INTERNET 3D

INTERNET 3D, Análisis prospectivo de las potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales Elaborado por: ISEA S.Coop., dentro del marco de la iniciativa e-ISEA para el lanzamiento de un Centro de Experimentación Avanzado en materia de Servicios Electrónicos. Con el apoyo de: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, del Programa de Centros del Conocimiento y Contenidos Digitales, en el marco del PLAN AVANZA

83-2008 Reservados todos los derechos. Se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que se mantenga el reconocimiento de sus autores, no se haga uso comercial de las obras y no se realice ninguna modificación de las mismas

Fecha: Octubre/2008

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INDICE 1. REALIDAD VIRTUAL ................................................................................................................. 3 1.1. DEFINICIÓN................................................................................................................................ 3 1.2. EVOLUCIÓN ............................................................................................................................... 1.3. MODELO GENÉRICO DE UN SISTEMA DE REALIDAD VIRTUAL .......................................... 1.4. TIPOS DE REALIDAD VIRTUAL ................................................................................................ 1.5. CARACTERÍSTICAS DE LA REALIDAD VIRTUAL.................................................................... 1.6. APLICACIONES DE LA REALIDAD VIRTUAL ...........................................................................

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2. MUNDOS VIRTUALES ........................................................................................................... 13 2.1. DEFINICIÓN. ¿Qué es un Mundo Virtual?................................................................................ 13 2.2. EL ORIGEN DE LOS MUNDOS VIRTUALES........................................................................... 14 2.3. APLICACIONES ........................................................................................................................ 15

2.4. LISTADO Y CLASIFICACIÓN DE MUNDOS VIRTUALES................................................ 17 3. ANÁLISIS DE LOS MUNDOS VIRTUALES ............................................................................ 20 3.1. PRINCIPALES USOS DE LAS PLATAFORMAS EXISTENTES .............................................. 3.2. PRINCIPALES DESTINATARIOS DE LAS PLATAFORMAS................................................... 3.3. CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS PRELIMINAR ..................................................................... 3.4. CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS MUVES ANALIZADOS .................................................. 3.4.1. SECOND LIVE..................................................................................................................... 3.4.2. ACTIVEWORLD................................................................................................................... 3.4.1. ENTROPIA...........................................................................................................................

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4. SOFTWARE ............................................................................................................................. 38 4.1. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN........................................................................................ 4.1.1. DESCRIPCIÓN .................................................................................................................... 4.1.2. ESTÁNDARES ABIERTOS ................................................................................................. 4.1.3. ESTANDARES DE COMPORTAMIENTO DE LOS AVATARES ........................................ 4.1.4. ESTANDARES PARA CARACTERES VIRTUALES .......................................................... 4.1.5. SOLUCIONES A NIVEL PROPIETARIO............................................................................. 4.1.6. COMPARATIVA DE SOLUCIONES DE ESTÁNDAR ABIERTO ........................................ 4.2. MOTORES LIBRERIAS Y HERRAMIENTAS ........................................................................... 4.2.1. LIBRERÍAS GRÁFICAS....................................................................................................... 4.2.2. MOTORES GRÁFICOS Y DE VISUALIZACIÓN ................................................................. 4.2.3. HERRAMIENTAS DE MODELADO..................................................................................... 4.2.4. LIBRERÍAS DE SONIDO ..................................................................................................... 4.2.5. LIBRERÍAS DE DISPOSITIVOS HÁPTICOS ...................................................................... 4.2.6. ENTORNOS DE DESARROLLO COMERCIALES ............................................................. 4.2.7. ENTORNOS DE DESARROLLO DE DOMINIO PÚBLICO ................................................. 4.2.8. HERRAMIENTAS DE AUTOR............................................................................................. 4.2.9. PROTOCOLOS DE PRESENTACIÓN E INTERCAMBIO DE OBJETOS .......................... 4.2.10. PLATAFORMAS O MOTORES DE MUNDOS VIRTUALES.............................................

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5. HARDWARE ........................................................................................................................... 73 5.1. COMPUTADORAS.................................................................................................................... 5.2. DISPOSITIVOS Y SISTEMAS DE VISUALIZACIÓN................................................................ 5.2.1. SISTEMAS SIN PROYECCION .......................................................................................... 5.2.2. SISTEMAS DE PROYECCION ........................................................................................... 5.3. DISPOSITIVOS AUDITIVOS..................................................................................................... 5.4. DISPOSITIVOS KINESTÉSICOS ............................................................................................. 5.5. TARJETAS DE ACELERACIÓN GRÁFICA .............................................................................. 5.6. SISTEMAS DE LOCALIZACIÓN Y SEGUIMIENTO ................................................................. 5.7. OTROS DISPOSITIVOS DE ENTRADA ...................................................................................

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1. REALIDAD VIRTUAL 1.1 Definición Definir Realidad Virtual (RV, o simplemente VR, del inglés Virtual Reality), es difícil. Existen posiblemente tantas definiciones como investigadores haya, pues su reciente y rápida evolución no ha permitido establecer una definición clara. De este modo, no resulta extraño que la Realidad Virtual resulte ser relativa para diferentes personas y en diferentes situaciones. Más que “definirla” a continuación se muestra una recapitulación de diferentes definiciones, donde cada una entrega una idea de lo que se debería entender por Realidad Virtual: o

Realidad Virtual es la experiencia de telepresencia, donde telepresencia es la sensación de presencia utilizando un medio de comunicación.

o

Realidad Virtual es una manera mediante la cual los humanos visualizan, manipulan e interactúan con computadoras y datos extremadamente complejos.

o

Realidad Virtual es un paso más allá de lo que sería la simulación por computadores, tratándose más bien de una simulación interactiva, dinámica y en tiempo real de un sistema.

o

Realidad Virtual consiste en simulaciones tridimensionales interactivas que reproducen ambientes y situaciones reales.

o

Realidad Virtual es un entorno de tres dimensiones sintetizado por computadora, en el que participantes acoplados de forma adecuada pueden manipular elementos físicos simulados en el entorno y, de alguna manera, relacionarse con las representaciones de otras personas pasadas, presentes o ficticias, o con criaturas inventadas.

o

Realidad Virtual es un ambiente altamente interactivo donde el usuario participa a través del uso de un computador en un mundo virtualmente real. Es una simulación tridimensional por computadora durante la cual el usuario resulta inmerso tan completamente que esta realidad, de origen artificial, aparenta ser real.

o

Realidad Virtual es simulación por computadora, dinámica y tridimensional, con alto contenido gráfico, acústico y táctil, orientada a la visualización de situaciones y variables complejas, durante la cual el usuario ingresa, a través del uso de sofisticados dispositivos de entrada, a mundos que aparentan ser reales, resultando inmerso en ambientes altamente participativos, de origen artificial. Una nueva y sorprendente forma de navegar información.

o

Realidad Virtual es una simulación tridimensional interactiva por computador en la que el usuario se siente introducido en un ambiente artificial, y que lo percibe como real basado en estímulos a los órganos sensoriales.

o

Realidad Virtual es el medio que proporciona una visualización participativa en tres dimensiones y la simulación de mundos virtuales, siendo dichos mundos el elemento fundamental de un sistema de realidad virtual. La realidad virtual es un entorno generado por computador en el que los participantes pueden entrar físicamente e interactuar con él, desplazándose por su interior o modificándolo de cualquier manera. En su forma más simple, un mundo virtual podría estar compuesto por un edificio tridimensional por el que podríamos desplazarnos, aunque sin modificar nada. Sin embargo, con el equipamiento adecuado, los usuarios podrían ver, desplazarse e interactuar a través de estos entornos gráficos generados por computador.

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o

Realidad Virtual o mundo virtual es una base de datos gráficos interactivos, explorables y visualizables en tiempo real en forma de imágenes tridimensionales de síntesis capaces de provocar una sensación de inmersión en la imagen. En sus formas más complejas, el entorno virtual es un verdadero ‘espacio de síntesis’, en el que uno tiene la sensación de moverse ‘físicamente’. Esta sensación de ‘movimiento físico’ puede conseguirse de diferentes formas, la más frecuente consiste en la combinación de dos estímulos sensoriales, uno basado en una visión estereoscópica total y el otro en una sensación de correlación muscular, llamada ‘propioceptiva’, entre los movimientos reales del cuerpo y las modificaciones aparentes del espacio artificial en que está inmerso.

La Enciclopedia Británica la define como: La utilización de la modelación y simulación que habilitan a la persona a interactuar con una visión tridimensional o através de sensores ambientales. De tal forma que las aplicaciones inmergen o emergen al individuo en ambientes generados por computadora que simulan la realidad através del uso interactivo de estos dispositivos, los cuales envian y reciben información. Este término tambien es usado para llamar una rama de las ciencias de la computación que involucra al desarrollo de tales sistemas. Para la real Academia Española no existe una definición única pero esta puede darse ubicando las palabras en cuestión: Por Realidad se entiende a la existencia real y efectiva de una cosa |, 2. La verdad, lo que es efectivo o tiene valor práctico, en contraposición con lo fantástico e ilusorio. Y para la palabra virtual tenemos: ( del latin virtus, fuerza, virtud ) adj. Que tiene virtud para producir un efecto, aunque no lo produce de presente. Frecuentemente en oposición afectivo o real. || (2) Implícito, tácito || (3) Fís. Que tiene existencia aparente y no real, por ejemplo un foco tiene un imagen virtual, en mecánica existe la velocidad virtual.: Virtualidad es una cualidad de Virtual: Virtualmente adv. De un modo virtual en potencia, Casi a punto de, en la práctica, en la realidad. Una vez analizadas las diversas definiciones, nosotros por nuestra parte podríamos llegar a a la siguiente definición “La realidad virtual (RV) es una simulación tridimensional generada o asistida comunmente por computadora de algún aspecto del mundo real o ficticio, en el cual el usuario tiene la sensación de pertenecer a ese ambiente sintético o interactuar con él. La RV permite interactuar con mundos tridimensionales de una manera más natural, por ejemplo, un usuario puede realizar acciones dentro de un modelo virtual, desplazarse, moverse, caminar a través de él o levantar cosas, y de esta forma experimentar situaciones que se asemejan al mundo real”.

Existen también diversos términos para referirse al mismo concepto, tal es el caso de “Realidad Sintética”, “Mundos Virtuales o Ficticios” y “Ciberespacio”, palabras diferentes, mismos significados, idénticas indefiniciones. Recientemente se ha ido acordando en los círculos científicos el término “Ambientes Virtuales” (Virtual Environments) y más particularmente “Presencia”, que se define como la experiencia subjetiva de estar en un lugar o ambiente, cuando se está físicamente situado en otro.

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1.2 Evolución Por regla general se reconoce que el término “Realidad Virtual” fue acuñado originalmente por el norteamericano Jaron Lanier en un artículo titulado “The Ultimate Display”. Este ex director de la empresa VPL Research, utilizó el término en 1989 (Myron Krueger fue el primero en atribuírselo), para distinguir entre simuladores y la experiencia de inmersión de Realidad Virtual. Sin embargo, otros autores difieren de esta posición, planteando que ya en 1987, David Zelzer (del Media Lab) utilizaba dicha expresión. Aunque el origen exacto de la expresión “Realidad Virtual” es ambiguo, y más bien anecdótico, el desarrollo de la misma es bastante más claro. Generalmente, se ve a la realidad virtual como una tecnología nueva, sin embargo, sus bases, es decir sus orígenes se remontan a los años 60's cuando emergen los primeros simuladores de vuelo construidos para la fuerza aérea estadounidense, donde los estudiantes de piloto aprendían a manejar aviones entrenando en cabinas aéreas montadas en plataformas movibles las cuales subían, bajaban o movían hacia los lados dependiendo de las acciones que el piloto realizara sobre los controles. Otro importante concepto fue el "Sensorama" una máquina de arcade creada por Morton Heiling en 1962, esta máquina simulaba las experiencias sensoriales de un paseo en motocicleta, al combinar imágenes, sonido, viento y aromas. En esta experiencia el usuario subía en el asiento de una motocicleta, tomaba los manubrios y usaba un visor parecido a unos binoculares donde podía pasear por dunas en California o las calles de Brookly, y donde unos pequeños 'grills' cerca de la nariz del usuario emitían aromas auténticos. Sin embargo, este proyecto era sumamente complejo y nunca se logró materializar versiones mas sencillas de éste. Otro precursor dentro del área fue Ivan Sutherland, quién en 1965, publicó un artículo denominado "The Ultimate Display", donde sentó las bases del concepto de realidad virtual, Sutherland estipulaba "La pantalla es una ventana a través de la cual uno ve un mundo virtual. El desafío es hacer que ese mundo se vea real, actúe real, suene real, se sienta real". Posteriormente en 1966, el mismo Sutherland creó un casco visor de realidad virtual al montar tubos de rayos catódicos en un armazón de alambre, este instrumento fue llamado "Espada de Damocles" debido a que el aparato requería de un sistema de apoyo que pendía del techo. En 1969, Myron Krueger crea ambientes interactivos que permiten la participación del cuerpo entero, en eventos apoyados por computadores. Por aquel entonces, diversos artistas ofrecían espectáculos que incluían imágenes, sonidos, vibraciones y hasta olores, que junto con cámaras que captaban sus movimientos sumergían al espectador en un mundo irreal, reproducido en una pantalla gigante. Paralelamente, Frederick Brooks, de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, trabajaba en un proyecto para lograr que los usuarios muevan objetos gráficos mediante un manipulador mecánico. En 1971, Redifon Ldt. en el Reino Unido, comienza a fabricar simuladores de vuelo con pantallas gráficas. En 1972, General Electric, bajo mandato de la Armada Norteamericana, desarrolla el primer simulador computarizado de vuelo. A fines de los 70, en el Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), se obtiene el “Mapa Filmado” de Aspen, EE.UU, una simulación de video a través de la ciudad, donde el

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usuario puede recorrer sus calles y edificios. Tom de Fanti fue el inventor del guante de datos en 1976, aunque su diseño fue mejorado posteriormente por Tom Zimmerman, dando origen al DataGlove, diseñado originalmente para poder tocar una guitarra virtual o imaginaria La era de la realidad virtual inicia en los 80's, cuando la NASA inició con el sistema de imágenes generadas por computadora, y así a principios de los 80's Jaron Lanier acuñó la expresión "Realidad Artificial", también tomó parte en el desarrollo de guantes y visores. En 1985 fue construido el primer sistema práctico de visores estereoscópicos para la NASA. En 1989 el Departamento de defensa de los E.U crea a Simnet ( Simulador de Red ), una red experimental de estaciones de trabajo basadas en microprocesadores que habilitaban al personal a prácticas de operaciones de combate interactivamente en sistema de entrenamiento de tiempo real. De hecho este sistema se uso para entrenar al ejército en la Guerra del Golfo Pérsico en 1991. En los últimos años la realidad virtual se ha enfocado a los sistemas no inmersivos donde el usuario tiene la posibilidad de desarrollar aplicaciones de RV de bajo costo y de manera accesible. De aquí surge el concepto de VRML en 1992 propuesto por Mark Pesce y Toni Parisi. A los inicios de los 90, los sistemas de Realidad Virtual salen de los ambientes de laboratorios en busca de aplicaciones comerciales, apareciendo cabinas de entrenamiento para pilotos de guerra, simuladores de vuelo, recorridos virtuales, entre otras aplicaciones. En la actualidad, estamos aún en presencia del crecimiento y consolidación de las técnicas y recursos de la Realidad Virtual, el cual ha sido posible gracias al esfuerzo e interés combinado de científicos, militares y visionarios, y porque no decirlo, al dinero de las empresas que ven en ella una nueva y prometedora tecnología.

1.3 Modelo genérico de un sistema de realidad virtual. Las partes básicas de un sistema de realidad virtual son: el modelo de simulación, la representación del ambiente virtual, la entrada/salida y por supuesto el usuario (Ver figura).

Modelo genérico de un ambiente virtual


Modelo de simulación. El modelo es la representación matemática del sistema que se está presentando. Un modelo virtual necesita responder dinámicamente en respuesta de la entrada del usuario. Se pueden crear modelos matemáticos sofisticados de realidad virtual, pero lo importante es la manera en que estos modelos están asociados con un sistema visual y auditivo.




Entrada

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Los dispositivos de entrada se utilizan para interactuar con el ambiente virtual como puede ser el teclado o el mouse, un joystick o guantes, pedales, etc. Algunos de estos dispositivos se discutirán en la sección III de este documento.


Salida La salida se refiere a la tecnología mediante la cual el usuario percibe estímulos, esta tecnología abarca un amplio rango y va desde aparatos de despliegue visual, sistemas sonoros, sistemas sensoriales, entre otros. Estos dispositivos también serán discutidos posteriormente en este documento en su sección III.




Usuario El usuario es la razón de existir de un sistema de realidad virtual pues es él quien recibe los estímulos de parte del sistema y a su vez se encarga de retroalimentarlo y definir su comportamiento.

1.4 Tipos de realidad virtual. A. Sistemas inmersivos Los sistemas inmersivos son aquellos sistemas donde el usuario se siente dentro del mundo virtual que esta explorando. Este tipo de sistemas utiliza diferentes dispositivos denominados accesorios, como pueden ser guantes, trajes especiales, visores o cascos, estos últimos le permiten al usuario visualizar los mundos a través de ellos, y precisamente estos son el principal elemento que lo hacen sentirse inmerso dentro de estos mundos. Este tipo de sistemas son ideales para aplicaciones de entrenamiento o capacitación. B. Sistemas semi-inmersivos Los sistemas semi-inmersivos o inmersivos de proyección se caracterizan por ser 4 pantallas en forma de cubo ( tres pantallas forman las paredes y una el piso), las cuales rodean al observador, el usuario usa lentes y un dispositivo de seguimiento de movimientos de la cabeza, de esta manera al moverse el usuario las proyecciones perspectivas son calculadas por el motor de RV para cada pared y se despliegan en proyectores que están conectados a la computadora. Este tipo de sistemas son usados principalmente para visualizaciones dondese requiere que el usuario se mantenga en contacto con elementos del mundo real. C. Sistemas no inmersivos Los sistemas no inmersivos o de escritorio, son aquellos donde el monitor es la ventana hacia el mundo virtual y la interacción es por medio del teclado, micrófono, mouse o joystick, este tipo de sistemas son idóneas para visualizaciones científicas, también son usadas como medio de entretenimiento (como son los casos de los juegos de arcada) y aunque no ofrecen una total inmersión son una buena alternativa de bajo costo.

1.5 Características de la Realidad Virtual Para distinguir una instalación de Realidad Virtual como tal, es necesario que cumpla con ciertas condiciones, entre las que se destacan:


Simulación: Capacidad de representar un sistema, cabe decir que ésta debe replicar aspectos suficientes de la realidad para convencer al usuario que constituyen una situación paralela. Es decir, una simulación del modelo o del mundo a experimentar,

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donde regirá una serie de reglas, no todas necesariamente iguales a las de la vida real.


Interacción: Tener control del sistema creado. De no existir esta interacción el sistema sería una película o recorrido fijado a priori. Para lograr la interacción existen diversas técnicas e interfaces hombre-máquina, que van desde teclado y mouse hasta guantes o trajes sensoriales. La interactividad con el mundo virtual supone que el usuario pueda mover objetos (además de a sí mismo) y modificarlos, y que tales acciones produzcan cambios en ese mundo artificial.




Percepción: Es el factor más importante. Algunos sistemas de realidad virtual se dirigirán principalmente a los sentidos (visual, auditivo, táctil) por medio de elementos externos (Cascos de Visualización, Guantes de Datos, Cabinas, etc.), otros tratarán de llegar directamente al cerebro, evitando así las interfaces sensoriales externas, y otros, los más simples, recurrirán a toda la fuerza de la imaginación del hombre para experimentar una realidad virtual parcial. De este modo, el usuario puede creer que realmente está viviendo situaciones artificiales que el sistema computacional genera, alcanzando una sensación de “inmersión” en un ambiente digital.

Además, en un sistema de Realidad Virtual las imágenes mostradas al usuario no se encuentran almacenadas en ningún sitio, son generadas dependiendo de la posición actual. Esto para tener total libertad de movimientos del usuario, lo que hace imposible tener guardadas todas las imágenes correspondientes a todos los posibles puntos de vista. Los sistemas de Realidad Virtual poseen una base de datos con todos los elementos que componen el mundo virtual, a partir de la cual, generan la información que se mostrará al usuario. También debe existir realmente una dimensión de profundidad (tridimensionalidad), similar a la que ofrecen los simuladores de vuelo. Para conseguir este efecto, los objetos del mundo virtual deben tener una tercera dimensión que indique su profundidad en la pantalla. Los tres primeros elementos, a nuestro modo de ver, son imprescindibles en cualquier sistema de Realidad Virtual. Algunos investigadores plantean que las tres bases de la realidad virtual son las “3i” (Interacción, Inmersión e Imaginación).

1.6 Aplicaciones de la Realidad Virtual Los usos posibles de la Realidad Virtual son bastante amplios. Los primeros ejemplos han consistido en recorridos arquitectónicos o entrenamiento para el manejo de aeronaves, pero las publicaciones en el tema han mencionado una gran cantidad de posibilidades que en algunos casos llegan a caer en la ciencia- ficción. De hecho la Realidad Virtual fue popularmente conocida por películas como The Lawnmover Man (El Hombre del Jardín), en la cual los sistemas computacionales producían un impresionante desarrollo del personaje principal (de un limitado jardinero pasaba a convertirse en un sabio y ágil superhombre). Como también Johnny Memnotonic que ejemplificaba el uso de sistemas de información y comunicaciones con dispositivos virtuales, hasta el reciente filme The Matrix, que involucraba a los actores en una completa realidad simulada. Mas allá de las especulaciones, la Realidad Virtual ha encontrado desarrollos ya consolidados en medicina y defensa, además de relevantes oportunidades en el entretenimiento y la promoción

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empresarial. Pero también se esperan posibilidades significativas en el campo educativo, comunicacional e industrial. Esta misma variedad de aplicaciones ha tendido a dispersar el avance tecnológico, que a la vez ha resultado más complejo de lo previsto. Involucrando muy distintas especialidades (programadores, diseñadores, sonidistas, técnicos ergonómicos, estudios de anatomía y percepción, evaluaciones de ocupación, marketing de productos, etc.) que aún se mueven fundamentalmente en un campo experimental. Esto ha producido cierto desaliento en algunos especialistas que esperaban una evolución apresurada de la informática y una amplia extensión de los medios virtuales. Sin embargo no se ha reducido el horizonte de posibilidades, todo lo contrario, cada grupo de investigadores o desarrolladores, encuentra nuevos usos potenciales de los sistemas virtuales y descubre nuevos aspectos por explorar. En todo caso podemos afirmar que es probable que la Realidad Virtual se desarrolle no tanto como una tecnología única, sino como un amplio “nivel tecnológico”, un estado siguiente de todas las aplicaciones informáticas, de prácticamente todas las actividades humanas, en que la relación hombrecomputador o realidad-abstracción, sea cada vez más integrada.  ENTRETENIMIENTO El interés germinal de la Realidad Virtual ha sido el entretenimiento tecnológico, de hecho, la mayor experiencia pública con esta tecnología son los juegos electrónicos. Los cuales han nacido como marginales curiosidades científicas, pero que han edificado una industria ya consolidada. Indudablemente, cualquier avance en la acción lúdica, en la ilusión pactada, es positiva y tenemos una mejor disposición a utilizar aparatos complejos. Sin embargo, no hay que olvidar que las expectativas son exigentes y que el desarrollo del juego debe ser intenso y coherente. Distintas instalaciones de laboratorio han sido expuestas como juegos virtuales, cascos y guantes en situaciones de combate, sillas con soportes neumáticos para experimentar montañas rusas, grandes pantallas estereoscópicas para recorridos, etc. También se han mostrado, en distintas ferias, aparatos o teatros virtuales para breves experiencias de inmersión en ambientes abstractos o reales. Algunos de los proveedores importantes de video-juegos (como Nintendo) han experimentado con diversos dispositivos virtuales, visores estereoscópicos, guantes de acción, volantes sincronizados, etc. Pero el impulso más importante de estas aplicaciones lo efectuó la empresa británica “Virtuality”, que desarrolló, a principios de los años 90, varias instalaciones individuales y grupales, distribuyéndolas en diversas salas de entretenimiento del mundo. Aunque esta empresa no ha continuado, sus máquinas representan un buen ejemplo de equipamiento (casco y joystick integrado en una plataforma) conectado a sofisticadas ambientaciones con rutinas de acción bien definidas, involucrando también a otros participantes cercanos. Naturalmente utilizan un poderoso hardware computacional, pero con flexibilidad de programación e instalación para desarrollar distintas soluciones. Una derivación de este desarrollo han sido las distintas máquinas, habituales en las salas de juegos electrónicos, que combinan algunos elementos firmemente adheridos a la instalación, con rutinas establecidas (disparar, andar en esquí, conducir en una carrera, etc.). Otorgando

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una rigidez de utilización, pero alta actividad gráfica y multimedial. La culminación de esta posibilidad son las cabinas cerradas, que se han instalado en los salones más importantes o ferias, así como las amplias implementaciones de los grandes parques internacionales (Disney, Universal, etc.), que involucran importantes financiamientos y se dirigen a públicos masivos. Pero también hay posibilidades para pequeños desarrolladores, las cabinas virtuales más difundidas en Latinoamérica han sido elaboradas por ingenieros argentinos y cualquier instalación computacional, con algunos dispositivos y un poco de programación, puede constituir un excitante juego electrónico. El desarrollo del entretenimiento virtual ha servido de ejemplo para postular distintas aplicaciones en temas deportivos. Especialmente para el entrenamiento en ciertas destrezas específicas, que pueden ser optimizadas con instalaciones virtuales que reduzcan equipamientos y permitan monitorear más detalladamente la actividad. Por ejemplo, las implementaciones de esquí virtual, permitirían ahorrarse el traslado a la montaña y la observación directa del movimiento y comportamiento corporal del atleta. Incluso se afirma que deportes grupales, como el fútbol, pueden planificarse o entrenarse en simulaciones computacionales. Estas posibilidades no se han desarrollado mayormente por razones de costo para una alta precisión. Una evolución algo más inesperada se ha dado en la difusión del entretenimiento y en el cine, para representar actores virtuales y la simulación de escenografías tridimensionales interactivas que han constituido un negocio creciente en el sector. También se preveen algunos desarrollos en la visualización deportiva, en la reproducción de acontecimientos relevantes (como un gol controvertido), incluso en tiempo-real, como también la proyección inmersiva a distancia

 DEFENSA Si el atractivo inicial de la Realidad Virtual lo han constituido los juegos y el cine, la industria de la Defensa ha sido su fuerza motriz. Sin embargo, por razones obvias este desarrollo ha sido conocido parcialmente e incluso con suposiciones. Sólo se puede mencionar con certeza que el entrenamiento aeronáutico ha sido la aplicación que ha focalizado la evolución inicial de la computación gráfica y la Realidad Virtual, constituyendo actualmente el grupo de usuarios más avanzado. Naturalmente ha reunido a la vez un selecto grupo de desarrolladores que, amarrados por contratos reservados, no pueden divulgar la situación tecnológica en este tema. La preparación de pilotos civiles y militares con instalaciones virtuales tiene ventajas evidentes, requiere prolongados entrenamientos en sofisticadas cabinas de mando, pero ahorrarse el costo de utilización o de eventuales desperfectos en las aeronaves, respalda sustantivamente el uso de simulaciones. Esto ha implicado importantes avances en resolución gráfica, programación de eventos atmosféricos o reproducciones de distintos aeropuertos. A la vez, de dispositivos para el control de armamento o navegación durante el mismo pilotaje. También ha suscitado aplicaciones en el entrenamiento de conducción de otros equipos militares, como tanquetas, submarinos o embarcaciones navales, que sin embargo no han tenido tanta difusión. Excepto

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las naves espaciales, que por la magnitud de la industria, poseen desarrollos propios en diversas instalaciones y que incluso siguen en tiempo-real las misiones. Se han efectuado, además, algunos desarrollos en la preparación de comandos, como en el Instituto de Simulación y Entrenamiento (IST), vinculado al Ejército Norteamericano y a la Universidad de Florida Central, en Orlando, USA. Esta institución ha montado una instalación de dos plataformas con cas- cos, guantes y varios rastreadores de movimientos corporales, para que en una ambientación virtual los “avatares” de ambos usuarios busquen y controlen terroristas intrusos con distintas armas manuales, desactivando una bomba de gas y coordinando la acción entre ambos con audio. Otro campo en la defensa es la planificación estratégica, la implementación de software de “juegos de guerra”con paisajes y ejércitos virtuales. Aunque esto ha tomado un camino diferente entre la programación de los eventos y la modelación tridimensional, implica una significativa dedicación del desarrollo tecnológico reservado, especialmente en ambientes simulados, pero también se espera mantenerlo paralelamente a situaciones reales  MEDICINA Un área que también ha conducido la aplicación de sistemas virtuales ha sido la medicina. La sofisticada preparación de los médicos en órganos difícilmente visibles, el desarrollo de tratamientos a distancia y operaciones con mínimas alteraciones anatómicas, han sido posibilidades concretas para implementar tecnologías de Realidad Virtual. Un área que ya está siendo implementada técnicamente es la utilización de dispositivos virtuales en cirugía no-intrusiva. La ventaja de minimizar los trastornos corporales de la intervención, disminuir riesgos operatorios y los tiempos de hospitalización asociados han impulsado la formulación de instrumental diverso, tanto de inspección visual como de intervención quirúrgica. La posibilidad de magnificar las zonas de trabajo y manejar dispositivos minúsculos es un beneficio evidente. Aunque no se han conectado aún estos dispositivos a la distancia, se puede llegar incluso a operaciones virtuales remotas. También se presentan interesantes potencialidades en el tratamiento de algunas fobias sicológicas, como el agorafobia (miedo a los espacios abiertos), claustrofobia (miedo a los espacios cerrados) o aracnofobia (miedo a las arañas). En estas instalaciones se simulan los escenarios que producen la alteración, controlando el comportamiento personal o la magnitud de la situación para desarrollar un tratamiento sicológico. Un ejemplo de esto es un modelo desarrollado para tratar fobias de altura, consistente en un ascensor abierto, con mandos manuales, en que el usuario puede introducirse y ser acarreado virtualmente, observando un entorno urbano común.  INDUSTRIA Los desarrolladores de sistemas virtuales han intentado especialmente implementar aplicaciones en diversas áreas industriales. En distintas etapas del proceso productivo se ha previsto la ocupación de simulaciones tridimensionales y dispositivos interactivos. Comenzando por la planificación o layout de una planta industrial, la reproducción del equipamiento e incluso de los procesos involucrados, en un sistema que permite recorridos interiores, otorga la capacidad de visualizar y optimizar la distribución. Como un aserradero forestal, en que se representaron distintas máquinas procesadoras, incluyendo el movimiento de sierras y los sonidos involucrados. Permitiendo evaluar la relación entre las distintas actividades laborales e incluso los niveles de ruido en el trabajo.

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También el diseño de los productos puede ser mejorado con medios virtuales. Naturalmente la modelación tridimensional es un aspecto importante en esta tarea, pero también la capacidad de visualizar todos los detalles volumétricos, el desplazamiento de piezas interiores, probar distintos acabados e incluso alternativas de montaje constituyen una relevante aplicación de la Realidad Virtual. Es posible vincular estos archivos de datos a software de análisis de elemento finito, cubicación de materiales e incluso máquinas de control numérico que pueden contribuir en el estudio y elaboración del producto. Estableciendo un proceso continuo de diseño y fabricación (CAD/CAM). Además, se han trabajado seriamente algunas alternativas en la capacitación industrial. La formación de operarios en herramientas complejas, evitando gastos de operación real y riesgos de seguridad, motiva significativamente esta posibilidad. Además, permite evaluar algunas condiciones ergonómicas (qué espacio o disposición es más óptimo para el operario) e incluso discriminar capacidades laborales (los trabajadores más diestros en su utilización). Finalmente debemos considerar las posibilidades de teleoperación de maquinaria, en entornos hostiles (en fondo del mar o de un yacimiento geológico), insostenibles para condiciones humanas de trabajo o eventualmente muy peligrosas.

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2. MUNDOS VIRTUALES 2.1 Definición. ¿Qué es un Mundo Virtual? Un mundo virtual se podría definir como una simulación por ordenador de un espacio, que normalmente es una representación en tres dimensiones de accidentes geográficos, ciudades y simulaciones digitales de entornos reales. Dentro de un mundo virtual, nos desplazamos e interactuamos con el resto de usuarios mediante una representación nuestra, denominada avatar. Los mundos virtuales en línea, como también se le ha llamado a la Internet 3D, integran una serie de recursos que permiten al usuario, además de comunicarse con otros en la red, tener acceso también a servicios “tradicionales” de Internet, pero con una nueva perspectiva. Por ejemplo: en lugar de páginas web bidimensionales, a lo que estamos acostumbrados en un navegador convencional, en estos ambientes, los sitios web son edificios similares a los del mundo real, con ventanas, puertas, recibidores y escaleras, así como secciones activas y teletransportadores que, en buena medida, simulan lo que hoy en día hacemos al dar clic en un vínculo: consultar otro sitio u otra sección del mismo lugar sin recorrerlo por completo. La clave en el uso de la Internet 3D consiste en la virtualización del propio usuario, algo no visto anteriormente en el cómputo y las telecomunicaciones, o no al menos en este nivel. Hoy en día, como usuarios tenemos cuentas de correo electrónico, inclusive imágenes fijas que nos representan en una discusión por chat o mensajería instantánea; pero en la Internet 3D, la simulación del propio usuario es fundamental. Esta simulación, llamada avatar, es literalmente una representación del usuario en el mundo virtual, que no tiene sólo características corporales humanas, sino también gestos, actitudes e incluso acciones que el humano “convencional” no podría hacer en el mundo real, como volar sin la asistencia de algún aparato. El usuario puede personalizar su avatar tanto como le sea necesario, o incluso falsificarlo para que no se parezca en lo absoluto al original. Un grupo de herramientas de personificación permite agregar o quitar cabello, cambiar el tipo de cara, ojos y nariz, amoldar el cuerpo del avatar como uno desee y vestirlo con las telas y estilos que el usuario prefiera. Los avatares que “viven” en la Internet 3D también tienen características sociales. Pueden tener propiedades (los sitios web de hoy) que se construyen en diversas islas. Los sistemas centrales de la sociedad paralela permiten la adquisición de “terrenos” o espacios en el mundo virtual donde es posible construir edificios a los cuales se les puede agregar, por ejemplo, una sala de proyección para distribuir video en demanda, una sala de podcasting para audio, diversos niveles o plantas especializadas en el tipo de información que el usuario quiere proporcionar e incluso, vender a los demás. Los avatares pueden tener dinero, equivalente a dinero real por su adquisición con tarjeta de crédito, y ofrecer otros servicios a los otros avatares, por los que puede cobrar y reintegrar a su cuenta personal. De la misma manera, se crean comunidades de usuarios que lo mismo establecen una “isla” de entretenimiento o un centro educativo, a donde concurren los demás avatares con la ayuda de mapas virtuales que indican los índices de un libro o de una página web, los sitios más visitados, los que tienen un cargo por entrar a ellos, los totalmente libres y los que disponen de diversas atracciones o funciones específicas.

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Todo lo anterior ocurre gracias a la operación de un buen número de computadoras –servidores–, que realizan las simulaciones gráficas necesarias, las transmiten a los clientes por medio de Internet y estos últimos las muestran en las pantallas de los usuarios. Es factible cambiar los puntos de vista, los ángulos y los acercamientos, incluir pistas de audio ambiental, platicar en audio o texto con otros avatares que estén cerca del propio, sentarse en la azotea de un edificio o apreciar las “construcciones” de los demás, mientras se emprende el vuelo o la teletransportación.

2.2 El origen de los Mundos Virtuales La mayoría de mundos virtuales, tal y como los conocemos ahora, responden a las características de los MMORPG, (Massive(ly) Multiplayer Online Role-Playing Games), Juegos de Rol Multijugador Masivo Online. Son videojuegos que permiten a miles de jugadores introducirse en un mundo virtual de forma simultánea a través de Internet, e interactuar entre ellos. El origen de los mundos virtuales se remonta a 1985. Ese año, Randy Farmer y Chip Morningstar de LucasFilm, crearon un mundo virtual llamado Habitat para usuarios de Commodore 64 que permitía más de 16 jugadores simultáneos online y tenía un entorno gráfico de interacción. La evolución de este tipo de videojuegos ha sido imparable y ha caminado de lado de los avances tecnológicos. Uno de los más destacados fue Ultima Online (1997) de Richard Garriott, que es el juego MMORPG que más tiempo ha estado online y el primero en conseguir 100.000 suscriptores. Introdujo ciertas características que han supuesto un gran cambio en la concepción y evolución de los entornos virtuales. Desde el comienzo de Internet, han existido iniciativas más o menos acertadas en la creación de mundos virtuales. Villa (2007), nos muestra una evolución de los mundo virtuales que se han ido desarrollando en los últimos 15 años, y la realidad nos indica que sólo son el principio de una tendencia que cada vez evoluciona más y a más velocidad.


1994: World Chat, un chat 3D basado en avatares y salas virtuales propiedad de Worlds.com IBM, Coca Cola, VISA o el grupo Aerosmith.




1995: Active Worlds, aún activo, se ve como la alternativa a Second Life.




1999: Whyville, creada por científicos de la Caltech, es una comunidad 3D segura especialmente dedicada a los menores de 8 a 15 años y a la educación.




2000: Habbo es una comunidad virtual de Sulake para gente joven donde se pueden establecer relaciones sociales, acudir a eventos, comprar accesorios con dinero real.




2000: Cyworld Korea: es un fenómeno social similar a MySpace, en versión asiática, con más de 20 millones de usuarios y una penetración del 40% del mercado.




2002: The Sims Online: es la versión en red de los Sims popular juego de simulación social, y este es el punto diferencial: es simulado.




2003: There.com, similar a SL pero más orientado a adolescentes. Nike o Levi’s han hecho incursiones en este espacio para vender accesorios a los avatares.




2003: Entropia Universe, anunciado en 1999 es un mundo virtual con una Real Cash Economy (RCE). Existen actividades como la minería, manufacturación, subastas, ganadería, gestión de tierra que desarrollan una economía virtual.




2002: Second Life. Lanza su versión beta. El mundo virtual es puesto a disposición de los usuarios que crearán y poseerán todo el contenido. Las actividades son libres

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y actualmente se encuentra en etapa de experimentación y crecimiento como la web en los 90: casinos y sexo virtual y empresas reales (Adidas, American Apparel, Sun Mycrosystems, Toyota, IBM, Sony-BMG, Dior, MTV, Nissan, Reuters, ING Direct, Universidad de Harvard, Gobierno Sueco,… ) que experimentan nuevos modelos de negocio, comunicación e interacción.


2006: Teen Secondlife. La versión para los adolescentes.

Últimamente se habla mucho de second life y de los juegos online de ultima generación etc. Sin embargo, este tipo de aplicaciones llamadas “mundos virtuales” no son nuevas, de hecho podemos decir que sus antecesores nacieron casi a la vez que Internet, estamos hablando de los orígenes de los mundos virtuales informáticos, los MUDS. Realmente los Muds son(eran) mundos virtuales especializados en los juegos de rol, en el que un usuario se creaba su personaje para adentrarse en el mundo virtual (generalmente de fantasía medieval) para vivir sus aventuras. A pesar de que la evolución visual de los mundos virtuales ha evolucionado una barbaridad, (los muds se jugaban en pantallas de fósforo verde en modo texto, puesto que no existían los gráficos aun en muchos equipos de la época, mientras que los MMORPG de hoy en día cuentan con gráficos 3D, sonido, y una gran cantidad de opciones multimedia), la temática en si no ha variado gran cosa. Podemos decir que los mundos virtuales han evolucionado enormemente en calidad técnica/aspecto grafico, pero no han variado apenas en esencia desde su invención hace mas de 20 años. Aun existen sitios en Internet que mantienen Muds activos para que la gente se conecte a jugar, mas que nada como recuerdo nostálgico de aquella época en la que muchos nos pasábamos las horas inmersos en otro mundo salvando princesas y matando dragones. En la wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/MUD) hay un listado de bastantes muds que hubo en su día (hubo muchísimos mas) junto con sus direcciones web para poder jugar y ver a lo que nos dedicábamos mucha gente cuando éramos jóvenes. Aunque parece ser que los navegadores modernos tienen “problemas” para hacer funcionar unos programas tan antiguos, así que es necesario en algunos conectarse “a la antigua” por medio del protocolo telnet (que en muchos sitios ya no se usa)

2.3 Aplicaciones Es a partir de la popularización de Second Life (2003) que las grandes empresas están promoviendo desarrollos en estos mundos virtuales o incluso creando nuevos y propios entornos sociales en 3D, ampliando además, la oferta de servicios de los mismos. El estudio Metaverse Roadmap 2006, caracteriza a los mundos virtuales a partir de la siguiente propuesta de servicios: o

evaluación,

o

e-commerce,

o

educación,

o

desarrollo de la creatividad

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o

comunicación con terceros

Si bien, la tendencia a medio plazo es que un mismo mundo virtual abarque todos o una gran parte de estos servicios, actualmente la mayoría de mundos virtuales tienen un objetivo concreto y provee servicios en base a dicho objetivo. En esta revisión bibliográfica, se han estudiado mundos virtuales existentes y se han clasificado en función de los servicios que ofertan. Los principales son los relacionados con ocio, comerciales o promocionales, educacionales y de propósito general. A continuación se detalla el estado actual en cada uno de ellos.  Ocio. La mayoría de mundos virtuales, aunque no por ello los más populares, están enfocados exclusivamente en ocio, referido a relaciones sociales –son básicamente chats 3D- o juegos. Ejemplos de estos mundos son CyberTown, Dreamville, The Manor, Moove, Playdo, The Sims Online, TowerChat, Traveler, Virtual Ibiza o VPChat. Un caso tecnológicamente llamativo es el de Sora, cuyo acceso se realiza exclusivamente a través del teléfono móvil. Por otra parte cabe destacar el proyecto Wonderland, desarrollado por Sun Microsystems para articular el trabajo y el aprendizaje colaborativo de los empelados de la compañía y que basado en varias tecnologías de la compañía como Looking Glass y su servidor de juegos Darkstar, ofrece un conjunto de herramientas de colaboración para la creación de mundos virtuales en 3D. Dentro de esos mundos, los usuarios pueden comunicarse con alta fidelidad gracias a la inmersión de audio y compartir aplicaciones como navegadores web, documentos de OpenOffice y juegos. La compañía Microsoft también ha confirmado su interés en la Internet 3D, asumiendo que esta nueva forma de navegación puede suponer un cambio en la navegación tradicional sobre los escenarios en dos dimensiones. Su portal habbo hotel, un entorno que reproduce un hotel virtual, es visitado diariamente por miles de jóvenes de todos los países que conviven en un lugar virtual, en el cual se pueden realizar todo tipo de actividades que van desde comprar habitaciones hasta darse un chapuzón en la piscina.  Promocionales. Algunas compañías, viendo la popularidad de los mundos virtuales, han creado entornos cuya finalidad es la promoción de sus productos o eventos. Ejemplos de estos mundos son Coke Studios, creada por la compañía Coca Cola, Disney’s Toontown Online y Virtual Magic Kingdom creados por Disney o Dubit, un mundo con un gran enfoque comercial en el que se encuentran representadas varias compañías. Por otra parte algunas formas como la venta de bienes virtuales (avatares, animaciones, ropa, muebles, vehículos, etc,), está adquiriendo tal importancia, que según informa el rotativo estadounidense Wall Street Journal, el gobierno chino está preparando un plan para cobrar un 20% de impuestos sobre los beneficios obtenidos en mundos virtuales.

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 Educacionales Uno de los ejemplos más relevantes en este campo corresponde al entorno virtual de trabajo desarrollado por la empresa IBM, con el objeto de permitir a los empleados de la Compañía participar en entornos laborales simulados en los que tienen la posibilidad de aprender a mejorar sus habilidades profesionales. De esta manera, los empleados de IBM podrán aprender a poner en práctica determinadas capacidades profesionales, sin necesidad de enfrentarse a una situación laboral real, y averiguar qué herramientas deben activar para tomar decisiones de negocio con éxito. A ello hay que sumarle el beneficio que genera el aprendizaje en este tipo de entornos virtuales. Y es que un estudio elaborado por el departamento de investigación de IBM demuestra que la formación impartida sobre un entorno de trabajo virtual resulta más efectiva que la de cualquier otro sistema tradicional, ya que no sólo consigue mejorar la velocidad en la comprensión de conocimientos hasta en 10 veces, sino que, al mismo tiempo, permite reducir los costes asociados a los métodos tradicionales. El trabajo de IBM en mundos virtuales ha sido de gran ayuda en su expansión en mercados emergentes, como India o China, ya que ha permitido a muchos nuevos empleados familiarizarse rápidamente con el entorno laboral de la Compañía, así como mantener el contacto con equipos de trabajo localizados en otros países Adicionalmente y siguiendo con IBM, cabe destacar que en la actualidad la compañía está desarrollando un toolkit de software que pretende ser interoperable con otros mundos virtuales tales como Second Life y Active Worlds, permitiendo a los desarrolladores de software diseñar escenarios de ensayo utilizando íconos drag-and-drop. Puesto que se trata de un juego de herramientas, IBM imagina que un día los expertos podrían personalizar y diseñar ensayos para capacidades difíciles de aprender tales como la cirugía médica y las negociaciones financieras. Por último comentar el reciente lanzamiento de Twinity, el nuevo mundo virtual europeo, desarrollado por el equipo alemán de Metaversum, que presenta un entorno 3D cuidado, limpio y ordenado que actualmente se encuentra en beta cerrada. Twinity aparece como un mundo virtual destinado a la socialización y entretenimiento de jóvenes y adultos que quieran moverse en 3D por un entorno similar al real, y que dispondrá de herramientas y espacios específicos para el aprendizaje de idiomas.  De propósito general En este campo se engloban los mundos virtuales más populares. No presentan servicios concretos, sino que presentan un potencial que poco a poco va abarcando nuevas posibilidades de colaboración y servicios. Simulan varios aspectos de la vida real, teniendo incluso un sistema económico basado en divisas virtuales que pueden ser compradas por dinero real. Los ejemplos más populares son Active Worlds, Second Life, Habbo Hotel o There

2.4 Listado y Clasificación de Mundos Virtuales A continuación se presenta un listado de los Mundos Virtuales (MUVEs) censados en la actualidad (en torno a 115), que atendiendo a los criterios de Betsy Book (Virtual Worlds Review), se podrían clasificar de la siguiente manera:

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Para niñosDisney’s Toontown Mokitown Virtual Magic Kingdom Whyville

Para formadoresActive Worlds Cybertown Muse Second Life

Active Worlds Cybertown Dreamville The Manor Moove Muse The Palace Second Life The Sims Online Sora City TowerChat There Virtual Ibiza Voodoo Chat VP Chat VZones Worlds.com Yohoho! Puzzle Pirates

Active Worlds Cybertown Muse Second Life There Worlds.com

Acceso gratuitoActive Worlds Coke Studios Dreamville Dubit Habbo Hotel Para jóvenes Para novatos Mokitown Moove Coke Studios Coke Studios Muse Dubit Dubit The Palace Habbo Hotel Habbo Hotel Playdo The Manor Playdo Second Life The Palace The Sims Online Sora City Playdo There There Second Life for Teens TowerChat TowerChat The Sims Online Virtual Magic Kingdom Traveler Sora City VP Chat Virtual Ibiza There VZones Virtual Magic Kingdom TowerChat whyrobbierocks.com Voodoo Chat whyrobbierocks.com Whyville whyrobbierocks.com Yohoho! Puzzle Pirates Yohoho! Puzzle Pirates Whyville Worlds.com De 20 a 30 años Para artistas Yohoho! Puzzle Pirates

Para más de 40 The Manor Moove The Palace There Traveler

Para acceso telefónico Coke Studios Dubit Habbo Hotel The Manor Mokitown The Palace Playdo TowerChat Traveler Virtual Ibiza Voodoo Chat VP Chat VZones Whyville Worlds.com

Para Mac Coke Studios Dubit Habbo Hotel The Manor Mokitown The Palace Playdo Second Life TowerChat Virtual Ibiza VZones whyrobbierocks.com Whyville Yohoho! Puzzle Pirates Para ancho de banda Active Worlds Cybertown Disney’s Toontown Dreamville Moove Muse Second Life

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VP Chat Voodoo Chat Worlds.com Yohoho! Puzzle Pirates

The Sims Online There Yohoho! Puzzle Pirates

Por su parte KZERO, nos presenta una interesante clasificación de los mundos virtuales, clasificados por sector.

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3. ANÁLISIS DE LOS MUNDOS VIRTUALES Siendo el principal objetivo del presente proyecto explotar las posibilidades de los Mundos Viertuales (MUVEs) en los procesos de aprendizaje y formación LLL (life long learning) y de adquisición de nuevos conocimientos dentro de un “mundo virtual” que tengan una repercusión directa en el “mundo real” y principalmente en el “mundo del trabajo”. Sin embargo antes de comenzar a construir este sugerente espacio es necesario analizar con detenimiento las plataformas que han sido creadas hasta la fecha y el impacto de las mismas en la sociedad. En este apartado fundamentalmente se analizarán las plataformas MUVE desde 2 perspectivas fundamentales para estructurar el futuro posicionamiento de este proyecto: ¿Cuál es el principal uso que se hace de las plataformas MUVE? Se tendrá en cuenta la orientación de uso a la cual el propietario del MUVE ha tratado de dirigir el producto y además las tendencias de uso que los usuarios imprimen a lo largo del ciclo de vida del producto. ¿Quienes son los principales usuarios? Se identificarán las principales categorías de usuarios por tramos de edad desde la óptica del posicionamiento real del producto en el mercado o si es muy reciente desde la óptica del propietario del MUVE

Esta doble perspectiva se completará con una visión parcializada y complementaria de la madurez de las diferentes plataformas en el mercado así como del “grado de éxito” medido por el número de subscripciones registradas en cada una de ellas.

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3.1 Principales usos de las plataformas existentes Atendiendo al tipo de uso principal de las plataformas analizadas clasificaremos las mismas en 5 grandes grupos:

JUEGOS

RELACIONES

AFICIONES

EDUCACIÓN

CREACIÓN ESPACIOS VIRTUALES

Se han evaluado 45 de las 115 plataformas de las cuales 36 están aún en proceso de desarrollo o de pruebas pero suficientemente avanzadas como para incluirlas en este estudio. Para calificar el universo de plataformas que se han catalogado hemos empleado 3 fuentes principales de información: - KZERO Resident experts in Virtual Worlds (UK) - The Association of VirtualWorlds Edition(USA) - Federation of American Scientists (USA)

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Tal como se puede apreciar en la figura anterior el ámbito más destacado de uso son las plataformas de mundos virtuales que permitan compartir aficiones concretas tales como: música, juguetes, moda, estilos de vida, deportes, películas y libros. Cabe destacar también el número de plataformas orientadas a las relaciones entre personas representadas por un avatar que generalmente no conlleva una identificación real de quien interactúa, pudiendo así desarrollar facetas que en la vida real no las aplica por distintos motivos. Los usos relativos a la creación de espacios y objetos virtuales así como el del juego, bien sea de rol o de fantasía, son el siguiente grupo de usuarios que podríamos destacar. Ambos pueden ser catalogados como el “espacio del entretenimiento” si bien hay que resaltar que en las plataformas orientadas a la creación de espacios virtuales son los propios usuarios quienes definen el uso de los espacios construidos y en muchos casos estos usos pueden ser distintos al de ocio. Por ejemplo en Second Life es posible encontrar “islas” para la divulgación cultural, para la educación, para las relaciones profesionales y para el márketing. Sin embargo este aspecto es dificilmente cuantificable por la gran diversidad de “islas” creadas hasta el día de hoy; en una etapa más delante de este proyecto se analizarán aquellas “islas” que tengan una clara orientación a la Educación. El ámbito menos desarrollado es precisamente el de la Educación. Existen pocas plataformas desarrolladas con criterios específicamente educacionales. Hemos contabilizado un número de 15 plataformas de las cuales 8 aún no están explotandose, es decir, o están en su fase final de desarrollo o en periodo de pruebas.

3.2 Principales destinatarios de las plataformas MV Para identificar el tipo de usuarios de los Mundos Virtuales utilizaremos el criterio de franja de edad para posteriormente realizar un análisis cruzado entre tales franjas y los tipos de uso identificados en el apartado anterior.

En la gráfica anterior se muestra la distribución de las plataformas analizadas en función de la franja de edad a las que están principalmente dirigidas. Como se puede observar el grupo de personas comprendidas enla franja de edad de los 10 a 20 años son el perfil del usuario más perseguido por los creadores de Mundos Virtuales, mientras que para las personas mayores de 30 años es meramente testimonial el número de plataformas que buscan ubicarse en tal nicho.

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No carece de sentido tal observación puesto que los Mundos Virtuales requieren de un uso intensivo de las tecnologías de la información y la comunicación. Todos ellos se caracterizan por utilizar lógicas de navegación similares a las empleadas en la web e indudablemente emplean en su mayoría plataformas PC. El concepto de “nativo digital” se está aplicando hoy en día a personas menores de 25 años y aun así no se puede considerar que exista gran uniformidad en el desarrollo de habilidades TIC en todo el recorrido de la franja de edad.

Se identifican cláramente 2 grupos de interés preferencial: el público infantil y el público adolescente-juvenil ¿Dónde se sitúa cada franja de edad en cuanto al tipo de uso de las plataformas MV? ¿Será cierto que los más jóvenes disponen de plataformas para el juego, los adolescentes para relacionarse y los mayores para asuntos serios? Vamos a ver primero como se distribuye por edades la oferta de plataformas orientadas a compartir aficiones y a fomentar las relaciones personales.

3.3 Conclusiones del análisis preliminar Las principales conclusiones de estas primeras investigaciones son las siguientes: 1

La oferta actual de los Mundos Virtuales se centra fundamentalmente en el público joven mientras que el público adulto dispone de una oferta mucho más restringida y limitada en campos tan singularmente importante para este segmento como es la formación y el “aprendizaje a lo largo de la vida”. Esta circunstancia no es ni mucho menos de extrañar si se considera que el origen de muchos de los espacios virtuales están originados por iniciativas privadas que se dirigen al gran público y por tanto al segmento que encuentra un menor obstaculo tecnológico con las herramientas que se ofrecen.

2

Las nuevas plataformas que se están creando y que están en fase de pruebas se concentran nuevamente en el sector adolescente y el uso compartido por nichos de interés relacionados con aficiones y hobby.

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3

No existen plataformas con una clara orientación a LLL (Life Long Learning). Las experiencias analizadas en el ámbito educativo están centradas en 3 áreas bien identificadas: - Recreación de espacios formativos tradicionales (aulas, forums, …) - Simulaciones de estructuras conceptuales (física, química, …) - Salas de divulgación cultural e informativa (paneles, modelados, …) Estas aplicaciones serán objeto de un análisis más detallado en una fase posterior del proyecto.

4. El espacio en el cual este proyecto pretende aportar valor y soluciones innovadoras está aún poco explotado dado que lo que le caracteriza es que el público objetivo son: - Personas que desean mejorar su desempeño profesional (adultos) - Interés por aplicar los aprendizajes en contextos reales de trabajo - Escasa disponibilidad de tiempo para las aciones formativas 5. Los lugares virtuales actuales suelen ser redes telemáticas cerradas a los usuarios, es decir Intranets localizables en Internet. Hay que inscribirse en ellas (matricularse) y es posible graduar los escenarios y los niveles de acceso. 6. Cada escenario virtual suele tener un administrador que define las reglas internas que hay que cumplir, so pena de expulsión temporal o definitiva. Ello permite a cada centro escolar virtual organizar la vida educativa a su modo en la Intranet correspondiente. 7. Las posibilidades expresivas de los avatares son, hoy por hoy, relativamente reducidas. Sin embargo, es de prever que el avance tecnológico mejore este aspecto, de modo que los factores emocionales inherentes a un proceso educativo puedan plasmarse en los lugares virtuales. 8. Cada participante en un lugar virtual elige su propia máscara electrónica y el tipo de comportamiento que caracteriza al personaje. Ello permite aprender a representarse a sí mismo y a intervenir en el entorno telemático, independientemente de los contenidos que se transmitan. El teletutor o el profesor pueden asimismo adoptar el disfraz que prefieran. 9. Las interrelaciones humanas en un lugar virtual adoptan la forma de un juego de rol, o si se prefiere de una representación en un escenario, que ya no es la tarima y el aula, sino un escenario virtual. En principio, ello ofrece buenas posibilidades para el desarrollo de procesos educativos. 10. En los lugares virtuales pueden transmitirse contenidos, proponerse problemas a resolver, entablarse conversaciones y debates e, incluso, dar lecciones tele-magistrales, independientemente de lo aburridas que puedan ser éstas, como ocurre con las videoconferencias. Ello permite una metodología plural. 11. Aparte de los escenarios virtuales reglados, pueden construirse fácilmente otros no reglados en los que los propios estudiantes desarrollen sus iniciativas. Por tanto, son factibles actividades lúdicas, culturales, etc., organizadas por los propios estudiantes. Es posible controlar esas actividades sin participar activamente en ellas. 12. La conexión de los hogares a las RETs con lugares virtuales no plantea problemas diferentes a los suscitados por la conexión de los ciudadanos desde sus casas al espacio telemático. Las infraestructuras sociales de la información pueden ser utilizadas para usos

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educativos, sin perjuicio de que las RETs deban estar protegidas de intromisiones ajenas a la escuela y las familias. 13. Los profesores han de aprender a moverse, intervenir y motivar a los estudiantes en los lugares virtuales. Ello requiere una formación previa y la creación y evaluación de planes piloto, antes de pasar a generalizar el uso de este tipo de tecnología. 14. Los escenarios virtuales no deberían orientarse tanto a la transmisión de conocimientos cuanto al aprendizaje de lo que es actuar e interrelacionarse en ellos. Su utilización sería complementaria a la de los escenarios escolares clásicos, conforme a la regla ya enunciada de un tercio para cada entorno.

Los Mundos Virtuales reflejan la interacción de simulaciones y videojuegos, la creación de redes sociales donde fluyen y se comparten conocimientos, muestran entornos de trabajo colaborativo, aplican el uso de múltiples medios para diversas necesidades y la autoregulación del aprendizaje. Sin embargo ¿cómo se gestiona actualmente estas ventajas en las principales plataformas? La interacciones entre usuarios se realiza en base a simulaciones de su propia personalidad y de los entornos en donde se desenvolverá tal personalidad a través de los objetos y avatares con los que se relacionará. Es importante remarcar que estas interacciones tienen un importante componente de comportamientos humanos: hablar, bailar, cambiarse de ropa o incluso intimar con otrosusuarios, ver documentos y compartirlos, ver vídeos, escuchar audios, visitar lugaresimaginarios o recreaciones de localizaciones reales, coger y manipular objetos, crear nuevos objetos, comprar y vender servicios, crear una casa y decorarla, recibir o impartir formación, asistir a obras de teatro, manifestarse, visitar museos. Sin embargo en las plataformas actuales dichas interacciones están orientadas casi exclusivamente a la proyección personal y la construcción de vínculos sociales. Esta es una potencialidad que adecuadamente conducida puede ser aplicada en un nuevo paradigma de formación de adultos donde los “knowledge age skills” o “competencias transversales se están convirtiendo en una referencia importante en las nuevas contrataciones en materia de empleo. “I'm not building a game. I'm building a new country”. (Philip Roseadle, 2006) Si analizamos las acciones que son posibles en los Mundos Virtuales veremos que no se puede considerar un juego sino una realidad paralela. En un mismo espacio virtual una persona puede: - Crear un personaje y diseñar su apariencia (incluyendo rasgos físicos y ropa) - Conversar con otras personas (utilizando el teclado o la voz), establecer redes sociales y grupos. - Interactuar con otras personas (a través de gestos, de movimientos corporales, intercambiando objetos…) - Visitar lugares o recreaciones virtuales de ciudades existentes, entrar en edificios, crear tu propia casa … - Interactuar con los objetos que ya existen (sentarse en un sillón, mover una silla, encender la radio, lanzar un objeto, mover una pieza de ajedrez…) - Crear nuevos objetos (desde una esfera a un edificio). - Ejecutar vídeos, audios o archivos de presentaciones. (Michimina) - Asistir a conciertos, eventos de presentación de películas, sesiones de moda, obras de teatro… - Impartir o recibir cursos de formación, asesoramiento…

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- Realizar simulaciones para aprendizaje (una simulación de accidentes, una simulación de una oficina bancaria…) - Organizar manifestaciones, montar partidos políticos, convocar huelgas…

Entre los inconvenientes más importantes identificados en las plataformas analizadas cabe destacar los siguientes:


El descubrimiento de recursos y de saber qué cosas (avatares, objetos, sonidos, etc) están en un mundo y cómo se relacionan unos con otros. Por ejemplo, cuando se carga una página que contiene un hipervínculo a otra página web. Sin esos hipervínculos la Word Wide Web sería inútil. Un medio de suplir esta carencia podría ser mediante la estrategia empleada por Second Life mediante las SLURLS, juntando la Web 2D con la Web 3D, mediante estas direcciones URL que llevan a páginas web normales que dan la opción de teleportarse –vincularse al área buscada.




De forma similar, los elementos de un espacio virtual deben ser capaces de enlazarse unos a otros de tal manera que el total sea más que la suma de las partes. Al final se deberían poder aplicar las técnicas de motores de búsqueda que se aplican en los motores generalistas. Uno de estos motores –seguramente ya habrá más mientras se escriben estas líneas- es Slügle. Pero en el momento de realizar este trabajo, el motor de búsqueda no respondía a una consulta tan trivial como “Harvard” en la categoría Learning. La idea del mismo, sin embargo, es clara: El buscador no recolecta ni indexa, simplemente espera que sean los usuarios quienes introduzcan las direcciones, o quienes las fabriquen con un script php que tienen preparado a tal efecto. Por supuesto, esto implica que si no hay una participación muy activa por parte de la comunidad, quedará como un servicio muy incompleto.




Los problemas de usabilidad son otra de las cuestiones aun sin resolver adecuadamente. Que un sistema necesita ser fácil de usar para ser popular es trivial. ¿Qué significa esto para los usuarios? Una experiencia de transiciones no bruscas que le permitan moverse de un mundo a otro mientras habla con otros avatares y realiza otras actividades. ¿Y para los creadores de contenido? Significa una forma fácil y rápida de crear y disponer los elementos del mundo de forma intuitiva.




Por último es necesario indicar un área de barreras en la expansión de los mundos virtuales que está completamente condicionado al desarrollo tecnológico hardware y software: el ancho de banda necesario para el acceso al espacio abierto y los requerimientos de procesamiento gráfico de las máquinas locales.




También conviene citar en este capítulo un inconveniente estructural derivado de la novedad de estas tecnologías asociadas al desarrollo de los Mundos Virtuales. Se trata de la necesidad de mantenimiento y actualización que conlleva a interrupciones en el servicio que afectan directamente a la explotación de los servicios y por tanto a la confiabilidad de los instrumentos de las aplicaciones virtuales.

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3.4 CARACTERISTICAS DE ALGUNOS DE LOS MUVES ANALIZADOS 3.4.1 SECONDLIVE Second Life es un mundo virtual en 3D creado por la empresa Linden Lab en 2002 y permite interacciones entre usuarios que simulan comportamientos humanos: hablar, bailar, cambiarse de ropa o incluso intimar con otros usuarios, ver documentos y compartirlos, ver vídeos, escuchar audios, visitar lugares imaginarios o recreaciones de localizaciones reales, coger y manipular objetos, crear nuevos objetos, comprar y vender servicios, crear una casa y decorarla, recibir o impartir formación, asistir a obras de teatro, manifestarse, visitar museos ... La idea de Linden Lab es demostrar la viabilidad de un modelo de economía virtual o sociedad virtual, algo que Philip Rosendale, el creador de la empresa, definió: «no estoy construyendo un juego, estoy construyendo un nuevo país». Hoy en día, el país virtual generado por la compañía posee cerca de ocho millones de habitantes censados, los cuales, como mínimo, se han descargado el programa cliente a sus ordenadores y han llegado a entrar en el juego alguna vez. Este mundo mide unos 500 millones de kilómetros cuadrados y genera lo que podríamos llamar un «producto interior bruto» (PIB) de unos 4.500 millones de unidades económicas denominadas Linden Dollars (L$), que cotizan a 266 L$/US$. Cuando Second Life comenzó se ejecutaba sobre 16 servidores con 1000 usuarios. Ahora hay más de 3000 servidores que almacenan el mundo virtual y controlan los movimientos de muchos miles de usuarios online simultáneamente. Second Life está compuesta por SIMS (del inglés simulators, simuladores, que representan regiones) y prims (Que son los objetos que forman las cosas y los avatares). Cada usuario en Second Life está representado por un personaje virtual llamado avatar. Cada avatar que veamos está controlado y dado forma por un ser humano. Todo lo que hay en el interior ha sido creado por los residentes: casa, calles, cafés, bares, paisajes, herramientas, juegos, etc. Second Life ofrece muchas posibilidades para construir cosas dentro del mundo y para programar scripts de interacción. Todo el mundo es dueño de lo que crea en Second Life. La gente puede regalar sus creaciones o venderlas por la moneda del mundo virtual, el dólar Linden L$ que puede ser cambiado por dólares reales. Incluso hoy en día hay ya gente que vive sólo de construir cosas en Second Life o de hacer negocios con propiedades o de vender ropa. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS: A. CONSTRUCCIÓN DE OBJETOS EN SECOND LIFE Una de las características más interesantes de Second Life es la posibilidad de construir objetos, es decir, de ser creadores de contenido, lo que enlaza directamente con la Web 2.0. Aunque existe la posibilidad de crear objetos en otros programas y exportar el resultado a Second Life, el resultado suele ser pobre. Es preferible construir las cosas desde el principio, recoger material gratuito o usar objetos de la librería y remodelarlo o reformarlo. En la región de la SLURL [2] se puede construir libremente, es como un área de prueba.

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Una primitiva o “prim” es un objeto tridimensional básico. En los gráficos 3D de Second Life son los bloques irreducibles de construcción de Second Life y son uno de varias formas 3D básicas: una caja, un cilindro, un prisma, una esfera, un toro, un tubo o un anillo. Además de éstas se encuentran dos objetos especiales que no están hechos de primitivas: la hierba y los árboles. Los objetos son grupos ligados de prims individuales. Los objetos pueden contener de uno a 255 prims. A diferencia de la mayor parte del software 3D, las herramientas de construcción en SL son modelos paramétricos. El modelo paramétrico reduce la cantidad de datos que viajan entre el ordenador y el servidor de Second Life porque describe los objetos con sólo unos cuantos parámetros en vez de describiendo explícitamente cada parte. Para crear, se hace clic con el botón derecho en el suelo o en otro objeto y se escoge “Create”. Alternativamente también se puede seleccionar desde el menú de “Tools” Ahora aquí se puede escoger alguno de los prims básicos, hacer clic en la posición en la que se quiera crear, y allí estará nuestro primer prim. Ahora estamos en modo de edición. Cuando se edite un objeto aparecerán unas asas en colores rojo verde y azul en forma de triángulos y conos. Estas son las asas del objeto codificadas de acuerdo a los ejes que siguen y a las direcciones del mundo real. o o o

X: Este/Oeste (rojo) Y: Norte/Sur (Verde) Z: Arriba/Abajo (Azul)

Se puede hacer clic y tirar de cada una de estas asas, definiendo así la posición de nuestro objeto. Manteniendo pulsada la tecla de control permite entrar en el modo de rotación que reemplaza las asas con una esfera dentro de tres círculos. Haciendo clic y tirando de la esfera permite manipular la rotación del objeto en las tres dimensiones a la vez. Si se hace clic en un solo círculo y se tira de él, sólo rotará en ese eje. Manteniendo pulsado Control y Mayúsculas se entra en el modo “Estirar”. Este modo ubica un asa en las ocho esquinas de nuestro objeto así como una coloreada en cada uno de los seis lados. Haciendo clic y tirando de cada una de las asas de los lados, se agrandará el objeto en la dirección del eje indicado, haciéndolo más estrecho o más ancho, más alto o más bajo. Al hacer clic y arrastrar las asas de las esquinas, se agrandará el objeto completo proporcionalmente. Si se hace clic en “More” en el menú “Create” se accede a otras opciones de edición. Ahí se puede dar nombre a los objetos –Lo cual es importante para poder encontrarlos luego en el inventario y almacenar información adicional como las opciones de compartir, el precio, posición, tamaño en metros x,y,z, material, características como la flexibilidad (para hacer prims suaves o redondeados) o luz y textura u otros contenidos.

Conforme vayamos siendo más expertos en la construcción, querremos usar prims para crear un objeto. Por ello es importante “vincular” estos prims. Sólo pueden vincularse los prims que nos pertenezcan. El vínculo permite que un objeto formado por varios prismas se convierta en un objeto cohesionado. Hay dos formas de vincular los prims. Manteniendo pulsada la tecla de mayúsculas y haciendo clic con el botón izquierdo en los dos o más objetos que se quieran vincular (estos deberán estar resaltados en amarillo) Entonces se hace clic en “Tools” en la barra de herramientas superior y se llega a la opción “Link”. Los prims, que están ahora ligados, se vuelven azules, así que se moverán en sincronía y son dependientes unos de otros. Una vez están ligados también se puede cambiar el tamaño del objeto entero lo

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que permite la construcción de objetos muy detallados y pequeños que se pueden construir cómodamente a gran escala y después disminuir. La otra forma de vincular es presionando la tecla de mayúsculas, hacer clic con el botón izquierdo en los prims y luego presionar la tecla de comando y la letra L, que llega al mismo efecto. Para construir correctamente los objetos es muy importante usar las opciones de vista sobre todo de cara a colocarlos correctamente uno al lado del otro. A veces se puede querer manipular un prim individual dentro de un objeto ya vinculado. Para hacer eso debemos acudir a la opción de menú Edit Linked Part en el modo de edición de la ventana Build. Esto permitirá editar cada prim en un objeto vinculado como si fuese un objeto separado. La rejilla (Gris) es una herramienta de alineamiento que permite colocar los prims de forma más sencilla dentro de la región. Cada región dentro de Second Life es de 256 x 256 metros cuadrados. La característica de usar rejilla permite alinear fácilmente los objetos con puntos en la rejilla. Esto viene bien porque permite que los constructores creen y dupliquen los objetos rápidamente sin tener que alinear prims –Se introduce en su lugar automáticamente. Para activar la rejilla, se debe seleccionar la casilla de verificación en el modo de edición de construcción (que debería estar activada por defecto) Haciendo clic en el botón de Opciones que hay cerca del mismo, puedes abrir el menú de opciones de rejilla en el cual se pueden cambiar varias propiedades de la rejilla. Second Life nos proporciona una variedad de texturas por defecto. Para cambiar la textura de un prim simplemente debemos seleccionar el prim y hacer clic en la pestaña titulada Textura dentro de la ventana de construcción. Al hacer doble clic en la caja titulada textura y aparecerá otra ventana con la Librería. Ahí se pueden encontrar ya texturas incluso para cataratas de agua. Se puede ajustar el mapeado de las texturas ajustando las cajas de la izquierda bajo el título “Face”. Para ajustar el color simplemente se hace doble clic en la caja titulada color y se escoge el color deseado. Después del mapeado se puede determinar el brillo y el grado de colisión del objeto haciendo clic en las cajas correspondientes y luego bajando a la alternativa deseada. También se puede tener un prim como una fuente de luz e iluminar otros objetos a su alrededor. Se pueden tener hasta ocho fuentes de luz por escena. Las opciones que controlan las fuentes de luz son: Color, Intensidad, Radio, y Fallof (cómo de abruptamente va apagándose la fuente de luz). Además, se pueden importar texturas a SL desde aplicaciones externas, pero cuesta 10 $L. Esto permite tener más variedades. Además de las primitivas usuales, Second Life permite el uso de modelos de árboles predefinidos como primitivas, en torno a las dos docenas. Hay desde palmeras a pinos cubiertos de nieve. Construcción en Second Life: El lenguaje de script. En Second Life hay un lenguaje de script bastante complejo que proporciona a los objetos habilidades interactivas, desde un perro ladrador a un aeroplano que se puede pilotar. Es un lenguaje de script orientado a eventos de estado en el sentido de una máquina de estados finitos. Un script consiste en variables, definiciones de función y uno o más estados con nombre. El sistema manda eventos al script tales como temporizadores, movimiento, Chat (de otros agentes) email y colisiones (con objetos en el mundo virtual. Los scripts pueden cambiar la mayor parte de los aspectos del estado del objeto y comunicarse con otros objetos y agentes. Tan pronto como un script se añade a un objeto, éste empieza a ejecutarse.

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Un script está firmemente ligado al concepto de objeto (no en el sentido de orientado a objeto) Un objeto en Second Life representa algo como una silla o una pared, o posiblemente algo invisible. Los scripts pueden ser situados dentro de un objeto, donde todos se ejecutan simultáneamente. Hay unas 300 librerías de funciones disponibles. Los usuarios también pueden definir funciones adicionales. LSL es un lenguaje fuertemente tipado que se compila a bytecode antes de la ejecución en la máquina virtual de uno de los servidores de Linden Labs. Las estructuras de datos nativas de LSL incluyen enteros, números de punto flotante, cadenas, vectores (coordenadas en 3D) y rotaciones (mediante una extensión no conmutativa de los números complejos) pero No hay un almacén de datos persistente tal y como un archivo o una base de datos. Por otra parte los scripts se siguen ejecutando incluso si el dueño del objeto no está conectado. Si un objeto se graba (Se lleva al inventario) y luego se reintroduce al mundo, todavía mantiene su estado. Además los mecanismos de comunicación vía http pueden ser usados para almacenar el estado externamente. Algunas funciones en LSL tienen retrasos inherentes que oscilan entre un 0.2 segundos cuando se mueve un objeto no-físico a los 20 segundos de pausa cuando se envia un mensaje de email. Los retrasos ayudan a prevenir que los desarrolladores escriban scripts de LSL que pudiesen sobrecargar los recursos del sistema. La memoria disponible para los scripts de LSL está en torno a los 16 kb, lo que pone un límite práctico a cuánto pueda hacer un solo script. La versión revisada del lenguaje iba a ser presentada a principios de 2006 pero se ha retrasado indefinidamente aunque hay indicios de que Linden Labs sigue adelante con sus planes por sus presentaciones en Microsoft. El lenguaje seguirá siendo el mismo pero se ejecutará sobre la implementación Open Source de Microsoft .Net, Mono, lo que hará que la ejecución de los programas sea de 50 a 150 veces más rápida. Una ventaja añadida es que cualquier programa escrito en un lenguaje que se compile en la máquina virtual de Mono puede ser cargado para ejecutarse en Second Life.

B. LA ECONOMÍA EN SECOND LIFE. La economía en Second Life tiene un fuerte impacto en cómo funciona el mundo puesto que es una parte básica del sistema. El valor del dólar Linden fluctúa entre los siguientes valores: 1 Dólar USA puede valer entre 250 y 320 dólares Linden. La tasa de cambio fluctúa pero se suele mantener en estos límites el 90% del tiempo. La razón de este dinero es que la gente atrae gente, y al no estar el mundo muy poblado, de esta manera se produce una congregación de personas y el sitio se hace más popular. Los dos ejemplos más significativos de gente con éxito empresarial dentro de Second Life son Anshe Chung y Kermitt Quirk (Nombres de los avatares, no de las personas).Anshe Chung es propietaria de un terreno valorado en unos 250000 dólares reales, según un artículo de Business Week en mayo de 2006.Se rumorea que sus ganancias anuales alcanzan las seis cifras en dólares. Sin embargo, lo consigue mediante un sistema de conversión entre sus propiedades y el cambio de moneda de euros y dólares estadounidenses a dólares Linden y viceversa. Kermitt Quirk, por su parte, inventó un juego llamado Tringo que sólo podía jugarse dentro de Second Life (líder de ventas en Second Life a 15000 $L la partida) y vendió el juego a una compañía del mundo real que lo desarrolló para la consola de Nintendo Game Boy Advance. Debido a la existencia de tierra virtual, hay un mercado activo de bienes inmuebles virtuales. Originalmente, toda la tierra viene de Linden Labs (Lo cual es parte de su flujo de beneficios),

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pero después de eso es comprada y vendida más o menos de la misma forma que el terreno real. Hay residentes de SL que ganan mucho dinero en este mercado, como la anteriormente comentada Anshe Cheng. Además de la economía principal, algunos residentes reciben un pequeño estipendio semanal, dependiendo de la cuenta que poseen y de cuándo registraron sus cuentas por primera vez en SL. Hay también el equivalente de trabajos que pagan el salario mínimo y organizaciones de caridad que tratan de introducir a los nuevos residentes a la economía de consumo. Otra opción para hacer dinero en Second Life es el “camping”, como se ha visto antes. Siempre queda la posibilidad de dejar al avatar sentado allí durante días, semanas, meses, años…acumulando miles de Linden como resultado. Por ello la mayoría de los sitios como The Edge imponen una prohibición de acampar 24/7 y algunos optan por limitar la cantidad de dinero que puede conseguirse de esta manera durante un período de tiempo determinado. La Oficina de Cambio de Lindex es la manera de cambiar entre la moneda de Second Life y el dólar americano, con las tasas de cambio fluctuando entre los valores ya mencionados. En enero de 2007, SL fue criticado por asemejarse a un esquema piramidal tradicional donde sólo unas pocas personas cosechan dinero y se benefician de las grandes masas de jugadores. A pesar de que un jugador normal también puede conseguir y cambiar Dólares Linden por dólares USA, estas sumas se empequeñecen si se comparan con los resultados que obtienen unos pocos dueños de casinos y propietarios de tierras virtuales (Página web [14])

C. COMPAÑÍAS Y ORGANIZACIONES EN SECOND LIFE. Compañías Muchas compañías han abierto sedes en Second Life. La combinación de garantizar a los creadores el copyright sobre su contenido y el comercio legal de la moneda de curso legal, el Linden $ ha propiciado la creación de negocios estrictamente virtuales, la creación de compañías legalmente registradas, que antes sólo se encontraban en el mundo y la participación en el mundo de compañías y organizaciones no relacionadas previamente, aunque, por ejemplo, todos los bancos virtuales fueron cerrados el 22 de enero de 2008. La compañía egipcia Islam Online ha comprado tierra en Second Life para permitir que los musulmanes y no musulmanes puedan realizar el ritual de Hajj de forma virtual, obteniendo experiencia antes de peregrinar en persona. La comunidad de arquitectos también ha encontrado un beneficio en Second Life. El programa permite al usuario la posibilidad de mirar virtualmente alrededor del espacio urbano. Esto ofrece una mejor experiencia para el cliente final, permitiéndoles la habilidad de explorar el espacio antes de construir o de hacer una mejor planificación. Second Life también actúa como una gran herramienta de red para todos los implicados en el proyecto para comunicarse y cambiar objetos en el proyecto. Embajadas en second Life Las Islas Maldivas fueron el primer país en abrir una embajada en Second Life. Su embajada se localiza en “Diplomacy Island”, donde los visitantes podrán hablar con un embajador virtual sobre visados, comercio y otros temas. Esta isla también tiene un museo diplomático y una academia

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diplomática. La isla fue creada por la DiploFoundation como parte del proyecto de Diplomacia Virtual. En mayo de 2007, Suecia se convirtió en el segundo país en abrir una embajada en Second Life. Administrado por el Instituto Sueco, la embajada sirve para promover la imagen de Suecia y su cultura, más que para proporcionar servicios virtuales o reales. El ministro de Asuntos Exteriores, Carl Bildt, formuló en su web su deseo de que le llegase una invitación para la inauguración. El 4 de Diciembre de 2007, Estonia se convirtió en el tercer país en abrir una embajada en Second Life. SL Israel se inauguró en enero de 2008 como parte del esfuerzo de mostrar a Israel a una audiencia global, aunque sin ninguna conexión con los canales diplomáticos oficiales de Israel. Malta, FYROM y las Filipinas también están planenado abrir misiones virtuales en Second Life. Universidades en Second Life Second Life ha empezado también a ofrecer clases virtuales para distintas universidades e instituciones educativas, entre ellas: University of Florida, Princeton, Rice University, University of Derby (UK), Vassar College, the Open University (UK), Harvard, INSEAD, Pepperdine, Saint Joseph's University, Praxis Business School , Drexel, Ball State, University College Dublin, Edinburgh University, Elon, University of North Carolina at Chapel Hill, Bowling Green State University, Ohio University, New York City College of Technology (CUNY), New York University, Ithaca College, University of Houston, University of Colorado at Boulder, Central Michigan University, Michigan Technological University, Australian Film Television and Radio School, Stanford, Delft University of Technology, y el Purchase College (SUNY) En España, la universidad de Navarra ha sido pionera en el desarrollo de un aula virtual. La Universidad de Sevilla cuenta también con un espacio en la región Osiris de Second Life. Enseñanza de idiomas En el 2007, Second Life empezó a ser usado para la enseñanza de idiomas extranjeros. Educadores tanto de Second Life como externos han comenzado a usar el mundo virtual para la enseñanza de idiomas, tanto el British Council como el instituto Cervantes tienen presencia en Second Life.

3.4.2 ACTIVEWORLD La meta original del ActiveWorlds era ser el equivalente 3D de un navegador web en 2D (Tales como Internet Explorer o Mozilla) En vez de crear un sitio web, el usuario podría construir una oficina, un edificio, o área en el cual desplegar sus productos o información. Actualmente hay muchas nuevas características que permiten interactuar más con el entorno que en versiones previas. La necesidad de arte en 3D dentro de ActiveWorlds para enriquecer el mundo personal de cada uno ha llevado al desarrollo de un mercado para modelos 3D, texturas, avatares (y secuencias asociadas de animación), y más. Hay también una gran cantidad de intercambio gratuito de contenido 3D. También hay disponibles servicios de diseño a medida para arte 3D, especialmente avatares. Algunas características básicas de ActiveWorlds:


Su navegador se ejecuta en Windows, aunque también puede ejecutarse en Linux.

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Los usuarios se asignan a sí mismos un nombre único, entran el universo y exploran mundos virtuales en 3D y entornos que otros usuarios han construido.




Los usuarios pueden chatear unos con otros o construir estructuras y áreas procedentes de una selección de objetos.




Este mundo virtual permite a sus usuarios ser dueños de mundos y universos y desarrollar contenido en 3D.




El navegador tiene navegación web, Chat por voz y mensajería instantánea básica.




Este software integrado puede permitir a los usuarios conectarse, explorar y ganar un conocimiento más profundo de 3D.

Los clientes corporativos y educativos de ActiveWorlds pueden hacer uso de la interacción, comunicación y medios para proporcionar entornos funcionales diseñados para su objetivo.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS A. CONSTRUCCIÓN. Esta característica permite que los usuarios creen su propio entorno. Por ejemplo, un usuario puede buscar o pedir un trozo vacío de tierra y entonces construir las paredes de un edificio con paredes de 4x4. El usuario puede entonces decidir añadir ventanas, puertas, mobiliario, paisaje, etc. Active Worlds soporta los objetos almacenados como un script RWX de RenderWare (Y el equivalente binario a RW3+, DFF) y objetos COB de trueSpace. Los objetos disponibles se definen por el dueño del mundo. No es posible cargar en un mundo público objetos “a medida”. Los constructores deben trabajar con los objetos disponibles o si no, comprar un mundo privado. Los turistas pueden construir pero sus construcciones pueden ser borradas por cualquiera. No se permite a nadie “parasitar” un territorio que haya sido “reclamado” por otro usuario. Los ciudadanos que desean construir colaborativamente pueden compartir sus “contraseñas de privilegio” entre ellos. Usar la contraseña de otro ciudadano le da a un ciudadano el derecho a modificar sus construcciones. Los cambios se guardarán con el nombre del usuario cuyos privilegios se estén usando en ese momento. La construcción en ActiveWorlds se realiza usando el teclado y el ratón. Todas las construcciones están constituidas de múltiples copias de objetos particulares, preparadas apropiadamente. En algunos aspectos es como construir con bloques virtuales de Lego. Haciendo clic con el botón derecho del ratón lo iluminará y abrirá una caja de diálogo de “Propiedades del Objeto”. Una vez que el objeto está seleccionado puede ser movido arriba/abajo, izquierda/derecha o adelante/atrás. También puede rotarse en los ejes X, Y, Z. El objeto puede ser duplicado y la nueva copia movida a una nueva posición. El objeto también puede ser transformado en otro objeto, tecleando el nombre del objeto deseado. Así, por ejemplo, es posible transformar un tree03.rwx en una rock10.rwx. Hemos convertido un árbol en una roca. La nueva roca puede ser rotada 90 grados sobre su eje X, movida 3,5 metros a la izquierda e introducida a 1 metro de profundidad. Así es como generalmente las construcciones llegan a sus increíbles proporciones, un objeto duplicado de otro.

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Se pueden conseguir efectos más avanzados a través del uso de “acciones”. Hay unas pocas docenas de órdenes diferentes que uno puede aplicar a un objeto a través de acciones. Una de las más comunes es “textura”, esto simplemente da la habilidad de cambiar la textura por defecto de un objeto y puede ser aplicado a áreas específicas de la geometría. Se pueden hacer señales para dar información simple dentro del entorno 3D, y las imágenes están disponibles para desplegar imágenes de todo el World Wide Web. Las acciones pueden ser escritas para que tengan lugar en el momento de la creación (create), cuando un usuario tropieza con un objeto (bump), cuando el usuario hace clic en un objeto (activate), o cuando una animación se ha completado (adone) En esencia, las órdenes forman un lenguaje de script de primitivas que hace posible alterar la apariencia de los objetos, moverlos a voluntad, emitir luz, o mover a un visitante a un nuevo lugar. Es posible incluso escribir juegos simples en este lenguajes. Sin embargo, el lenguaje de script carece del uso de condicionales y variables. Es posible simularlas usando propiedades avanzadas de la orden “animate”, pero hacer eso se considera una habilidad avanzada de construcción. Constructores dedicados han creado entornos ricos y complicados. Algunos de estos, particularmente SW City ha crecido hasta alcanzar un tamaño enorme. Esta ciudad es una construcción colaborativa que comenzó en 1999 y que implica a cientos de constructores, y que se despliega por unos 150 kms cuadrados de territorio virtual. Incluye alguno de las construcciones más sofisticadas en Alpha World, el mayor mundo de ActiveWorlds así como de todo el universo de ActiveWorlds. Los mundos de construcción pública son una de las principales razones para atraer gente a ActiveWorlds. Estos mundos, tales como “Alphaworld” o “AWTeen”, son vastos y expansivos y permiten a cualquier ciudadano(Y en ciertos casos a los turistas) la oportunidad de construir contenido, siendo el límite de la construcción la imaginación. La mayoría de estos mundos son propiedad de Activeworlds, compañía que los opera. La construcción en estos mundos es a menudo muy diferente de la construcción en un mundo privado. Hay un camino de objetos establecidos, o lista de objetos que son utilizables en los mundos así como las texturas propias de cada mundo y otros recursos de construcción. Los constructores en los mundos privados pueden tener la ventaja de importar objetos grandes de otros programas directamente a su mundo a discreción del cuidador del mundo. Con la excepción de AWTeen la mayor parte de los mundos propiedad de ActiveWorlds Inc tienen caminos de objetos que se actualizan raramente y que pueden hacer restrictivo en construir en ellos. Varios de estos son mundos temáticos con su propio camino de objetos específico y su propio paisaje. Estos mundos temáticos son a menudo de tamaño p1000 (1000 coordenadas de tierra desde la zona cero en direcciones Norte, Sur, Este y Oeste) y normalmente suelen estar muy poco poblados. Tales mundos incluyen: o o o o

Marte, un mundo basado en una versión futurista de Marte COFMeta, un mundo basado vagamente en el libro Snow Crash Yellow, un mundo temático para Yellowstone Park Atlantis, un mundo oceánico de construcción

Para reforzar la experiencia de los usuarios se ha popularizado el uso de la opción de camino local en tiempos recientes. Alphaworld Enhanced es el ejemplo más desarrollado. Alphaworld

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Enhanced es una modificación gráfica desarrollada expresamente para Alphaworld. Esta modificación usa el camino local para actualizar las texturas existentes a texturas de mucha mayor calidad, así como para hacer parecer más sólidas las texturas. Un palco, gestos y avatares adicionales también vienen con esto B. CHAT. Las comunicaciones en AW implica estar a 200 metros de otra gente en el área y chatear. Los usuarios aprenderán rápidamente cuáles son las áreas comunes para chatear, tales como la zona de inicio (“Zona cero”) cuando se entra por primera vez a un mundo. Los ciudadanos pueden comunicarse también con telegramas, los cuales contactan al usuario en cualquier localización. Los telegramas son privados (Excepto al administrador del universo) y es posible “Susurrar” mensajes privados a usuarios cercanos. Todo otro chateo es público. El rango de Chat de 200 metros puede convertirse en un problema dentro de mundos grandes y de proyectos que se expanden a lo largo de un área mayor de 200 metros. Para solventar este problema, los bots (Ver abajo) pueden ser programados para enviar el Chat a todo el mundo en el mundo actual C. VIAJES Viajar es interminable ya que el entorno tiene unos 700 mundos a los que mirar. Además, los pocos mundos públicos son enormes y tienen decenas de miles de edificios. Alphaworld, el más grande de estos mundos de construcción públicos, contiene más kilómetros cuadrados de espacio disponible que el estado del mundo real de California. Para ayudar a la navegación en un área tan grande, el navegador ofrece a los usuarios la opción de “Teleportarse” rápidamente a una localización especificada, y de mantener una “Lista de Teleportación” en vez de una lista de marcadores de páginas web. Este sistema es similar al de Second Life, donde se ocasionan problemas muy serios en la búsqueda y recuperación de información. D. BOTS Los bots son aplicaciones desarrolladas usando el SDK de Active Worlds. Algunas de estas aplicaciones han sido desarrolladas para permitir a los usuarios el automatizar ciertas tareas., tales como el tiempo, el Chat, dar tours e información, gestión de propiedades compleja, y más. Se pueden desarrollar juegos que interactúen con bases de datos y otras tecnologías para proporcionar una plataforma de juego básica pero extensible. Hay muchas otras aplicaciones potenciales que pueden ser desarrolladas usando el SDK, por ejemplo, un programa que automáticamente explore el mundo y cree un mapa, inteligencia artificial a través del Chat, y más. Los ejemplos incluyen Preston y Eclipse Evolution

3.4.3 ENTROPIA Este mundo virtual tiene mucha relevancia debido a uno de los aspectos más importantes de cualquier mundo: La economía. A diferencia de otros MMORPGS similares, no se requiere una suscripción mensual para participar. Los desarrolladores han optado por utilizar una variante del modelo económico de micropago, que consiste en comprar dinero del juego con valor en el mundo real que pueden convertirse en fondos reales con una tasa de cambio fijada en la que un dólar USA= 10 dólares del Proyecto Entropía(PEDs). Esto significa que los objetos virtuales adquiridos dentro del Universo Entropía tienen valor real y que un participante puede, en cualquier momento, iniciar una retirada de sus PEDs acumulados para convertirlos en dinero de

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curso legal de acuerdo a la tarifa fijada, descontando las comisiones de la transacción. El Universo Entropía con un movimiento económico de unos 360 millones de dólares en 2006 tal y como informó MindArk, la empresa propietaria. No hay niveles como tales dentro del Universo Entropía, y no se le introduce en la categoría de MMORPGS. Sin embargo, comparte elementos de los MMORPGS normales en que los objetos especiales y las habilidades figuran prominentemente, aunque el componente lúdico es muy preponderante. La comunidad online de Entropía dice tener unos 640000 participantes registrados de todos los países del mundo. La comunidad ha producido también varios matrimonios en el mundo real y ha creado muchas amistades internacionales

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS A. ENTORNO En un futuro de ciencia-ficción distante, los participantes asumen los papeles de colonos que deben desarrollar el planeta inexplorado Calypso y pueden explorar sus dos continentes, Eudoria y Amethera. Poblado con feroces y peligrosas criaturas, la peligrosa naturaleza salvaje de Calypso es también rica en minerales, los cuales pueden ser una fuente de ingresos para los aspirantes a colonos. Hay dos estaciones espaciales en órbita sobre el planeta. Para viajar a ellas, los jugadores necesitan ser dueños de un hangar que contenga una nave espacial que funcione, o alternativamente, los jugadores pueden pagar a otros participantes para que actúen como pilotos para llevarles allí volando. Los puestos de venta, ciudades del planeta hacen las veces de concentradores de comercio donde objetos virtuales tales como herramientas, armas y minerales se compran y venden por los colonos. El amplio rango de profesiones disponibles a los colonos hace que la acumulación de habilidades y recursos sea un negocio animado. B. COSTE DE PARTICIPACIÓN El servicio puede ser descargado y jugado gratuitamente, siguiendo un proceso de registro de cuenta. Sin embargo, cuando alguien nuevo empieza a jugar, no se le da más que un traje naranja brillante y un par de zapatos marrones. Así, a pesar de que uno puede participar gratis, una mayor implicación en el juego es difícil sin depositar fondos. Los jugadores con poco o ningún dinero están limitados inicialmente a las siguientes acciones: o

Usar el servicio como un Chat virtual en 3D

o

Explorar el Universo virtual

o

Recoger “fruta” y “estiércol” que puede luego ser vendido a otros jugadores para conseguir fondos.

o

Usar un proceso interno del sistema llamado “Sweating” o “Sudando” donde uno pasa un tiempo usando “La concentración de la fuerza mental” (“Mindforce concentration”) en criaturas para extraer botellas de “Sudor Vibrante”, que pueden luego ser vendidas a otros jugadores por valores de PEDs variables.

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o

Realizar numerosos “Trabajos” para otros jugadores, por ejemplo, actuar como un comerciante, vendiendo las posesiones virtuales de otro jugador por una comisión

C. CREACIÓN DE PERSONAJES El lado visual de la creación de personajes es muy detallado (Ver imagen al final de la reseña del mundo virtual) comparada con muchos mundos virtuales online (Esto también tiene que ver en que los requerimientos del sistema sean quizá los mayores de todos los mundos virtuales que estamos viendo) Antes de empezar el juego, el modelo de personaje del jugador puede ser manipulado en una variedad de formas, similar a los avatares del mundo virtual de Second Life. Aparte de las variables estándar se pueden cambiar algunas otras características, las cuales incluyen o

Cuerpo: Delgadez, altura, tamaño de la cabeza, color de piel, tamaño del pecho

o

Cara: Posición de las orejas, tamaño de la oreja, tamaño de la nariz, su equilibrio (Cuán “levantada” está), tamaño de la boca, pómulos, piel de cara (Una selección de la “textura” de cara), posición de los ojos, tamaño de los ojos, color de los ojos, tamaño de la barbilla, tamaño de la frente

o

Pelo: Longitud del pelo, estilo del pelo, color del pelo

D. SOCIEDADES La ciudad cultural de “New Oxford” dentro del Entropia Universe ofrece a los participantes la oportunidad de comprar objetos del mundo real, tales como arte contemporáneo y ropa. Alguna de las compañías que tienen sociedades para vender objetos del mundo real incluyen a 'Vexed Generation Clothing Ltd' de Londres, Inglaterra, y '21st Century Fine Art' que tiene sus oficinas en Nueva York en el mundo real. '21st Century Fine Art' ha abierto también una galeria en el corazón de New Oxford dentro del Universo Entropía.

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4. SOFTWARE. En cuanto a la infraestructura lógica existen multitud de elementos a analizar centrados en la creación de mundos virtuales. Los siguientes puntos muestran una clasificación de los diversos elementos y sus descripciones.

4.1 Lenguajes de programación: 4.1.1 Descripción El término Web3D hace referencia a cualquier lenguaje de programación, protocolo, formato de archivo o tecnología que pueda ser usado para la creación y presentación de mundos o universos tridimensionales interactivos a través de Internet. Dentro de estos lenguajes para programar universos virtuales se incluyen como estándares abiertos: VRML (Virtual Reality Modeling Language o Lenguaje de Modelado para Realidad Virtual), Java3D y X3D (Extensible 3D). También existen y se están desarrollando un gran número de soluciones a nivel propietario entre las que podemos citar herramientas de software como: Cult 3D, Director Shockwave, Rational Rose, Pulse 3D, ViewPoint, Inventor Performer, ModelPress, Adobe Atmosphere, etc...; y como herramientas de desarrollo de modelos 3D podemos también citar entre otras: Ac 3D, Autocad, Ligth Wave, etc...

4.1.2 Estándares abiertos para el diseño de Mundos Virtuales A continuación enumeramos algunas reseñas históricas y características de estos estándares abiertos de programación:


VRML: Repasando la historia, podemos indicar que VRML nace como evolución del prototipo de interfaz 3D para la World Wide Web, denominado “Labyrinth” y presentado por Mark Pesce, Tony Parisi, y Pete Ensnared el 11 de febrero de 1994. VRML se difunde a partir de la conferencia anual sobre World Wide Web celebrada en marzo de 1994. Los autores, Tim Bernes Lee y David Roget, presentaron una ponencia titulada “Los lenguajes de marcación de Realidad Virtual y la WWW” y a partir de esta presentación los asistentes a la conferencia se comprometieron a delinear los requerimientos básicos para generar un producto para el diseño 3D, que fuese equivalente al estándar HTML. Una propuesta inicial de borrador del VRML 1.0 Static Worlds basada en Inventor (SGI) se presentó en la asamblea de octubre del mismo año. Esta versión fue oficialmente lanzada en abril de 1995. Un borrador de una versión posterior, VRML 2.0 Moving Worlds, se presentó en 1996 y creaba ambientes virtuales multiusuarios e interactivos donde los usuarios o navegantes podían ser participantes y relacionarse entre sí. En 1997 se aprueba el estándar VMRL97 (ISO/IEC 14772-1:1997) al ser aceptado el borrador VRML 2.0. Desde este año y hasta 2002 se efectúa la implantación del VRML97 en el mercado de los desarrollos 3D. VRML fue diseñado para cumplir con los siguientes requerimientos básicos: o

Habilitar la posibilidad del desarrollo de programas para crear, editar y mantener archivos VRML, además de programas para la importación y exportación del formato VRML a otros formatos gráficos tridimensionales (Authorability).

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o o o o o

Aportar la capacidad de utilizar, combinar y reutilizar objetos dinámicos tridimensionales dentro de un mismo mundo VRML (Composability). Incorporar la capacidad de crear nuevos tipos de objetos no definidos específicamente como parte de VRML (Extensibility). Abrir la posibilidad de que fuera implementado en una amplia variedad de sistemas presentes en el mercado (Implementable). Resaltar la importancia del funcionamiento interactivo en una amplia variedad de plataformas existentes (Performance). Permitir la creación de mundos tridimensionales de cualquier tamaño (Scalability).

Los diseños en VRML se basan en la interpretación y despliegue mediante programas denominados “Browser”, los cuales son visualizadores que interpretan el código y a partir de esto presentan el ambiente renderizando de las imágenes correspondientes. VRML se puede definir como un lenguaje cuyo texto básico está en código ASCII y sus ambientes generalmente se reconocen por la extensión WRL. El diseño de formas se basa en los conceptos usuales de la computación gráfica. Muchos de los productos que generan mundos o escenarios virtuales para Web se basan en VRML y éstos cuentan con generadores de formas, en los cuales el usuario no trabaja directamente en VRML sino que cuenta con interfaces que le permiten diseñar directamente a partir de objetos preestablecidos. VRML es un lenguaje con el que se puede describir la geometría y propiedades de los elementos del mundo virtual, mismo que puede tener componentes estáticos o con ciertos comportamientos espaciales y de apariencia. En particular la versión 2.0 permite extender las capacidades del lenguaje complementándolo con Java, un lenguaje de propósito general orientado a objetos y multiplataforma, utilizado principalmente en el desarrollo de aplicaciones para Internet. Cada escena tiene un punto de vista, el cual es llamado cámara. El usuario puede ver la escena a través de los ojos de la cámara. También es posible predefinir otros puntos de vista por el creador del mundo virtual. Muchos de los conceptos definidos para los productos de realidad virtual son válidos para VRML. De los Browser depende el despliegue de un ambiente virtual en Internet. Algunos no pueden trabajar la aplicación directamente, es decir, necesitan integrarse en otros navegadores de Internet. Estos envían sus requerimientos al Browser Web y este último envía los mismos a la red (servidor). Generalmente, el Net Browser es el navegador Netscape o Explorer. Un mundo VRML puede estar distribuido, es decir, residir en múltiples puntos de la red en distintos lugares geográficos, de la misma manera que una página HTML puede estar compuesta de texto en un lugar y de imágenes en otro. Un mundo VRML puede especificar que los escenarios estén en un servidor, mientras que en otro están los objetos para dicha escena. VRML tiene similitud a otros lenguajes de programación tales como BASIC o C, pero fue diseñado específicamente para ser un lenguaje de computación gráfica. En realidad es un lenguaje de descripción de escenas y no un lenguaje de programación propiamente. Otros lenguajes, como C, son compilados en programas ejecutables mientras que VRML es interpretado y a partir de esto es desplegado en pantalla. El escenario virtual es una descripción estática, es decir, nada cambia el archivo VRML una vez en ejecución, lo que sí se puede cambiar son los puntos de vistas, pero no las escenas propiamente tales.

Estructura del lenguaje VRML

39 INTERNET 3D – Potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales

Los mundos VRML siguen una estructura de diseño de grafo y mantiene una estructura jerárquica basada en nodos. Cada nodo se compone de campos. Estos nodos definen las características del nodo. Los nodos pueden ser de diferente clase. La estructura básica de un fichero VRML se indica mediante: #VRML V2.0 utf8 ...nodos...

Esta línea indica al navegador que el fichero contiene información VRML. Nodos básicos de VRML. -

Group El nodo group permite agrupar un conjunto de nodos y tratarlos como una sola entidad.

-

WorldInfo Este nodo no tiene repercusión em la visualización de los mundos. El campo title da un titulo al mundo, y el campo info es para almacenar información sobre el mundo.

-

Shape El nodo Shape introduce objetos visibles dentro de nuestro mundo. Posee dos campos: appearance que define el aspecto del objeto y geometry que define la forma del objeto.

-

Transform Permite realizar transformaciones geométricas a todos los nodos que pendan del Transform.

-

NavigationInfo Es un nodo raíz, o sea que no depende de otros nodos. Contiene información útil para el motor de renderizado del mundo. • • • •

•

Iluminación distancia de dibujado de los objetos velocidad de movimiento del observador forma de movimiento del observador o fly o walk o examine o none tamaño del avatar

Ejemplo de fichero VRML:

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#VRML V2.0 utf8 WorldInfo { title "Red Sphere" } DEF Sphere1 Shape { appearance Appearance { material DEF Red Material { ambientIntensity 0.200 shininess 0.200 diffuseColor 1 0 0 } } geometry DEF GeoSphere1 Sphere { radius 1.000 } }




JAVA3D: Podemos resumir el nacimiento de Java3D como el resultado del trabajo de un grupo denominado Java3D VRML y como respuesta a las necesidades surgidas durante el período comprendido desde 1998 y 2002 con el uso del estándar VRML, y las cuales derivan en la API de Java3D. Java3D añade todas las posibilidades de programación, además de brindar un acceso casi transparente a la red, haciendo a VRML completamente funcional y portable. La característica más importante de Java para ser usado como lenguaje de implementación de los scripts, es su independencia de plataforma, y ello es congruente con la filosofía de VRML y la de WWW. VRML brinda el soporte para el uso de Java como lenguaje de comportamiento: Esto se realiza utilizando el API para este lenguaje, en donde se definen todas las clases para acceder a los nodos de VRML. Las interfaces entre VRML y Java se llevan a cabo por medio del nodo Script, un manejador de eventos, convención para nombres DEF/USE, y ROUTEs, conectando los nodos y los campos en la escena. Otros lenguajes de programación, en especial como C++, no son soportados de manera directa por VRML para describir comportamientos. Por lo que para comunicar VRML con cualquier otro lenguaje que no sea Java o Javascript, se deben definir los mecanismos de interfaz entre ambos lenguajes. El API de Java 3D es un conjunto de clases para crear aplicaciones y applets con elementos 3D. Ofrece a los desarrolladores la posibilidad de manipular geometrías complejas entres dimensiones. La principal ventaja que presenta este API 3D frente a otros entornos de programación 3D es que permite crear aplicaciones gráficas 3D independientes del tipo de sistema. Es parte de la API JavaMedia y por tanto puede hacer uso de la versatilidad del lenguaje Java, así como soportar un gran número de formatos como VRML, CAD, etc... Java 3D es también un conjunto de clases, interfaces y librerías de alto nivel que permiten aprovechar la aceleración gráfica por hardware que incorporan muchas tarjetas gráficas, ya que las llamadas a los métodos de Java 3D son transformadas en llamadas a funciones de OpenGL o Direct3D. Aunque tanto conceptualmente como oficialmente Java 3D forma parte del API JMF, se trata de unas librerías que se instalan independientemente del JMF.

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Aunque Java3D no soporte directamente cada posible necesidad 3D, sí proporciona la capacidad de implementarlo a través del código Java. En otros casos se provee de cargadores (de VRML, X3D...) que traducen ficheros de ese formato en objetos apropiados en Java3D. Java 3D proporciona una interfaz de programación de alto nivel basado en el paradigma orientado a objetos, lo que permite obtener todas las ventajas de este: desarrollo simple y rápido de aplicaciones.


X3D: En 1998, además de presentarse al público el segundo borrador del VRML 3.0 Living Worlds se inicia una discusión en los foros profesionales sobre el VRML-NG (Next Generation) que deriva en X3D. Durante el período comprendido entre 1998 y 2002 se realiza el desarrollo del X3D. Finalmente en este año 2002 se presenta para su estandarización el borrador definitivo del X3D, el cual es aprobado en 2003 como estándar X3D language bindings (ISO/IEC FCD 19777:200x), al igual que los estándares X3D encodings (ISO/IEC FCD 19776:200x) y el X3D Framework & SAI encodings (ISO/IEC FDIS 19775:200x) en 2004. X3D es el llamado sucesor de VRML, el cual ha ampliado las funcionalidades de VRML y ha eliminado los conflictos debidos a las ambigüedades en la especificación de VRML. La nueva sintaxis emplea XML para describir los mundos virtuales, pero soporta otras sintaxis tales como la clásica de VRML, con todos los nodos previamente existentes VRML, mas algunas mejoras en la interactividad y animación de los personajes, avatares; que, junto con programas visores, siguen impulsando esta tecnología 3D para mundos virtuales en tiempo real. Por lo tanto, previsiblemente las futuras mejoras e innovaciones se centrarán alrededor del nuevo estándar X3D, que es el propuesto por el consorcio Web3D. En X3D, XML se ha utilizado para definir, o más bien redefinir el VRML. Durante este proceso se ha cogido cada uno de los nodos definidos en VRML y se ha reescrito utilizando un nuevo lenguaje basado en XML y orientado a la representación de escenas. X3D ha mantenido la sintaxis del VRML, por la sencilla razón de que se ha diseñado el nuevo lenguaje de forma que la transformación bidireccional entre las sintaxis X3D-XML y X3D-VRML sea posible. Esta evolución del VRML ha definido exactamente cada uno de los nodos mediante XML y así proporcionar una hoja de transformación (XSLT) capaz de traducir de esta sintaxis basada en XML a la sintaxis de VRML y viceversa. Además, durante esta redefinición del lenguaje se ha dividido el VRML en partes (módulos) de forma que se pueda añadir o eliminar características del lenguaje en función de las necesidades de la aplicación. Por lo tanto, X3D es algo así como un VRML modularizado y especificado a través de XML, el cual nos ofrece las siguientes posibilidades: o o o

Compatibilidad alta con el contenido en VRML, así como con los plugins y herramientas actuales. Mecanismo de extensión, sobre el propio lenguaje. Infinitamente más potente que los PROTO de VRML. La parte principal del lenguaje es extremadamente pequeña. Permite su integración en dispositivos móviles.

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o

Mediante la adición de módulos implementa completamente la funcionalidad del VRML 97.

Durante este proceso de modularización de VRML se ha dividido este en los siguientes términos: o

o

o

Componente: Es una agrupación de nodos que en su conjunto ofrece una determinada funcionalidad. Por ejemplo, el componente "scripting" agruparía nodos dedicados a la programación, el componente "geometry" nodos de geometría, etc... Nivel: Existe la posibilidad de definir niveles dentro de los componentes. Así, dentro del componente "geometry" podríamos por ejemplo definir dos niveles: "1" para las primitivas básicas y "2" para las formas más complejas. Perfil: Es una agrupación de componentes. Se dice que un determinado navegador cumple con un perfil cuando es capaz de interpretar los nodos de ese conjunto de componentes. Existirán perfiles estándar definidos por la "Web3D" y perfiles propietarios a los que se les distinguirá a través de un sufijo con el nombre de su empresa propietaria. El consorcio Web3D ha definido una serie de perfiles básicos predefinidos, como el "interchange" o el "VRML97 base". En realidad estos perfiles forman una jerarquía en la que los de niveles superiores van incluyendo a los inferiores. Por este motivo suele ser común referirse a estos perfiles por medio de un número. Así, los mundos X3D-1 podrán verse en navegadores X3D-1 o superiores, mientras que será imposible ver un mundo X3D-2 en un navegador de X3D-1.

Interchange X3D es el núcleo de X3D. Es la base del lenguaje, lo mínimo con lo que se pueden realizar mundos (el equivalente a la librería GL de OpenGL). El Interchange X3D lo único puede hacer es dibujar IndexedFaceSets, establecer materiales, luces, y muy poco más. El Interchange X3D ocupa muy poco espacio y puede incluso implementarse en dispositivos móviles como teléfonos, PDAs, o cualquier dispositivo que conforman el universo digital. En este caso es el estándar MPEG-4 el que va a permitir la integración de los modelos 3D en la actual televisión digital. La nueva generación de decodificadores de TV digital integran visores de core X3D, lo cual favorece que los gráficos 3D formen parte de la "televisión interactiva”. El consorcio Web3D ha establecido un perfil denominado "VRML 97". Este perfil incluye todos los componentes necesarios para dotar a X3D de la funcionalidad completa de VRML 97. De esta forma convertir un mundo VRML-97 en X3D es muy sencilla con sólo cambiar la cabecera del archivo en cuestión. Para este perfil, la compatibilidad con herramientas y visores VRML-97 es total, siempre que se utilice X3D con su sintaxis VRML, y máxime cuando la transformación entre codificaciones XML y VRML es sumamente sencilla.

4.1.3 Estándares de lenguajes descriptivos del comportamiento de los avatares En los últimos años, los personajes virtuales, también conocidos como avatares, se están

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utilizando cada vez más en las interfaces de usuario para mejorar la interacción hombre-máquina. Gracias a estas nuevas tecnologías podemos conseguir una forma de comunicación más personal y natural basada en la comunicación real entre los humanos. Gracias a los personajes virtuales, la comunicación entre el usuario y ciertos dispositivos electrónicos (ordenadores, PDA, móviles, etc.). Estos realizan tareas de sistema, como la de asistencia o guía a través de cualquier entorno o sencillamente presentar la información. La principal ventaja de usar personajes virtuales, es la ilusión generada al usuario de la existencia de un personaje con el cual puede interactuar como si se tratase de un personaje real. Esta ilusión se consigue dando al personaje virtual la posibilidad de expresar emociones, realizar gestos faciales y corporales. Una de las maneras más eficientes de programar el personaje virtual es mediante los lenguajes de marcas, donde se deba expresar todo lo referente al comportamiento del personaje virtual. El hecho de que los personajes virtuales este extendido en muchos campos de trabajo distintos nos obliga a que el lenguaje usado para interactuar con el personaje virtual no sea de gran complejidad tecnológica y que limite su uso a programadores expertos. Por todos estos motivos surge la necesidad de definir formalmente el comportamiento y apariencia de estos personajes de una manera muy intuitiva. El objetivo de este proyecto es el de comprobar los esfuerzos internacionales actuales para unificar un lenguaje descriptivo que defina un programa en un entorno tridimensional con personajes virtuales, un escenario, objetos tridimensionales, los movimientos, comportamientos, etc. Decidir la adopción del estándar que cumpla con todas las necesidades actuales y futuras de generación automática de programas. Aportar los conocimientos adquiridos al grupo de trabajo internacional escogido. En el caso de no dar con una solución estándar valida, se intentaría crear si es necesario un grupo de trabajo internacional con la intención de estandarizar el formato actual propio. En el transcurso del estudio se investigará la existencia de grupos de trabajo internacionales que estén alineados con la metodología actual. Se chequeará que cumplan con todas las necesidades actuales y futuras. Se decidirá adoptar un estándar o por el contrario intentar estandarizar el formato propio dentro de algún grupo de trabajo internacional.




PVML (Personajes Virtuales Markup Language) PVML es un lenguaje basado en el formato XML creado especialmente para el proyecto de personajes virtuales iVACs. Para la creación del lenguaje PVML se ha tomado como base la especificación W3C SMIL (el cual se comenta en el punto de este mismo documento) aprovechando su gran flexibilidad a la hora de trabajar con elementos que necesitan de una especificación temporal. Para adaptar este lenguaje se han añadido especificaciones concretas para este proyecto adaptándolo así a las necesidades concretas del proyecto iVACs. PVML se caracteriza por tener una estructura muy flexible y fácilmente entendible por su distribución jerárquica de componentes, donde se especifican todos las partes participantes en una escena de animación (escenario, objetos, personajes, speech, movimientos, timeline, …etc.) El objetivo principal de este lenguaje es poder especificar con total libertad todos los elementos que participan en una escena virtual y el timeline que define en qué momento tiene que intervenir cada elemento y como tiene que intervenir en la secuencia. En el siguiente punto se explica detalladamente la estructura y sintaxis utilizadas por este lenguaje.

Futuro del PVML

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La constante evolución de los motores 3D que existen actualmente y los nuevos motores que se desarrollan, crean la necesidad de nuevas formas de entender y configurar escenas y personajes virtuales. Las nuevas tecnologías añaden nuevas definiciones a las tecnologías existentes y esto provoca que la forma de entender los mundos 3D esté cambiando continuamente. Por estas razones es necesario que para el sistema de personajes virtuales dispongamos de un lenguaje de descripción dinámico y fácilmente escalable. PVML, al ser un lenguaje basado en el formato de fichero XML, nos permite escalar sus especificaciones de una forma fácil. Actualmente PVML no contempla todas las características que se están desarrollando para los motores futuros de iVacs. Estos motores estarán preparados para poder añadir iluminación de forma dinámica a la escena definida mediante este lenguaje, actualmente la iluminación es estática y siempre va incrustada en el objeto 3D que define el escenario de la escena. Para especificar iluminación mediante PVML se deberá crear una etiqueta específica que defina todas los tipos de luz con los que se desee trabajar y sus características generales. En los futuros motores de renderizado también se podrán definir materiales avanzados para los objetos con los que trabajemos, como por ejemplo materiales de tipo shaders. En la actual versión de PVML para definir los materiales de los objetos solo se podía especificar el color de los vértices y caras de los objetos y la textura incrustada en ellos. Ejemplo de la etiqueta de PVML actual para definir materiales:

Para poder trabajar con materiales avanzados se deberá especificar unas nuevas etiquetas en el lenguaje PVML donde se deberán definir que tipo de materiales va asociado a que objetos o mallas. . Otra de las tareas que se podrán realizar en los futuros motores de personajes virtuales iVacs será poder definir de forma dinámica cualquier tipo de desplazamiento de los personajes por la escena. Actualmente todo movimiento de los personajes por la escena se realizaba implícito en las animaciones que se asignaban, por lo tanto los movimientos y desplazamientos de los personajes estaban definidos estáticamente y no era posible Una de las posibles soluciones para especificar estos movimientos será crear una etiqueta concreta para definir los movimientos deseados, especificando la posición (x,y,z) origen y la posición (x,y,z) destino y el tiempo en que se realizará este movimiento.

4.1.4 Lenguajes estándar para caracteres virtuales


VHML (Virtual Human Markup Language) El VHML es un lenguaje diseñado mediante un conjunto de estándares de facto ya existentes y otros estándares especificados por la W3C. Este lenguaje está diseñado para contemplar los diferentes factores entre interacción Hombre-Máquina. Tiene en cuenta los diferentes factores necesarios para la generación y reproducción de caracteres virtuales. Contiene características especificas para la animación facial, animación corporal, dialogo interactivo, text to speech, representación de emociones i otros tipos de información multimedia.

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El lenguaje está basado en el formato XML/XSL y está formado por todo un conjunto de otros estándares: [3] -

Emotional human Markup Language (EML) Gesture Markup Language (GML) Speech Markup Language (SML) Facial Animation Markup Language (FAML) Body Animation Markup Language (BAML) eXtansible Hypertext Markup Language (XHML) Dialogue Management Markup Language (DMML)

Lo que intenta este lenguaje es facilitar la interacción natural y realista entre un Talking Head o un personaje virtual con cualquier usuario mediante web o mediante cualquier otro tipo de aplicación. [4] VHML y PVML Podríamos considerar que el VHML es un lenguaje de mucho más alto nivel que el lenguaje PVML. Esto supone ciertas ventajas y ciertos inconvenientes. La ventaja del VHML respecto el PVML es la forma en que trata la información. Tal como se comentaba, el VHML es un lenguaje de mayor abstracción que el PVML, por lo tanto facilita el trabajo de configuración. No hace falta que el usuario encargado de la definición del personaje tenga que trabajar a bajo nivel para realizar las especificaciones necesarias. Las capas inferiores ya se encargaran de definir que animaciones concretas hay que usar en cada momento específico según el comportamiento especificado al personaje. Todo lo contrario ocurre con el PVML, para definir una emoción concreta se tiene que definir cual animación o movimiento exacto queremos ejecutar y por lo tanto tenemos que trabajar directamente con las animaciones del personaje bajando mucho mas de nivel. Un ejemplo claro de la abstracción conseguida por el VHML lo podemos ver en los movimientos relacionados a las emociones. En VHML existe el concepto de emociones mediante el sub-lenguaje EML. Para definir que el personaje transmita una emoción solo es necesario especificar una etiqueta que defina tal emoción. Por ejemplo, podemos usar la etiqueta para definir que nuestro personaje muestre que tiene miedo. A partir de aquí las capas inferiores decidirán que animación tienen que mostrar para que nuestro personaje muestre este sentimiento. En cambio, en el PVML el concepto emociones no existe. Todos los movimientos y gestos del personaje se tratan como animaciones concretas, independientemente de la expresión que estén realizando. Para especificar un cierto movimiento en PVML podemos usar las etiquetas para la cara o para el cuerpo. Ejemplo de VHML: Do I have to go to the dentist?

Ejemplo de PVML:

Por otro lado, la desventaja que supone este concepto es que el número de etiquetas viene limitado por las especificaciones del lenguaje. Este hecho limita bastante las capacidades y flexibilidad del personaje virtual. En el caso de usar el VHML, no podríamos ampliar la biblioteca de sentimientos a medida que nos fuera necesario. El hecho de que en PVML tratemos los movimientos como animaciones, nos da una flexibilidad infinita que podemos ampliar y modificar a nuestro antojo.

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Por otra parte, el VHML solo se encarga de definir el personaje virtual que queremos utilizar y su comportamiento. Con el no podemos definir ni el escenario ni el entorno en que este personaje se debe mover. Nos haría falta otro lenguaje para especificar el entorno. En general el lenguaje VHML limitaría el uso de las posibilidades del personaje en comparación al PVML.


SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language) La recomendación SMIL está a cargo del grupo de trabajo del W3C [5]. El lenguaje SMIL es un estándar de la W3C, cuya recomendación está a cargo del grupo de trabajo Synchronized Multimedia Activity (SYMM). Basado en la definición XML, el SMIL permite al autor diseñar presentaciones interactivas multimedia. Utilizando SMIL un autor puede describir el comportamiento temporal de una presentación multimedia, asociar hipertexto con objetos multimedia y describir la capa de presentación en pantalla. La sintaxis y la semántica de SMIL se pueden reutilizar en otros lenguajes basados en el formato XML, en particular en aquellos lenguajes que necesiten de descripción temporal y sincronización. Por ejemplo, SMIL es usado para integrar componentes temporales dentro en XHTML y en SVG. SMIL y PVML El SMIL es un lenguaje cuya función principal es la de dotar de timming y sincronismo a otros lenguajes que carecen de él. Es un lenguaje muy útil para animaciones, presentaciones multimedia, etc. Por lo tanto, con el SMIL no es un lenguaje con el que se puedan representar personajes virtuales. En cambio, este lenguaje sí que puede ser útil a la hora de representar la línea de tiempo del comportamiento del personaje virtual o de cualquier objeto que lo requiera. El diseño de la sincronización temporal de los distintos elementos del lenguaje PVML fue basado en el estándar SMIL. Ejemplo de SMIL:

Ejemplo de PVML:




AML (Avatar Markup Language) El AML nació con la intención de diseñar un lenguaje de alto nivel para la definición de animaciones para personajes virtuales que puedan ser usados para crear personajes inteligentes o como herramienta de uso fácil y rápido para usuarios web y diseñadores. AML es un lenguaje basado en XML, el cual encapsula contenido de Text To Speech, animación facial y animación corporal de una forma unificada y sincronizada. Gracias al alto nivel de abstracción de la especificación AML, este permite su integración con cualquier tipo de parámetros de animación de bajo nivel, aunque inicialmente el AML fue diseñado con la intención de representar los parámetros de animación del estándar MPEG-4, el cual tiene como base dos sub lenguajes: [6] •

Facial Animation Parametres (FAP): Define los movimientos y animaciones faciales.

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•

Body Animation Parameters (BAP): Define los movimientos y animaciones corporales.

AML y PVML El lenguaje AML es un lenguaje de nivel medio. No es tan alto nivel como el VHML ni tan bajo nivel como el PVML. Para comprobar la compatibilidad del AML con las especificaciones de nuestros personajes virtuales hemos intentado representar uno de nuestros personajes virtuales mediante el lenguaje AML. Aproximación en AML: 25 -- suma de les duracions de les animacions -- \data\media\audio .\data\actors\tuixen_expo\facial Programa_audio5.end facial_risa1 Programa_block.begin+1.100 CASTELLBELL_TuixentExpoCat01.wh CASTELLBELL_TuixentExpoCat01.wav

Con el lenguaje AML no se pueden definir escenas, solo los personajes, sus movimientos y comportamientos. Para definir el escenario o el entorno del personaje virtual haría falta trabajar con algún otro tipo de lenguaje.


H-Anim (Humanoid Animation) H-Anim es un estándar reconocido por la ISO diseñado para definir una estandarización en el modelado y en la animación de personajes virtuales humanoides. H-Anim especifica una forma concreta como definir estas figuras humanas para que estos sean compatibles con una gran variedad de juegos 3D y entornos de simulación. Inicialmente H-Anim se desarrolló pensando en personajes virtuales bípedos, pero en general hay algunas normas que no se tienen porque cumplir, por ejemplo el número de miembros del cuerpo, el número de cabezas y otras partes del cuerpo. H-Anim define todos los pasos a tener en cuenta a la hora de desarrollar un personaje virtual, desde la estructura, el modelado hasta la animación final. Para que un personaje virtual cumpla 100% las especificaciones descritas por H-Anim deben cumplirse unas ciertas condiciones. Por ejemplo, una jerarquía específica donde todas las partes del cuerpo siguen unas normas de nomenclatura muy concretas [7]. H-Anim y PVML El lenguaje H-Anim es un lenguaje de muy bajo nivel pensado inicialmente como definición para una correcta estandarización para el modelado y la compatibilidad de personajes 3D humanoides entre distintas plataformas. No es un lenguaje pensado para definir personas y agentes virtuales y sus comportamientos por eso no cumple las características necesarias para poder suplir las necesidades que plantean nuestros personajes virtuales.

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4.1.5 Soluciones a nivel propietario En este apartado enumeramos las características de algunas de las soluciones a nivel propietario que podemos encontrar en el mercado: CULT3D y Director Shockwave: Cult3D es una solución propietaria de origen sueco que posibilita visualizar objetos tridimensionales en forma estereoscópica mediante el sistema de filtros usando dispositivos como por ejemplo gafas anaglíficas rojo-cyan. Si bien este tipo de gafas es el más usual, hay otro sistema anaglífico cuyos filtros son azul-ámbar, comúnmente llamadas Color-Code. La ventaja del empleo de este tipo de filtros radica en la menor pérdida cromática. La visión tridimensional o estereoscópica destaca por la posibilidad de interactuar en tiempo real con el objeto que se visualiza. También podemos visualizar los objetos en forma estereoscópica mediante la aplicación propietaria denominada Director Shockwave. Empresas como Nokia, Sony, Boeing, Nasa, Toshiba, Toyota, Volvo, HP y otras tantas empresas líderes emplean Cult3D solución para ilustrar tridimensionalmente sus productos.

RATIONAL ROSE: Es también una herramienta propietaria que se comercializa y que soporta de forma completa la especificación del UML (Lenguaje de Modelado Universal). Esta herramienta propone la utilización de cuatro tipos de modelo para realizar un diseño del sistema, utilizando una vista estática y otra dinámica de los modelos del sistema, uno lógico y otro físico. Permite crear y refinar estas vistas creando de esta forma un modelo completo que representa el dominio del problema y el sistema de software. Rational Rose utiliza un proceso de desarrollo iterativo controlado (controlled iterative process development), donde el desarrollo se lleva a cabo en una secuencia de iteraciones. Cada iteración comienza con una primera aproximación del análisis, diseño e implementación para identificar los riesgos del diseño, los cuales se utilizan para conducir la iteración, primero se identifican los riesgos y después se prueba la aplicación para que éstos se hagan mínimos. Cuando la implementación pasa todas las pruebas que se determinan en el proceso, ésta se revisa y se añaden los elementos modificados al modelo de análisis y diseño. Una vez que la actualización del modelo se ha modificado, se realiza la siguiente iteración. Rational Rose puede generar código en distintos lenguajes de programación a partir de un diseño en UML y proporciona mecanismos para realizar la denominada Ingeniería Inversa, es decir, a partir del código de un programa, se puede obtener información sobre su diseño.

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ADOBE ATMOSPHERE: Es una de tantas herramienta profesionales para la creación, apreciación e interacción con los Ambientes Virtuales 3D en la Web. Permite que los diseñadores creen universos 3D gráficamente ricos y con gran realismo, permitiendo que los usuarios “caminen en la Web” virtualmente y accedan a una experiencia en Internet más rica y real. Atmosphere es mucho más que solamente un lenguaje estándar. Atmosphere es un sistema completo que ofrece un gran desempeño e impresionante realismo a los usuarios, por ejemplo, cuando un usuario camina dentro de uno de los mundos de Atmosphere, el mundo carga detalles inmediatamente, lo que permite una continua exploración y recorrido a lo largo del mundo. Adicionalmente, los mundos Atmosphere no se administran de manera centralizada. Los diferentes mundos pueden ser administrados por cualquier persona, en cualquier lugar, y pueden ser enlazados unos a otros, permitiendo la proliferación de los ambientes 3D en Internet. Atmosphere provee a los creadores de contenido 3D, a los diseñadores Web y a los desarrolladores Web con poderosas herramientas fáciles de utilizar para la creación y para el aumento de la productividad. Nivela las prácticas estándares de diseño Web, como por ejemplo la conexión de mundos a través de URLs; enlaces, sonidos, y objetos; y utiliza JavaScript para animar objetos, agregar sonidos, y programas de efectos especiales. Debido a la intuitiva y familiar interfase de usuarios de Adobe, Atmosphere reduce la curva de aprendizaje y traslada a los usuarios a una corriente de producción y trabajo más productiva y eficiente. Los mundos de Atmosphere permiten que los diseñadores importen objetos creados con las herramientas líderes para 3D incluyendo Viewpoint, Curious Labs, Discreet 3DStudio Max, y Alias/Wavefront Maya a través de la importación de documentos Viewpoint. Viewpoint es el formato para objetos preferido en el comercio electrónico para Atmosphere, y también el sistema recomendado para la entrega de contenido 3D para Web. Atmosphere también trabaja con las herramientas estándares de la industria para la creación de contenido Web, como por ejemplo Adobe Photoshop y Adobe Illustrator, ya que importa los formatos de documentos gráficos estándares para Web como JPEG, GIF y PNG y pertenecen a la misma marca origen.

4.1.6 Comparativa de soluciones de estándar abierto A efectos de tener una visión comparativa entre las prestaciones de las soluciones de estándar abierto realizamos una comparación entre cada una de ellas. VRML y X3D: X3D toma el trabajo seguido por el VRML97 y clarifica las zonas grises que no han sido cubiertas por la especificación a través de los años. Entonces tomado como premisa las bases propuestas por VRML se brinda una mayor flexibilidad. Los grandes cambios incluyen la completa reescritura de la especificación en tres partes distintas que tratan con conceptos abstractos, formatos de archivo y accesos al lenguaje de programación. Otras modificaciones implican una mayor precisión con la iluminación y los modelos de eventos, y cambiar el nombre de algunos campos para una conseguir una mayor consistencia del estándar.

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Los cambios importantes se pueden resumir en: o o o o o

Expansión de las capacidades gráficas. Un modelo de programación de aplicaciones revisado y unificado. Múltiple codificación de archivos para describir un modelo abstracto, incluyendo XML. Arquitectura modular que permite tener rangos de niveles de adopción y soporte para los distintos tipos de mercado existentes. Expansión de la estructura de la especificación.

La gráfica de la escena X3D, el corazón de una aplicación X3D, es idéntica a la gráfica de la escena VRML97. El diseño original de la estructura gráfica de VRML97 y sus tipos de nodos estaba basado en tecnología establecida ya existente para gráficos interactivos. Los cambios efectuados inicialmente en los gráficos X3D fueron para incorporar los avances del hardware comercial, a través de la introducción de nuevos nodos y nuevos tipos de campos para datos. Además se hicieron cambios menores para una mejor clarificación, como la mayor precisión en la iluminación y los eventos, y permitir dar valores alpha en los campos de coloración. X3D tiene una única Interfaz de Programación de Aplicaciones unificada (API). Esto difiere de VRML97 el cual tenía una API interna de scripting API, además de una API externa. La API unificada de X3D simplifica y resuelve muchos de los problemas que existían con VRML97 como resultado de una implementación más robusta. X3D da soporte para múltiples codificaciones de archivos: VRML97, XML (Extensible Markup Language) y binario comprimido. El formato binario comprimido esta actualmente en desarrollo. X3D emplea una arquitectura modular para dar una mayor extensibilidad y flexibilidad. La gran mayoría de las aplicaciones no necesitan de todo el poder de X3D, como tampoco el soporte para todas las plataformas y funcionalidades definidas en la especificación. Una ventaja de X3D es que se agrupa por componentes que pueden ser usados por las implementaciones para una plataforma definida o un mercado concreto. X3D también incluye el concepto de perfiles, una colección predefinida de componentes empleados generalmente en ciertas aplicaciones, plataformas, o en escenarios, por ejemplo el intercambio geométrico entre herramientas de diseño. A diferencia de VRML97, el cual requiere tener un soporte total por parte de la implementación, X3D permite tener un soporte particular para cada necesidad. El mecanismo de componentes X3D también permite a las empresas implementar sus propias extensiones de acuerdo a un riguroso grupo de reglas. Además la especificación X3D ha sido reestructurada, permitiendo una mayor flexibilidad del ciclo de vida del estándar ajustándose a la evolución del mismo. El estándar X3D esta dividido en tres especificaciones distintas. Esto posibilita cambiar los tiempos y el modo para la adopción por parte de ISO de partes concretas de la especificación. Desde un punto de vista más funcional los cambios más importantes introducidos en X3D son los siguientes:

51 INTERNET 3D – Potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales

o o

o

o o

o

o

Los archivos están estructurados para definir las necesidades de capacidad como parte del encabezado o inicio. Los “externprotos” sólo definen información externa del archivo X3D. No pueden ser usados como mecanismos de extensión de los navegadores. La forma de hacerlo es a través de componentes personalizados. Acceso a los nombres de los campos atendiendo a los cambios realizados desde eventIn, eventOut, field y exposedField, a inputOnly, outputOnly, initializeOnly y inputOutput, respectivamente. Los Scripts pueden tener campos inputOutput (exposedFields). El modelo Runtime para interactuar entre el contenido de un script y la gráfica de la escena está rigurosamente definido y muy controlado. VRML97 permitía un script multi-threaded para cambiar arbitrariamente la escena gráfica en un momento dado, sin embargo X3D define sólo un punto específico donde se realizarán los cambios. El modelo Runtime y de programación para scripting es consistente entre los lenguajes de programación esté dentro o fuera el navegador (una API define las reglas de ambos). Un conjunto estrictamente definido de tipos abstractos para nodos.

VRML/X3D y JAVA3D: Una de las principales diferencias entre VRML/X3D y Java3D, a nivel conceptual, es que Java3D se define como un lenguaje de programación de escenarios 3D a bajo nivel. Es decir, que la creación de objetos y elementos tridimensionales en Java3D requiere no sólo la formación de los elementos 3D, sino también la definición de todos los aspectos relacionados con la visualización y control de las capacidades del escenario. Esto tiene sus ventajas e inconvenientes. Por ejemplo, para la creación del escenario más simple, el código en Java3D es notoriamente superior al necesario en VRML/X3D, pero por otro lado el control de los distintos elementos presentes en el sistema es superior y más natural en Java3D. Esto no quiere decir que no sea posible controlar el mundo virtual, en VRML, para crear una interacción con el usuario, pero sí que es más complejo. Para ello, en primer lugar, es necesario elegir entre el uso de programación interna dentro del propio código VRML/X3D o de programación externa. Además se está sujeto a la implementación de la especificación VRML/X3D que haya realizado el creador del visor VRML/X3D que se esté empleando. Por ejemplo a nivel de implementación del EAI (Enterprise Application Integration), algunos visores de VRML como CosmoPlayer se basan en la Máquina Virtual Java de Sun Microsystem y otros como BS Contact se apoyan en la versión de Microsoft. Otro aspecto destacable es la pérdida de velocidad y prestaciones en el caso de Java3D frente a otros visores de VRML/X3D desarrollados en C/C++ y empleando directamente Direct 3D u OpengGL. La siguiente tabla muestra una comparativa exhaustiva en función de los elementos usados: Elementos usados

Cálculo

Retardo Respecto a C++

52 INTERNET 3D – Potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales

C++ (sin 3D)

0,9×1+0,1×1

1,0 (0% más lento)

0,9×1.35+0,1×3,25

1,54 (54% más lento)

0,9×1+0,1×3,25

1,225 (22,5% más lento)

0,4×1+0,54×1+0,06×1

1,0 (0% más lento)

0,4×2.5+0,54×1,35+0,006×3,25

1,924 (92,4% más lento)

0,4×1+0,54×1,35+0,06×3,25

1,32 (32% más lento)

Java puro (sin 3D) Mixto Java/C++ (sin 3D) C++ (con 3D) Java puro (con 3D) Mixto: Java/C++ (con 3D)

Es posible también emplear Java3D como visor de archivos VRML/X3D. Para ello sólo es necesario emplear alguno de los cargadores (loaders) de VRML/X3D desarrollados para Java3D. En estos momentos el Consorcio Web3D está desarrollando, bajo licencia GNU LGPL (Lesser General Public License), Xj3D como una herramienta totalmente escrita en Java para mostrar contenidos en VRML y X3D. Las ventajas principales de emplear Java3D como visor de VRML/X3D son la capacidad de ejecución en distintas plataformas y el liberar al usuario final de la necesidad de instalar un plug-in específico para el navegador.

4.2 Motores, librerías y herramientas 4.2.1 librerías gráficas Un motor gráfico es un conjunto de tipos y funciones (librerías) de alto nivel destinados al manejo eficiente y en tiempo real de gráficos 3D. El objetivo de un motor gráfico es permitir al programador hacer operaciones muy potentes y eficientes de la forma más fácil posible. La utilización de librerías gráficas: OpenGL y Direct3D ofrece mucho control sobre lo que se está haciendo, pero son adecuadas sólo para aplicaciones donde se representen pocos objetos muy sencillos (entornos poco realistas). Aunque también podemos encontrar otras librerías gráficas como Mesa, OpenGL for Java (GL4Java), y Java bindigngs for OpenGL (JOGL)

En este apartado vamos a centrarnos en las librerías gráficas, por la importancia que ellas tienen y también debido a que la mayoría de los programas de Realidad Virtual están provistos de librerías 3D, con formas básicas o primitivas tales como cajas, esferas, conos, pirámides, etc. que sirven para generar formas compuestas. También cuentan con librerías de objetos complejos, texturas, etc. Es útil mencionar que estas librerías permiten que el diseñador reutilice muchas formas que simplemente decoran el ambiente virtual. A continuación se detallan algunas de las características principales de las librerías gráficas identificadas: OpenGL: Es una librería gráfica muy poderosa que permite crear dibujos 3D en varios sistemas y entornos de desarrollo. Esta librería provee al programador una serie de primitivas que le permiten definir un entorno tridimensional, dibujar objetos geométricos en su interior,

53 INTERNET 3D – Potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales

agregarles luz y color, mejorar la calidad visual mediante algunas técnicas avanzadas (transparencias, antialiasing, niebla, etc.) y asignar texturas a los objetos (para obtener efectos más realistas). Existen otras librerías gráficas que hacen lo mismo (en especial, DirectX de Microsoft), pero algunas de las razones que justifican su elección son las siguientes: o

o

o o

OpenGL es una biblioteca desarrollada por SGI (www.sgi.org), la mayor organización especializada en software gráfico en el mundo. Esto le asegura tener el respaldo de años de investigación. Otros paquetes no cuentan con esta ventaja, lo que los deja muy atrás en eficiencia e interfaz para el programador (la gente de SGI tiene bastante claro cómo prefieren los programadores crear sus gráficos; lo hicieron durante años). OpenGL es portable: existen APIs de OpenGL para C++, Java y Visual Basic (entre otros), y el código es portable (si el programador es suficientemente cuidadoso) incluso a distintos sistemas operativos. OpenGL corre bajo Windows, Linux, Unix, etc... OpenGL es el estándar actual en la industria de los gráficos 3D. OpenGL maneja los gráficos a muy bajo nivel (por algo se lo conoce como el "Assembler" de los gráficos 3D). Esto explica por qué es hasta 10 veces más rápido que otros paquetes, pero sobre todo proporciona una gran libertad de acción al programador. Además, es muy fácil de usar.

El secreto de la eficiencia y portabilidad de OpenGL es que funciona como una interfaz entre el programador y el Sistema Operativo. Es decir, OpenGL no "hace" los dibujos, simplemente le indica al sistema operativo lo que hay que hacer. Podría esquematizarse su funcionamiento así: Programa --> OpenGL --> Sistema Operativo --> Gráficos en Pantalla. La ventaja de esta aproximación es que el Sistema Operativo sabe mejor que nadie cómo hacer las cosas. En Windows 95/98/NT/2000, de la interfaz entre OpenGL y el OS se ocupa opengl32.dll. Cada tarjeta gráfica 3D tiene su propia versión de opengl32.dll, que suele venir optimizada para obtener un mejor rendimiento de los comandos OpenGL para esa tarjeta. Por lo tanto, el programador simplemente escribe los comandos OpenGL y puede confiar en que su versión de opengl32.dll se ocupará de ejecutarlos en la forma más eficiente para su propia tarjeta gráfica. En el caso de otros sistemas operativos, la librería vendrá de otra forma, pero la idea es la misma. Direct3D: Es una interfaz de dibujo que provee acceso dependiente del dispositivo a hardware de video 3-D en una forma independiente del dispositivo. Se trata de un producto de la marca Microsoft. Direct3D es una API 3-D de bajo nivel que es ideal para desarrolladores que necesitan portar juegos y otras aplicaciones multimedia de alta performance al sistema operativo Windows. Direct3D provee una forma independiente del dispositivo para que las aplicaciones se comuniquen con hardware de aceleración a bajo nivel.

54 INTERNET 3D – Potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales

Direct3D es una interfaz de software que provee acceso directo a dispositivos de video mientras mantiene compatibilidad con la Interfaz de Dispositivos Gráficos (GDI) de Windows, proveyendo una forma independiente del dispositivo para juegos y software de subsistema de Windows, como paquetes gráficos tridimensionales, para obtener acceso a características de dispositivos de video específicos. Direct3D provee gráficos para juegos excelentes para computadoras corriendo en Windows 95 o posterior, o Windows 2000. Algunas de las características avanzadas de Direct3D son: o o o o o o o o o

o

o

o o o o o

Buffering de profundidad intercambiable (utilizando z-buffers o w-buffers). Sombreado Plano o Gouraud. Múltiples fuentes y tipos de luces. Soporte completo de material y textura, incluyendo mipmapping. Drivers de emulación robusta por software. Transformaciones y clipping. Independencia del hardware. Soporte completo en Windows 95, Windows 98, Windows ME, y Windows 2000, Windows Vista. Soporte para la arquitectura Intel MMX architecture, Intel Streaming SingleInstruction, Multiple-Data (SIMD) Extensions (SSE)®, y arquitectura 3DNow® de AMD®. Soporte para una Capa de Abstracción de Hardware (HAL: Hardware Abstraction Layer). Esta provee una interfaz consistente a través de la cual se trabaja directamente con el hardware de video, obteniendo máxima performance. Soporte para el intercambio de página con back buffers múltiples en aplicaciones de pantalla completa. Para más información, ver Intercambio de Página y Back Buffering. Soporte para clipping en aplicaciones en modo ventana o a pantalla completa. Soporte para z-buffers 3-D. Acceso a hardware de image-stretching (o estiramiento de imágenes). Acceso simultáneo a áreas de memoria de dispositivos de video estándar y mejorado. Otras características, incluyendo acceso exclusivo al hardware y cambios de resolución.

Esas características se combinan para permitirte escribir aplicaciones que fácilmente funcionan mejor que las aplicaciones estándar de Windows basadas en GDI e incluso que aplicaciones de MS-DOS. El manejo del mundo de Direct3D está basado en vértices, polígonos, y comandos que los controlan. Permite acceso inmediato a la tubería de transformación, iluminación y rasterización de gráficos 3-D. Si el hardware no está presente para acelerar el renderizado, Direct3D ofrece emulación robusta por software. Direct3D provee métodos simples y directos para establecer y renderizar una escena 3-D. El conjunto clave de métodos de renderizado está referido como los métodos DrawPrimitive. Ellos habilitan a las aplicaciones a renderizar uno o más objetos en una escena con una simple llamada al método. Para más información acerca de ésos métodos, ver Primitivas de Renderizado (auque no está disponible en castellano).

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Direct3D permite una conexión de bajo costo al hardware 3-D. Sin embargo esto viene con un precio. Debes proveer llamadas explícitas para transformaciones e iluminación, debes proveer todas las matrices necesarias, y debes determinar qué tipo de hardware está presente y sus capacidades. Indicar que Direct3D está incluida en DirectX, el cual es un conjunto de APIs, que permiten el desarrollo de aplicaciones multimediales, entre estos se tienen los ambientes virtuales. Esta librería esta diseñada para funcionar bajo sistemas operativos Windows, las APIs que conforman DirectX, son: o o

o o o

Direct3D: permite la construcción de figuras tridimensionales o bidimensionales con sus respectivas propiedades (iluminación, texturas, etc...) DirectSound y DirectMusic: Permite la utilización de archivos MIDI o WAV, para la reproducción de sonidos. Además puede manejar el sonido 3D o envolvente dentro de las aplicaciones. DirectPlay: facilita la construcción de aplicaciones multimediales distribuidas, como juegos multiplayer. DirectShow: es un reproductor de archivos MP3 y MPEG. DirectInput: maneja los periféricos, tanto de entrada y salida, como son el teclado, el ratón y el joystick.

Dentro del API de Direct 3D, existen varias partes que permite la creación de las figuras, como son DirectDraw, DirectDrawSurface, DirectDrawClipper, etc... Cada una permite realizar algunos procedimientos para el pintado de figuras. o o o o o

DirectDraw es el objeto básico para todas las aplicaciones. Representa la tarjeta de video. Es el punto inicial dentro de cada aplicación. DirectDrawSurface representa el área en memoria, es el que permite mantener una imagen fija o en movimiento sobre otra superficie. DirectDrawPalette: representa de 16 a 256 colores, permite indexar cada objeto de acuerdo a la tripleta RGB, que describe el color asociado a cada objeto. DirectDrawClipper: Permite prevenir que las aplicaciones se estén dibujando fuera del área predefinida. DirectDrawVideoPort: Permite el acceso al frame buffer sin la intervención de la CPU o PCI bus.

MESA: Es una implementación de código abierto del API gráfico OpenGL fue originalmente diseñado para sistemas Unix/X11, pero también esta disponible para otros sistemas como Amiga, Apple Macintosh, BeOS, NeXT, OS/2, MS-DOS, VMS, Windows 9x/NT. Para poder utilizar Mesa se debe contar con un compilador ANSI C y un ambiente de desarrollo particular. En cuanto a su funcionamiento Mesa es muy similar a OpenGL hasta el punto que utilizan la misma sintaxis de comandos en la máquina de estados, uno de las características importantes en Mesa es el renderizado denominado “off-screen” el cual facilita la generación de imágenes 3D sin tener que abrir una ventana en la pantalla para realizarlo.

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OpenGL for Java (GL4Java): GL4Java puede ser visto como una extensión de JAVA, con una parte que utiliza OpenGL nativo y otra propia en lenguaje JAVA, esta funciona bajo Unix, GNU/Linux, Solaris, Irix, Windows 9x-NT, Macintosh OS 9.Y.Z. OpenGL for Java, no presenta grandes cambios sobre OpenGL, la diferencias en cuanto a la construcción de un escenario, se basa en el lenguaje en que se programará el manejo de los diferentes dispositivos de entrada, en este caso java. Aparte de esta diferenciación, los procesos para el correcto pintado de los objetos es el mismo y en el código las funciones son las mismas, con una pequeña diferencia de sintaxis que es casi imperceptible para el programador. Java bindings for Open GL (JOGL): Esta librería fue desarrollada y creada por Sun MicroSystems, por dos desarrolladores llamados Ken Russell y Chris Kline, esta es una de las librerías más robustas creadas para Java, nacida por la necesidad creciente de reunir este lenguaje orientado a objetos con una librería gráfica como OpenGL. JOGL se basa en la utilización de JNI (Java Native Interfaz), como mecanismo de comunicación entre los métodos nativos de OpenGL y el lenguaje java, permitiendo tener facilidad en la creación de las funcionalidades y presentando los mismos servicios del API gráfico de OpenGL. En la siguiente tabla: “Compatibilidad librerías gráficas frente a lenguajes de programación”, se puede observar cómo se relacionan las librerías gráficas descritas dependiendo del lenguaje de programación que se puede utilizar. Lenguajes de Programación

OpenGL

Java3D

DirectX

Mesa

OpenGL4Java OGL

C

SI

NO

SI

SI

NO

NO

C++

SI

NO

SI

SI

NO

NO

Pascal

SI

NO

SI

SI

NO

NO

Java

NO

SI

SI

NO

SI

SI

VisualC++

SI

NO

SI

SI

NO

NO

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4.2.2 motores gráficos y de visualización Al contrario del uso de librerías gráficas, la utilización de motores gráficos y de visualización: OSG(OpenSceneGraph ), Genesis3D, GeoMod, Torque Game engine, TV3D SDK6, 3D Game Studio, Deep Creator, Reality Engine, Ogre 3D, Crystal Space Irrlich, jME, Reality Factory, Delta 3D, OSG, Allegro, Croteam, etc…ofrece tipos y funciones de alto nivel destinados exclusivamente al manejo eficiente en tiempo real de gráficos 3D y su correspondiente visualización. Además permiten representar objetos complejos estáticos o animados, luces dinámicas, texturas variables, efectos especiales adicionales como niebla, etc... (entornos realistas). Los visualizadores son las herramientas que permiten visualizar e interactuar con el mundo virtual. Existen dos tendencias principales en torno a los visualizadores. Por un lado están los visualizadores que consisten en la descarga de un software que se ejecuta fuera del entorno del navegador y por otro lado están los visualizadores integrados en los propios navegadores o “browsers”. Visores de VRML como CosmoPlayer se basan en la Máquina Virtual Java de Sun Microsystem y otros como BS Contact se apoyan en la versión de Microsoft. En estos momentos el consorcio Web3D está desarrollando, bajo licencia GNU LGPL (Lesser General Public License), Xj3D como una herramienta totalmente escrita en Java para mostrar contenidos en VRML y X3D A continuación se detallan algunas de sus características principales de los dos más relevantes: OpenSceneGraph: Dentro de campo de los motores gráficos tridimensionales de código abierto, existe una la librería OpenSceneGraph (OSG). Esta librería escrita en C++ aporta la base de desarrollo necesaria para la integración dentro de una aplicación unificada tanto de los algoritmos de renderización en tiempo real como de las herramientas de interacción por parte del usuario. OpenSceneGraph es una librería gráfica de reciente desarrollo que encapsula las diferentes primitivas de OpenGL. Esta librería utiliza como lenguaje de programación C++,presenta independencia de la plataforma y además es un desarrollo de código abierto. Entre los posibles usos de esta librería están la simulación, la visualización científica, la ingeniería virtual y el desarrollo de juegos. Aunque la librería está actualmente en desarrollo ya está siendo utilizada por distintos usuarios tanto en el ámbito de la investigación como a nivel comercial. Incluso existen otros desarrollos de código abierto que dan soporte y extienden las capacidades de OpenSceneGraph como, por ejemplo, OpenProducer y VR Jugger . OpenProducer es una librería que permite tratar con los diferentes sistemas de representación y dispositivos de interacción existentes. Aunque hay otras librerías que dan este soporte OpenProducer presenta la ventaja de ser un desarrollo de código abierto y de permitir el trabajo con la librería OpenSceneGraph. OpenSceneGraph emplea técnicas de grafos de escena para contener toda la información relativa a la escena generada. Un grafo de escena es una estructura de datos que permite

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crear una estructura jerárquica de la escena, de tal forma que se mantengan una serie de relaciones padre-hijo entre los distintos elementos. Por ejemplo, variaciones de posición y orientación en el nodo padre afectan a los nodos hijos. De esta forma se puede crear un brazo robot con varios eslabones cada uno dependiente del anterior y con sólo aplicar un movimiento al eslabón inicial, el resto de los eslabones dependientes de él se moverán de acuerdo a la estructura definida. Otra importante relación padre-hijo explotada por las técnicas de grafos de escena es la posibilidad de definir volúmenes envolventes que agrupen a elementos cercanos, de tal forma que durante el proceso de descarte de los elementos que se van a representar en pantalla no sea necesario recorrer los hijos de un nodo padre ya descartado. OpenSceneGraph puede ser una opción muy recomendable si nos basamos ñeque se trata de código abierto, es gratuita, posee independencia de la plataforma y, sobretodo, sus posibilidades de expansión. El principal inconveniente es la falta de documentación específica. Pero este problema es minimizado mediante una serie de ejemplos que aportan los conocimientos básicos de las distintas capacidades de la librería. Está demostrada la viabilidad de desarrollar un motor gráfico para la simulación en tiempo real de grandes volúmenes de información basado en la librería OpenSceneGraph. De tal forma que se consigue un control total del entorno virtual y una mejora en las capacidades de interacción entre el usuario y la simulación. Genesis3D: Es un motor gráfico de libre distribución desarrollado en 1999 por Eclipse Entertainment, Novus Delta, WildTangent y otras empresas del sector de la programación de entornos 3D virtuales. Entre sus características podemos destacar: o o o o

Es de libre distribución. Proporciona no sólo la librería compilada, sino también el código fuente. Se utiliza con el compilador Visual C++ o, si se instala una cierta SDK, con el Borland C++ Builder. Dispone de drivers para OpenGL, Direct3D, Glide y modo Software (para poderlo usar sin tarjeta 3D). Es suministrada junto con el World Editor, para generar entornos, y el ActorStudio ( + ActorViewer) para importar modelos de objetos (creados, por ejemplo, con 3DStudio) y transformarlos al formato que usa Genesis3D.

Así mismo se enumeran algunas de sus ventajas e inconvenientes: Ventajas: o Es gratuito. o Es una herramienta profesional y potente. Otros motores gráficos gratuitos o bien están desarrollados por aficionados o bien están obsoletos. Los motores gráficos potentes son muy caros. o Es ampliamente utilizado. Abundan en la red los tutoriales, programas de ejemplo y foros de consulta. Incluso existen algunas API no oficiales. o Puede importar modelos complejos creados con MilkShape o 3DStudio.

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o o o o o

Además del código fuente del Genesis3D, existen multitud de módulos de ampliación y expansión (ej: la SDK para utilizar el Genesis3D en Builder). Permite modos gráficos a pantalla completa o enventanados. Incluye módulos de iluminación dinámica. Permite gestionar las colisiones entre objetos. Añade módulos de comportamiento (encaminamiento, reacción, etc...).

Inconvenientes: o o o

No hay guías ni manuales oficiales, y las API que se encuentran en la red no son completas Las expansiones y módulos adicionales presentan algunos fallos y problemas, que no se corrigen al ser, después de todo, productos no oficiales de libre distribución. Está orientado a niveles precargados. Si se quiere modificar el entorno en tiempo real, aunque el Genesis3D proporciona las herramientas necesarias para hacerlo, se encuentran muchas dificultades.

4.2.3 Herramientas de modelado Además, los lenguajes de programación, motores y librerías descritos en apartados anteriores tienen la gran ventaja de que las mejores herramientas de modelado como pueden ser AutoCad, RayDream Studio, 3D Studio Max, 3D Open System, Vrealm, Internet Space Builder, SitePad Pro, Rhino, Blender... disponen de herramientas de exportación de los modelos confeccionados a sus formatos, lo que permite su fácil desarrollo y su implementación en entornos Web. Las herramientas, en función de las necesidades gráficas requeridas pueden ser en 2 dimensiones (2D) o en 3 dimensiones (3D). Dado que un ambiente virtual es un medio 3D, todos los objetos en un mundo virtual tienen que ser descritos de manera que puedan ser vistos desde cualquier ángulo. Una simple imagen del objeto no es suficiente. La verdadera geometría de los objetos tiene que especificarse usando un software de modelaje 3D, y luego exportarse hacia el ambiente virtual. Estás son las denominadas herramientas de modelado 3D La utilización de las herramientas de modelado 2D se justifica dado que existen límites en la complejidad geométrica de los objetos en un mundo virtual, frecuentemente es útil poder “pintar” la superficie de los objetos con detalles adicionales. Este proceso recibe el nombre de “mapeo de textura” y requiere de software de gráficos bidimensionales, llamados a menudo “programas para pintar”. Las imágenes creadas con este tipo de software (o fotografiadas, digitalizadas, y luego editadas con este software) pueden ser luego usadas para “forrar” la armazón geométrica producida en el software de modelaje 3D para crear objetos detallados, con interesantes efectos realísticos. Como ejemplos de software de gráficos bidimensionales se pueden mencionar Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Fractal Design Painter, Corel Photo-Paint, Corel DRAW, etc. A pesar de la existencia de diferentes plug-ins para su visualización con navegadores Web, la prestigiosa firma alemana Bitmanagement Software ha creado uno especial que permite la

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visualización de los mundos en 3D estereoscópico para exposición mediante sistemas de proyección y monitores en estéreo activo y pasivo, monitores autoestéreo y anaglifo. Por otra parte podemos además encontrarnos que en algunos casos concretos se utilicen visualizadores externos: CosmoPlayer, BsContact, Cortona, etc.... Las herramientas de diseño y modelado: 3DStudio, MilkShape, etc... permiten generar fácilmente entornos y modelos virtuales tan complejos como se quiera, pero no están orientadas a la interactividad en tiempo real. Son útiles para crear objetos que luego puedan ser importados por un motor gráfico, aparte de para generar imágenes estáticas o vídeos. Existen infinidad de herramientas para el diseño y modelado 3D. A continuación se enumeraran las más utilizadas: 1. 2. 3. 4.

Autodesk 3ds Max [comercial]: http://www.autodesk.com/3dsmax Autodesk AutoCAD [comercial]: http://www.autodesk.com/autocad Autodesk Maya [comercial]: http://www.autodesk.com/maya Autodesk Revit Architecture [comercial]: http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/index?id=3781831&siteID=123112 5. Autodesk Softimage [comercial]: http://www.softimage.com/ 6. Bentley MicroStation [comercial]: http://www.bentley.com/en-US/Products/MicroStation/ 7. Blender [free; open source]: http://www.blender.org/ 8. Caligari trueSpace [free]: http://www.caligari.com/ 9. Chumbalum Soft MilkShape 3D [gratuita]: http://chumbalum.swissquake.ch/ 10. Darwin Dimensions Evolver [comercial]: http://darwindimensions.com/ 11. Dassault Systèmes CATIA [comercial]: http://www.3ds.com/products/catia/ 12. Dassault Systèmes CB Model Pro [free]: http://www.cbmodelpro.com/ 13. DAZ Studio [free]: http://www.daz3d.com/ 14. Gehry Technologies Digital Project [comercial]: http://www.gehrytechnologies.com/index.php?option=com_content&task=view&id=97&Ite mid=211 15. Google SketchUp [comercial; free and for-fee versions available]: http://sketchup.google.com/ 16. Luxology modo [comercial]: http://www.luxology.com/ 17. MAXON CINEMA 4D [comercial]: http://www.maxon.net/pages/products/cinema4d/cinema4d_e.html 18. Nemetschek ArchiCAD [comercial]: http://www.nemetschek.net/products/index.php 19. Nemetschek VectorWorks [comercial]: http://www.nemetschek.net/products/index.php 20. PTC Pro/ENGINEER [comercial]: http://www.ptc.com/products/proengineer/ 21. Smith Micro Poser [comercial]: http://my.smithmicro.com/win/poser/ 22. Wings 3D [free; open source]: http://www.wings3d.com/ 23. Etc…

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4.2.4 Librerías de sonido El sonido es un aspecto muy importante de la realidad virtual, aunque frecuentemente se le presta poca atención. A pesar de que el desarrollo alcanzado en materia de gráficos 3D es impresionante, aún no es lo suficientemente realístico, ni abarca todo el potencial del sistema sensorial humano: un ambiente virtual tiene baja resolución, no puede esconder su apariencia de “gráfico de ordenador”, y no es probable que pueda ser confundido con la realidad. Por el contrario, la tecnología de reproducción del sonido es muchísimo más avanzada. El sonido digital exhibe tanta o más resolución que la del propio oído humano. El software de edición de sonido digital permite cortar, insertar, pegar, mezclar y enlazar los sonidos del ambiente virtual. En este ámbito podemos encontrar, al igual que las librerías gráficas 2D y 3D, librerías de sonido que permiten su gestión. Algunas de ellas son: OpenML, SDL y OpenAL. También podemos encontrarnos algunos paquetes de desarrollo de videojuegos con capacidades de audio como Allegro.

OpenML: (Open Media Library) Es una librería de código abierto que permite su trabajo en multiplataforma. Captura, transporta, procesa, visualiza y sincroniza diferentes medios: Gráficos 2D/3D y flujos de audio/video. Permite la sincronización de flujo a por muestra, y soporta: OpenGL para procesamiento de video acelerado, el control de visualización profesional y los flujos asíncronos entre aplicaciones de hardware. SDL: (Simple Directmedia Layer) Incorpora la API completa de control de sonido de CD. Permite la reproducción de sonido de 8 y 16 bits, tanto en mono como en estéreo. El sonido se eejecuta en una pista separada por call-back. Utiliza mezcladores de software. OpenAL: (Open Audio Library) Es una librería interfaz software del hardware de audio. Soporta salidas multicanal especializado simulando espacio 3D. No son soportados conceptos 2D como panning o canales derecho o izquierdo. También funciona en multiplataforma y es fácil de usar. Posee un funcionamiento similar al API OpenGL en estilo de codificación y convenciones. Incluye extensiones compatibles con IA-SIG ED Level 1 y 2: direccionalidad de la fuente de sonido, atenuación en la distancia, efecto Doppler y efectos como reflexión, obstrucción trasmisión y reverberación en lo que concierne a efectos de entorno. Allegro: Entre sus características mas relevantes podemos indicar que en lo relativo a Midi, incluye un MIDI nativo con hasta 64 efectos simultáneos, control dinámico, note on/off, volumen principal, pan, picht bend, parches generales MIDI (SF2 an GUS parches. En lo referente a Wave, dispone de formatos WEV y VOC, con bulce adelante, atrás o bidireccional. Integra streaming audio. Incluye cambio de volumen, pan, pitch, etc... durante la reproducción.

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4.2.5 Librerías de dispositivos hápticos Existen también librerías para facilitar la introducción de dispositivos hápticos en aplicaciones informáticas que disponen de utilidades básicas agrupadas y descritas en dos librerías de programación: HLAPI y HDAPI. HDAPI: Es una librería de bajo nivel desarrollada con el objetivo de proporcionar al desarrollador un control directo de las funcionalidades del dispositivo. Posee utilidades que permiten controlar la configuración del dispositivo durante la ejecución de la aplicación, realizar el cálculo de detección de colisiones mediante la descripción de ecuaciones o algoritmos, la comprobación del estado del dispositivo, la generación de fuerzas indicando la intensidad, dirección e instante de aplicación. Básicamente la librería HDAPI es una capa funcional de bajo nivel para aproximar el manejo del dispositivo al procesador en el que se ha desarrollado la aplicación, facilitando así la programación del mismo.

HLAPI: Esta librería de alto nivel, ha sido desarrollada sobre la capa que proporciona la librería HDAPI, y su diseño se ha basado en los conceptos tradicionales del desarrollo de gráficos tridimensionales, especialmente en la librería de OpenGL, con el objetivo de que la programación del dispositivo sea más accesible y sencilla para aquellos desarrolladores que, estando familiarizados con aplicaciones gráficas de realidad virtual, no lo estén con entornos de programación de dispositivos hápticos. La utilización de sus funciones es más sencilla puesto que oculta al desarrollador aquellas operaciones directamente relacionadas con el control del entorno háptico, como son la detección de colisiones o el cálculo y generación de fuerzas en el dispositivo en modo seguro, es decir comprobando que la fuerza a enviar no es tan brusca o intensa que pueda llegar a dañar al dispositivo o a los objetos o personas que estén en su radio de alcance. Otra ventaja que ofrece el hecho de que la librería HLAPI esté basada en los conceptos de programación de OpenGL es la posibilidad de reutilizar código, facilitando así la introducción del dispositivo en una aplicación de realidad virtual. También es destacable que la programación a alto nivel apoyándose en OpenGL supone una gran eficiencia en la sincronización de los threads háptico y gráfico.

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4.2.6 Entornos de desarrollo comerciales Entre los entornos de desarrollo comerciales podemos encontrar diferentes paquetes comerciales propietarios tales como: CAVELib, DI-Guy, DIVISION, Gizmo3D, Inside Reality, MetaVR, Open Inventor / Amira / Opale / OpenRT, Quest3D, RenderWare, Template Graphics Software, VAPS / QCG, Virtools, Virtual Director, Vizard VR Toolkit, etc... Algunas de sus características más relevantes son:


CAVELib: Es la solución más utilizada para desarrollo de aplicaciones en entornos inmersivos.




DI-Guy: Permite añadir personajes humanos a entornos simulados en tiempo real. El personaje se mueve de forma realista por el entorno y responde a órdenes simples de forma automática.




DIVISION: 2D/3D colaboración visual, prototipado y revisión colaborativa en procesos de desarrollo de producto tempranos.




Gizmo3D: Es una solución completa para la industria (CAD y juegos) y el ejército. Es empleado por el ejército USA y otros entes, además de la industria aeroespacial (NASA). Emplea el estado del arte de la tecnología. Integra un soporte eficiente de geometría, sombras en tiempo real, partículas, estructuras recursivas (trees, etc...), CLOD, APARS, CAT, preguntas al grafo de escena, sombreadores, animación, entorno, física, eventos y dinámica.




Inside Reality: Son soluciones de realidad virtual para la industria del petróleo y del gas. Son empleadas para planificar prospecciones petrolíferas en entornos inmersivos tipo CAVE.




MetaVR: Solución para la visualización en tiempo real con soporte para sonido y detección de posición sobre HMD. Aplicaciones de realidad virtual completamente inmersivas.




Open Inventor / Amira / Opale / OpenRT: Es la API gráfica 3D más empleada. Está orientada, a objetos (C++ y Java), multiplataforma. Multitubería gráfica, visualización de volúmenes, modelos extensos, nubes de puntos enormes, interacción en tiempo real en red.




Quest3D: Utiliza hardware de realidad virtual (guantes y trackers) y lo sincroniza en un entorno multipantalla.




RenderWare: SDK para juegos 3D sobre Playstation, PCs y Macintosh.




Template Graphics Software: Aplicación para el procesamiento de nubes de puntos 3D en geociencias, ingeniería, medicina, ciencias de la vida o investigación en general. Permite técnicas de análisis y visualización.

64 INTERNET 3D – Potenciales aplicaciones asociadas a los Mundos Virtuales




VAPS / QCG: Solución para el prototipado rápido, diseño, testeo,…Es empleado en aplicaciones gráficas complejas en tiempo real (cabinas de aeronaves, instrumentación en automóviles, etc...). También empleado en equipos de ingenieros y de desarrollo.




Virtools: Son un conjunto de herramientas de alta calidad y eficientes para integradores de sistemas, desarrolladores de juegos o usuarios corporativos.




Virtual Director: Es un interfaz de realidad virtual que permite la captura de movimiento navegación controlada por voz, edición y grabación en entornos virtuales tipo CAVE, ImmersaDesk o Infinity Wall.




Vizard VR Toolkit: SDK 3D aplicaciones de realidad virtual de altas prestaciones. Evita la programación de bajo nivel facilitando la el desarrollo de la interacción y los contenidos.

4.2.7 Entornos de desarrollo de dominio público En lo que respecta a paquetes de desarrollo de dominio público podemos citar entre otros: 3DVRII Alice, Crystal Space, DIVERSE, FastScript3D, Genesis 3D, IRIX Performer, Maverik, Mesa 3D, OpenGL, Open Scene Graph (OSG), Open Scene Graph Haptic Library (osgHaptics), OpenSG, Panda3D, Prophecy SDKA, The Croquet Project, Virtual Rendering System (VRS), Visualization ToolKit (VTK), VR Juggler, White_dune, etc... Algunas de las características más relevantes de estas soluciones son:


3DVRII: Es una solución que emplea OSG para crear mundos virtuales. Soporta, entre otras, animación desarrollada con 3DSMax.




Alice: Se trata de una herramienta de autor 3D/RV ideal para principiantes. Precisa de pocos conocimientos de programación. Posibilita mundos drag-and-drop en un interfaz de manipulación de objetos 3D virtuales.




Crystal Space: LGPL. Motor 3D. C++. Direct3D, Glide y OpenGL, Linux, OS/2, Macintosh, BeOS,... muy completo.




DIVERSE: Linux, IRIX, Mac OS X y Windows XP. Open source, API para el desarrollo de aplicaciones de realidad virtual. Permite construir aplicaciones que pueden ejecutarse tanto en PCs como en sistemas inmersitos. Puede interactuar con diferentes APIs y toolkits (OpenGL, OSG, Performer, Coin y fmod).




FastScript3D: Soporta gráficos 3D para Web mediante un interfaz de scripting extensible a Java3D. Puede usar JavaScript o VBScript para personalizar las páginas Web con applets Java3D interactivos.




Genesis 3D: Motor de juegos 3D gratuito. Explicado en apartados anteriores.




IRIX Performer: Solución disponible en muchas plataformas UNIX incluyendo a Linux.




Maverik: Se trata de un sistema de gestión del visualizador y de la interacción en aplicaciones VR GNU.

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Mesa 3D: Es una entorno de desarrollo clónico de OpenGL que garantiza portabilidad en muchas plataformas de desarrollo. Descrito en apartados anteriores.




OpenGL: Se trata de una API de desarrollo de altas prestaciones comparable a Direct 3D. Soporta gráficos 2D/3D. Explicado en apartados anteriores.




Open Scene Graph (OSG): Es un conjunto de herramientas 3D open source de altas prestaciones C++ y OpenGL, para trabajar en multiplataforma. Descrito en apartados anteriores.




Open Scene Graph Haptic Library (osgHaptics): Es la solución que añade realimentación háptica a OSG. Está desarrollada sobre la biblioteca de bajo nivel OpenHaptics.




OpenSG: Grafo de escena portable que permite gestionar gráficos en tiempo real. LGPL. Multiplataforma.




Panda3D: Es un motor de visualización para SGI, Linux, Sun y Windows C++. Scripting con Python. Originalmente desarrollado en Disney VR Studio que en 2002, Disney VR hace público.




Prophecy SDKA: SDK 3D en C++.




The Croquet Project: Se trata de un software y arquitectura de red que permite la colaboración y compartición de recursos de visualización 3D y simulaciones en sistemas de información distribuidos a gran escala.




Virtual Rendering System (VRS): Es una biblioteca de construcción de aplicaciones interactivas 3D. Dispone de una amplia colección de componentes 3D que facilitan la implementación de aplicaciones gráficas. Biblioteca C++ LGPL multiplataforma.




Visualization ToolKit (VTK): Entorno de gráficos 3D, procesamiento de imagen y visualización. Biblioteca C++ multiplataforma y diferentes interfaces interpretados en Tcl/Tk, Java y Python. Soporta algoritmos de visualización escalares, vectoriales, tensores, texturas y volumétricos, modelado avanzado,…




VR Juggler: Proyecto de investigación dirigido por Dr. Carolina Cruz-Neira en el Iowa State University's Virtual Reality Applications Center. Marco de desarrollo de aplicaciones realidad virtual.




White_dune: Herramienta de bajo nivel multiplataforma con editor gráfico de ficheros VRML97. Emplea el modelo de iluminación del VRML97. Soporta: estereoscopía via OpenGL "quadbuffer"y periféricos de entrada 3D (Spaceball, Dialbox, Joystick, y Ascension Flock of Birds magnetic headtracker).

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4.2.8 Herramientas de autor En lo que respecta a las herramientas de autor para entornos de desarrollo de realidad virtual podemos citar entre otros: GL Studio, HYPERCOSM STUDIO, LightWave Studio, Maya, MOTIONBUILDER, MultiGen-Paradigm, SketchUp, Skyline Software Systems, Inc., SoftImage 3D, Strata 3D, Terra Vista, TerraTools, VRED, etc... Algunas de sus características más relevantes son:


GL Studio: Es una herramienta para la creación de gráficos 3D interactivos, instrumentación e interfaces de usuario para entrenamiento, simulación y prototipado virtual. Genera código en C++ y OpenGL para crear soluciones independientes o integrarse fácilmente en otros programas.




HYPERCOSM STUDIO: Es una herramienta de creación de mundos 3D orientados a realidad virtual en Web. Es una alternativa a VRML.




LightWave Studio: Es un modelador 3D equivalente al 3D Studio o Maya.




Maya: Es un modelador 3D equivalente al 3D Studio o Lightwave.




MOTIONBUILDER: Es un paquete para la animación de personajes en 3D. Es empleado en la creación de animaciones para la industria del cine, televisión, publicidad y diseñadores de juegos.




MultiGen-Paradigm: Es una solución para la creación de simulaciones 3D realistas. Incluye prestaciones para la creación y visualización de contenido.




SketchUp: Es una herramienta simple y potente para la creación, visionado y edición rápida de ideas 3D.




Skyline Software Systems, Inc.: Es una herramienta que mezcla fotografía aérea y de satélite con animaciones, texto, gráficos 2D y 3D. Permite la visualización hiperrealista de terrenos.




SoftImage 3D: Es un modelador 3D equivalente al 3D Studio o Lightwave.




Strata 3D: Es una herramienta de modelado 3D y visualización. Es gratuita.




Terra Vista: Solución que permite el desarrollo de bases de datos de terrenos para la simulación en tiempo real.




TerraTools: Son herramienta para el desarrollo automatizado de bases de datos de terrenos para la simulación hiperrealista en tiempo real a partir de materiales cartográficos.




VRED: Es un sistema de realidad virtual para la visualización de escenas 3D complejas, basado en OpenSG.

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4.2.9 Protocolos de presentación e intercambio de objetos Para que el Metaverso sea una realidad en todos los ordenadores (y dispositivos electrónicos) tiene que haber un protocolo de presentación e intercambio de objetos, Uno de ellos es el protocolo de presentación e intercambio de objetos 3D estándar, similar al de Linden Second Life: pero que estandarizado como el http: y no controlado por una empresa. Unos de los protocolos utilizados para la presentación e intercambio de objetos en realidad virtual son :Open Grid y DIS. OPEN GRID: Es un protocolo cuyo objetivo es establecer un nivel básico de interoperabilidad y con el que se podrán teltransportar los avatares de un mundo virtual a otro mundo virtual. IBM y Linden Lab realizaron el pasado 8 de julio la primera teletransportación de Second Life a un sim generado por la plataforma de Software Libre OpenSim y con el protocolo OpenGrid. La nueva tecnología Open Sim / Open Grid esta abierta para que todos los desarrolladores Web puedan inscribirse para participar en este beta, y así crear mundos virtuales personalizados. Para los mundos virtuales supone un cambio sustancial en la manera en como vemos al Metaverso hoy día, ya que nos permitirá abrir nuestro propio Sim en cualquier servidor y conectarlo a Second Life, casi como si se tratara de un sitio más en la Web. Si bien esta interoperabilidad es un gran paso para los mundos virtuales, el gran dilema pasa por cómo lograr que el internauta se meta de lleno en todo esto, ya que debe instalar una aplicación extra para poder comenzar a testearlo. Es bastante probable que antes de la conexión entre mundos sea necesaria la existencia de una interconexión entre el navegador y el mundo 3D, casi como un pasaje del plano bidimensional al tridimensional, sin necesidad de cambiar de plataforma. Mientas todo se perfecciona, a principios de julio se lanzó el Beta Público de Open Grid, que permite que el la versión Preview del Grid de Second Life tenga soporte mediante el protocolo Open Grid, habilitando el login y la teletransportación para hacer pruebas. Asimismo la gente de Linden Lab lanzó una versión Open Grid de su cliente, especialmente diseñada para que los desarrolladores puedan comenzar a trabajar en la interoperabilidad entre sus mundos virtuales y Second Life. Por el momento las teletransportaciones entre mundos sólo se realizan en áreas controladas y el avatar pierde automáticamente todos sus elementos y customizaciones al llegar, ya que Linden Lab debe tener especial cuidado en el material incluido dentro de los inventarios de los usuarios de su Metaverso, así como en el dinero de sus cuentas. Es por eso que para realizar tests es necesario instalar el cliente del Preview Grid, que pueden encontrarlo en esta dirección. Hasta ahora no hay una fecha exacta del momento en el que por fin OpenSim podrá interactuar con Second Life pero seguramente supondrá un antes y un después en los mundos virtuales, que aunque todavía no sean totalmente aceptados por la sociedad, son una clara visión de la Internet del mañana.

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DIS: La Simulación Distribuida Interactiva (Distributed Interactive Simulation DIS), es un protocolo estándar para realidad virtual distribuida. DIS es utilizado, entre otros, por el Departamento de Ciencias Computacionales del Naval Postgraduate School, quienes han desarrollado diferentes investigaciones con un enfoque militar, como lo es NPSNET-IV 13, que es un ambiente virtual empleando DIS. La arquitectura de DIS no cuenta con un servidor central. Se sigue un modelo totalmente descentralizado donde cada \host" o máquina conectada maneja alguna entidad. Otra característica importante de DIS es el uso del concepto de dead-reckoning13 para disminuir el número de mensajes. En cada máquina conectada se corre una simulación completa. Cada máquina controla algunos entes (que usualmente son tanques, artillería, etc.). Los demás entes solo son vistos como fantasmas. El dead-reckoning consiste en mandar la posición y velocidad de un ente de la máquina que lo controla a las demás para que estas lo dibujen usando la posición y velocidad que se le manda para calcular las nuevas posiciones. La máquina que controla a este ente también hace estos cálculos, y cuando la diferencia entre la posición real y la calculada es más que la tolerable, manda un mensaje a todas las demás máquinas. Además, cada cierto tiempo se manda un mensaje para señalar que se sigue vivo (esto se llama heartbeat).

4.2.10 Plataformas o motores de mundos virtuales Existen diferentes plataformas o motores para controlar mundos virtuales y soluciones del tipo Web 3.0. En todas ellas podemos encontrar soluciones de inter-conectividad (HyperGrid ) entre ella, y que no es más que la posibilidad de saltar de un servidor a otro con tu avatar, a modo de lo que ya en la Web plana estamos acostumbrados. Algunas de estas son: OpenSim, Havok, Realxtend, Visitoons, Hypergrid, Modrexetc... Hay gran cantidad de información sobre OpenSim, realXtend y en menor medida 3Di OpenSim en la Red, pero lo más interesante reside en que en los momentos de escribir estas notas, se están desarrollando dos aplicaciones que se pueden prever como revolucionarias: A continuación se describen cada brevemente cada una de ellas: OpenSim: El OpenSimulator Project es un proyecto de simulador de código abierto bajo la licencia BSD que utiliza el mismo estándar que Second Life para comunicarse con sus usuarios. Por ende hace posible que los usuarios puedan usar el cliente de Second Life para conectarse a un Metaverso abierto y distribuido, Opensim esta escrito en c# y corre sobre Mono. Se define como una plataforma para controlar un mundo virtual, la cual soporta múltiples e independientes regiones conectadas a un solo grid centralizado. En cierto modo es similar a la Web, donde todo el mundo puede poner en marcha su propio servidor Web, y

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enlazarlos a través de Internet. También puede ser usado para crear un grid privado, como si fuera una intranet privada. Exiten algunos experimentos relacionados con la Web semántica 3.0 en los cuales se integra OpenSim como plataforma virtual, siendo estos relacionados con Web como Second life, facebook, etc... Un ejemplo de plataforma desarrollada con OpenSim es WebEducativa.net. Havok Game Dynamics SDK: Se trata de motor físico propietario de la empresa Havok (simulación dinámica) utilizado en videojuegos y recrea las interacciones entre objetos y personajes del juego. Por lo que detecta colisiones, gravedad, masa y velocidad en tiempo real llegando a recrear ambientes mucho más realistas y naturales. Havok en sus últimas versiones (6.0 del 27 de agosto de 2008) se ejecuta por entero por hardware mediante el uso de la GPU, liberando así de dichos cálculos a la CPU. Este se apoya en las liberias de Direct3D y OpenGL compatibles con Shader Model 3.0. Funciona bajo los siguientes sistemas operativos: Unix, Linux, PS3, PS2, PSP, GameCube, Wii, Mac, Xbox 360, Xbox, Windows. Algunos juegos y mundos virtuales que utilizan Havok son: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Age of Empires III Amped 3 Assassin's Creed BioShock Call of Duty 4: Modern Warfare Company of Heroes Counter-Strike: Source Darkwatch Day of Defeat: Source Diablo III F.E.A.R. Grand Theft Auto IV Half-Life: Source Half-Life 2 Half-Life 2: Episode One Halo 2 Halo 3 Max Payne 2: The Fall of Max Payne Medal of Honor: Pacific Assault Motorstorm Perfect Dark Zero Second Life Sonic Unleashed

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Realxtend: Si OpenSim es la plataforma de código abierto cliente-servidor para crear mundos virtuales idénticos a SecondLife, realXtend es una plataforma también de código abierto creada a partir de OpenSim que nos permite crear entornos virtuales de mayor calidad gráfica, incorporando objetos mejor definidos (usando meshes), avatares más realistas (incluye personalización de rostros), programación avanzada (con Python) y varios aspectos novedosos más. Podemos ver algunos ejemplos creados con realxtend en su página Web: http://www.realxtend.org/ en la que realXtend tiene una sección de vídeos donde también enseñan la potencia de sus características. Visitoons: Es una plataforma de mundos virtuales 2.5D, abierta y transversal, con una combinación única de atributos que proveen una completa solución para crear mundos virtuales desde cero o para integrar la experiencia de inmersión que brinda la virtualidad en aplicaciones Web. Visitoons es una plataforma extensible, permitiendo la programación de interfaces en Flash / Flex para desarrollar cualquier tipo de funcionalidad. También permite la integración con aplicaciones de backend de cualquier tipo, sobre los estándares existentes para la Web. A través de estas facilidades de extensibilidad, las empresas de desarrollo de software pueden integrar una pata virtual a cualquier aplicación Web, o crear aplicaciones complejas dentro de mundos virtuales. Las principales características de Visitoons son: o

o

o

Plataforma abierta y transversal: Visitoons es una plataforma abierta porque permite la creación de mundos virtuales independientes, de diferentes bases, orígenes y formas, sin estar atados a ninguna comunidad en particular. Visitoons está preparado para centralizar las comunicaciones entre múltiples mundos virtuales, permitiendo que usuarios de diferentes mundos estén interconectados. Multiplataforma (soporta todos los navegadores y sistemas operativos principales), sin descargas ni instalación por parte del usuario: La aplicación cliente de Visitoons corre en el plugin de Adobe Flash, soportado por los principales navegadores y sistemas operativos, por lo que no requiere instalación por parte del usuario. Esta propiedad de adaptación natural a cualquier entorno Web permite que la aplicación sea usada en múltiples formas: como una pagina Web, en forma de banner, a pantalla completa e incluso en forma de pop-up, lo que implica gran versatilidad. Usabilidad: Los mundos virtuales creados con Visitoons son muy fáciles de usar porque carecen de las complicaciones de los mundos 3D a la hora de controlar el avatar y el punto de vista. La solución a este importante tema de usabilidad, que en los mundos 3D restringe considerablemente el tipo de público capaz de manejarse fluidamente, radica en que Visitoons ofrece un escenario plano y lineal con una tridimensionalidad simulada a partir de la profundidad del escenario, lo que se conoce como 2.5D. Los usuarios de mundos virtuales creados con Visitoons tienen su experiencia virtual desde un punto de vista natural, el de un observador externo de pie, sin perder dinamismo ya que pueden recorrer el mundo horizontalmente en una forma realista. Las cuatro teclas de cursor o un clic con el ratón bastan para mover el avatar por todo el plano horizontal.

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o

o

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o

Demanda de recursos en el cliente: Debido al hecho de que los mundos son planos, creados a partir de imágenes, Visitoons demanda mucho menos recursos en el cliente que el renderizado en tiempo real de mundos 3D. Esto nos permite crear mundos visualmente mucho más atractivos sin abusar de los recursos del cliente, ya que el renderizado 3D en tiempo real fija un límite muy bajo de calidad visual. Cualquier look and feel para los mundos virtuales, sin restricciones: La mayoría de los mundos virtuales tienen un look and feel constante y fijo. Algunos tienen el look característico de diseños CAD, mientras otros se ven como cartoons o dibujos vectoriales. Visitoons, por su parte, soporta cualquier tipo de forma de arte como ilustraciones, pinturas, dibujos, fotografías, renders 3D, etc. Los mundos virtuales creados con Visitoons no están limitados a un look and feel particular. Esta cualidad libera la creación de contenidos a un ecosistema de millones de artistas en el mundo que dominan las más variadas técnicas. Cualquier look and feel para los avatares, sin restricciones: El aspecto artístico de la colección de avatares de Visitoons y su producción artesanal habla de la importancia que damos a la experiencia visual del usuario. Los avatares de Visitoons son creados a mano, utilizando una variedad de técnicas y formas artísticas como ilustraciones, caricaturas, fotografía, etc... La Web entera como un mundo virtual: Además de implementaciones que involucran escenarios de mundos virtuales, Visitoons tiene la habilidad de correr sobre el contenido de cualquier página Web. En su modalidad Mix, Visitoons se monta sobre la infraestructura actual de la Web y cada página se convierte en un mundo virtual. En este modo, los avatares se presentan por encima del contenido de la página, y cada visitante de una página en particular puede interactuar con los demás visitantes de la página y con el contenido de la misma.

Hypergrid: Es una extensión de OpenSim que permite lincar los Sims que los usuarios construyan, a otros Sims, de forma equivalente a los hiperlinks de una página Web. Se pretende, por parte de los desarrolladores, que sea el estándar de unión de mundos virtuales en el Metaverso, algo equivalente al html o el xml en la creación de las páginas Web. ModRex: Es el resultado de la unión de los desarrolladores de RealXtend y de OpenSim para crear un núcleo de Opensim con módulos de realXtend para funcionalidades específicas. Es un proyecto realmente prometedor que se encuentra actualmente en una fase pre-alfa.

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5. HARDWARE. Cabe referir que en el presenta apartado se hace una breve presentación de los elementos Hardware más significativos en relación al objeto del proyecto, si bien considerando el enfoque del mismo y que dichos elementos son un elemento residual de cara a los objetivos del proyecto, simplemente se hace una breve descripción de ellos.

5.1 Computadoras Una computadora personal común puede ser equipada para explorar ambientes virtuales simples. La velocidad de procesamiento de la computadora determinará la máxima complejidad del ambiente virtual que se pueda construir. Con el objetivo de mantener una ilusión de realidad digna, la información espacial enviada a los dispositivos de visualización debe ser recalculada y actualizada más de 20 veces cada segundo Para determinar cuánta complejidad se puede incluír en un ambiente virtual, se necesita describir la velocidad de la computadora en términos de RV. La mayoría de los gráficos 3D se basa en la conformación de los objetos a partir de triángulos u otros polígonos simples. Para el cálculo de visuales, una métrica conveniente es la cantidad de polígonos que una computadora puede dibujar en un segundo. Debido a que la computadora debe dibujar dos vistas diferentes (una para cada ojo) por lo menos 20 veces cada segundo, es necesario dividir la cantidad de polígonos por segundo entre 40, para determinar la cantidad máxima de polígonos que pueden estar visibles en el mundo virtual. De manera que una computadora que puede dibujar 50,000 polígonos por segundo será capaz de soportar un ambiente virtual que contenga un máximo de 50,000 polígonos por seg. 2 ojos * 20 cuadros por seg.

= 1,250 polígonos visibles

Como 1,250 polígonos no es un número tan grande para construir todo un ambiente, y como la velocidad de dibujado de polígonos indicado por los fabricantes de hardware y software con frecuencia es demasiado optimista, generalmente se tienen dos caminos: construir ambientes muy simples o instalar hardware gráfico extra para auxiliar a la computadora. En sistemas de RV más complejos pueden haber 4 o más computadoras simulando un único ambiente virtual. Habría una computadora para gestionar los comandos del programa básico, otra computadora para gestionar los gráficos y el sonido, una computadora para detectar colisiones dentro del ambiente virtual, otra computadora para seguir los individuos participantes en el ambiente, una computadora para operar los diversos dispositivos de entrada de los participantes en el ambiente virtual y computadoras adicionales paar procesar otros factores del ambiente.

5.2 Dispositivos y Sistemas de Visualización. Resulta frecuente la clasificación de los sistemas de RV atendiendo a la sensación de inmersividad que experimenta el usuario en su interacción con el mismo y a las interfaces utilizadas para lograrla. Los sistemas inmersivos son aquellos en los que el usuario tiene la percepción de encontrarse totalmente sumergido en el mundo virtual, perdiendo todo contacto con la realidad. Los sistemas inmersivos constituyen el modo más efectivo de visualizar aplicaciones de realidad virtual pero tienen como principales inconvenientes la complejidad y el

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coste asociados a los mismos a la vez que son aquellos en los que se presenta un mayor número de trastornos como el mareo de simulación. La elección del sistema más óptimo para cada aplicación dependerá principalmente de los requisitos de dicha aplicación en lo que se refiere al nivel de inmersividad y a la necesidad de un entorno multiusuario. A continuación se presentan los principales sistemas de visualización que se utilizan en los sistemas de realidad virtual, clasificados en 2 grupos, en función de si requieren o no un sistema de proyección.

5.2.1 Sistemas sin proyección


Sistema de sobremesa Los sistemas de sobremesa de Realidad Virtual (Desktop VR) son el tipo de sistema más sencillo y barato que se puede utilizar para representar imágenes tridimensionales. Las especificaciones mínimas para que un sistema de sobremesa pueda correr software especializado de realidad virtual cambian constantemente, aunque prácticamente cualquier ordenador personal con prestaciones medias-altas en cuanto a RAM y tarjeta gráfica cumple con l estos requisitos mínimos. El dispositivo natural de visualización en estos sistemas es el monitor de televisión, generalmente tipo SVGA. En este caso, el sistema no será inmersivo y se utilizará en aplicaciones que esencialmente no sean multiusuario. En otras palabras, estos sistemas apenas utilizan el potencial tridimensional, inmersivo y de generación de presencia que ofrecen las tecnologías de realidad virtual. No obstante, existen aplicaciones que consiguen de manera bastante efectiva la recreación de entornos virtuales, puesto que consideran específicamente las capacidades y limitaciones del entorno de visualización.




Monitores estereoscópicos El primer paso para conseguir efecto de inmersividad es el uso de monitores estereoscópicos o monitores 3D. Bajo esta denominación se encuentra una amplia variedad de dispositivos que tienen como denominador común el uso de sistemas de televisión modificados. o

Sistemas estereoscópicos con espejos: Consisten en dos monitores LCD orientados según un ángulo fijo y montados en una estructura también fija, junto con un espejo situado en la bisección de las dos pantallas, según se indica en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. El espejo tiene como propiedades una transmisión del 50% y una reflectividad también del 50%. De esta manera, la imagen de una de las pantallas (que corresponde a uno de los ojos) pasa a través del espejo, sin modificar su polarización. La imagen de la otra pantalla es reflejada en el espejo y su polarización sufre un giro de 90º. De esta manera se obtienen 2 imágenes, cada una de ellas con una polarización diferente, por lo que utilizando unas gafas polarizadas (pasivas), se obtiene la imagen tridimensional.

Diagrama de funcionamiento y fotografía de un sistema estereoscópico con espejos

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Teniendo en cuenta estas características técnicas, se trata de un sistema inmersivo, pero de baja inmersividad y con poca capacidad de funcionamiento en modo multiusuario (no es de gran tamaño y la visualización óptima se obtiene cuando el usuario mira de frente al sistema). o

Sistemas auto-estereoscópicos: Existen varios tipos de pantallas auto-estereoscópicas, que no requieren el uso de gafas polarizadas para obtener la sensación de inmersividad. De acuerdo con su principio de funcionamiento, se encuentran principalmente dos tipos de pantallas:


El entrelazado vertical de las imágenes correspondientes al ojo izquierdo y derecho, respectivamente.




Uso de lentes verticales de tipo lenticular que dirigen la imagen a cada uno de los ojos, junto con un sistema de seguimiento del ojo. .




Cascos de Realidad Virtual (HMD) Los cascos de realidad virtual, conocidos como Head Mounted Devices (HMD) consisten en general en dos pantallas que se sitúan delante de los ojos del usuario, sujetas en una estructura de casco. Tiene la ventaja de que el sistema bloquea totalmente cualquier influencia visual externa que pudiera afectar al usuario, por lo que crea una fuerte sensación de inmersión y presencia. Con frecuencia, los sistemas HMD están acompañados de un sistema de seguimiento de la posición, que permite simular la presencia del usuario en el entorno virtual.

Head Mounted Display (HMD)

5.2.2 Sistemas de proyección Las distintas arquitecturas de los sistemas inmersivos basados en proyección vienen principalmente dados por la posición relativa entre pantalla y proyectores. Las características de los proyectores se describen en otro sub-apartado. Por otra parte, la pantalla es un elemento muy importante para la calidad total del sistema. Los parámetros característicos de las pantallas son: −

La ganancia, que es fundamental para el brillo y funcionamiento de la pantalla.

−

La rigidez de la pantalla, el material y el grosor, que también determinan el contraste de la misma. Se pueden encontrar pantallas de rígidas a flexibles, lo que modifica el coste, movilidad y funcionalidad del sistema.

−

El contraste, que viene determinado en gran medida por la ganancia y la rigidez de la pantalla.

En función de la arquitectura del sistema, encontramos pantallas con diversas características:


Proyección frontal pasiva: son las pantallas más complejas, pues necesitan una cubierta metálica para mantener la polarización. Debido a este aspecto metálico, el ángulo de

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visión es restringido. Esta configuración dificulta la operación interactiva con el sistema, ya que el usuario intercepta el haz de luz que va desde los proyectores a la pantalla. No obstante, este sistema se utiliza en grandes pantallas estereoscópicas, como las que se encuentran en parques temáticos.


Proyección posterior pasiva: en este caso también debe mantenerse la polarización, lo que hace que la pantalla deba tener una ganancia mayor y por lo tanto suele tener un ángulo de visión restringido, aunque este problema es menor que en el caso de la proyección frontal.




Proyección frontal activa: en este caso basta con utilizar una superficie blanca para obtener una buena calidad de imagen, debiéndose cuidar sólo los problemas de reflejos entre pantallas en los entornos inmersivos con más de una pantalla.




Proyección posterior activa: también es una solución sencilla de implementar, donde sólo se necesita una pantalla semitransparente con una capa difusora. Esto permite optimizar el ángulo de visión, la uniformidad y el contraste, sin tener en cuenta efectos de polarización.

Sistemas de proyección frontal (izda.) y sistemas de proyección posterior (dcha.) Los sistemas de proyección de realidad virtual utilizan pantallas de distintos tamaños y pueden constar de una única superficie o múltiples pantallas de proyección. El usuario puede necesitar gafas activas, o simplemente unas gafas pasivas polarizadas para percibir las imágenes tridimensionales. A continuación se presentan algunos de los sistemas de proyección más usados.


Desk Los sistemas de visualización tipo Desk están dotados de una pantalla más grande que los monitores estereoscópicos orientada a modo de escritorio o mesa de trabajo. La pantalla está en posición horizontal o ligeramente inclinada y sus dimensiones lo hacen adecuado para el trabajo en grupo, siempre que el número de usuarios no sea elevado, puesto que todos los usuarios tienen una visión correcta prácticamente desde todos los ángulos. Se trata, como en el caso de los monitores estereoscópicos, de sistemas semiinmersivos, donde el usuario tiene contacto visual con elementos ajenos al entorno tridimensional. Dada su configuración, es un sistema especialmente indicado para realizar actividades de diseño colaborativo en entornos tridimensionales, así como en actividades de formación o entrenamiento de personal.

Esquema de un sistema tipo desk (izda.). Fotografía de un sistema tipo desk

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Walls Los sistemas de tipo Wall consisten en una gran pantalla que permite la visualización de las escenas u objetos proyectados en estéreo. Se trata también de sistemas semiinmersivos, con ángulos de visualización superiores a los 60º. Existen diferentes tamaños y configuraciones posibles de este tipo de pantallas. Por ejemplo, cuando el dispositivo de visualización es una pantalla simple, con aspecto de forma 4:3 y de grandes dimensiones, se suele denominar Stereowall.

Ejemplos de sistemas tipo wall de distintos tamaños


Powerwalls Cuando se combinan diversos Stereowalls, dando como resultado Walls que multiplican su tamaño, se suele hablar de Powerwalls. En este caso, la combinación de pantallas hace necesario asegurar una correcta sincronización entre ellas, para que el usuario no detecte las líneas de unión entre pantallas. Una de las formas de solventar este problema pasa por el uso de la tecnología de edge-blending, consistente en el suavizado de los bordes de la proyección de modo que en la parte en dondese unen dos pantallas adyacentes la transición se realiza de forma suave. El Powerwall fue uno de los primeros sistemas de visualización multicanal, utilizado para el análisis colaborativo de datos científicos. La alta resolución y el gran tamaño de pantalla se obtienen combinando varios proyectores en una configuración de proyección posterior, lo que es posible gracias a los proyectores de tamaño reducido disponibles hoy en día. El hecho de que el usuario pueda acercarse a la pantalla sin interceptar la imagen (gracias a la proyección posterior) lo convierte en una herramienta muy adecuada para aplicaciones interactivas.




CAVEs Los sistemas tipo CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) es un sistema de visualización inmersivo, desarrollado en la Universidad de Illinois. La visión tridimensional se consigue mediante la proyección estereoscópica en varias pantallas (de 3 a 6) dispuestas en forma de cubo, dentro de las cuales se sitúan los usuarios. Este sistema es complementado con sistemas de tracking de cabeza (para generar la perspectiva correcta en cada pantalla) y mano (para posicionar y orientar el dispositivo de entrada). Además, un sistema de sonido envolvente proporciona sensación auditiva al usuario. Así, éste puede explorar el mundo virtual moviéndose a lo largo de la “habitación” definida por el conjunto de pantallas y manipulándolo mediante el dispositivo de entrada 3D. Dadas sus características y dimensiones, es posible que este entorno sea compartido por varios usuarios de modo que se convierte en una simulación en la que todos los usuarios se sumergen. De ellos, sólo un usuario es el “usuario activo”, que es aquél que lleva el dispositivo de tracking y por tanto la referencia respecto a la cual se generan todas las imágenes. Así, la visualización es óptima en el punto donde éste se encuentra. Actualmente, es un dispositivo útil en aplicaciones como validación de diseños en procesos de fabricación, planificación e interpretación geológica, investigación biológica, dinámicas de fluidos, etc. y en definitiva cualquier aplicación donde la posibilidad de estar

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realmente dentro del entorno representado por los datos a valorar suponga un requisito o una ventaja interesante.

Esquema de estructura tipo CAVE de 3 caras. Fotografía de un sistema tipo CAVE de 4 caras

5.3 Dispositivos Auditivos. La mayoría de las personas también tiene dos orejas. Esta es la principal razón para la preferencia por el sonido estereofónico. Exactamente igual que dos perspectivas visuales producen una imagen 3D, dos perspectivas de audio pueden producir un paisaje sonoro 3D. Sin embargo, con bocinas estereofónicas fijas los sonidos derecho e izquierdo se mezclan, y ambos oídos reciben sonidos de ambas bocinas. Usando audífonos y presentando las perspectivas acústicas correctas a cada oido, se puede preservar una buena parte del aspecto espacial de los sonidos. Los HMDs frecuentemente traen incorporados audífonos. 5.4 Dispositivos Kinestésicos. Se pueden emplear dispositivos adicionales para involucrar otros sentidos en la RV. Existen algunas compañías que ofrecen dispositivos especiales para “sentir” diversas sensaciones. Dado que no existe mucha demanda de tales equipos, como los generadores de olores o sabores, los simuladores de viento, o los asientos vibrantes o móviles, generalmente los participantes deben ser creativos e imaginarse sus propias versiones para otros sentidos que no sean la vista y el oído. 5.5 Tarjetas Aceleradoras Gráficas. Se ha producido una explosión de productores de tarjetas aceleradoras gráficas 3D para computadoras personales. Esas tarjetas ofrecen actualmente prestaciones en el orden de 500 mil a 2 millones de polígonos por segundo, variando grandemente su costo desde $300 hasta $20,000. Frecuentemente el costo no corresponde necesariamente con las prestaciones. Para adquirir una tarjeta es conveniente hacer una investigación actualizada del mercado. Este campo presenta avances sistemáticos en la búsqueda de prestaciones “perfectas” para PCs. Por ejemplo, Silicon Graphics ha desarrollado “nuevas” versiones de mesa de sus estaciones de trabajo que podrían acelerar el desarrollo de ambientes de RV con equipamiento menos caro. También hay muchos productores de tarjetas de sonido 3D. Estas tarjetas de sonido permiten producir una sensación de ubicación moderadamente buena a partir de una pequeña cantidad (1 a 4) de fuentes de sonido independientes, sin embargo, se esperan avances notables en este campo. Con la difusión de la norma VRML 2.0 en Internet, el sonido 3D se está volviendo una especie de obligación. 5.6 Sistemas de Localización y Seguimiento.

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Los sistemas de localización y seguimiento miden posición y orientación. A partir de la posición y orientación de la cabeza del participante, la computadora puede determinar el modo de visualizar el mundo virtual de manera que asemeje que el participante se encuentra dentro de él, al contrario de lo que ocurre al ver la televisión. Cuando se da vuelta a la cabeza, el localizador seguidor del casco percibe el cambio de posición y la computadora ajusta la visualización consecuentemente. El localizador – seguidor del casco tiene que ser capaz de muestrear la posición y orientación del participante al menos 20 veces cada segundo. También debe haber no más de 1/20 de segundo de retardo entre el momento de la toma de la muestra y la actualización del display. En caso que el proceso sea más lento, la vista y el oído interno (donde radica el sentido del equilibrio) envían al cerebro informaciones contradictorias acerca de la dirección en que apunta la cabeza. Este fenómeno es similar al que ocurre con alguien dentro de una embarcación pequeña en medio del oleaje. En ambos casos se produce mareo. 5.7 Otros Dispositivos de Entrada. Se utilizan otros dispositivos de entrada para comunicar a las computadoras que simulan el mundo virtual las intenciones y acciones del participante. Debido a que frecuentemente es difícil utilizar el teclado o el ratón mientras el participante está de pié y utilizando un casco que le cubre los ojos, se suelen utilizar otros sistemas de entrada en vez de (o mejor además de) el teclado y el ratón. Un bastón o varita es básicamente un joystick manual que tiene incorporados una cierta cantidad de botones. Los bastones frecuentemente incluyen un localizador – seguidor que permite que se agarren y se muevan objetos en el mundo virtual. Se puede usar un bastón en RV del mismo modo que se usa un ratón en una computadora de mesa. Moviendo el bastón en el espacio se mueve consecuentemente un puntero o cursor 3D en el ambiente virtual. Se puede también agarrar, arrastrar y soltar objetos virtuales, pero en vez de moverlos sólo horizontal o verticalmente, se pueden mover también en profundidad y rotarlos alrededor de los tres ejes coordenados. Es por esta razón que los bastones que pueden mover objetos en las direcciones X, Y y Z y también hacerlos rotar alrededor de los ejes X, Y y Z a veces son llamados controladores 6D o hexadimensio-nales. Dado que las distancias pueden ser arbitrariamente grandes en un ambiente virtual (y los localizadores – seguidores tienen un intervalo de trabajo limitado), usualmente no es práctico viajar a pié en un ambiente virtual. Algunos de los botones del bastón se usan frecuentemente para “volar”: se apunta el bastón o el casco (la cabeza) en la dirección en que se desea viajar y se oprime el botón de “volar”. En la RV no hay límite de velocidad. Los guantes sensitivos de RV son funcionalmente parecidos al bastón, pero como dispositivos son más complejos. Consisten en un localizador – seguidor que percibe la posición y orientación de la mano, así como algunos tipos de sensores de flexión para medir la curvatura de los dedos. Los guantes tienden a ser más caros y es más difícil aprender a usarlos, en parte porque la computadora tiene que ser capaz de reconocer señales manuales más elaboradas que la simple presión sobre un botón.

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Información olfativa – gustativa: Los sistemas de realidad virtual utilizan típicamente, información visual y auditiva y, en ocasiones, táctil. El olfato es diez mil veces más sensible que cualquier otro de nuestros sentidos y el reconocimiento del olor es inmediato. Sin embargo, desde el punto de vista del hardware, el estímulo del sentido del olfato y/o el gusto en entornos virtuales es complicado. Por ello, existen pocos sistemas comerciales de este tipo. Para procesar un olor se necesita una unidad de sensado y un sistema de reconocimiento de patrones. El sensado se realiza midiendo distintas características específicas del olor, el patrón obtenido tras el sensado se compara con una base de datos para determinar el olor (típicamente usando Redes Neuronales Artificiales) [2]. Los sistemas de detección de olores empleados en aplicaciones de realidad virtual son mucho más complejos que los sensores electrónicos de olores (o “narices electrónicas [3]) ya que, en entornos virtuales, además de procesar el olor como se ha descrito en el párrafo anterior hay que enviar una señal a otro lugar y reproducirlo. El “Virtual Cocoon” es un prototipo desarrollado por las universidades de Warwick y Nueva York, financiado por el EPSRC. Se trata de la primera tecnología virtual que permite estimular los cinco sentidos a la vez con realismo. Este prototipo dispone de una pantalla de alta definición y sonido envolvente. Tiene incorporados sustancias químicos que se mezclan, emitiendo diferentes olores, en función del programa. También se producen estímulos gustativos, segregando en la boca sustancias con distintos sabores y texturas.

Profesor David Howard con el Virtual Cocoon

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