Virtual Reality and Augmented Reality Laboratory

Laboratorio de Realidad Virtual y Realidad Aumentada

 

La actividad de este laboratorio se centra en el desarrollo de herramientas, entornos de visualización y aplicaciones basadas en Realidad Virtual, Realidad Aumentada y Mixta, tracking e interacción natural, técnicas de visión artificial y visualización y análisis de datos aplicadas a la solución de problemas y retos tecnológicos. Los ámbitos de aplicación más importantes son 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).

 

Las instalaciones y técnicas ofertadas se encuentran adscritas a la Red de Laboratorios e Infraestructuras de la CAM (Comunidad Autónoma de Madrid) con el número de registro 430.

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Laboratorio de la CAM

 

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El ámbito de aplicación de la Realidad Virtual, Realidad Aumentada y técnicas de Análisis Visual de la Información es muy variado, dado que se trata de técnicas muy transversales.

 

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, la RV hace uso de gráficos en tiempo real estereoscópicos a través de diferentes tecnologías de visualización (Head Mounted Displays o HMDs, pantallas de grandes dimensiones tipo StereoWall, multiples pantallas como la CAVETM, 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. Los ámbitos de aplicación más importantes son: 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.

 

REALIDAD AUMENTADA

El objetivo de la realidad aumentada es la integración de contenido digital sobre la imagen que perciben los usuarios 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 dispositivos móviles (e.g. tablets o smartphones), tratando de crear experiencias en las que el usuario percibe información enriquecedora del entorno que le rodea. 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. Los ámbitos de aplicación más importante de la RA son: 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; 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 su finalización.

 

VISIÓN ARTIFICIAL

La Visión Artificial, también llamada Visión por Ordenador, 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, 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

 

ANÁLISIS VISUAL DE LA INFORMACIÓN

La resolución de problemas, tanto en el ámbito académico como en el empresarial, está 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. En la actualidad, los proyectos del CeDInt en este ámbito abordan los siguientes temas: 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.

La principal infraestructura del laboratorio Realidad Virtual y Realidad Aumentada de CeDInt es un sistema de proyección estereoscópica tipo CAVETM (Cave Automatic Virtual Environment). Se trata de un sistema de visualización 3D envolvente en el que la ilusión de inmersividad se consigue utilizando tecnología de proyección estéreo Active Infitec®+ contra cinco pantallas de grandes dimensiones, compuestas de modo que simulan un cubo dentro del cual se sitúa el usuario. Además, dispone de un avanzado sistema de retroproyección (3D Powerwall) con capacidad para 30 personas y un sistema portátil de realidad virtual compuesta por una pantalla de retroproyección y dos proyectores DLP.

Ubicación

Las dependencias del laboratorio se encuentran dentro del Centro de Domótica Integral en el Campus de Montengancedo.

Más información AQUÏ

 

Teléfono de contacto

Conserjería CeDInt: +34 910679600

 

Correo de contacto

info@cedint.upm.es

 

Responsable científico

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   Asunción Santamaría Galdón

 

Responsables técnicos: 

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Francisco Pedro Luque Oostrom

Luca Piovano

 

Proyectos de interés

Enlace a proyectos

 

Descripción

Proyectos

Enlaces de interés

Análisis visual de información para adquisición y extracción de conocimiento.

 

IMMERSIVE TV

 

INSIGHT

Portal de Visualización de INSIGHT

Aplicación de técnicas de visión artificial como soporte a la Realidad Virtual y Realidad Aumentada

 

IDS3D

Mix-Tur

IMMERSIVE TV

 

Resultados del proyecto ImmersiveTV

Asistencia para la resolución de tareas complejas de ensamblado, mantenimiento, cirugía.

 

evMIC

CRÁNEO

IDS3D

 

Comprensión de patrones complejos de datos (urbanos, bancarios, tráfico, telefonía, consumo energético, etc.)

 

PRIVADOS

Portal de Visualización de INSIGHT

Diseño, modelado y visualización de objetos y lugares de interés como edificios, entornos, productos industriales, prototipos, etc

DVD

IDS3D

VirtualMine

SuperVR

 

Formación y entrenamiento de personas de manera colaborativa para abordar situaciones complicadas y/o peligrosas.

 

IDS3D

 

Investigación científica en medicina mediante la reproducción de condiciones de la vida real de manera virtual

 

evMIC

CRÁNEO

DVD

ReVirTool

Programa Pista Telemadrid

 

Proyecto CRANEO premiado en computerworld/a>

 

Visita Hospital 12 de Octubre

Localización de usuarios en entornos desconocidos, usando algoritmos procedentes del ámbito de la robótica, como por ejemplo SLAM y PTAM.

 

3DDB

 

Provisión de contenido interactivo, ayudando al proceso de aprendizaje.

 

DVD

ReVirTool

VirtualMine

Resultados proyecto ReVirTool

Reconstrucción y visitas virtuales a lugares históricos reales y patrimonio cultural.

 

VirtualMine

VirtualMine video

Representación de información contextual superpuesta sobre la geometría del entorno.

 

THOFU

Mix-Tur

 

 

Representación de características de los datos en entornos de realidad virtual y/o aumentada.

 

VirtualMine

SuperVR

 

Soporte en la toma de decisiones dentro del prototipado industrial o visualización de procesos antes de la finalización del proyecto

 

SuperVR

 

Visualización de datos complejos y simulación de procesos

 

PRIVADOS

Portal de Visualización de INSIGHT

 

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

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El CeDInt cuenta con un avanzado sitema de retroproyección con capacidad para 30 personas.

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Sistema de fabricación por adición de capas.

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



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.



Para piezas de gran tamaño.

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



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

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Estos cascos de Realidad Virtual dotados de un sistema de tracking monousuario permiten experimentar entornos inmersivos 3D adaptados en cualquier lugar.