Balancing Tests

Para poder aumentar el mundo real, un sistema de realidad aumentada debe desplegar, de alguna forma, informaci´on al usuario. En realidad aumentada, los principales medios

para el despliegue de informaci´on son los gr´aficos tridimensionales. ´Estos pueden incluir modelos de objetos reales que no est´en presentes en el momento (p. ej. partes faltantes de una m´aquina) o que no sean visibles para el usuario (p. ej. tomograf´ıas). Otro ejemplo son flechas virtuales que indiquen la direcci´on que un usuario debe seguir, o etiquetas textuales registradas espacialmente (Bellet al., 2001). Adicionalmente, algunos sistemas utilizan audio como salida (MacWilliams et al., 2004).

Aparte del hardware com´un para desplegar informaci´on (monitores de computado- ras de escritorio, pantallas de laptops y palmtops), los sistemas de realidad aumentada tambi´en usan HMD (acr´onimo de las palabras inglesasHead-MountedDisplay) y pan- tallas de proyecci´on. Para el audio, se utilizan aud´ıfonos y bocinas. Otro tipo de infor- maci´on, como la retroalimentaci´on h´aptica, requiere hardware especializado, incluido en la mayor´ıa de los dispositivos m´oviles actuales (MacWilliams et al., 2004).

III.5.1

See-through HMD

Esta t´ecnica de despliegue se puede dividir en dos categor´ıas: OST (acr´onimo de las palabras inglesas Optical See-Through), con los que el usuario observa el mundo real directamente, y VST (acr´onimo de las palabras inglesas Video See-Through), donde el usuario ve el mundo real mediante im´agenes de video de alg´un tipo. Cada categor´ıa tiene sus ventajas y desventajas (Klein, 2006).

T´ıpicamente, un OST-HMD consta de un espejo semi-plateado. El usuario puede ver el mundo real a trav´es del espejo, pero tambi´en puede ver gr´aficos generados por computadora dibujados en peque˜nas pantallas visibles en la reflexi´on del espejo. Estos gr´aficos se sobreponen en el mundo real utilizando el proceso de mezcla aditiva, gene- rando un efecto donde los gr´aficos dibujados de color negro aparecen transparentes al

usuario, ofreciendo una visi´on de objetos reales en el mismo lugar (Klein, 2006). Un VST-HMD no permite al usuario ver el mundo real directamente, ya que el espejo del dispositivo es totalmente reflectante, y el usuario solamente ve lo que se dibuja en las peque˜nas pantallas. Se provee una visi´on del mundo real mediante una secuencia de video capturada con c´amaras. Se pueden renderizar gr´aficos aumentados directamente en esta secuencia de video (Klein, 2006).

Seguidor Generador_{de escena}

Combinador de video Mundo Monitores real Cámaras de video Imágenes combinadas (a) VST-HMD. Seguidor Generador

de escena Imágenesvirtuales

Mundo Monitores real Combinadores ópticos (b) OST-HMD.

Figura 6: Diagramas de VST-HMD y OST-HMD.

La principal ventaja que tienen los OST-HMD sobre los VST-HMD es que ofrecen una visi´on de mayor calidad del mundo real. Excepto por una atenuaci´on, y posible p´erdida de contraste, la visi´on del usuario sobre el mundo real permanece sin mo- dificaciones, por lo que los objetos pueden observarse con resoluci´on completa y sin retrasos. En contraste, la visi´on a trav´es de un VST-HMD es de menor resoluci´on y rango din´amico, puede tener regiones desenfocadas, y se retrasa del mundo real en cierta medida (Klein, 2006; Duh y Billinghurst, 2008).

La desventaja principal de los OST-HMD es la integraci´on inferior de los gr´aficos virtuales con el mundo real. Dado que la luz del mundo real golpea los ojos del usuario directamente, la computadora no puede saber lo que el usuario ve, en lugar de eso debe adivinar d´onde dibujar los gr´aficos en base a otros sensores de posici´on y alguna cali-

braci´on. Por el contrario, en el caso de los VST-HMD una computadora tiene acceso completo a la visi´on del usuario. Esto significa que, potencialmente, se pueden dibujar anotaciones y gr´aficos en el lugar exacto. Adem´as, son capaces de dibujar estos gr´aficos virtuales en el momento adecuado, dado que el mundo real y los gr´aficos correspon- dientes aparecen al usuario al mismo tiempo; en los OST-HMD, la visi´on del mundo real es instant´anea, mientras que la visi´on de los gr´aficos virtuales es retardada. Esto puede generar el efecto desagradable de que los gr´aficos virtuales est´an “flotando” en el mundo real, cuando el usuario mueve su cabeza (Klein, 2006; Duh y Billinghurst, 2008).

Aparte de la exactitud del registro, la habilidad de insertar objetos mediante un mezcla arbitraria permite a los VST-HMD producir escenas compuestas m´as ricas y permite la realidad disminuida, donde componentes de una escena son removidos. En contraste, la ´unica forma de remover objetos en un OST-HMD es cubri´endolos con colores mucho m´as brillantes (Klein, 2006).

III.5.2

Despliegue basado en proyecci´on

El despliegue basado en proyecci´on es una buena opci´on para aquellas aplicaciones donde los usuarios no portan equipo, proporcionando un intrusi´on m´ınima. Hay una variedad de t´ecnicas propuestas para desplegar informaci´on gr´afica directamente en los objetos o superficies reales (Duh y Billinghurst, 2008).

III.5.3

Despliegue port´atil

Apuntar con una c´amara proporciona una forma natural de indicar inter´es y buscar informaci´on disponible sobre una ubicaci´on u objeto en particular. Una vez que un

sistema reconoce el objetivo del usuario, puede aumentar la visi´on con gr´aficos y texto que provean m´as informaci´on o servicios (Takacs et al., 2008).

Los HMD ofrecen una posibilidad tentadora de experimentar la realidad aumentada de una forma totalmente inmersiva, pero en la pr´actica puede sufrir de dificultades de registro y usabilidad. Una alternativa para los HMD es el uso de dispositivos port´atiles. Un dispositivo con una pantalla y c´amara integrada act´ua similar al visor de una c´amara de video (VST), ofreciendo al usuario una interfaz no intrusiva a informaci´on aumentada sin los cables y bultos involucrados en un sistema con HMD (Klein, 2006).

Rekimoto (1995) present´o el primer ejemplo de realidad aumentada port´atil. El autor lista problemas de los sistemas basados en HMD y propone el uso de un dispositivo port´atil. NaviCam consiste en una pantalla LCD-TV port´atil con una c´amara montada, conectada a una computadora. Se reconocen c´odigos de barra puestos sobre objetos reales en el entorno (p. ej. un calendario) y se presenta informaci´on pertinente (como la agenda del d´ıa) cuando la c´amara enfoca estos c´odigos (Klein, 2006).

Desde el trabajo de Rekimoto, la potencia computacional de los dispositivos port´ati- les se ha incrementado hasta el punto en que, para algunas aplicaciones de realidad aumentada, no se requiere conexi´on a computadoras externas. Tres categor´ıas de dis- positivos parecen ser prometedoras como interfaces de la RA m´ovil: tablet PC, PDA y tel´efonos m´oviles. De ´estos, las tablet PC son las m´as potentes, pero tambi´en las m´as grandes y pesadas, por lo que pocos trabajos las incluyen en su arquitectura (Klein, 2006).