sensorial de la experiencia... No obstante, estas limitaciones son irrelevantes a la hora de valorar la importancia y la utilidad que pueden llegar a tener estas nuevas tecnologas de simulacin y comunicacin digital en diversos campos de la actividad humana.

ELEMENTOS BSICOS DE LA REALIDAD VIRTUAL:

SIMULACIN INTERACTIVA

Una aplicacin de realidad virtual es una simulacin en el sentido de que se recrea un mundo virtual que slo existe como una representacin digital en la memoria de un ordenador. El hecho de que la simulacin sea interactiva es lo que distingue la realidad virtual de una animacin. En una animacin, al igual que en el cine, los espectadores son individuos pasivos en el sentido que no pueden alterar el contenido de las imgenes que ven: stas han sido grabadas previamente desde un determinado punto de vista o siguiendo una determinada trayectoria. En cambio, en un sistema de realidad virtual, el usuario puede escoger libremente su movimiento por la escena y, por tanto, sus acciones afectan de forma directa a las imgenes que ver. Adems, el usuario puede improvisar su movimiento sobre la marcha, sin necesidad de tener que establecer un guion previo, pues el sistema de realidad virtual responder en tiempo real (es decir, con un tiempo de respuesta despreciable) a sus acciones.Dado que la trayectoria que seguir el participante es imprevisible, y que hay infinitos puntos de vista diferentes, los sistemas de realidad virtual requieren tener una representacin geomtrica 3D del entorno virtual, de forma que puedan calcular la imagen correspondiente a un punto de vista arbitrario. Adems de este modelo geomtrico, los sistemas de realidad virtual tambin requieren utilizar algoritmos de visualizacin realista (algoritmos de sntesis de imgenes) para poder generar las imgenes a partir de estas representaciones digitales de la escena.

INTERACCIN IMPLCITA

La realidad virtual utiliza la interaccin implcita en contraposicin a la interaccin explcita o interaccin clsica. En la interaccin clsica, cuando un usuario quiere llevar a cabo una determinada accin (pongamos que quiere ver la parte del mundo virtual que tiene detrs) tiene que comunicar de forma explcita su voluntad al computador. Para esta tarea, el usuario utiliza el esquema de comunicacin determinado por la interfaz de la aplicacin, ya sea una interfaz basada en comandos o una interfaz grfica de tipo W. I. M. P. (window-icon-menu-pointing device), que es como se denominan los sistemas basados en ventanas e conos. En cualquiera de estos casos, el usuario tiene que realizar un pequeo esfuerzo, para recordar o buscar el comando o el elemento grfico asociado a la accin que quiere realizar, y debe hacer llegar al ordenador esta orden a travs de los dispositivos de interaccin clsica, fundamentalmente el teclado y el ratn. A pesar que d en los ltimos aos las interfaces grficas en mejorado mucho la comunicacin del hombre con el computador, la comunicacin de 4 acciones repetidas (como la trayectoria que quiere seguir el usuario) no deja de suponer un esfuerzo, y normalmente requiere de un cierto tiempo de entrenamiento o formacin.En cambio, en la realidad virtual el sistema captura la voluntad del usuario implcita en sus movimientos naturales. El ejemplo ms claro es el control de la cmara virtual: en un sistema de realidad virtual, la cmara se actualiza en funcin de los movimientos de la cabeza del usuario. Si el usuario quiere ver la parte de mundo virtual que tiene detrs, no tiene que utilizar ningn comando ni mover el ratn, sino que simplemente sino que simplemente debe hacer el mismo gesto natural (girar la cabeza) que hara en el mundo real.

INMERSIN SENSORIAL

El tercer elemento fundamental de todo sistema de realidad virtual es la inmersin sensorial. La palabra inmersin tiene significados muy variados segn el contexto en que se utilice, pero en realidad virtual es un concepto muy claro. Podemos definir la inmersin sensorial como la desconexin de los sentidos del mundo real y la conexin al mundo virtual. Como consecuencia, el usuario deja de percibir el entorno que le rodea y pasa a estar inmerso dentro del mundo virtual que recrea el computador en tiempo real. De los diferentes rganos de los sentidos, la vista es el que nos proporciona una mayor cantidad de informacin y a la vez es la que da una mayor sensacin de presencia. Por este motivo, todo sistema de realidad virtual debe proporcionar estmulos adecuados como mnimo para el sentido de la vista (es decir, debe generar 5 las imgenes correspondientes al mundo virtual), a pesar de que a menudo los sistemas de realidad virtual proporcionan tambin inmersin acstica.

CARACTERSTICAS BSICAS

Se pueden distinguir tres fases o estadios de la realidad virtual.

Pasivo: Son entornos inversivos no interactivos. Es un entorno virtual en el cual podemos ver y or y quizs sentir lo que sucede. El entorno puede moverse lo que da sensacin de movimiento (trnsito forzado) pero no es posible controlar el movimiento. En sentido estricto se trata de una pseudo-realidad virtual. Corresponde a las llamadas pelculas dinmicas

Exploratorio: Son sistemas que permiten desplazarse por un entorno virtual para explorarlo lo que supone un salto cualitativo en cuanto a funcionalidad. Es el estadio habitual de los paseos arquitectnicos y de las obras de arte virtuales.

Interactivo: Un sistema virtual interactivo permite experimentar y explorar el entorno y, adems, modificarlo. Un verdadero sistema de realidad virtual debe ser interactivo.

A su vez dentro de un sistema de realidad virtual podemos distinguir diferentes niveles de interactividad. En un entorno inmaterial ideal el usuario puede interactuar con una, en apariencia, absoluta libertad (hemos de recordar que se trata siempre de una libertad restringida al marco de un programa informtico) Tambin es importante tener en cuenta las caractersticas de las interfaces de comunicacin entre el usuario y el sistema. Cuanto menos intrusivos y ms intuitivos sean los medios utilizados, mayores sern las posibilidades de accin del usuario dentro del entorno virtual.TIPOS DE REALIDAD VIRTUAL

Cuando hablamos de realidades virtuales o inmateriales nos referimos a una amalgama de tcnicas diferentes que poseen una serie de elementos y rasgos en comn. No se puede, por lo tanto, describir un modelo tipo de realidad virtual, pues estamos ante sistemas que adquieren diferentes formas, tienen caractersticas diferentes, utilizan equipos tecnolgicos de distinta naturaleza y estn diseados para funciones distintas. Es muy habitual ver combinaciones de componentes y aplicaciones hechas a medida, cada una capaz de producir varios niveles de experiencia sensorial.No obstante, podemos agrupar los diferentes sistemas existentes segn sus principales caractersticas. Bsicamente podemos distinguir entre tres tipos de realidad virtual:SISTEMAS DE SOBREMESA:

Se trata de sistemas no inmersivos que presentan el entorno digital en la pantalla de un ordenador. El usuario puede interactuar y desplazarse por l.En ocasiones se utilizan gafas de visin estereoscpica, aunque no todas las aplicaciones lo requieren. Algunos videojuegos demuestran cmo puede conseguirse una sensacin de inmersin psicolgica aun cuando no exista inmersin sensorial completa. Son plataformas adecuadas para el diseo industrial y otras aplicaciones que requieran sistemas avanzados de visualizacin 3D. SISTEMAS PROYECTIVOS:

Se trata de sistemas que intentan proporcionar la sensacin de inmersin mediante la proyeccin de imgenes del mundo virtual en las paredes de un espacio cerrado (o cabina) dentro del cual se encuentra el usuario. La visin lateral se intenta resolver colocando varias pantallas de proyeccin que se actualizan simultneamente. Para crear la sensacin de presencia se utiliza gafas de visin estereoscpica, a las que se les puede acoplar sensores de posicin y orientacin. El usuario controla sus movimientos en el entorno inmaterial y en algunos casos puede tambin interactuar con los objetos que encuentra en l, mediante el uso de un interfaz adecuado. Este tipo de sistema se adapta bien a las aplicaciones multiusuario. El ms significativo de los sistemas de este tipo es el CAVE (o caverna), creado en Laboratorio de Visualizacin Electrnica de la Universidad de Illinois en Estados Unidos.

SISTEMAS INMERSIVOS:

El objetivo es conseguir que el usuario tenga la sensacin de encontrase dentro del entorno generado por el ordenador. Para esto el equipo utilizado debe estar equipado de dispositivos capaces de engaar (o estimular) el mayor nmero de sentidos posibles. Es imprescindible el uso de un casco de visualizacin estereoscpica para aislar al usuario del entorno real. A pesar de que normalmente se relaciona a la realidad virtual con este sistema de visualizacin, la conveniencia de su uso es puesta en cuestin por un nmero creciente de investigadores. En tal sentido cada vez son ms los fabricantes que prefieren fabricar cascos semi-inmersivos. Este tipo de casco permite superponer imgenes sintticas con el entorno fsico real. Este sistema, al que se conoce como realidad aumentada, se puede considerar un hbrido entre la experiencia material y la simulacin digital. El uso de la realidad aumentada ofrece perspectivas prometedoras para aplicaciones mdicas y para todas aquellas actividades que requieran simultneamente la manipulacin de dispositivos complejos y el acceso a datos e informaciones complementarias.

EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA REALIDAD VIRTUAL

VISIN

La realidad virtual en el rea de la visin trabaja bsicamente con dos tipos de implementos: cascos y boom, este ltimo es un equipo que consiste en un brazo mecnico que sostiene un display a travs del cual al girarlo se puede observar el entorno del mundo virtual en el cual se est; debido a que su peso es soportado por el brazo mecnico y no por el usuario, como ocurre con el casco, este puede ser un equipo de mayor complejidad y contenido electrnico, lo cual se traduce en ventajas tales como la obtencin de una mejor solucin. A continuacin presentamos algunas caractersticas de estos equipos:

Visin estereoscpica: Es la sensacin de ver una determinada imagen en 3 dimensiones, esto se logra haciendo una representacin igual para cada ojo de la imagen que se va a observar, estas representaciones son posteriormente proyectadas desde un mismo plano y separadas una distancia que est determinada por la distancia a la cual se encuentra el observador del plano de las imgenes. Desde este punto de vista, tambin existen equipos de visin monocular a travs de los cuales se visualizan los objetos en la forma habitual.

Binoculares: Son equipos que constan de una pantalla individual para cada ojo, para el funcionamiento de la visin estereoscpica, es necesario tener un equipo que tenga esta caracterstica; para equipos de visin monoscpica esta caracterstica es opcional. As mismo, tambin existen equipos monoculares, los cuales constan de una sola pantalla para ambos ojos.

1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.7.1. 1.7.2. PARA INTERACTUAR

En la actualidad la realidad virtual est haciendo uso de guantes y vestidos como medio para interactuar en un ambiente virtual, para lograr esto, estos dispositivos se comportan inicialmente como dispositivos de entrada que le permiten al computador conocer la ubicacin del usuario dentro del ambiente virtual, as mismo, le permiten al usuario ubicarse en el medio e interactuar con l y en algunos casos recibir ciertos estmulos donde estos dispositivos se convierten en dispositivos de salida. Algunas sensaciones o estmulos que se pueden recibir son:Sensacin de estar sosteniendo un objeto que se ha cogido dentro del ambiente virtual, esto se logra gracias a unas almohadillas que se inflan en el guante y dan la sensacin de percibir un peso. Tambin se puede llegar a percibir la rugosidad y forma propias de objetos situados en el interior del ambiente virtual, lo cual se logra gracias a que algunos dispositivos tienen partes de aleaciones con memoria que tras variaciones en la temperatura toman formas que se les han practicado con anterioridad.

1.2.1 AUDICIN

Los audfonos son el equipo bsico empleado para escuchar los sonidos propios de un ambiente virtual. A continuacin se presentan algunas variantes de estos equipos:

Audfonos convencionales: Son los audfonos de uso ms corriente, a travs de estos se escucha el sonido simulado de los objetos sin identificar auditivamente el punto de ubicacin del mismo.

Convolvotrn: Estos audfonos adems de simular el sonido propio de los objetos, simulan la ubicacin de los mismos dentro del ambiente virtual.

1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. NIVELES DE TECNOLOGA

En la prctica de Realidad Virtual, muchos dispositivos de hardware son utilizados. La tecnologa utilizada en Realidad Virtual puede ser clasificada en cuatro categoras o niveles: 1.8.1. NIVEL DE ENTRADA

Es el que utiliza un computador personal o estacin de trabajo, e implementa un sistema "Window on a World", es decir, la representacin del mundo a travs de la pantalla, como si se tuviera una "ventana al mundo"

1.8.2. NIVEL BSICO

Cuando se agrega unas ampliaciones bsicas de interaccin (guante o Mouse 3D) y visin (Gafas estereoscpicas) Nivel Avanzado El siguiente paso en la tecnologa de Realidad Virtual es un mejor despliegue de las grficas y mejor manejo de informacin de entrada. Esto generalmente se logra con aceleradores de grficas, e incorporacin de procesadores en paralelo.

1.8.3. NIVEL INMERSIVO

En este nivel, se han agregado al sistema de Realidad Virtual dispositivos ms inmersivos, que le aaden realismo: HMD, Boom y feedback tctil

1.9. PRODUCTOS:Diversas empresas estn trabajando actualmente sobre productos de realidad virtual. Algunos estn en fase de desarrollo, otros disponibles comercialmente:

1.3 1.4 CASCOS O GAFAS

Oculus Rift: aparato de realidad virtual para usos tanto ldicos como profesionales, desarrollado por la empresa Oculus VR (adquirida por Facebook en 2014). Est en fase de desarrollo pero se puede comprar su modelo experimental. Funciona conectado a un ordenador, donde se ejecuta el software, lo que le permite aprovechar toda la potencia de aquel para su recreacin del mundo virtual.

Samsung Gear VR: aparato de realidad virtual desarrollado por Samsung en colaboracin con Oculus VR. A diferencia del anterior, no incluye pantalla, sino que es mayormente una carcasa, con algunos botones y un sensor avanzado de movimiento, concebida para colocar en ella un telfono de la propia Samsung que har las funciones de pantalla y de procesador informtico.

Project Morpheus: casco de realidad virtual actualmente en desarrollo por Sony. Est diseado para ser plenamente funcional con la consola Playstation 4.

Google Cardboard: carcasa de cartn destinada a poder experimentar la realidad virtual a nivel domstico colocando en ella un smartphone.

Microsoft HoloLens: gafas de realidad aumentada en desarrollo por Microsoft dentro de su plataforma Windows Holographic. Presentadas al pblico en 2015.

HTC Vive: proyecto conjunto de Valve y HTC, actualmente en desarrollo, de un HMD con una resolucin anunciada de 1080x1200 para cada ojo y ms de 70 sensores de posicin y orientacin.

Virtual Boy: consola lanzada por Nintendo en 1995 que inclua unas gafas monocromas que reproducan un entorno 3D, precursora por tanto de la realidad virtual. Su fracaso comercial la hizo desaparecer del mercado al ao siguiente de su lanzamiento.

GUANTES

Dispositivo hptico de realidad virtual desarrollado por NeuroDigital Technologies. Es un guante que permite recibir sensaciones presivas para estimular el tacto mediante diez sensores con la finalidad de hacer llegar al usuario la sensacin de tener o sentir un objeto en su propia mano. Est pensado para ser utilizado junto a otros dispositivos junto a un software para aumentar la experiencia.

PERIFRICOSPlataforma omnidireccional Cybertih Virtualizer, en la Gamescom 2013.

Virtuix Omni: accesorio perifrico para el Oculus Rift, consistente en una plataforma omnidireccional sobre la que el usuario puede caminar sin moverse del sitio.

Cyberith Virtualizer: otra plataforma omnidireccional, similar a la anterior, desarrollada por una empresa austriaca.

Leap Motion: accesorio consistente en un sensor que percibe a distancia los movimientos de la mano, convirtindola as en un dispositivo de entrada (un controlador).

STEM System: sistema para la deteccin inalmbrica de los movimientos corporales, desarrollado por la empresa Sixense. Supone una ampliacin sobre el controlador Razer Hydra, del mismo fabricante.

OTROS SISTEMAS Sistemas CAVE (Cave automatic virtual environment): son una tecnologa que crea un entorno de realidad virtual en una habitacin con forma de cubo, en cuyas paredes se proyectan las imgenes. El usuario, situado en el centro del cubo, observa las imgenes a su alrededor con unas gafas 3D para tener sensacin de profundidad. El sonido se genera con altavoces situados en distintos puntos de la habitacin. Estos sistemas existen desde los aos 1990.

SOFTWARE Y CONTENIDOSJunto a los productos de hardware recin mencionados, diversas empresas estn elaborando software y contenidos, con las herramientas disponibles para ello, para ser disfrutados a travs de los dispositivos de realidad virtual. Algunos que se pueden destacar son:

Demos (entornos para explorar): Tuscany, Riftcoaster, Proyecto Evil Dead, Cmoar Roller Coaster VR

Videojuegos: Team Fortress 2, Half-Life 2, Elite: Dangerous, Richard Burns Rally, Alien Isolation

Entretenimiento: Cineveo

Educacin: Space Engine HERRAMIENTA DE TRABAJO Y MEDIO DE COMUNICACIN

La tecnologa que hace posible la creacin de realidades inmateriales se encuentra todava, tal como hemos visto, en sus primeras fases de desarrollo. No obstante, son cada vez ms numerosos los equipos y las aplicaciones que comienzan a abandonar el mbito restringido de los laboratorios de investigacin.Lo cierto es que hasta 1990 no exista prcticamente ninguna aplicacin comercial. A finales de 1992 el precio de un equipo para realidad virtual rondaba todava los 300 mil dlares, lo que representaba un obstculo importante para la expansin del uso de estas tcnicas. El paulatino, pero constante, descenso de los costes facilit, a partir de 1993, la aparicin en el mercado de interfaces y programas destinados al desarrollo de aplicaciones basadas en conceptos y tcnicas asimilables a la realidad virtual.A pesar de sus lmites, el nivel actual de desarrollo tecnolgico es suficiente para crear aplicaciones adecuadas para solucionar de una manera eficaz un cierto nmero de problemas en diversos campos de la actividad humana. As, aunque el factor ms importante de la popularizacin y dinamizacin del mercado de la realidad virtual es el entretenimiento en especial juegos informticos y atracciones para salones recreativos y parques temticos-, durante estos ltimos aos muchos avances tcnicos en el campo de la realidad virtual se han centrado en el diseo de sistemas destinados a usos concretos. Aplicaciones que pueden significar un importante ahorro de tiempo y dinero y un aumento de la eficacia del trabajo, lo cual permite que las inversiones efectuadas sean rentabilizadas con mayor facilidad y rapidez.Los simulacros virtuales son potencialmente una poderosa herramienta cientfica, una novedosa forma de diversin, un extraordinario vehculo de formacin y de comunicacin y un estimulante medio de expresin artstica... Desde la investigacin cientfica a los museos virtuales, incluyendo, entre otros, la medicina, la arquitectura, el diseo industrial, las telecomunicaciones, la ingeniera o la publicidad, cada vez son ms los sectores en los cuales paulatinamente se empiezan a utilizar tcnicas prximas a la realidad virtualAlgunas de estas aplicaciones se encuentran an en fase experimental, mientras que en otros casos se trata de sistemas que empiezan a ser utilizados regularmente en las tareas para las que fueron concebidos. En ocasiones se trata de proyectos realizados dentro de un programa de investigacin cientfica y otras veces se trata de experiencias nacidas con una vocacin exclusivamente comercial. Algunos requieren el uso de cascos inmersivos y otros utilizan sistemas proyectivos o equipos de escritorio. Hay aplicaciones que se acercan a un verdadero sistema de realidad virtual y otras que slo hacen un uso instrumental de ciertos aspectos relacionados con estas tcnicas de simulacin integral.Entre los cientos de programas de investigacin actualmente en marcha y los sistemas y aplicaciones, ms o menos, operativas existentes, podemos distinguir entre los destinados a mbitos tcnicos especializados, cuya utilizacin requiere una preparacin previa y que por su naturaleza se dirigen a un abanico restringido de usuarios y los consagrados a su uso en la vida cotidiana de sectores amplios de la sociedad.La pertenencia a una u otra de estas dos categoras bsicas determina los requerimientos mnimos de precisin y fiabilidad exigible al sistema. As, por ejemplo, los errores en la modelizacin de un entorno digital en un mbito tcnico especializado implican riesgos inasumibles. En cambio, en aplicaciones de otro tipo el margen de tolerancia es mucho mayor.Sin embargo, hemos de sealar que muchas veces las diferencias se difuminan y es difcil determinar dnde empieza un tipo de uso y donde acaba el otro. En definitiva, al igual que cualquier otra tcnica, cuanto ms se utilice la realidad virtual ms rpido se aprender a sacar provecho de ella.

VISIN COMPUTACIONAL

DEFINICIONLa visin computacional tiene como funcin principal el estudio de los procesos con los cuales se puede reconocer y localizar objetos en el ambiente mediante el procesamiento de imgenes. Entonces se define como el estudio de estos procesos, para entenderlos y a partir de este entendimiento crear maquinas con capacidades similares. A lo largo de la historia se han dado definiciones de lo que es la visin, ente las ms destacadas tenemos:

"Visin es saber que hay y en donde mediante la vista "(Aristoteles) " Visin es recuperar de la informacin de los sentidos (vista) propiedades vlidas del mundo exterior " (Gibson)

" Visin es un proceso que produce a partir de las imgenes del mundo exterior una descripcin que es til para el observador y que no tiene informacin relevante "(Marr)

De estas tres definiciones la ms aproximada es la tercera pues resalta tres aspectos que son importantes en la visin computacional y estos son :

Visin es decir un proceso computacional

La descripcin a obtener depende del observador Es necesario eliminar la informacin que no sea til.

Una ves dado la definicin de lo que es visin computacional, tenemos que aclarar la diferencia que existe entre esta y el procesamiento de imgenes, pues ambos tienen objetivos diferentes. El procesamiento de imgenes tiene como objetivo el mejorar la calidad de las imgenes para su posterior uso. Algunas de las acciones que se hacen para el mejoramiento son: Remover defectos. Remover problemas por movimiento o desenfoque. Mejorar caractersticas como color, contraste, etc.

La visin computacional como se mencion en las deficiencias se encarga de extraer las caractersticas de una imagen para su posterior interpretacin mediante la computadora. Para realizar esto se vale de: Determinar la localizacin y tipo de objeto. Analizar un objeto para determinar su calidad. Descomponer una imagen u objeto en diferentes partes

FORMACIN Y REPRESENTACIN DE LA IMAGEN

La formacin de la imagen ocurre cuando, mediante un sensor (ojo, cmara) se registra la radiacin (luz) que ha interactuado con los objetos fsicos.

La imagen obtenida por este sensor se representa como una funcin bidimensional, donde el valor de la funcin corresponde a la brillantez de la imagen en cada punto. Esta funcin se representa en un sistema coordinado (x, y) en donde el origen de coordenadas se encuentra en el extremo superior izquierdo.

Una funcin de la imagen es una representacin matemtica de la imagen. Esto es generalmente una funcin de dos variables(x, y):I=f(x, y) Donde fue representa el nivel de brillantez de la imagen en las coordenadas (x, y). Al representar esta funcin grficamente se obtienen tres dimensiones: dos de las coordenadas y la tercera de la intensidad.

Proyeccin de la imagen

La proyeccin del puntual es la representacin de la imagen que se representa al pasar a muchos de los dispositivos visuales ya sean cmaras y otros incluyendo dentro de ellos a nuestros ojos. Una forma simple de explicar esto es aplicando el modelo de "cmara de agujero de alfiler", que consiste en proyectar todos los puntos de la imagen a travs de un punto al plano de la imagen. De esta forma un punto (x, y, z) en el espacio se proyecta en un punto (x, y) en el plano de la imagen. Como se muestra en la figura siguiente de manera simple.

Al hacer esta proyeccin se tiene que se forma en el plano una imagen invertida, para evitar esto se considera el plano de la imagen en el mismo lado que la imagen.

IMGENES BINOCULARESAl realizar esta proteccin de la imagen en un plano bidimensional se pierde la informacin de la distancia a la cmara, tambin llamada profundidad. Una de las por las que se puede recuperar tal informacin es mediante el uso de dos cmaras. Esto se hace teniendo a las dos cmaras separadas una distancia 2d, con esto se formarn dos imgenes del objeto y mediante la aplicacin de las ecuaciones correspondientes se tiene la distancia.

REFLECTANCIA

La brillante de cada punto en la imagen depende de las propiedades fsicas del objeto a observar, as como tambin de las condiciones de iluminacin presentes. En general la brillante depende de tres factores: La fuente lumnica La posicin (sea esta de la fuente, objeto o cmara) Propiedades del objeto Este fenmeno se muestra de manera simplificada en la siguiente imagen.

COLOR Este es un fenmeno perceptual relacionado con la respuesta humana a diferentes longitudes de onda del espectro visible (400- 700). Esto se da porque en el ojo humano existen tres tipos de sensores en el que cada uno tiene una respuesta diferente a las longitudes de onda. La combinacin de estas tres reacciones es lo que da toda la gama de colores que podemos percibir.

DIGITALIZACIN

Una vez tenemos la representacin se la imagen ahora tenemos hacer su representacin digital. Para realizar esto tenemos que considerar dos factores:

Intervalo de muestreo El patrn espacial

2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.6.1. INTERVALO DE MUESTREO:

Para digitalizar la imagen (seales) percibidas por el sensor se tiene que hallar un intervalo entre cada seal para que estas "formen" la imagen. Este intervalo en el que vamos a captar las seales nos la da el teorema de muestreo de Shannon. Este teorema nos dice que para lograr una recuperacin completa(es decir que la imagen se forme), es necesario que la frecuencia de muestreo sea de al menos dos veces mayor a la frecuencia contenida en el espectro de la seal original. 2.6.2. PATRN ESPACIAL:

Al digitalizar la imagen no se puede considerar que la imagen est compuesta de puntos pues las componentes actuales no permitan este nivel de exactitud. Es por ello que las imgenes se representan en su valor ms pequeo en celdas con un nivel de intensidad uniforme, las cuales tiene cierta forma bidimensional.

Existen tres tipos de celdas: Rectangulares Triangulares Hexagonales

Para identificar con cual tipo se va a trabajar existen dos parmetros a considerar. Conectividad: Determinar si ciertos elementos u objetos estn o no conectados entre s. Distancia: Determinar la distancia entre pixeles. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE VISIN

Ahora que sabemos cul es el proceso por el cual se da el procesamiento de los objetos para pasarlos a formato digital. Pero ahora vamos a ver cules son los instrumentos p dispositivos con los que hacemos este proceso.

2.7. 2.7.1. DISPOSITIVOS PARA VISIN

Existen diferentes dispositivos para la captura de imgenes. Dichas imgenes son digitalizadas y almacenadas en la memoria de la computadora, una vez ya con la imagen digitalizada se la puede procesar.Los dispositivos que utilizamos para la captura de imgenes tienen que ser sensibles a determinadas banda del espectro electromagntico, con lo cual este producto es una seal ele trova proporcional al nivel de energa detectado, la cual posteriormente se digitaliza. Algunos de los dispositivos que se pueden usar son:

Cmaras fotogrficas Cmaras de video Digitalizadores, como scanner Sensores de rango, lser Ultrasonido Rayos x Resonancias

1.4.1 ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE VISIN:

No slo del dispositivo que usamos como sensor se obtiene la imagen ya digitalizada sino que para llegar a esto se necesitan otros cuatro elementos, los cuales son: Dispositivo de captura: es el sensor, el que recibe las seales del exterior y que con esto produce una seal elctrica proporcional al nivel de energa detectado. Conversin A/D: convierte la seal obtenida del dispositivo de captura en una seal digital. Memoria de video: aquel donde se almacena la imagen ya digitalizada. Procesador: la memoria se acopla a un procesador con el propsito de hacer modificaciones sobre la imagen. Monitor: es donde se visualiza las imgenes adquiridas.

NIVELES DE VISIN

La visin consiste en partir de una imagen (pixeles) y llegar a una descripcin adecuada para algn uso que queramos dar. Al ser este un proceso completo se ha dividiendo en tres niveles de visin en donde en cada una se va refinando hasta llegar a la descripcin deseada.

Procesamiento de bajo nivel: se trabaja directamente con los pixeles para extraer propiedades como orilla, gradientes, profundidad, textura, etc.

Procesamiento de nivel intermedio: aqu se da el agrupamiento de los elementos obtenidos en nivel bajo, para obtener lneas, regiones, esto se da para una mejor segmentacin.

Procesamiento a nivel alto: en este nivel se da la interpretacin de los entes obtenidos en los niveles inferiores.

APLICACIONES

En la actualidad se dan muchas aplicaciones para la visin computacional entre ellas las principales son:

Robtica y vehculos mviles autnomos: se utiliza para la localizacin de obstculos, identificar objetos y personas, encontrar el mejor camino, etc.

Manufactura: identificacin de piezas en el proceso productivo.

Interpretacin de imgenes satelitales: localizacin de lugares as como reas como cosechas, etc.

Anlisis de imgenes mdicas: esto es por ejemplo al realizar resonancias, tomografas, ecografas, etc.

Reconocimiento se caracteres: esto de imgenes en movimiento como por ejemplo en identificacin de placas de carros o hasta de rostros en videos.

Anlisis a niveles macro y microscpico: como en anlisis obtenidas por telescopios e identificacin de objetos en el espacio; tambin de imgenes obtenidas por microscopios esto para ayuda de la biologa o qumica.

MQTT

DEFINICIN

Es un protocolo de suscripcin/publicacin inventado por And Stanford para IBM en 1999 usando TCP/IP por el puerto 1883 reservado por la IANA, y el 8883 registrado para MQTT con seguridad SSL. Es un protocolo abierto de mensajera que habilita la transferencia de datos a travs de una red donde su principal caracterstica, adems de brindar escalabilidad, es su ligereza por lo cual es muy utilizado desde pequeas redes de sensores hasta grandes servidores ubicados en internet; Es ideal para dispositivos mviles porque es pequeo, usando muy poca batera, mnimo envo de paquetes y distribucin eficiente de uno a miles de receptores

USO

MQTT ha sido ampliamente implementado a travs de una variedad de industrias desde el ao 1999:

IBM WEBSPHERE MQ TELEMETRY: IBM WebSphere MQ Telemetry proporciona acceso en tiempo real a una amplia gama de dispositivos mviles, sensores remotos, actuadores y otros dispositivos de telemetra que aprovechan WebSphere MQ. Utiliza el protocolo MQ Telemetry Transport (MQTT) para transportar mensajes robustos para igualar los dispositivos ms pequeos para el intercambio de datos de forma casi instantnea. MOSQUITTO: Servidor opensource MQTT con clientes C,C++, Python y Javascript.El uso de MQTT hace que sea adecuado para la comunicacin "mquina a mquina" de mensajera como con sensores de baja potencia o dispositivos mviles como telfonos, ordenadores integrados o microcontroladores como el ArduinoRABBITMQ: Es un software de negociacin de mensajeras creado con SpringSource y que contiene plugins de MQTT , es fcil de usar , y dado que se ejecuta en todos los sistemas operativos soporta un gran nmero de plataformas para desarrolladores. Es de cdigo abierto y tiene soporte comercial APACHE APOLLO: Es un brker de mensajera de cdigo abierto (bajo licencia Apache 2.0) que implementa plenamente la especificacin de Java Message Service 1.1 (JMS). Ofrece "Caractersticas empresariales"1 tales como clustering, mltiples almacenes para mensajes, as como la capacidad de emplear cualquier administrador de base de datos como proveedor de persistencia JMS, aparte de VM, cach y persistencia de jornales.Apolo permite que los clientes se conecten mediante el MQTT para comunicacin con dispositivos con recursos limitados en redes no seguras . Estos tipos de dispositivos por lo general requieren un espacio reducido y no son adecuados para protocolos basados en texto tales como HTTP o STOMP o protocolos binarios incluso tradicionales como OpenWire o AMQP. MQTT es un protocolo binario compacto que est optimizado para este tipo de dispositivos limitados y redes no fiables.En versiones anteriores, MQTT fue incluido como plagan independiente. A partir de ahora, ese plagan se ha convertido en parte del tronco principal de desarrolloDesde MQTT es un protocolo de nivel de alambre, cualquier cliente que implementa el protocolo debe ser capaz de conectarse a Apolo y tambin interoperar con otros intermediarios de mensajes MQTT-Compatibe.ECLIPSE PAHO: El proyecto PAHO ofrece implementaciones de cliente de cdigo abierto para los nuevos y existentes protocolos de mensajera de cdigo abierto y para las aplicaciones emergentes de mquina a mquina (M2M) y el Internet de las Cosas (IoT).SAY IT, SIGN ITEs un avatar de tiempo real que convierte el ingls hablado en lenguaje de seas , desarrollado por el grupo Extreme Blue de la IBM.El sistema usa MQTT como estructura de mensajera

SMART LABUn conjunto de aplicaciones de software que fueron desarrollados con el fin de proporcionar la funcionalidad para controlar y registrar los datos ambientales y experimentales y los metadatos asociados. Una pieza de software desarrollado por IBM llamado MicroBroker fue utilizado como middleware para manejar el flujo de mensajes que contienen los datos de seguimiento utilizando el formato de transporte MQ telemetra (MQTT). El software se utiliza para controlar una serie de laboratorios dentro de la Escuela de Qumica de la Universidad de Southampton. Se llevaron a cabo una serie de soluciones de repositorio para construir una comprensin de lo que se requiere para un sistema escalable e interoperable.ARDUINO CLIENT FOR MQTTEs una librera para clientes que busquen lograr una simple publicacin/suscripcin de mensajera con un servidor que soporte MQTTMQTT.JS: Es un Servidor MQTT node.js

CONCLUSIN

La Realidad Virtual se refiere al uso de la computadora y otros elementos coordinados por ella, para la simulacin dinmica y tridimensional con alto contenido grfico, acstico y tctil. En esta simulacin el usuario ingresa a mundos aparentemente reales, resultando inmerso en ambientes de origen artificial. Al hacer la delimitacin de lo que abarca la Realidad Virtual se evidencia que no solo la Realidad Virtual Total es objeto de estudio sino que, diversos desarrollos que han logrado algunos de los elementos citados en el concepto, son llamados Realidad Virtual aunque no logren el Ambiente artificial totalmente. Esto, aunado a que hay un gran nmero de productos que no logran la inmersin del usuario nos lleva a concluir que existe un ambiente de idealizacin de la Realidad Virtual cuando, en realidad, quizs muchos de nosotros hemos tenido contacto con ella ... aunque sin tomar conciencia de ello.El protocolo MQTT es muy til ya que habilita la transferencia de datos a travs de una red usando pocos recursos, por lo cual es perfecto para el internet de las cosas, hacindolo perfecto para una gran cantidad de proyectos que involucra una gran cantidad de transferencia de datos

BIBLIOGRAFIA

Procesamiento de Imgenes y Visin Computacional, Enrique Sucar y Giovani Gmez. http://knolleary.net/arduino-client-for-mqtt/ http://mqtt.org/faq https://unpocodejava.wordpress.com/2012/12/06/que-es-mqtt/ http://www-03.ibm.com/software/products/en/wmq-telemetry http://es.wikipedia.org/wiki/RabbitMQ http://activemq.apache.org/apollo/documentation/mqtt-manual.html https://eclipse.org/paho/ http://www.diegolevis.com.ar/secciones/Articulos/Que_es_RV.pdf http://www.cs.upc.edu/~virtual/SGI/guions/ArquitecturaRV.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Realidad_virtual http://www.monografias.com/trabajos53/realidad-virtual/realidad-virtual.shtml http://www.monografias.com/trabajos53/realidad-virtual/realidad-virtual2.shtml