Realidad virtual y visualización de datos

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.