La realidad aumentada esta llegado. Comenzamos el 2021, y eso supone el inicio de una nueva década.
La década de los 20. Una década que inicia este 2021 y que terminará en 2030. Si podemos nombrar una tecnología clave que ha permitido definir la pasada década de los 10 del siglo XXI, esta ha sido sin duda la tecnología móvil. Desde 2011 hasta 2020, ha sido el móvil y la movilidad en sí la que ha recibido toda la atención y ha cambiado nuestra forma de entender e interactuar con nuestro mundo.
Hemos pasado de usar los móviles para cosas básicas a usarlos para todo: comunicarnos, jugar, hacer fotografías, oír música, ver vídeos, series o películas, gestionar nuestra productividad, nuestro trabajo, nuestra vida… el móvil se ha convertido en el centro neurálgico de nuestra vida y sin un móvil con conexión de datos no somos nada. Hasta los abuelos tienen uno para ver las fotos de sus nietos o hablar con nosotros en este momento actual de confinamiento y prevención dada la situación de salud a nivel mundial.
Pero los móviles han tocado techo y parece que el margen de mejora es cada vez más lento (hemos podido verlo en los últimos años y cómo los móviles de todas las marcas han tenido factores únicos y claves de mejora basados en procesador y capacidad fotográfica). Ahora entramos en una nueva década donde otras tecnologías darán paso a la reinvención de nuestra interacción con la tecnología. Y una de ellas, una de las principales, será la realidad aumentada.
Realidad Aumentada, concepto básico y evolución
Fue en la década de los 90 del pasado siglo, cuando vimos los primeros intentos por parte de las fuerzas aéreas del ejercito de los Estados Unidos, de usar lo que hoy conocemos como realidad aumentada o mixta (más adelante veremos la diferencia conceptual).
Prototipo de Realidad Aumentada de las Fuerzas Aéreas en los años 90.
En esencia, todo se basa en mezclar elementos virtuales (gráficos generados en tiempo real por ordenador) con nuestra realidad para que parezcan uno solo. Para conseguir esa fusión, se requiere de algún tipo de “visor” mixto que permita ver nuestra realidad fusionada con gráficos 3D.
El truco tras la realidad aumentada es tan “simple” como modificar en tiempo real los elementos 3D generados para que parezcan integrados en nuestra realidad tangible.
A través del uso de varias tecnologías como la visión computerizada que permite interpretar la realidad y crear una “dimensión espejo” virtual, conseguimos la magia que une ambos mundos. Imaginen que yo miro a través de una lente o dispositivo que usa realidad aumentada y veo una mesa. El sistema detectará un plano horizontal y creará una geometría 3D sobre la misma que se adaptará en tiempo real y que moverá al moverse esa lente o dispositivo en el espacio real.
Realidad aumentada es la tecnología de la próxima década
De esta forma, creará una malla alrededor de la realidad, invisible, sobre la que colocar elementos 3D que sí veremos. Elementos como una lámpara que emite luz o una taza de café. Cuando nos movamos, el sistema sabrá cómo lo hacemos y modificará en tiempo real la posición y distancia de dicho jarrón virtual con respecto a nuestro visor. De esa forma, nos parecerá que el elemento forma parte de la realidad: que realmente hay una lámpara ahí cuando está generado en tiempo real y solo existe en el mundo virtual. Incluso la lámpara generará una luz que modificará la luz real del entorno vista desde el dispositivo.
VIsualizacion de la realidad aumentada
En los últimos años, juegos como Pokemon Go, lanzado en 2016, pusieron de moda esta tecnología y la trajeron de nuevo a primera línea de actualidad. Y un año después, Apple nos sorprendió a todos cuando con iOS 11 lanzó la primera versión de ARKit, una nueva API creada desde 0 y que permitía trabajar e integrar entornos de realidad de una forma mucho más sencilla y simple que como había sido hasta ese momento.
Aquella primera versión de ARKit era bastante arcaica y solo permitía una pequeña parte de lo que finalmente permite hoy con la actual versión 4, plenamente integrada con los sensores LiDAR de los nuevos iPhone 12 Pro y Pro Max, así como los iPad Pro de 2020.
¿Pero cómo funciona la Realidad Aumentada de Apple con ARKit?
ARKit, la librería de realidad aumentada de Apple, funciona de la siguiente forma: la cámara crea un flujo de vídeo en tiempo real que vemos en nuestro dispositivo. Dicho flujo, pasa antes de ser mostrado por un motor de visión computerizada que interpreta qué se ve en ese flujo de vídeo (el intérprete de escenas) y cada fotograma es enviado al motor 3D para que “pinte” cualquier cosa encima basado en datos de posicionamiento del propio dispositivo. Una vez pintado, se muestra en nuestro dispositivo.
Si inicio una experiencia de realidad aumentada, esta inicia con mi visor (el iPhone o el iPad) en la coordenada 0, 0, 0, 0 de un espacio 3D. Tenemos el eje x horizontal, el y vertical y el z de profundidad y una cuarta coordenada t que representa la rotación sobre el eje central del propio dispositivo. El punto en el espacio 3D es x, y, z, y el punto de giro del dispositivo sería un elemento a tener en cuenta para la perspectiva a aplicar sobre los objetos 3D. Básicamente aplicamos la transformación de las coordenadas 3D al giro del dispositivo contraponiendo el movimiento para simular la realidad.
ARKit refresca la imagen 60 veces por segundo. Pintando en tiempo real cada elemento 3D en pantalla superpuesto a la imagen que captura a través de la cámara.
Cuando muevo el dispositivo, el giroscopio y los acelerómetros del mismo informan del desplazamiento que sufre y su rotación. Si lo roto sobre su propio eje me dará un desplazamiento angular en el eje t, si me muevo en vertical u horizontal, varían los ejes x e y, si me muevo adelante o atrás muevo el eje z. Toda esa información es proporcionada 60 veces por segundo por el motor de ARKit que aplica una operación de cálculo de transformación de coordenadas en un espacio 3D.
Funcionamiento de ARKit
¿Cuál es su propósito? Si yo pongo una lámpara en un punto concreto en el espacio 3D nada más iniciar la experiencia en la mencionada coordenada 0, 0, 0, 0, eso supondrá que al mover -10 en el eje horizontal x y 3 en el eje z porque me acerco, el elemento 3D deberá responder en contraposición a ese movimiento para crear la sensación de integración entre elementos virtuales y elementos reales. Tendrá que mover el elemento 10 sobre el eje x para contraponer mi movimiento y realizar un acercamiento del elemento en 3 puntos (-3 en el eje z). Eso transforma las coordenadas de todos los elementos visibles y no visibles en tiempo real. Aunque solo dibuja los visibles por optimización del proceso (obviamente).
La fusión de ambos mundos, virtual y real, la cual da espacio para realidad aumentada, depende de los puntos de función o feature points. Puntos que el sistema es capaz de posicionar en el mundo real desde el mundo virtual, a través de la citada interpretación de la escena y el uso de la visión computerizada.
Este es uno de los campos que han mejorado exponencialmente con el uso del sensor LiDAR porque ahora ya no tenemos necesidad de interpretar lo que vemos en la escena de la cámara: el LiDAR nos da toda la información necesaria.
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