Realidad virtual para niños

La realidad virtual (RV) es una tecnología que crea un mundo imaginario, pero que parece muy real. Este mundo se genera con computadoras y te hace sentir como si estuvieras dentro de él. Para experimentarlo, usas un dispositivo especial llamado gafas o casco de realidad virtual. A veces, también se usan guantes o trajes que te permiten interactuar más con ese mundo y sentir cosas que hacen que la experiencia sea aún más creíble.

¿Qué es la realidad virtual?

El término "realidad virtual" se hizo popular a finales de los años 80 gracias a Jaron Lanier, una persona muy importante en este campo. La Enciclopedia Británica describe la realidad virtual como el uso de computadoras para crear un ambiente tridimensional (3D) con el que puedes interactuar. Las aplicaciones de realidad virtual te sumergen en un mundo creado por computadora que simula la realidad. Para esto, se usan dispositivos como gafas, auriculares, guantes o trajes especiales que envían y reciben información. Por ejemplo, con unas gafas especiales, puedes ver imágenes animadas de un mundo virtual. Un concepto clave es la "presencia", que es la sensación de "estar allí" en ese mundo virtual.

Sentir que estás allí: Presencia e inmersión

La "presencia" en realidad virtual significa sentir que estás en un lugar o ambiente, aunque tu cuerpo esté en otro sitio. Es como si te transportaras a ese mundo virtual.

La "inmersión", en cambio, se refiere a lo bien que un sistema de realidad virtual puede mostrarte un mundo artificial para que se parezca a la realidad. Los sistemas con mucha inmersión permiten interactuar en tiempo real, ver imágenes en 3D, tienen imágenes muy fluidas y claras, y usan varias formas de estimulación (visual, auditiva y táctil).

Existen diferentes tipos de sistemas:

• Sistemas semi-inmersivos: Un ejemplo es el CAVE, que es una habitación rodeada de pantallas donde se proyecta el mundo virtual. Las imágenes se ajustan a donde mira el usuario principal. Varios usuarios pueden compartir la simulación, lo que es útil para trabajar en equipo.
• Sistemas no inmersivos: Son más populares porque son más económicos y fáciles de usar. A veces se les llama sistemas de realidad virtual de escritorio. Los videojuegos son un buen ejemplo. Aunque no te sumergen por completo, su buena combinación de interacción, facilidad de uso y gráficos atractivos puede hacer que te intereses mucho y te involucres en la simulación.

El uso de un casco de realidad virtual te permite ver imágenes en 3D y saber dónde estás en el mundo virtual gracias a sensores de movimiento. También puedes escuchar sonidos con auriculares e interactuar con objetos virtuales usando controles como joysticks, varillas o guantes especiales. Así, sientes que puedes mirar a tu alrededor y moverte por el mundo simulado.

¿Cómo funciona la realidad virtual?

Partes principales

La realidad virtual tiene dos partes importantes: el usuario (tú) y el mundo virtual. Cuando interactúas con el sistema de realidad virtual, estos dos se comunican a través de una "interfaz". La interfaz es como un traductor. Cuando haces algo (como moverte o hablar), la interfaz lo convierte en señales digitales que el sistema entiende. Luego, las reacciones del sistema se traducen de nuevo por la interfaz en cosas que tú puedes ver, oír o sentir (imágenes, sonidos, etc.). Así, tú interpretas esa información y reaccionas.

La importancia de usar varios sentidos

En la realidad virtual, la información se intercambia entre tú y el mundo virtual a través de diferentes sentidos, como la vista, el oído o el tacto. A esto se le llama interacción multimodal. Usar varios sentidos al mismo tiempo ayuda a que la experiencia sea más completa y realista, y aumenta la sensación de que realmente estás allí.

Tipos de inmersión y cómo te mueves

Datos para niños    Realidad Virtual externa
	Pulsa para modo Realidad Virtual inmersiva de Santuario del Santo Ecce-Homo - Crucero Bembibre, El Bierzo, Provincia de León, España.
Atención: este recurso está alojado en un sitio externo, fuera del control de la Fundación Wikimedia.

La realidad virtual puede ser de dos tipos principales: inmersiva o no inmersiva y semiinmersiva.

• Realidad virtual inmersiva: Te sumerge por completo en un mundo 3D creado por computadora. Para esto, usas cascos, guantes u otros dispositivos que detectan la posición y el movimiento de tu cuerpo.
• Realidad virtual no inmersiva: Utiliza una computadora normal, como la que usas para Internet. Puedes interactuar en tiempo real con otras personas en mundos que no existen, sin necesidad de dispositivos especiales. Es como navegar por un mundo virtual a través de la pantalla de tu computadora. Este tipo es más económico y fácil de usar, por lo que ha ganado mucha popularidad, especialmente en los videojuegos en línea.
• Realidad virtual semiinmersiva: Es similar a la inmersiva, pero usa varias pantallas (como en forma de cubo) y necesitas gafas y dispositivos de seguimiento de movimiento. Permite interactuar con cosas del mundo real. Un ejemplo es el CAVE.

Usos de la realidad virtual

La realidad virtual se usa en muchas áreas, como el arte, la educación, el entretenimiento, los videojuegos, la medicina y el entrenamiento militar. Se espera que siga creciendo y llegue a más industrias.

Educación

El primer uso práctico de la realidad virtual en la educación fue en 1993, con un laboratorio de física. Aunque todavía hay mucho por hacer, las posibilidades de la realidad virtual en la educación son enormes y ofrecen muchas ventajas para estudiantes de todas las edades. En universidades, ya se usa para prácticas y para adquirir experiencia, como diseñar modelos de arquitectura o ver sistemas del cuerpo humano en medicina.

Salud y bienestar

La realidad virtual ha sido muy útil en el campo de la salud mental. Permite que las personas interactúen con un entorno virtual de diferentes maneras, lo que hace la experiencia más personal. Se usa para ayudar con miedos intensos (fobias), como el miedo a volar. En un entorno virtual, se puede controlar todo lo que sucede, creando un espacio seguro donde la persona puede practicar y aprender a manejar sus miedos sin consecuencias directas. Luego, pueden aplicar lo aprendido en la vida real.

También se usa para la rehabilitación física y para ayudar con el bienestar psicológico. Permite a los profesionales de la salud tener más control sobre lo que se muestra, ofrecer más opciones de respuesta y crear escenarios complejos con diferentes estímulos (sonido, tacto, olfato, movimiento).

Medicina

La realidad virtual ha cambiado la forma en que se enseña medicina, especialmente en cirugía. En lugar de solo observar o practicar en situaciones reales, los estudiantes pueden usar simulaciones de realidad virtual. Esto es más seguro y permite practicar una y otra vez.

Las simulaciones de realidad virtual son muy realistas porque muestran estructuras del cuerpo en 3D de forma intuitiva. Los estudiantes pueden interactuar con la piel, músculos, huesos, nervios y vasos sanguíneos. Los cambios que ocurren después de cada paso de una cirugía son muy parecidos a la realidad. Además, todo el proceso se puede grabar y analizar, lo que ayuda a los estudiantes a mejorar.

También se usa para ayudar a pacientes con el manejo del dolor, la rehabilitación física y el tratamiento de algunas condiciones de salud mental.

Entretenimiento

La realidad virtual ha abierto un nuevo nivel de entretenimiento. Hay cortometrajes y películas en 360 grados que te permiten sentir que estás dentro de la historia. Empresas como Google Spotlight Stories han creado experiencias narrativas muy interesantes. Cámaras de 360 grados, como GoPro o Samsung, permiten grabar contenido que luego se puede ver en dispositivos móviles.

La industria del cine también ha usado la realidad virtual para publicidad, como en la película Isle of Dogs, donde podías experimentar el escenario de la película en realidad virtual.

Videojuegos

Los videojuegos han evolucionado mucho con la realidad virtual. Ahora puedes jugar títulos como Doom VR o Fallout 4 VR y sentir que te mueves por el mapa. Juegos como Rick and Morty: Virtual Rick-ality o Job Simulator permiten al usuario actuar de forma sencilla en el ambiente virtual sin necesidad de moverse mucho, evitando la fatiga visual.

Consolas como PlayStation VR han incorporado la realidad virtual con controles que tienen sensores de movimiento. Esto permite a más personas probar esta tecnología sin necesidad de una computadora muy potente. En España y Argentina, se han abierto salas de realidad virtual con juegos inmersivos, que ofrecen experiencias de entretenimiento con visores, guantes táctiles y plataformas de movimiento.

Programas de computadora

La realidad virtual también se ha integrado en programas de diseño, dando una nueva forma de crear contenido digital. Programas como Autodesk Maya, Cinema 4D o Adobe After Effects ahora permiten editar y crear contenido para realidad virtual. Plataformas de videojuegos como Steam VR o Unreal Engine VR también facilitan el desarrollo de juegos y experiencias interactivas en realidad virtual.

Los videos de 360 grados te permiten estar en el centro de la acción, sin importar el propósito del video. También existe la "web inmersiva", que incluye experiencias virtuales y de realidad aumentada en páginas web, útiles para la formación, noticias o ventas.

Historia de la realidad virtual

El origen de la realidad virtual se remonta a la Segunda Guerra Mundial. La Marina de Guerra de Estados Unidos pidió al MIT que creara un simulador de vuelo para entrenar pilotos. Este proyecto, llamado Whirlwind, terminó en 1951. Años después, en 1959, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos retomó el proyecto, y también apareció un uso civil de la tecnología 3D.

A lo largo del siglo XX, se crearon varios sistemas de realidad virtual:

• En 1962, Morton Heilig construyó el Sensorama, una máquina que mostraba imágenes 3D, con sonido estéreo, efectos de viento, aromas y un asiento que se movía.
• En 1968, Ivan Sutherland creó The Sword of Damocles, un casco de realidad virtual que mostraba imágenes 3D con modelos de líneas.
• En 1978, un equipo del MIT creó el Aspen Movie Map, un programa que permitía recorrer las calles de Aspen con grabaciones reales e interactuar con edificios.
• En 1984, el parque de diversiones Six Flags estrenó The Sensorium, una sala de cine 4D con película 3D, asientos que vibraban y efectos de aroma.
• En 1987, Nintendo lanzó el Famicom 3D System y Sega lanzó el Master System, ambos cascos de realidad virtual con lentes especiales.
• En 1991, Sega anunció el Sega VR, un casco de realidad virtual para máquinas recreativas y consolas, pero nunca se vendió.
• En 1995, Nintendo lanzó el Virtual Boy, un casco de realidad virtual con pantalla monocromática. Ese mismo año, Forte lanzó el VFX1, un casco con imagen 3D y seguimiento de movimientos de cabeza.
• En 2012, Palmer Luckey presentó el primer prototipo del casco Oculus Rift, que se empezó a vender en 2015.
• En 2016, Sony lanzó el PlayStation VR, y HTC y Valve lanzaron el HTC Vive.

Productos de realidad virtual

Muchas empresas están desarrollando productos de realidad virtual. Algunos ya están a la venta.

Cascos o gafas

Oculus Rift

También se les llama HMD (por sus siglas en inglés, head-mounted display). Hay dos tipos principales: los que tienen su propia pantalla y los que son una carcasa para poner un teléfono inteligente.

Las gafas suelen usar pantallas LCD u OLED. Algunas tienen dos pantallas (una para cada ojo) o una sola dividida. Las lentes ajustan la imagen para cada ojo, creando un efecto 3D.

El campo de visión es importante. Los humanos vemos entre 180° y 220° horizontalmente, pero la visión 3D es de unos 114°. La mayoría de los HMD funcionan con un campo de visión de 110° a 120°.

Dos puntos clave son los fotogramas por segundo (FPS) y la latencia (el retraso). Se necesitan al menos 60 FPS para que las imágenes se vean fluidas y no causen mareo. La latencia debe ser menor a 20 milisegundos para que no sientas un retraso entre lo que haces y lo que ves.

Gafas con pantalla integrada

• Rift: Para juegos y uso profesional, desarrollado por Oculus VR (ahora de Facebook). Se conecta a una computadora para usar su potencia.
• PlayStation VR: Desarrollado por Sony para las consolas PlayStation 4 y PlayStation 4 Pro. Se lanzó en 2016.
• Vive: Un proyecto de Valve y HTC. Tiene alta resolución, una tasa de refresco de 90 Hz y muchos sensores de posición.
• StarVR: Destacan por su amplio campo de visión (210°) al usar dos pantallas de alta resolución.
• FOVE VR: Tienen una característica especial: seguimiento ocular, que permite enfocar la imagen donde miras y nuevas formas de interacción.
• Pimax 4k: Tienen dos monitores 2K para una visión 4K y usan un sensor de giroscopio.
• Pimax 8k: Compatibles con SteamVR, tienen dos monitores 4K y puntos de seguimiento para sensores.

Modelos que ya no se fabrican

Forte VFX1 del año 1995

• Gear VR: Desarrollado por Samsung y Oculus VR. Es una carcasa para teléfonos Samsung que actúan como pantalla y procesador.
• Cardboard: Una carcasa de cartón de Google para experimentar la realidad virtual de forma económica con un teléfono. Se dejó de fabricar en 2021.
• Daydream View: Un visor de Google lanzado en 2016 y descontinuado en 2019. Era compatible con algunos teléfonos y venía con un mando.
• Virtual Boy: Una consola de Nintendo de 1995 con gafas monocromáticas 3D. No tuvo éxito y se dejó de vender al año siguiente.
• Forte VFX1: Un HMD de 1995 que se conectaba a una PC y ofrecía imagen 3D con seguimiento de cabeza.
• eMagin Z800 3DVisor: Fabricado desde 2005, con dos pantallas OLED. Se usaba para ver imágenes 3D o como monitor portátil, y también para algunos videojuego de disparos en primera persona.

Sensores de posición

Plataforma omnidireccional Cybertih Virtualizer, en la Gamescom 2013.

Los cascos más avanzados vienen con sensores de posición que se colocan en la habitación. Estos permiten al sistema saber dónde están las gafas y otros accesorios, para que puedas moverte libremente en el espacio virtual.

Ejemplos son Lighthouse (para HTC Vive) y Constellation (para Oculus Rift). También existe Nolo VR, un sistema de seguimiento para visores de móvil.

Controles

Los sistemas de realidad virtual suelen incluir controles para interactuar con el mundo virtual. Normalmente son mandos que se sujetan con las manos y que detectan tu posición. Así son los Touch de Oculus o los mandos de HTC Vive y PSVR. También hay guantes o sensores que detectan la posición de tu cuerpo.

• Leap Motion: Un sensor que detecta los movimientos de tu mano a distancia, convirtiéndola en un control.
• STEM System: Un sistema inalámbrico para detectar movimientos corporales.
• PrioVR: Similar al anterior, traslada tus movimientos corporales al mundo virtual.
• Gloveone: Un guante que te permite sentir sensaciones táctiles (peso, forma, textura) gracias a pequeños motores que vibran.
• PowerClaw: Una interfaz que estimula la piel para que sientas calor, frío, vibración y rugosidad.
• HTC Vive Virtual Reality System Tracker: Un sensor externo que permite incorporar objetos cotidianos a la realidad virtual.
• VR Gun: Un dispositivo con forma de arma que usa el HTC Vive Tracker para hacer los juegos de disparos más realistas.
• Pimax Controller: Controles similares a otros, pero con un diseño que permite sujetarlos sin apretar los dedos, dando la sensación de agarrar y soltar objetos.

Otros accesorios

• Virtuix Omni: Una plataforma omnidireccional donde puedes caminar sin moverte del sitio, ideal para explorar grandes distancias en el mundo virtual.
• Cyberith Virtualizer: Otra plataforma omnidireccional similar.

Programas y contenidos

Además del equipo físico, muchas empresas crean programas y contenidos para disfrutar con la realidad virtual. Algunos ejemplos son:

• Demos (entornos para explorar): Tuscany Dive, Riftcoaster, Ready Player One: OASIS beta.
• Videojuegos: Elite: Dangerous, Alien Isolation, EVE Valkyrie, Half-Life 2 (adaptado), The Elder Scrolls V: Skyrim VR, Doom VR, Fallout 3 VR.
• Video: Videos 360 de diferentes tipos (documentales, ficción, música) y aplicaciones para verlos (YouTube, Within).
• Educación: Space Engine, Expeditions, Unimersiv, Apollo 11 VR, 3D Organon VR Anatomy (para aprender sobre el cuerpo humano).
• Turismo virtual: VR Cities, Sites in VR.
• Artes plásticas: Inception VR.
• Comunicación: AltspaceVR.
• Medicina: ER VR, 3D Organon VR Anatomy.

Problemas que los usuarios han encontrado

Algunos desafíos que la realidad virtual debe superar son:

• La necesidad de conectar las gafas a una computadora potente.
• El precio, que aún es alto para muchas personas.
• La falta de suficiente contenido que justifique la compra.
• Los cascos pueden ser pesados, lo que limita el tiempo de uso.
• Solo una persona puede usar el dispositivo a la vez.
• Altas exigencias en las tarjetas gráficas de las computadoras.
• Algunos cascos no incluyen auriculares, lo que puede ser incómodo.
• Se necesita un espacio amplio para colocar los sensores de movimiento.
• Puede causar fatiga visual después de un uso prolongado.
• Existe la posibilidad de golpear objetos reales en la habitación mientras se usa el visor.
• Es difícil compartir la experiencia con otros.
• El campo de visión puede ser reducido y con deformaciones en los lados.
• Los cables pueden estorbar el movimiento.
• Los controles pueden ser pesados y poco flexibles.
• No es apto para personas con ciertas condiciones de salud.
• Pueden haber problemas con los sensores de posicionamiento.

Técnicas de realidad virtual

Para que la realidad virtual se sienta real, se usan varias técnicas, como el seguimiento de cabeza, de movimiento y ocular. Los mandos con vibración también son importantes para conectar al usuario con las acciones en pantalla.

Seguimiento de cabeza

El seguimiento de cabeza permite que la aplicación reconozca los movimientos de tu cabeza y mueva la imagen en consecuencia. Para esto, los cascos tienen acelerómetros, giroscopios y magnetómetros. Cada compañía usa su propia técnica para saber dónde está tu cabeza.

• Oculus Rift usa su sistema Constellation, con luces infrarrojas en el casco y un sensor que las detecta.
• PlayStation VR usa luces LED y una cámara para ajustarse a tu posición.
• HTC Vive usa un sistema llamado Lighthouse, con dos cajas en la pared que emiten láseres. El casco y los mandos tienen sensores que captan estos láseres para calcular su posición. Si te acercas demasiado a una pared real, aparece una cuadrícula virtual para avisarte.

Rastreo de movimiento

El rastreo de movimiento es una extensión del seguimiento de cabeza que permite reconocer otros movimientos, como los de tus brazos y piernas.

• Leap Motion Orion es un sistema muy preciso para seguir los movimientos de las manos y los dedos.
• Oculus Touch son dos mandos que se sujetan con las manos y tienen sensores para detectar gestos como cerrar el puño o señalar.
• El GloveOne de NeuroDigital Technologies es un guante que te permite sentir el peso, la forma y la textura de los objetos virtuales.

También existen otros sistemas, como trajes especiales, controles por voz o cintas de correr como Virtuix Omni, que te permiten caminar o correr en el mundo virtual.

Seguimiento ocular

Esta tecnología, presente en el casco FOVE VR, usa sensores infrarrojos para detectar los movimientos de tus ojos. Esto permite que tu avatar virtual imite tus movimientos oculares y que los personajes reaccionen a cómo los miras. También mejora el realismo, ya que solo enfoca lo que estás mirando, como sucede en la vida real. Esto puede ayudar a evitar el mareo.

Desafíos de la realidad virtual

Problemas físicos

Uno de los mayores desafíos es lograr que el usuario se sienta inmerso sin sentir náuseas o mareo. Esto se conoce como cibermareo y es similar al mareo por movimiento. La intensidad de estos síntomas varía de persona a persona.

El problema ocurre por un desajuste entre lo que ven tus ojos y la información que tu oído interno (sistema vestibular) envía al cerebro sobre tu movimiento y equilibrio.

Causas

Los desarrolladores trabajan para evitar estas causas:

Retraso (Latencia)

La latencia es el retraso entre lo que haces y lo que ves en la pantalla. Si es muy alta (más de 20 milisegundos), puede causar mareo. Los sistemas de realidad virtual necesitan una latencia muy baja, idealmente menos de 7 milisegundos, lo cual es un gran desafío tecnológico.

Imágenes dobles y persistencia

Otro problema es el "judder" o imágenes dobles, que es una combinación de imágenes borrosas y el efecto estroboscópico (ver múltiples copias de una imagen). Esto también causa mareos.

Para evitarlo, se necesitarían muchísimos fotogramas por segundo (entre 300 y 1000 FPS), lo cual no es posible con la tecnología actual. La solución es usar pantallas de "baja persistencia", donde los píxeles se encienden por muy poco tiempo. Esto elimina las imágenes borrosas, aunque puede hacer más evidente el efecto estroboscópico en las partes de la imagen que no estás mirando directamente.

Privacidad y protección de datos

Con las nuevas tecnologías, la preocupación por la protección de datos es muy importante. La realidad virtual no solo usa tus datos personales, sino que puede recopilar información muy detallada sobre ti. Por ejemplo, las gafas pueden analizar variaciones en tu iris, y los mandos pueden analizar tus cambios de postura para entender tus emociones.

El análisis de cómo te mueves en el mundo virtual, tus tiempos de reacción y cómo interactúas, crea un estudio muy completo de tu comportamiento. Si se añaden interfaces neuronales, se podría llegar a un nivel de conocimiento del individuo nunca antes visto.

Por eso, la realidad virtual plantea un nuevo desafío para la protección de datos, que va más allá de la privacidad de la información e incluye tu bienestar físico y mental.

Efectos en el bienestar

La realidad virtual puede tener un impacto importante en tu bienestar físico y mental. Puede ser positiva, ya que se usa para ayudar con miedos o el estrés. Pero también puede tener efectos no deseados, como la posibilidad de volverse adicto o de perder la sensibilidad a ciertas situaciones.

Es muy importante monitorear y proteger el bienestar de los usuarios. Esto se logra haciendo pruebas suficientes en las aplicaciones y dispositivos para asegurar su calidad y seguridad. También es clave fomentar un equilibrio saludable entre el uso de la realidad virtual y las actividades de la vida real, como socializar o hacer ejercicio.

Otros desafíos

Además de los desafíos tecnológicos, la realidad virtual enfrenta otros problemas:

• No se sabe con certeza cómo el uso continuo de la realidad virtual puede afectar a una persona a largo plazo, tanto física como mentalmente.
• Los costos del equipo necesario siguen siendo muy altos para la mayoría de las personas.
• La realidad virtual necesita generar ganancias para ser sostenible. Aunque los jugadores son el público principal, es necesario atraer a más sectores para que la tecnología crezca.

La realidad virtual en la ficción

Personal de la armada de los Estados Unidos usando un sistema de realidad virtual para entrenarse

Muchos libros y películas de ciencia ficción han imaginado personajes que entran o quedan atrapados en una realidad virtual.

Cine

La realidad virtual ha sido un tema importante en varias películas:

• The Matrix (1999): Neo, un hacker, descubre que su mundo es una simulación digital llamada Matrix, creada por máquinas que usan a los humanos. Neo debe luchar contra programas que atrapan a quienes descubren la verdad.
• Ready Player One (2018): El adolescente Wade Watts pasa su tiempo en un universo virtual llamado OASIS. Su vida cambia cuando descifra una prueba de una competición para controlar OASIS, pero no es el único que busca el premio.
• Inception (2010): Dom Cobb es un ladrón de ideas que se infiltra en los sueños de las personas. Para recuperar su vida, debe implantar una idea en la mente de alguien.
• El juego de Ender (2013): Después de un ataque alienígena, Ender Wiggin es entrenado para ser el comandante que protegerá a la Tierra de una nueva amenaza.
• Jumanji: bienvenidos a la jungla (2017) y Jumanji: siguiente nivel (2019): Cuatro adolescentes quedan atrapados en un videojuego y deben superar desafíos para volver a casa, sin perder más de tres vidas.

Véase también

En inglés: Virtual reality Facts for Kids

• Hiperrealidad
• Cibercultura
• Universo holográfico
• Aplicaciones de la realidad virtual
• Metaverso