Realidad virtual y visualización de datos

Realidad Virtual/Virtual Reality

La actividad del Grupo de Realidad Virtual en CeDInt se centra principalmente en el desarrollo de herramientas de Realidad Virtual, Realidad Aumentada, Realidad Mixta, tracking e interacción natural, visión artificial, visualización y análisis visual aplicadas a la solución de problemas y retos tecnológicos en ámbitos como: la seguridad y vigilancia; la automatización y asistencia personalizada en entornos inteligentes; la cirugía y la medicina legal y forense; la arquitectura y planificación urbanística y la visualización y análisis de grandes volúmenes de datos como apoyo a la toma de decisiones a gran escala (por ejemplo en Smart Cities).

En el área de Realidad Virtual se mantienen en la actualidad cuatro grandes líneas de investigación:

1.- REALIDAD VIRTUAL

El término Realidad Virtual (RV) hace referencia a cualquier entorno generado por ordenador donde es posible simular entornos físicos del mundo real así como mundos imaginarios. El grado de presencia en el interior de un entorno virtual depende de cómo de inmersos estén nuestros sentidos. Para lograr esto, RV hace uso de gráficos en tiempo real estereoscópicos a través de diferentes tipos de dispositivos de visualización (HMD, StereoWall, CAVE, etc.), sistemas de seguimiento (tracking) para monitorizar uno o varios usuarios y dispositivos sensoriales hápticos.

En el laboratorio de Realidad Virtual del CeDInt, nuestro trabajo está enfocado principalmente a la generación de contenido 3D realista y aplicaciones que ayuden al usuario a sentirse más inmerso con el contenido presentado. Vemos la realidad virtual como una clave tecnológica no sólo para la visualización y simulación de experiencias sino también como una magnífica herramienta que aporta soluciones a los problemas de la vida real. Con esta idea, nuestros proyectos tienen como propósito detectar y tratar dichos problemas como por ejemplo el desarrollo de una herramienta de reconstrucción de tejidos blandos faciales o un sistema de monitorización de entornos controlados para la ayuda de toma de decisiones.

Aplicaciones:

  • Diseño, modelado y visualización de objetos y lugares de interés como edificios, entornos, productos industriales, prototipos, etc.
  • Reconstrucción y visitas virtuales a lugares históricos reales y patrimonio cultural.
  • Visualización de datos complejos y simulación de procesos.
  • Formación y entrenamiento de personas de manera colaborativa para abordar situaciones complicadas y/o peligrosas.
  • Investigación científica en medicina mediante la reproducción de condiciones de la vida real de manera virtual y estudio del comportamiento de usuarios en un entorno práctico y controlado.

 

2.- REALIDAD AUMENTADA

El objetivo de la realidad aumentada es la integración de contenido digital sobre un vídeo o en el entorno del usuario en tiempo real. Es, literalmente, añadir información de interés al entorno que nos rodea. A diferencia de la realidad virtual, la realidad aumentada no consiste en simular una escena real. En su lugar, la RA utiliza el espacio real como base y añade información contextual para ampliar el conocimiento del usuario acerca de su entorno. El ejemplo más frecuente y una de las primeras aplicaciones comerciales de la tecnología de RA fue la inserción de la línea de fuera de juego en los partidos de fútbol televisados.

En el CeDInt se trabaja en proyectos de realidad aumentada, mostrando contenido en smartphones o en PCs, tratando de crear experiencias en las que el usuario no puede diferenciar entre el mundo real y el virtual. Esta técnica proporciona un marco de desarrollo para el estudio y la investigación en una amplia gama de áreas como el entretenimiento, la formación militar, el diseño de ingeniería, la robótica, la fabricación y otras industrias.

Aplicaciones

  • Localización de usuarios en entornos desconocidos, usando algoritmos procedentes del ámbito de la robótica, como por ejemplo SLAM y PTAM.
  • Representación de información contextual superpuesta sobre la geometría del entorno.
  • Reconstrucción de ruinas, edificios o paisajes anteriormente existentes.
  • Provisión de contenido interactivo, ayudando al proceso de aprendizaje. La RA también permite la colaboración remota.
  • Soporte en la toma de decisiones dentro del prototipado industrial o visualización de procesos antes de la finalización del proyecto.
  • Asistencia para la resolución de tareas complejas de ensamblado, mantenimiento, cirugía.
  • Visualización de proyectos de construcción antes de la finalización del edificio. Con RA se puede realizar una visita virtual, tanto de exteriores como distribución interior, en el lugar donde se vaya a realizar la obra.

3.-VISIÓN ARTIFICIAL

La Visión Artificial, también llamada Visión por Computador,  es una rama de la Inteligencia Artificial que recoge el conjunto de técnicas que permiten a una máquina reconocer la estructura y propiedades de las imágenes que recibe tal y como lo haría un ser humano. Para conseguir esto la Visión Artificial utiliza, entre otras, técnicas de procesado de imágenes, de reconocimiento de patrones, aprendizaje estadístico y teoría de grafos.

En el laboratorio de Realidad Virtual del CeDInt se utilizan las técnicas de Visión Artificial como soporte a las áreas de Realidad Virtual y Realidad Aumentada. Estas técnicas procesan las imágenes capturadas por las cámaras  proporcionando los datos necesarios a las aplicaciones finales, por ejemplo la detección de un determinado objeto o el cálculo de la profundidad de los objetos de la escena para poder interactuar con ellos.

Entre las técnicas de Visión Artificial con las que habitualmente trabajamos se encuentran:

  • Segmentación
  • Extracción de características
  • Correspondencia estéreo
  • Reconocimiento facial
  • Reconstrucción de escenarios

4.- ANALISIS VISUAL DE LA INFORMACIÓN

La resolución de problemas, tanto en el ámbito académico como en el empresarial, esta íntimamente ligada a como se analizan los datos. En la era de la explosión de los datos, esto puede ser verdaderamente catastrófico si los investigadores no disponen de herramientas y metodologías apropiadas que faciliten su comprensión.

Estas razones hacen que la visualización de la información, y la analítica visual, se hayan hecho áreas de estudio extraordinariamente activas en los últimos años. La primera tiene como objetivo el representar visualmente información abstracta de una manera más comprensible al ser humano; la segunda refuerza la habilidad humana del razonamiento y la comprensión de escenarios complejos y dinámicos a través de mecanismos de la percepción. El objetivo final de ambas es la adquisición y extracción de conocimiento de los datos en bruto a través de metáforas visuales interactivas.

Nuestros temas de interés en la actualidad son:

  • Representación Geo-espacial de datos;
  • Análisis Temporal (Línea de tiempo) de datos;
  • Comprensión de patrones complejos en áreas urbanas;
  • Asesoría a los responsables de la definición de políticas;
  • Asesoría a expertos en minería de datos;
  • Representación de características de los datos en entornos de realidad virtual y/o aumentada.

Proyectos

VirtualMine

El objetivo principal del proyecto VirtualMine es fomentar la importancia en la comunidad local acerca de las materias primas y su uso para un desarrollo sostenible de las regiones que integran la...

INTUIT

El rendimiento de ATM es el resultado de la compleja interacción de políticas y regulaciones interdependientes, partes interesadas, tecnologías y condiciones del mercado. Las...

ReVirTool

Proyecto basado en el uso de la Realidad Virtual para el tratamiento de pacientes con dependencia alcohólica.

INSIGHT

INSIGHT (Innovative Policy Modelling and Governance Tools for Sustainable Post-Crisis Urban Development) es un proyecto de investigación financiado por la Comunidad Europea bajo...

Mix-Tur

Desarrollo de una plataforma móvil capaz de ofrecer un servicio personalizado dentro de ferias presenciales, como cálculo de rutas y presentación de información utilizando...

3DDB

Desarrollo un sistema de recogida de información que permita hacer recreaciones tridimensionales de movimientos de personas dentro de una sala de estudio para su almacenaje en...

THOFU

Aplicación de las nuevas tecnologías en los hoteles del futuro, de forma que resulten más cómodos para los clientes, se ofrezcan nuevos servicios y nuevas formas de interacción.

IMMERSIVE TV

El objetivo del proyecto es investigar sobre las tendencias de producción de contenidos digitales inmersivos y toda la cadena de valor involucrada (producción, transmisión y...

evMIC

Creación de una plataforma interoperable, centrada en el usuario, que permita la creación de entornos virtuales de aprendizaje, superando las limitaciones actuales y alineándose...

IDS3D

Desarrollo de una plataforma integrada en un portal web capaz de identificar y dar seguimiento a un conjunto de elementos que se mueven en un entorno controlado.

CRÁNEO

Desarrollo de una aplicación informática de apoyo a los procedimientos de reconstrucción de rostros de individuos a partir de restos óseos para aplicaciones en el campo de la...

DVD

Desarrollo de sistemas orientados a la mejora del usabilidad de las pasarelas domóticas para la población en general y, en particular, para personas de movilidad reducida (...

Publicaciones y otras actividades relevantes

Visual Analytics and Machine Learning for Air Traffic Management Performance Modelling: Preliminary Findings of the INTUIT Project and Prospects for Future Research 11/2016
On the influence of individual characteristics and personality traits on the user experience with multi-sensorial media: an experimental insight 02/2016
EXPERIENCIA DE USUARIO EN ENTORNOS 3D INMERSIVOS E INTERACTIVOS 12/2015
Evento satélite del congreso internacional NetSci 2015 06/2015
Novel Approaches to Immersive Media: From Enlarged Field-of-View to Multi-sensorial Experiences 01/2015
Iris Galloso nombrada Miembro substituto por España en el comité de gestión 01/2015
Perception and visual cues 09/2014
Integration of multi-sensorial stimuli and multi-modal interaction in a hybrid 3DTV system.  09/2014
Introduction to data visualization 09/2014
Desarrollo de un sistema de estimación de mapas de profundidad densos a partir de secuencias reales de vídeo 3D 05/2014
A Perceptive Insight into Cities Patterns by Visualizing Urban Economies 01/2014
Evaluadora de la ANEP en la Convocatoria de Infraestructuras Científico-Tecnológicas 2012-2013 01/2014
Evento satélite del congreso europeo ECCS 2014 01/2014
What (Smart) Data Visualizations Can Offer to Smart City Science 01/2014
Iris Galloso Miembro substituto por España en el comité de gestión 01/2014
Luca Piovano Miembro por España en el comité de gestión acción COST 02/2013
Experimental Prototype Merging Stereo Panoramic Video and Interactive 3D Content in a 5-sided CAVETM. (Conceptual Design and Preliminary Results) 10/2012
Tracking multiple humans in large environments: proposal for an indoor markerless tracking system. 01/2012
Unified 3D Application for Identification and Tracking in Controlled Environments 11/2011
Computerized Three-Dimmensional Craniofacial Reconstruction from Skulls Based on Landmarks 09/2011
IDT-3D: Identification and tracking in controlled environments using a 3D unified user interface 05/2011
Virtual Domotic Systems: a 3D Interaction Technique to Control Virtual Building Devices Using Residential Gateways 07/2010
A Web-Oriented Application for 3D Craniofacial Reconstruction in Forensic Medicine. 07/2010
Virtual Domotic systems: a New 3D Multi-User, Highly Immersive and Intiuitive Interface for Residential Gateways 01/2009

Sistema portatil de RV

El sistema portatil de Realidad Virtual nos permite llevar a congresos, exhibiciones o a casa de nuestros clientes nuestros trabajos en Realidad virtual.

Muro 3D

El CeDInt cuenta con un avanzado sitema de retroproyección con capacidad para 30 personas y las siguientes caracteristicas:

Impresora 3D en color de polvo de resina modelo ZCORP 510.

Sistema de fabricación por adición de capas.

Escayola (resina) especial para alta resolución, con aglutinante a color.

Scanner Laser 3D de sobremesa.

Para piezas de tamaño medio y pequeño (NextEngine Desktop 3D Scanner). 

Para objetos de tamaño menor de 20 cm de diámetro se obtiene el perfil 3D con precisión de 1 micra.

Scanner Laser 3D LDI Surveyor CS

Scanner Laser 3D LDI Surveyor CS

Para piezas de gran tamaño.

Permite escanear objetos  de más de 1 metro de diámetro con precisión de menos de 10 micras.

Laboratorio de fabricación digital

Espacio de producción de objetos físicos a escala personal que agrupa equipos y máquinas de última generación que permiten favorecer la creatividad, minimizar ciclos de diseño y mejorar el proceso

Cave® de 5 Caras (i-Space®)

El CeDInt ha cuenta con una instalación de un sistema de proyección estereoscópica tipo CAVE® (Cave Automatic Virtual Environment).

Imagen de Luca Piovano
Dr. Piovano, Luca
Imagen de franluque
Luque Oostrom, Francisco Pedro
Imagen de Diego Sepulveda
Sepúlveda Carretero, Diego