a. fundamentaciÓn teÓrica 1. realidad virtual

13 CAPITULO II: MARCO TEÓRICO

A. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

A continuación se describen una serie de puntos que servirán como

bases teóricas para el completo desarrollo de las variables de estudio de

esta investigación.

1. REALIDAD VIRTUAL

Los primeros indicios de la realidad virtual datan de los años sesenta,

cuando las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos comenzaron a emplear la

simulación para entrenar a sus pilotos. El panorama comenzó a concretarse

en el año de 1968, cuando David Evans e Ivan Southerland (este ultimo,

creador del primer casco visor de realidad virtual en 1966) crean el primer

generador de escenarios con imágenes tridimensionales, datos

almacenados y aceleradores. Así mismo para el año 1.969 la NASA puso

en marcha un programa de investigación orientado a desarrollar

herramientas idóneas para entrenar, con el máximo realismo posible a las

futuras tripulaciones de cosmonautas. Fue para la década de los 70´s que la

realidad virtual se convirtió en el centro de atención para muchos

investigadores que contaban con el respaldo de grandes empresas u

organizaciones como lo fueron; Redifon LTD, General Electric bajo comisión

de la Armada Norteamericana, Evans & Southerland, entre otros. En 1.990

surge la primera compañía comercial de software VR, Sense8, fundada por

Pat Gelband. Este ofrece las primeras herramientas de software para VR,

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portables a los sistemas SUN. En esta década (90´s) fueron creados

numerosos software, motores de realidad virtual, lenguajes modeladores de

realidad virtual, haciendo que esta tecnología sea más accesible y

convirtiéndola en lo que muchos entusiastas del área creen que será, la

ultima interfaz hombre-computadora.

REALIDAD VIRTUAL

En el Diccionario de Informática y Computación, editado en 1996, La

Realidad Virtual (RV) es definida como una tecnología que permite a un

usuario, por medio de un sistema de cómputo, crear un entorno que simule

las condiciones de un ambiente real o ficticio, con posibilidad de interactuar

con él, a través de la estimulación de múltiples canales sensoriales. Por otra

parte, tal y como se expresa en la siguiente dirección web

http://www.adi.uam.es/~adarraga/studs/vraut/rv.htm: La RV se conforma

como el nuevo modo de interacción entre el hombre y los ordenadores, con

el objetivo de simular la presencia de las personas en mundos virtuales

sintetizados o remotos. Así mismo se plantean las siguientes definiciones:

Realidad Virtual es el medio ambiente interactivo, tridimensional,

generado por computador, en el cual se sumerge a una persona. Burdea, G.

(1.998), Tecnología de la Realidad Virtual.

Realidad Virtual es la forma en que los humanos visualizan, manipulan e

interactúan con computadores y datos extremadamente complejos. La


Realidad Virtual es la nueva forma de interacción hombre máquina. Larijani I.

(1.996), Realidad Virtual.

Realidad Virtual, sistema que permite a uno o más usuarios ver, moverse

y reaccionar en un mundo simulado por ordenador o computadora.

Chorafas, D. (1.998), Realidad Virtual La Última Frontera.

De las definiciones anteriormente expuestas, se deduce entonces que la

RV, al igual que la auténtica realidad, proporciona a los sentidos toda la

información necesaria para poder interactuar en un Ciberespacio

conectando unos periféricos de salida a nuestros sentidos. Esta Realidad

Virtual es generada por software que producen una sensación de Realidad

casi pura. Así se consigue ver la realidad en forma Virtual y saturar nuestra

capacidad de admisión de información, lo que da lugar a la ilusión de

autenticidad.

TIPOS DE DESPLIEGUES VISUALES EN LA REALIDAD VIRTUAL:

Para proyectar realidad virtual se utilizan varios métodos, los cuales dan

el grado de realidad al ambiente. Estos varían según su uso de la siguiente

manera:

Lentes LCD Resplandecientes: lentes resplandecientes de despliegue de

cristal líquido (Liquid Crystal Display - LCD) tienen la apariencia de un par de

anteojos. Un fotocensor es montado en estos anteojos de LCD con el único


propósito de leer una señal de la computadora. Esta señal le dice a los

anteojos de LCD si le permite al lente pasar luz del lado izquierdo o derecho

del lente. Cuando a la luz se le permitió pasar a través del lente izquierdo, la

pantalla de la computadora mostrará el lado izquierdo de la escena, lo cual

corresponde a lo que el usuario verá a través de su ojo izquierdo. Cuando la

luz pasa a través del lente derecho, la escena en la pantalla de la

computadora es una versión ligeramente deslizada hacia la derecha. Los

anteojos se conmutan de uno al otro lente a 60 Hertz, lo cual causa que el

usuario perciba una vista tridimensional continua vía el mecanismo de

paralaje. Los lentes de LCD resplandecientes son ligeros y sin cables, lo

que los hace de fácil utilización. Desgraciadamente, el usuario tiene que

mirar fijamente a la pantalla de la computadora para ver la escena

tridimensional por lo que el campo de vista es limitado al tamaño de la

pantalla, no proporciona un efecto de inmersión.

Despliegues Montados en la Cabeza: Los despliegues montados en la

cabeza colocan una pantalla enfrente de cada ojo del individuo todo el

tiempo. La vista, el segmento del ambiente virtual generado y presentado es

controlado por la orientación de los sensores montados en el "casco". El

movimiento de la cabeza es reconocido por la computadora, y una nueva

perspectiva de la escena es generada. En la mayoría de los casos, un

conjunto de lentes ópticos y espejos son usados para agrandar la vista,

llenar el campo visual y dirigir la escena a los ojos. Cuatro tipos de


despliegues montados en la cabeza (Head Mounted Displays- HMD) serán

discutidos a continuación:

• Despliegue HMD con LCD: este tipo de HMD usa tecnología LCD para

presentar la escena. Cuando un píxel de cristal líquido es activado, bloquea

el paso de luz a través de él. Miles de estos píxeles son arreglados en una

matriz de dos dimensiones para cada despliegue, los cristales de líquido

bloquean el paso de la luz, para presentar la escena, una luz debe de brillar

desde atrás de la matriz LCD hacía el ojo para proporcionar brillantez para la

escena. El despliegue HMD con LCD es más claro que la mayoría de los

HMDs. Como la mayoría de los HMDs, este proporciona un efecto de

inmersión, pero la resolución y el contraste es bajo. El problema asociado

con la baja resolución es la inhabilidad de identificar objetos y de localizar la

posición exacta de los mismos. Ya que los cristales son polarizados para

controlar el color de un píxel, la polarización real del cristal crea un pequeño

retardo mientras se forma la imagen en la pantalla. Tal retardo puede causar

que el individuo juzgue incorrectamente la posición de los objetos.

• HMD Proyectado: Este tipo de HMD usa cables de fibra óptica para

transmitir la escena a la pantalla, esta es similar a un tubo de rayos

catódicos (CRT) excepto que el fósforo es iluminado por la luz transmitida a

través de los cables de fibra óptica. Idealmente, cada fibra debería de

controlar un píxel. Pero debido a la limitación en el costo y fabricación, cada

fibra controla una celda con varios píxeles. El HMD proyectado proporciona


mejor resolución y contraste que el despliegue de LCD. Este HMD es

también de peso ligero. Más alta resolución y contraste significa que el

individuo es capaz de ver una imagen con mayor detalle. La desventaja de

este tipo de HMD es que es caro y difícil de fabricar.

• El HMD con CRT Pequeño: usa dos CRTs que son posicionados sobre el

lado del HMD. Se usan espejos para dirigir la escena al ojo del individuo. A

diferencia del HMD proyectado donde el fósforo es iluminado por cables de

fibras ópticas, aquí el fósforo es iluminado por un rayo de electrones como

es usual.

• El HMD con LED de Columna Única: usa una columna de 280 LEDs, un

espejo oscila en sentido opuesto de los LEDSs, reflejando la imagen a los

ojos del usuario. Los LEDs son actualizados 720 veces por oscilación del

espejo. Como la columna de LED se actualiza para cada columna de la

pantalla virtual, el espejo redirige la luz al ojo del individuo, una columna a la

vez, para formar la imagen de la pantalla virtual entera. Los HMDs con LED

de columna única permiten al usuario interactuar con un mundo virtual y un

mundo real simultáneamente. Este tipo de despliegue puede ser usado para

crear una pantalla virtual que parece flotar en el mundo real. Uno de los

problemas más comunes es que el cable conectando al HMD y a una

computadora restringe la movilidad del usuario, este solo puede moverse tan

lejos como el cable lo permite. Si el cable no es propiamente manejado, el


usuario puede pisarlo o enredarse en él. Además, la conmutación frecuente

entre un mundo virtual y el mundo real es tedioso y cansado.

Monitor Omni-direccional Binocular (Binocular Omni-Orientation Monitor-

BOOM):

El monitor omni-direccional binocular es montado sobre un brazo

mecánico articulado con sensores de posicionamiento localizados en las

articulaciones. Un contrapeso es usado para estabilizar el monitor, así que

cuando el usuario libera el monitor, este permanece en su lugar, por otro

lado para ver el ambiente virtual, el usuario debe sostener el monitor y poner

su cara enfrente de este, la computadora generará una escena apropiada

basada en la posición y orientación de las articulaciones del brazo mecánico.

Algunos de los problemas asociados con los HMDs pueden ser resueltos

mediante el uso de un despliegue BOOM. El usuario no tiene que vestir un

despliegue BOOM como en el caso del HMD. Esto significa que cruzar la

frontera entre un mundo virtual y el mundo real es cosa de mover sus ojos

lejos del BOOM.

AUDIO 3-D:

La principal área de investigación en audio es la simulación del sonido

original. "Ha sido demostrado que usar sonido para proporcionar información

alternativa o suplementaria a un usuario de computadora puede


grandemente aumentar la cantidad de información que ellos pueden ingerir"

http://www.nicosio.com/. Esto no es menos verdadero en el mundo virtual.

Adicional a una salida visual, un mundo completo virtual debe incorporar un

campo de sonido tridimensional que refleje las condiciones modeladas en el

ambiente virtual. Este campo de sonido tiene que reaccionar a paredes,

fuentes múltiples de sonidos, y ruido de fondo así como la ausencia de ellos.

Esto requiere una potencia y una velocidad computacional muy grande ya

que el escuchar es un sistema complejo el cual usa la forma del oído exterior

y retardos de microsegundos en el arribo del sonido a los dos oídos para

determinar la posición y la ubicación de la fuente del sonido. Para simular un

ambiente de sonido virtual, una computadora debe primero determinar la

posición de la fuente relativa al oyente. También debe calcular los efectos

del ambiente. El principal problema al producir sonido es que es imposible

repetir el sonido previamente grabado de manera que mueva un sonido

desde detrás del usuario al frente del mismo cuando el usuario gira su

cabeza. Crystal River Engineering (http://www.cre.com/) ha desarrollado un

proceso para producir un sonido tal que se parece a uno que viene de una

dirección en particular, ya que estos sonidos son calculados y producidos en

tiempo real, no hay problema si queremos repetirlos.

La evolución de sonidos 3D inicia con el sonido monofónico "Mono", la

palabra en latín que significa "uno", envía una señal a cada bocina. El sonido


estereofónico logra que el sonido parezca como si viniera de cualquier parte

de entre las dos bocinas. Esto es realizado retrasando las señales entre las

dos bocinas por unos pocos microsegundos. Mientras más pequeño es el

retardo, la fuente parece estar localizada más cercana al centro. El sonido

ambiental, usado en muchos teatros, usa la idea de estéreo, pero con más

bocinas. Los retardos se pueden poner de tal manera que el sonido pueda

parecer moverse desde detrás del oyente al frente del mismo. Un problema

con este sistema es que por ejemplo que el sonido de un avión despegando

detrás del oyente aparecerá ir por el codo en vez de sobre su cabeza. Una

solución al problema de crear un campo de sonido tridimensional viene de la

producción de sonido el cual es sintonizado a la cabeza de un individuo.

Cuando el sonido alcanza el oído externo, este dobla el frente de la onda

del sonido y conduce este al canal del oído. El sonido que realmente alcanza

el tambor del oído es diferente para cada persona. Para resolver este

problema de personalización, la computadora debe de crear un sonido que

sea diseñado para adecuarse a un usuario en particular. Esto se logra al

colocar un micrófono pequeño dentro del canal del oído, para crear sonidos

de referencia de varias ubicaciones alrededor del oyente. Entonces la

computadora resuelve un conjunto de relaciones matemáticas que describen

como el sonido es cambiado dentro del canal del oído. Estas relaciones

matemáticas se denominan Funciones de Transferencia Relacionadas

(Related Transfer Functions HRTFs). Las medidas que provienen de las


HRTFs no pueden simular exactamente el ambiente acústico cuando son

usadas por sí solas. El problema yace en tratar de hacer medidas no

invasivas. Cuando el micrófono está colocado en el canal del oído, este

cambia la pista acústica, por lo tanto cambiando el HRTF. También, este

método no intenta tomar en consideración el oído medio o interno.

El Sonido Realista

Una carga computacional pesada es la producción de sonido de fondo,

siendo muy importante, si la persona en el ambiente virtual desea estar

inmersa en un mundo "creíble". Sin embargo, ya que el ruido es de fondo,

este no necesita tomar ventaja de la tecnología de sonido 3D. En el mundo

real, una persona puede escuchar sonidos del fondo. Esta habilidad es

comúnmente llamada "el efecto de una fiesta coctail", porque es la habilidad

de una persona para enfocar diferentes conversaciones del ruido de fondo.

Esto puede hacerse solamente en un campo acústico de 3D y un ruido de

fondo en un mundo virtual no usa un campo 3D. Algunos investigadores

sugieren el uso de sonidos pregrabados así que toda la potencia

computacional se dedica a determinar la posición y dirección de la fuente.

Esto, sin embargo, no puede trabajar en un campo de sonido de 3D. No

obstante los sonidos pueden ser exactamente colocados en un campo de

sonido 3D, el oyente no puede interactuar con el medio ambiente, ellos

pueden solamente observarlo. En un campo acústico de 3D escuchado a


través de audífonos, cuando el oyente se da la vuelta, los sonidos que

estaban detrás de él deberían ahora estar enfrente. Sin embargo, con

métodos de pregrabar/repetir, los sonidos que estaban detrás del individuo

están todavía detrás del oyente aunque se haya dado la vuelta. Un ambiente

con sonido realista tiene un gran potencial de ser una interfaz para

discapacitados auditivos o gente ciega. Por ejemplo, un ambiente virtual

puede ser creado donde los objetos en este son una aplicación de software.

Entonces los usuarios pueden aprender los caminos alrededor del ambiente,

muy parecido a la manera como ellos aprenden su camino de la casa a la

tienda sin necesidad de ver.

LA RETROALIMENTACIÓN TÁCTIL Y DE FUERZA:

Una de las grandes quejas acerca de los mejores paquetes de ambientes

virtuales es la "falta de tangibilidad". No obstante el área de

retroalimentación táctil es joven, ha producido algunos resultados

impresionantes. Estas soluciones son criticadas a continuación. No hay una

interfaz única actualmente construida que simulará las interacciones de

forma, textura, temperatura, firmeza y fuerza. Ser capaz de producir una

interfaz realista significa tener que producir retroalimentación táctil y de

fuerza para corresponder a los objetos en el mundo virtual. El Dr. Fred

Brooks de la Universidad del Norte de Carolina en Chapel Hill es famoso por

haber introducido el problema de "golpes de espinilla". Este problema fue


referido originalmente a la modelación de un submarino: ¿Cómo hacerle

saber a la persona cuando él golpea su espinilla con un tubo que obstaculiza

su camino?.

Las paredes deberían de parar a alguien en vez de permitirle pasar a

través de ella y los tubos deberían de golpear a un usuario en la espinilla. La

retroalimentación táctil trata la manera de cómo un objeto virtual siente. La

temperatura, el tamaño, la forma, la firmeza y la textura son algunas de las

piezas de información adquiridas a través del sentido del tacto.

LA RETROALIMENTACIÓN DE FUERZA

Hay varios tipos de dispositivos que permiten a un usuario sentir ciertos

aspectos del ambiente virtual estos son:

• Plataformas de Movimiento

La plataforma de movimiento fue originalmente diseñada para usarse en

simuladores de vuelo para entrenar pilotos. Una plataforma es fijada a un

conjunto de brazos hidráulicos. De acuerdo al cambio del movimiento del

despliegue visual, la plataforma se inclina y se mueve en una trayectoria

sincronizada para dar al usuario un "sentimiento" de que en realidad está

volando. Sin embargo, esta plataforma tiene serias limitaciones en su rango

de movimiento.


• Guantes

Para la interacción con pequeños objetos en un mundo virtual, el usuario

puede usar uno de varios guantes diseñados para dar retroalimentación

sobre las características del objeto. Esto se puede lograr a través de

pistones neumáticos los cuales están montados sobre la palma del guante,

así como en Rutgers Master II (ver http://www.caip.rutgers.edu-

dgomez/rm2.html). Cuando un objeto virtual es colocado en la mano virtual,

la mano verdadera del usuario puede realmente cerrarse alrededor del

objeto. Cuando los dedos encontraran resistencia con el objeto en la

realidad, la presión en los pistones se aumenta, dando la sensación de la

resistencia del objeto virtual.

• Dermatoesqueletos

Los dermatoesqueletos también son empleados para simular la

resistencia de objetos en un mundo virtual, son básicamente un brazo

robótico amarrado a una persona. En la Universidad de Utah, los

investigadores han desarrollado un brazo robótico el cual tiene 10 grados de

libertad (para ver una fotografía, visita http://www.cs.utah.edu/-jmh/sda-

master-tom.gif). El robot continuamente actualiza la fuerza a cada una de

sus diez articulaciones, dando la ilusión de que el brazo de 50 libras no pesa

en lo absoluto. No obstante, cuando el operador toca algo, las fuerzas

virtuales se convierten en fuerzas reales que se sienten a través del


dermatoesqueleto. Esto haría que el brazo del operador se pare cuando

pegue o toque con una pared virtual o sienta el peso de un objeto virtual.

• Mayordomos

Es un robot que básicamente se entromete en el camino cuando intentas

moverte a través de un objeto, si el usuario extiende su mano para tocar una

pared, un escritorio, o cualquier otro objeto virtual, el robot mayordomo

pondrá un objeto real en el lugar donde el objeto virtual supuestamente está.

El mayor inconveniente de este robot es que solo puede presenciar estas

propiedades para un sólo punto a la vez. El robot mayordomo bajo desarrollo

puede dar la impresión de rigidez y viscosidad, pero no puede presentar la

información necesitada por un humano para conocer como se siente el

objeto, la temperatura y la textura son totalmente desconocidos al usuario.

TEXTURA:

La textura de una superficie es probablemente la característica más difícil

de simular en una retroalimentación tangible. El intento documentado más

allegado a lograr esto es el sistema Sandpaper (papel de lijar). Este sistema,

desarrollado por un grupo de investigación el cual incluye miembros del MIT

y de la UNC, puede simular con exactitud varios grados diferentes de papel

de lijar. Otros sistemas, tal como el Teletact Commander, que usa

cualquiera, bolsas llenadas por aire sembradas dentro de un globo, o


traductores piezo-eléctricos para proporcionar la sensación de presión o

vibraciones. Estos sistemas tienen problemas con la poca confiabilidad de

los compresores y la interferencia entre los campos electromagnéticos de los

tranductores piezo-eléctricos y el campo electromagnético usado por un

sistema posicionador Polhemus. Cualquier intento de modelar la textura de

caras enfrenta tremendos retos debido a la manera como el sistema haptico

funciona. Hay varios tipos de nervios los cuales sirven para diferentes

funciones, incluyendo: sensores de temperatura, sensores de presión,

sensores de presión de variación rápida, sensores para detectar la fuerza

ejercida por músculos y sensores para detectar el movimiento del cabello

sobre la piel. Todos estos factores humanos deben de ser tomados en

consideración cuando se intenta desarrollar una interfase táctil humano-

máquina.

NAVEGACIÓN:

Cuando se habla de la navegación, es para referirse a la manera que se

realizará la transición de un lugar a otro dentro de un sistema. En una

aplicación que involucra la realidad virtual, se debe tomar en cuenta que

para mantener una simulación de un entorno este debe ofrecer la ilusión de

movimiento, y el principal problema de esto es; cómo hacer que el sistema

sepa la ubicación del usuario. Para ello existen diferentes dispositivos que

informan a la computadora la posición exacta:


Dispositivos de Posicionamiento

El propósito de un dispositivo de posicionamiento es determinar las

posiciones x, y, z y la orientación (yaw, pitch y roll) de alguna parte del

cuerpo del usuario en referencia a un punto fijo. La mayoría de los tipos de

dispositivos de interacción de realidad virtual tendrán un posicionador en

ellos. Los HMDs necesitan un posicionador para que la vista pueda ser

actualizada para la orientación actual de la cabeza del usuario. Los guantes

de datos (data gloves) y las palancas de mando (joysticks) de vuelo

usualmente tienen posicionadores de tal manera que el icono de la "mano"

seguirá los cambios de posición y orientación de la mano real del usuario.

Los trajes de datos de cuerpo completo tendrán varios posicionadores en

ellos de tal manera que los pies, la cintura, las manos y la cabeza virtuales

estén todos esclavizados al usuario humano.

Cuando diseñamos o evaluamos un sistema de realidad virtual que

recibirá información de un posicionador, es importante poner atención a la

latencia (retardo), tasa de actualización, resolución y exactitud del sistema

posicionador. La latencia es el "retardo entre el cambio de la posición y

orientación del objetivo siendo seguido y el reporte del cambio a la

computadora". Si la latencia es más grande que 50 milisegundos, ello será

notado por el usuario y posiblemente puede causar nausea o vértigo. La

tasa de actualización es la tasa a la cual el posicionador reporta datos a la

computadora y está típicamente entre 30 y 60 actualizaciones por segundo.


La resolución dependerá del tipo de posicionador usado y la exactitud

usualmente disminuirá cuando el usuario aleja del punto de referencia fijo.

Los dispositivos de posicionamiento de seis grados de libertad vienen en

varios tipos básicos de tecnología: mecánica, electromagnética, ultrasónica,

infrarroja e inercial.

• Posicionadores Mecánicos

Un dispositivo mecánico es similar a un brazo de robot y consiste de una

estructura articulada con eslabones rígidos, una base de soporte y un

"órgano terminal activo" el cual es sujetado a la parte del cuerpo siendo

posicionada, frecuentemente a la mano. Este tipo de posicionador es rápido,

exacto y no es susceptible al temblor de la mano. Sin embargo, también

tiende a afectar el movimiento del usuario, tiene un área restringida de

operación y el problema técnico de posicionamiento de la cabeza y las dos

manos simultáneamente es aún difícil.

• Posicionadores Electromagnéticos

Un posicionador electromagnético permite que varias partes del cuerpo

sean posicionadas simultáneamente y funcionará correctamente si los

objetos vienen entre la fuente y el detector. En este tipo de posicionador, la

fuente produce tres campos electromagnéticos cada uno de los cuales es

perpendicular a los otros. El detector sobre el cuerpo del usuario entonces

mide la atención del campo (la fuerza y dirección del campo


electromagnético) y envía esta información de regreso a la computadora. La

computadora triangula la distancia y la orientación de los tres ejes

perpendiculares en el detector relativos a los tres campos electromagnéticos

producidos por la fuente. Los posicionadores electromagnéticos son

populares, pero son inexactos. Ellos sufren de problemas de latencia, de

distorsión de datos y pueden ser inutilizados por grandes cantidades de

metal en el entorno del área de trabajo o por otros campos

electromagnéticos, tales como aquellos de otras piezas de grandes equipos

de computo. Adicionalmente el detector debe de estar dentro de un rango

restringido desde la fuente o no será capaz de regresar información precisa,

de tal manera que el usuario tiene un volumen de trabajo limitado.

• Posicionadores Ultrasónicos

Los dispositivos posicionadores ultrasónicos consisten en tres emisores

de ondas sonoras de alta frecuencia en una formación rígida que forman la

fuente para tres receptores que también están en un arreglo rígido en el

usuario. Existen dos formas para calcular la posición y la orientación

utilizando posicionadores acústicos. A la primera forma se le llama "la fase

coherente". La posición y la orientación son detectadas calculando la

diferencia en las fases de las ondas sonoras que alcanzan a los receptores

desde los emisores comparadas a las ondas sonoras producidas por el

receptor. "Mientras que la distancia que viaja el objetivo sea menor que una

longitud de onda entre actualizaciones, el sistema puede actualizar la


posición del objetivo". El segundo método es el "tiempo-de-vuelo", el cual

mide el tiempo en que el sonido, emitido por los transmisores en momentos

conocidos, alcanza los sensores. Solamente se necesita un transmisor para

calcular la posición, pero el cálculo de la orientación requiere encontrar las

diferencias entre los tres sensores. A diferencia de los posicionadores

electromagnéticos que son afectados por grandes cantidades de metal, los

posicionadores ultrasónicos no tienen este problema. De cualquier modo, los

posicionadores ultrasónicos también tienen un volumen restringido de

trabajo y, peor, deben tener una línea-de-vista directa desde el emisor al

detector. Los posicionadores de tiempo-de-vuelo usualmente tienen una baja

tasa de actualización, y los posicionadores de fase-coherente son sujetos a

la acumulación de errores en el tiempo. Adicionalmente, ambos tipos son

afectados por cambios de temperatura y presión y el nivel de humedad del

ambiente de trabajo.

• Posicionadores Infrarrojos

Los posicionadores (ópticos) infrarrojos usan emisores fijos en un arreglo

rígido mientras que las cámaras o "celdas cuadradas" reciben la luz IR. Para

fijar la ubicación del posicionador, una computadora debe triangular una

posición basada en los datos de las cámaras. Este tipo de posicionador no

es afectado por grandes cantidades de metal, tiene una tasa alta de

actualización y una baja latencia. Sin embargo, los emisores deben estar

directamente en la línea de visión de las cámaras o celdas cuadradas.


Adicionalmente, cualesquier otras fuentes de luz infrarroja, alta intensidad de

luz u otro brillo afectará el grado de correctitud de la medida.

• Posicionadores Inerciales

Finalmente, hay varios tipos de dispositivos posicionadores inerciales los

cuales permiten al usuario moverse alrededor de un comparativamente

grande volumen de trabajo ya que no hay un hardware o cable entre una

computadora y el posicionador. Los posicionadores inerciales aplican el

principio de conservación del momento angular. Los giroscopios miniatura

pueden ser sujetados a los HMDs, pero tienden a salir de cauce (hasta 10

grados por minuto) y ser sensitivos a vibración. Si el seguimiento de posición

es deseado, un tipo adicional de seguimiento debe de ser usado. Los

acelerómetros son otra opción, pero ellos también tienden a salir de cauce y

su salida es distorsionada por el campo de gravedad.

CLASIFICACIÓN DE LA REALIDAD VIRTUAL:

La realidad virtual se clasifica según el nivel de estimulación de los

sentidos pues son estos los que dan el grado de realidad al ambiente. De

esta manera la categorización es la siguiente:

• LA REALIDAD VIRTUAL INMERSIVA:

Le permite al usuario tener la sensación de sumergirse en un mundo

creado por computador, a través de la estimulación de los sentidos. Los


métodos inmersivos de la realidad virtual con frecuencia se ligan a un

ambiente tridimensional creado por computadora el cual se manipula a

través de cascos, guantes u otros dispositivos que capturan la posición y

rotación de diferentes partes del cuerpo humano. Las características que

rigen la realidad virtual inmersiva son:

a) Deben ser inmersiva: Es el sentido tridimensional del mundo virtual.

“Cuando entramos en estos universos tenemos que penetrarlos sin que haya

ninguna discontinuidad. Las imágenes no pueden deformarse y es preciso

que siempre exista la misma secuencia sin importar la perspectiva de donde

las veamos. Si la inmersividad no están bien lograda se producen mareos”

explica el profesor de la Universidad Central de Venezuela Gonzalo Vélez

Jahn en un artículo publicado en http://www.lared.com en 1996.

b) Es necesaria la interacción: Los datos que se encuentran en los

mundos virtuales tienen que ser capaces de reaccionar ante la manipulación

por parte del usuario. Este esquema de “feed-back” definiría la posibilidad de

que el navegador pueda solicitar información a una persona en un mundo

virtual.

c) Multisensorialidad: Es la integración de sonidos, imágenes y tacto de

forma armónica, de manera que se estimulen los sentidos y mejorar el efecto

deseado.


• LA REALIDAD VIRTUAL NO INMERSIVA:

Este tipo de realidad no utiliza los dispositivos como guantes, cascos de

realidad virtual u otros dispositivos especializados, por el contrario se

necesita solo los dispositivos tradicionales como el monitor, teclado y ratón.

Utiliza medios como el que actualmente nos ofrece Internet en el cual

podemos interactuar a tiempo real con diferentes personas en espacios y

ambientes que en realidad no existen sin la necesidad de dispositivos

adicionales a la computadora. Es así como de la realidad virtual no

inmersiva nace otro tipo de sistema; los Ambientes Virtuales. La realidad

virtual no inmersiva ofrece un nuevo mundo a través de una ventana de

escritorio. Este enfoque no inmersivo tiene varias ventajas sobre el enfoque

inmersivo como: bajo costo y fácil y rápida aceptación de los usurarios.

2. AMBIENTES VIRTUALES (A.V.):

Un ambiente virtual es una aplicación para computadora que le permite al

usuario navegar e interactuar con un ambiente tridimensional en tiempo real.

Los A.V. van más allá de los gráficos interactivos en tercera dimensión,

ofreciéndole al usuario un grado de inmersión y de una presencia dentro del

ambiente, a través de un agente que lo representa y que se comporta tal

cual como una persona en circunstancias similares en la vida real. El

objetivo principal de la tecnología de los sistemas virtuales es proveer al

usuario de una interacción con el ambiente programado por medio de las


capacidades sensoriales del ser humano. Las principales áreas de

desarrollo para los sistemas virtuales han sido la acústica y la visual; dentro

de esta última existe una gran cantidad de equipos de alta tecnología como

lo son el casco de realidad virtual, monitores tridimensionales, proyectores

estereoscópicos, lentes para realidad virtual, entre otros. En este mismo

sentido, existe una gran cantidad de equipos con sensores que permiten

captar el movimiento de las manos, y generar sensación de calor, dolor, frío,

en el usuario por medio de guantes y trajes de datos conectados al

computador.

Gradeck J. (1.996, Realidad Virtual) destaca lo siguiente; Un A.V. consta

de tres componentes: un sistema de computador que genera los A.V., uno o

más operadores humanos y una interfaz que permite la interacción de los

usuarios con el A.V Estos componentes permiten clasificar los A.V. en

varios niveles:

a) Generación del Ambiente Virtual: con este criterio pueden distinguirse

dos tipos de sistemas: los sistemas en los cuales las leyes de la física no se

obedecen o se alteran, y los sistemas que simulan el mundo real siguiendo

las leyes de la física.

b) Interacción: en este caso se pueden distinguir varios niveles de

acuerdo a la comunicación que se efectúa entre el sistema de computador y

los usuarios. El nivel más simple es aquel en el cual el usuario sólo es un


observador pasivo y no tiene control sobre los elementos del mundo. El

segundo nivel de interacción permite que el usuario tenga control sobre los

elementos del mundo, pero cada elemento sólo ve las acciones que un único

usuario realiza sobre él. En un tercer nivel, los usuarios pueden colaborar

entre sí para lograr cumplir una tarea, es decir, varios usuarios pueden

modificar los elementos del mundo simultáneamente.

c) Interfaz de Usuario: la interfaz de usuario puede ser dirigida por

comandos, utilizando texto (teclado) o la voz; puede ser dirigida por

manipulación directa, es decir, utilizando un localizador 2D (ratón), un

localizador 3D inmersivo (Head Mounted Display) o no inmersivo

(exoesqueleto). El propósito de la interfaz de usuario es apoyar la actividad

humana para que las tareas se realicen con menos errores, mayor calidad y

alto rendimiento.

3. AMBIENTES VIRTUALES DISTRIBUIDOS (A.V.D.):

Es un sistema en el cual sus usuarios pueden interactuar al mismo

tiempo en un espacio virtual compartido, conectados a través de una red. Un

A.V.D. ideal es aquel en el cual la ínter conectividad del ambiente es

transparente para el usuario. Un A.V.D. puede analizarse desde dos puntos

de vista: desde el punto de vista perceptual, un ambiente virtual distribuido

es un conjunto de hiperenlaces, espacios tridimensionales o “mundos”,

sonidos y video que se representan a través de un conjunto de entidades. El


segundo punto de vista es el de la implementación, en el cual cada “mundo”

es compartido por un número de agentes, los cuales interactúan a través de

algún medio de comunicación, de acuerdo al protocolo usado por el A.V.D.

(Quintero, 98). Un A.V.D. es considerado como un espacio de información

compartido, en el cual los usuarios pueden independientemente construir su

propio ambiente tridimensional, basado en el orden en que se selecciona

cada uno de los nodos o subambientes que desea visitar.

4. INTERFACES DE USUARIO:

La interfaz de usuario es un conjunto de elementos hardware y software

de un ordenador que presentan información al usuario y le permiten

interactuar con la información y con el ordenador. La interfaz incluye el

hardware que forma el sistema, como el teclado, un dispositivo apuntador tal

como un ratón, joystick o trackball, la UCP y el monitor. Los componentes de

software son los elementos que el usuario ve, oye, a los que apunta o toca

en la pantalla para interactuar con el ordenador, así como la información con

la que trabaja. También se puede considerar parte de la interfaz la

documentación (manuales, ayuda, referencia, tutoriales) que acompaña al

hardware y al software. El diseño de una interfaz es fundamental para el

éxito de un programa. Un buen programa con una pobre interfaz tendrá una

mala imagen, y al contrario, una buena interfaz puede realzar un programa

mediocre. Los objetivos de los usuarios son muy variables; incluso un

usuario puede cambiar su objetivo cuando realiza una misma tarea.


Los programas son usados por usuarios con distintos niveles de

conocimientos (desde novatos hasta expertos). Así pues, no existe una

interfaz válida para todos los usuarios y todas las tareas. Debe permitirse

libertad al usuario para que elija el modo de interacción que más se adecue

a sus objetivos en cada momento. La mayoría de los programas y sistemas

operativos ofrecen varias formas de interacción al usuario.

MODELOS DE INTERFAZ DE USUARIO:

Existen tres puntos de vista distintos en una interfaz de usuario: el del

usuario, el del programador y el del diseñador. Cada uno tiene un modelo

mental propio de la interfaz, que contiene los conceptos y expectativas

acerca de la interfaz, desarrollados a través de su experiencia. El modelo

permite, entre otras cosas, explicar o predecir comportamientos del sistema

y tomar las decisiones adecuadas para modificar el mismo. Los modelos

subyacen en la interacción con los ordenadores, de ahí su importancia.

Modelo del usuario.

El usuario tiene su visión personal del sistema, y espera que éste se

comporte de una cierta forma, que se puede conocer estudiando al usuario

(realizando tests de usabilidad, entrevistas, o a través de una

realimentación). Una interfaz debe facilitar el proceso de crear un modelo

mental efectivo. Para ello son de gran utilidad las metáforas, que asocian un


dominio nuevo a uno ya conocido por el usuario, las metáforas constituyen

una ayuda, relacionando el sistema con algo ya conocido por el usuario.

Modelo del programador.

Es el más fácil de visualizar, al poderse especificar formalmente. Está

constituido por los objetos que manipula el programador, distintos de los que

trata el usuario (ejemplo: base de datos - agenda telefónica). Estos objetos

deben esconderse del usuario. Los conocimientos del programador incluyen

la plataforma de desarrollo, el sistema operativo, las herramientas de

desarrollo, especificaciones. Sin embargo, esto no significa necesariamente

que tenga la habilidad de proporcionar al usuario los modelos y metáforas

más adecuadas. Muchos no consideran el modelo del usuario del programa,

y sí sus propias expectativas acerca de cómo trabaja el ordenador.

Modelo del diseñador.

El diseñador mezcla las necesidades, ideas, deseos del usuario y los

materiales de que dispone el programador para diseñar un producto de

software, es pues, un intermediario entre ambos. El modelo del diseñador

describe los objetos que utiliza el usuario, su presentación al mismo y las

técnicas de interacción para su manipulación. El modelo consta de tres

partes: presentación, interacción y relaciones entre los objetos:


La presentación es lo que primero capta la atención del usuario, pero

más tarde pasa a un segundo plano, y adquiere más importancia cómo el

producto cumple las expectativas del usuario. La presentación no es lo más

relevante, y un abuso en la misma (por ejemplo, en el color) puede ser

contraproducente, distrayendo al usuario. La segunda parte define las

técnicas de interacción del usuario, a través de diversos dispositivos. La

tercera es la más importante, y es donde el diseñador determina la metáfora

adecuada que encaja con el modelo mental del usuario. El modelo debe

comenzar por esta parte e ir hacia arriba. Una vez definida la metáfora y los

objetos de la interfaz, los aspectos visuales saldrán de una manera lógica y

fácil. Estos modelos deben estar claros para los participantes en el

desarrollo de un producto, de forma que se consiga una interfaz atractiva y a

la vez efectiva para el trabajo con el programa. Una interfaz no es

simplemente una cara bonita; esto puede impresionar a primera vista, pero

decepcionar a la larga. Lo realmente importante es que el programa se

adapte bien al modelo del usuario, cosa que se puede comprobar utilizando

el programa más allá de la primera impresión.

REGLAS PARA EL DISEÑO DE INTERFACES DE USUARIO:

Existen una serie de principios a seguir en el desarrollo de interfaces de

usuario. Son las siguientes:


Regla 1: Dar control al usuario. El diseñador debe dar al usuario la

posibilidad de hacer su trabajo, en lugar de suponer qué es lo que éste

desea hacer. La interfaz debe ser suficientemente flexible para adaptarse a

las exigencias de los distintos usuarios del programa. En concreto, se

pueden enumerar los siguientes principios que permiten al usuario estar en

posesión del control:

• Usar adecuadamente los modos de trabajo.

• Permitir a los usuarios utilizar el teclado o el ratón.

• Permitir al usuario interrumpir su tarea y continuarla más tarde.

• Utilizar mensajes y textos descriptivos.

• Permitir deshacer las acciones, e informar de su resultado.

• Permitir una cómoda navegación dentro del producto y una fácil salida

del mismo.

• Permitir distintos niveles de uso del producto para usuarios con distintos

niveles de experiencia.

• Hacer transparente la interfaz al usuario, que debe tener la impresión de

manipular directamente los objetos con los que está trabajando.

• Permitir al usuario personalizar la interfaz (presentación, comportamiento

e interacción).

• Permitir al usuario manipular directamente los objetos de la interfaz.


Regla 2: Reducir la carga de memoria del usuario. La interfaz debe

evitar que el usuario tenga que almacenar y recordar información. Para ello,

debe seguir los siguientes principios:

• Aliviar la carga de la memoria de corto alcance (permitir deshacer,

copiar y pegar; mantener los últimos datos introducidos).

• Basarse en el reconocimiento antes que en el recuerdo (ejemplo: elegir

de entre una lista en lugar de teclear de nuevo).

• Proporcionar indicaciones visuales de dónde está el usuario, qué está

haciendo y qué puede hacer a continuación.

• Proporcionar funciones deshacer, rehacer y acciones por defecto.

• Proporcionar atajos de teclado (iniciales en menús, teclas rápidas).

• Asociar acciones a los objetos (menú contextual).

• Utilizar metáforas del mundo real (sistema telefónico, agenda).

• Presentar al usuario sólo la información que necesita (menús simples /

avanzados, wizards, asistentes).

• Hacer clara la presentación visual (colocación / agrupación de objetos,

evitar la presentación de excesiva información).

Regla 3: Consistencia. Permite al usuario utilizar conocimiento adquirido

en otros programas consistentes con el nuevo programa. Ejemplo: mostrar

siempre el mismo mensaje ante un mismo tipo de situación, aunque se

produzca en distintos lugares. Principios:


• Consistencia en la realización de las tareas: proporcionar al usuario

indicaciones sobre el proceso que está siguiendo.

• Consistencia dentro del propio producto y de un producto a otro. La

consistencia se aplica a la presentación (lo que es igual debe aparecer

igual: color del texto estático), el comportamiento (un objeto se

comporta igual en todas partes) y la interacción (los atajos y

operaciones con el ratón se mantienen; el usuario espera los mismos

resultados cuando interactúa de la misma forma con objetos distintos).

• Consistencia en los resultados de las interacciones: misma respuesta

ante la misma acción. Los elementos estándar de la interfaz deben

comportarse siempre de la misma forma (las barras de menús

despliegan menús al seleccionarse).

• Consistencia de la apariencia estética (iconos, fuentes, colores,

distribución de pantallas).

• Fomentar la libre exploración de la interfaz, sin miedo a consecuencias

negativas.

Proceso de Diseño de Interfaces de Usuario:

En el proceso de diseño de una interfaz de usuario se deben tomar en

cuenta sieros parámetros, explicados en los siguientes pasos:

Reunir y analizar la información del usuario: qué tipo de usuarios va a

utilizar el programa, qué tareas van a realizar los usuarios y cómo las van a


realizar, qué exigen los usuarios del programa, en qué entorno se

desenvuelven los usuarios (físico, social, cultural).

Diseñar la interfaz de usuario. Es importante dedicar tiempo y recursos a

esta fase, antes de entrar en la codificación. En esta fase se definen los

objetivos de usabilidad del programa, las tareas del usuario, los objetos y

acciones de la interfaz, los iconos, vistas y representaciones visuales de los

objetos, los menús de los objetos y ventanas. Todos los elementos visuales

se pueden hacer primero a mano y luego refinar con las herramientas

adecuadas.

Construir la interfaz de usuario. Es interesante realizar un prototipo

previo, una primera versión del programa que se realice rápidamente y

permita visualizar el producto para poderlo probar antes de codificarlo

definitivamente.

Validar la interfaz de usuario. Se deben realizar pruebas de usabilidad del

producto, a ser posible con los propios usuarios finales del mismo.

Es importante, en suma, realizar un diseño que parta del usuario, y no del

sistema.

5. MULTIMEDIA:

La palabra Multimedia no es nueva, ya que se utilizaba antes de la

aparición de las computadoras personales para designar a aquellas


presentaciones o demostraciones, que englobaban más de un medio o

método para realizarla. Sin embargo se puede considerar que una

computadora multimedia, es aquella que utiliza los medios normales de

entrada y salida de datos junto con audio, imágenes fijas, animaciones y

video. Se puede definir la multimedia del siguiente modo:

“Un sistema multimedia se caracteriza por el control informatizado, la

producción integrada, la manipulación, el almacenamiento y comunicación

de información independiente, que se codifica al menos a través de un

medio continuo (dependiente del tiempo) y discreto (independiente del

tiempo)”, (Enciclopedia de Computación e Informática, 96).

Multimedia es, esencialmente, la integración de: texto, imágenes,

animaciones, sonido y video; pudiendo utilizar todos o alguno de estos

aspectos de la comunicación. Lo que se intenta es estimular los ojos, los

oídos, las yemas de los dedos, pero lo que es más importante aún: estimular

el cerebro. La multimedia no es un producto, sino más bien, una tecnología o

más exactamente una combinación de tecnologías, entendiéndose por tales,

cualquier cosa que hace que otra cosa sea más eficiente. De la siguiente

manera se definen sus elementos:

Texto: son la base de los procesadores de textos, y es la información

fundamental utilizada en muchos programas multimedia.


Audio: la integración del sonido audio en las aplicaciones multimedia

puede proporcionar al usuario información que no sea posible obtener a

través de cualquier otro medio de comunicación. En efecto, algunos tipos de

información no pueden ser transmitidos efectivamente sin utilizar sonido, por

ejemplo, es casi imposible proporcionar una descripción textual exacta del

sonido del mar o del latido de un corazón. Además el sonido puede reforzar

la comprensión que el usuario tenga de la información presentada en otro

tipo de medio, y esto puede llevar a entender mejor la información.

Imágenes: cuando se habla de imágenes, la referencia será a imágenes

sin movimiento, es decir, fotografías o dibujos. Las imágenes fijas son una

parte muy importante de la multimedia porque los seres humanos están

orientados visualmente.

Animación: se refiere a imágenes gráficas en movimiento. La animación

es especialmente útil para ilustrar conceptos que conllevan movimientos, y

así conceptos como tocar la guitarra o golpear la pelota de golf, que

difícilmente se pueden explicar por medio de una fotografía o dibujo y mucho

menos a través de texto, son fácil de describir por medio de la animación.

Video: el video, como las imágenes de la televisión, puede añadir incluso

más a una aplicación multimedia. Sin embargo, aunque el video puede

parecer la manera ideal de añadir un potente mensaje a una aplicación


multimedia, no es de la misma calidad de la televisión; puesto que esta

limitado en resolución y tamaño en las aplicaciones multimedia.

APLICACIONES DE LA MULTIMEDIA:

Es conveniente utilizar la multimedia cuando las personas necesitan

tener acceso a información electrónica de cualquier tipo, pues mejora las

interfaces tradicionales basadas sólo en texto y proporciona beneficios

importantes que atraen y mantienen la atención y el interés. Mejora la

retención de la información presentada y cuando esta bien diseñada, puede

ser enormemente divertida. También proporciona una vía para llegar a

personas que temen a las computadoras ya que presenta la información en

formas a la que están acostumbradas.

Existen áreas en las que la multimedia ha tenido un impacto directo, entre

las cuales cabe destacar las siguientes: formación (entrenamiento de

cualquier tipo), educación (hace el proceso de aprendizaje mucho más

interesante, además que estimula a los estudiantes a investigar),

entretenimiento, Información (multimedia proporciona maneras efectivas de

organizar y buscar información de un modo rápido y eficiente),

presentaciones de negocios, terminales de venta, bases de datos, catálogos

de productos, documentación, publicaciones electrónicas, publicidad,

publicaciones de referencia y consulta.


6. INTERNET Y EL WORLD WIDE WEB:

Internet es una red que conecta muchas redes informáticas de todo el

mundo. Se utiliza principalmente como canal de comunicación para

mensajes electrónicos (correo electrónico), pero también contiene enormes

cantidades de información muy útil (la mayoría de la cual es multimedia),

almacenadas por personas, gobiernos, centros educativos y de

investigación, y por organizaciones comerciales. Internet emplea un lenguaje

o protocolo estándar, por lo que cualquier persona con un ordenador, un

módem y una línea telefónica puede acceder a la información de Internet

para enviar correo electrónico, unirse a grupos de discusión o experimentar

con las páginas de extraordinaria riqueza gráfica de la Word Wide Web.

El número de usuarios de Internet es sólo aproximado, pero en la

actualidad se calcula que son unos cuarenta millones en todo el mundo.

Para conectase; aparte de la computadora, que puede ser casi de cualquier

tipo, el único hardware que se necesita para explorar el Web es un módem.

Se puede utilizar un módem de 14,4 Kbps, pero lo recomendado es el uso

de un módem de 28,8 Kbps o 56 Kbps, como mínimo, pues el doble de

velocidad compensa la pequeña diferencia en el precio. Por lo que respecta

al software, es posible que ya tenga todo lo necesario si utiliza Windows 98

o Windows NT de Microsoft u OS/2 Internet Connection de IBM. Estos

sistemas operativos incluyen todo lo necesario para conectarse con la

Internet.


World Wide Web

Dada su avanzada tecnología, durante años se ha considerado Internet

como algo duro de aprender, difícil de utilizar y manifiestamente poco

atractivo en comparación con las provocativas interfaces de los sistemas de

tablón de anuncios, servicios interactivos, y la mayor parte del software que

la gente utiliza en sus computadoras personales.

El World Wide Web ha hecho que todo esto cambie, se ha convertido

rápidamente en la interfaz gráfica de usuario para Internet, y no tiene

ninguna competencia por parte de los servicios interactivos en cuanto a

términos de estética y flexibilidad se refiere. Para acceder a ella, se utiliza un

programa llamado explorador Web, que no es más que un simple programa

instalado en su propia computadora que sabe cómo recuperar páginas de

texto y gráficos desde otras computadoras en Internet. Incrustados en estas

páginas, hay unos símbolos (llamados vínculos) que le indican al explorador

Web dónde encontrar otras páginas conexas de Internet. Un explorador

muestra los vínculos de un modo distinto al del texto circundante. Cuando se

pulsa sobre un vínculo, éste carga otra página de texto y gráficos. Esto se

denomina seguimiento de un vínculo, y el concepto de seguir vínculos a

páginas conexas se conoce como hipertexto. (Guía Completa de Multimedia,

96). Una gran parte del éxito tan rápido y enorme que ha experimentado el

Web se debe a su facilidad de manejo: es tan sencillo como pulsar el botón


del ratón, y aunque es necesario comprender algunos de los detalles, crear

páginas Web es fácil y sin duda alguna divertido.

7. DISEÑO Y PUBLICACIÓN DE PÁGINAS WEB:

Las páginas de la World Wide Web pueden ser elaboradas con

conocimientos básicos de programación. Para construirlas se utiliza el

Lenguaje de Enlaces de Hipertexto (HTML), pero existen muchas otras

herramientas que permiten darle a un documento web, una calidad

interactiva impresionante.

HYPERTEXT MARKUP LANGUAGE, HTML:

Es un lenguaje muy sencillo que permite describir hipertexto, es decir,

texto presentado de forma estructurada y agradable, con enlaces

(hyperlinks) que conducen a otros documentos o fuentes de información

relacionadas, y con inserciones multimedia (gráficos, sonido, etc.). La

descripción se basa en especificar en el texto la estructura lógica del

contenido (títulos, párrafos de texto normal, enumeraciones, definiciones,

citas, etc) así como los diferentes efectos que se quieren dar (especificar los

lugares del documento donde se debe poner cursiva, negrita, o un gráfico

determinado) y dejar que luego la presentación final de dicho hipertexto se

realice por un programa especializado (como Mosaic, o Netscape). El

lenguaje HTML es el usado actualmente para escribir textos hypermediales

en el Web, y esta basado en tres normas fundamentales:


- HTML es Simplemente Texto:

Lo primero es saber que un documento HTML es un archivo de texto

simple, luego, se puede editar con cualquier editor de texto.

- No importan los tabs, ni los saltos de línea:

Los intérpretes HTML no toman en cuenta las tabulaciones, los saltos de

línea ni los espacios en blanco extra. Esto tiene ventajas y desventajas. La

principal ventaja es que permite obtener resultados uniformes y de buena

presentación de manera bastante fácil. La principal desventaja es que un

documento HTML, por lo menos se debe usar los comandos <P>...</P> o

<BR> para evitar que quede todo el texto en una sola línea.

- Caracteres Especiales:

• < Menor que, se usa para indicar el comienzo de un comando HTML.

• > Mayor que, se usa para indicar el término de un comando HTML.

• & Ampersand, se usa para escribir caracteres especiales (símbolos

matemáticos, comerciales, así como el signo menor que y el mayor

que entre otros) en un documento.

FRONTPAGE:

FrontPage es una herramienta de Edición y Publicación de páginas web

en Internet basado en HTML. El modo habitual de trabajo consiste en

confeccionar las páginas localmente en nuestro PC y publicarlas en un

servidor cuando consideremos que están listas (ver fig.1). Para visualizar el


Web que estamos desarrollando FrontPage instala un Servidor Personal de

Web.

Este servidor tiene menos posibilidades que los servidores que se usan

para publicar páginas en Internet, pero las suficientes para permitirnos

observar como se mostrarán las páginas cuando se publiquen. Podemos

observar que el Servidor personal de Web está en ejecución por medio del

icono que aparece junto al reloj de la barra de tareas de Windows. En

nuestro navegador habitual introduciremos la dirección donde estemos

desarrollando el Web de FrontPage y aparecerá tal cual se visualizará

cuando las páginas estén publicadas en Internet. Esta dirección será de la

forma http://mihost/miasignatura, donde mihost es el nombre de nuestra

máquina y miasignatura el nombre del Web de FrontPage. Todo el contenido

Fig. 1. Fuente: FrontPage 2000.


de una asignatura se ha de incluir en un Web de FrontPage. Esto facilita el

desarrollo y gestión del web. Además, de no hacerse así, no se podrá

publicar en el servidor.

Consejos y Recomendaciones Sobre la Creación de Páginas Web:

• Procure evitar el uso de mayúsculas en los nombres de los archivos, es

una norma de estilo en la creación de páginas web que además facilita la

portabilidad de las páginas a sistemas UNIX que distinguen entre

mayúsculas y minúsculas para los nombres de archivos.

• Es suficiente con emplear tres o cuatro fuentes de texto distintas. A la

hora de incluir texto con una fuente distinta de la predeterminada piense que

el usuario que vea las páginas la tenga en su sistema. En general, es

suficiente con emplear la (fuente predeterminada), Arial (incluir también

Helvetica para sistemas UNIX) y el efecto Máquina de escribir (cuando se

quiera texto con anchura fija).

• Organizar los archivos de forma clara. Cada tema en un directorio y los

archivos con información sobre la asignatura en el directorio raíz.

• Utilice enlaces relativos para las páginas que se encuentren en su mismo

servidor. Facilita la portabilidad de sus páginas (sí se mueven a otro servidor

los enlaces seguirán siendo válidos).

• Observar como quedan las páginas con más de un navegador. Aunque

podamos pensar lo contrario las páginas no se muestran igual en todos los


navegadores, por tanto es recomendable observar su visualización en más

de un navegador (Netscape Navigator e Internet Explorer).

• Indicar explícitamente el color de fondo de las páginas: relacionado con

el consejo anterior, si dejamos la página con el color de fondo

predeterminado se verá con el color que tenga el cliente configurado en su

navegador (en los sistemas UNIX/Linux, el color de fondo del Netscape es

gris, no blanco).

• Utilizar el corrector ortográfico que incluye FrontPage

(Herramientas/Ortografía). Descubre los errores tipográficos y algún que otro

despiste ortográfico).

JAVA:

Los “Browsers” que utilizan las combinaciones de HTML y WWW están

limitadas a texto, gráficas y animaciones restringidas. Utilizando el lenguaje

Java, los Browers pueden “correr” programas, los cuales manejan más

objetos, por ejemplo archivos audio, animación sofisticada, etc. La

arquitectura Java está en capacidad de proveer futuros medios, por ejemplo,

vídeo digital. Aunque es simple en concepto, la falta de experiencia en los

conceptos de la es un problema. El lenguaje Java programación orientada a

objetos fue desarrollado inicialmente para documentos de Internet. Esto

debe tenerse en mente antes de considerar a Java para otras aplicaciones.

Java es un lenguaje de programación con las siguientes características:


- Es más o menos fácil, no presenta los problemas de C y C++ puesto que:

no hay pointers, structs, typdefs, #defines. Administración de memoria: toma

como modelo Orientado a objetos la tecnología de objetos de C++ por su

facilidad de aprendizaje.

- Distribuído: tiene extensas capacidades de conexión TCP/IP, Accesa e

interactúa con HTTP y FTP usando liberías clase API.

- Robusto: Extenso chequeo de errores en compilación y tiempo de

ejecución, la implementación de lenguaje reduce muchos de los errores más

comunes, Chequeo de límites de arreglos, Verif icación de “Byte code”.

- Arquitectura neutral: Compila código fuente en “Byte Code”a una “máquina

virtual” (máquina independiente), El sistema tiempo de ejecución Java es un

ï nterpretador byte code” (máquina dependiente).

- Seguridad: La implementación del lenguaje remueve accesos ilegales a

memoria.

- Portable: Arquitectura independiente (especificación máquina virtual),

Especificación Windows (GUI) virtual, Windows 95, Windows NT.

- Interpretado: La ejecución es más lenta que en fuentes nativo, Compilar a

una máquina virtual primero aumente la velocidad de ejecución.


- Alto perfomance (Futuras versiones): Las características de displays y

multithread causa cuellos de botella en este ambiente, Compiladores “Just in

Time” Recompila en tiempo de ejecución, La máquina es dependiente pero

de más velocidad de ejecución, La optimización del Byte code Java es la

última respuesta.

- Multithread: Un programa puede contener múltiples “threadas”en ejecución,

Threads son procesos independientes y ejecutados simultáneamente, Esta

es una área donde la arquitectura hace la difere ncia. Cada S.O. y cada

máquina maneja el multithreading. Este concepto es el que causa la mayor

dificultad en la programación java.

- Dinámico: Las uniones de los objetos y clases en el tiempo de ejecución,

Permiten que las clases y objetos externos siempre están actualizadas sin

que sea necesario recompilar. Las versiones más recientes serán

automáticamente enlazados y ejecutadas en el tiempo de ejecución.

dificultad en la programación Java.

JavaScript:

Es un sencillo lenguaje de programación creado por Netscape para

integrarse con el HTML y facilitar la creación de páginas interactivas sin

necesidad de sobrecargar el servidor con scripts de CGI o recurrir a la

programación avanzada necesaria para utilizar Java.


Existe cierta confusión en cuanto a la identidad de JavaScript en relación

con Java, pero basta señalar que se trata de dos lenguajes completamente

distintos en propósitos y alcances. Mientras que Java es un lenguaje

completo que permite crear aplicaciones independientes de los navegadores

de la World Wide Web, JavaScript es un lenguaje simple que funciona como

extensión del HTML y no puede utilizarse fuera del ambiente del navegador,

es muy útil, pues permite realizar tareas sencillas con suma facilidad,

integrando sus instrucciones en el HTML. Utilizando JavaScript es posible

por ejemplo revisar la exactitud en el llenado de un cuestionario en línea

antes de enviarlo al servidor a través de la red, disminuyendo el tiempo de

espera del usuario y mejorando la respuesta de todo el proyecto como

resultado. JavaScript también es efectivo para realizar cálculos rápidos,

cambiar levemente el aspecto de una página o crear animaciones simples.

8. DISEÑOS TRIDIMENSIONALES E INMERSIVOS:

El mundo físico tiene tres dimensiones; ancho, alto y profundidad,

representado por los ejes X, Y y Z. Utilizando las dos primeras dimensiones

se pueden realizar interesantes gráficas pero no permiten ver el volumen de

la figura y mucho menos modificar su orientación. Por esta razón es

necesario que el computador cree un objeto mediante la unión de un

conjunto de puntos, que luego es cubierta por unas superficies conocidas

como polígonos. Este tipo de gráficas se llama representación Wire-frame.

Inversamente si se desea ver la superficie de un objeto se debe usar


representación sólida. En la representación sólida los polígonos son

dibujados creando una visión de como el objeto se vería en la realidad. Pero

existen muchos editores de elementos tridimensionales que de una u otra

forma ofrecen este tipo de elementos.

AUTOCAD:

AutoCAD es un software creado para diseñar gráficos en 2D y 3D (ver fig.

2), siendo de esta manera la herramienta más utilizada por ingenieros,

dibujantes, proyectistas y diseñadores, para crear vistas, planos o

proyecciones tridimensionales, de una manera digital, teniendo así una

instrumento que le permite que sus trabajos tengan proporción, realismo,

simplicidad, durabilidad, entre otros.

Fig. 2. Fuente: AutoCAD 2000


El uso del CAD da precisión a un modelo, permitiendo analizar sistemas

físicos en una computadora de una manera viable, haciendo este tipo trabajo

más productivo puesto que necesita menos de un equipo de trabajo.

3D STUDIO MAX:

El 3D Studio es, probablemente, el software de animación tridimensional

mas completo que exista puesto que por medio de sus herramientas se

pueden elaborar ambientes completos con características como textura,

color e iluminación, además de profundidad para aumentar el realismo,

permitiendo elaborar escenas o videos con muchos tipos de efectos. La

calidad de los objetos o ambientes creados por medio de este software son

notables. También permite exportar e importar archivos a otros programas,

siendo el más común AutoCAD.

ULEAD COOL 360:

Ulead Cool 360 es un programa notablemente poderoso que toma una

serie de fotografías simples, tomadas cada cierta cantidad de grados, sobre

una base y girando la cámara alrededor de si misma hasta completar los 360

grados y las vuelve una experiencia panorámica 3D (ver fig. 3). Una sola

imagen panorámica se compone realmente de varias fotografías, es como

extender en una mesa una secuencia fotográfica y unirla con cinta adhesiva.

El primer paso, luego de tener la secuencia fotográfica, para crear un


panorama es organizar todas las tomas que se requiere en un orden

específico.

El próximo paso es usar una herramientas sofisticada que ofrece este

software para retocar y mejorar las imágenes. Para corregir las imágenes

basta con cuadrarlas con el Adjust Step, con este instrumento se puede

acoplar la imagen con la que precede y luego pasar a la siguiente, también

se puede ajustar el color, iluminación, contraste y el brillo. El último paso es

guardar el proyecto, esto se hace similar a otros programas, sólo con la

diferencia que este programa da la oportunidad aparte de salvar como un

panorama, exportarlo como una pagina web y como protector de pantalla.

LIVE PICTURE REALITY STUDIO:

Consiste en un completo set de herramientas para construir sitios web

inmersivos, donde se puede, además de recorrer una vista panorámica,

Fig. 3.Fuente: Ulead Cool 360. 1.999


vincular a otros panoramas para realizar una navegación. A esta navegación

se le pueden incluir objetos 3d, sonidos, videos, imágenes y objetos VRML.

Este programa exporta el archivo creado de dos maneras; el primero es

Plug-in Target con el cual el usuario debe bajar un visualizador para poder

observar la navegación. El segundo es el Java Applet Target, cuya

característica es que no es necesario tener un visualizador gracias a que el

código jaba incluido permite observarlo como un applet de java.

B. REVISIÓN DE LA LITERATURA

La utilización de Ambientes Virtuales Distribuidos, es un campo poco

investigado, razón por la cual la revisión de la literatura ha sido difícil, en

este sentido se señala a continuación una tesis desarrollada en el Estado

Mérida. Alexandra Quintero (1.998), efectuó un estudio Titulado “Ambiente

Virtual Distribuido para el Postgrado de Computación de la Facultad de

Ingeniería de la Universidad de los Andes”, cuyo propósito fue ofrecer al

Postgrado de Computación de la Facultad de Ingeniería, un prototipo de

ambiente virtual distribuido con fines informativos. La investigación es de tipo

descriptiva, así mismo la metodología utilizada es la de desarrollo

multimedia de Jonás Montilva (1996), desarrollándose con la finalidad de

brindar al usuario una interfaz tridimensional en la cual puede sumergirse a

navegar a través de ella de una manera intuitiva semejante a la realidad. Los


resultados fueron una nueva interfaz para ofrecer la información relacionada

con el postgrado de Computación contenida en una pagina WEB.

Así mismo Gow L., y Pineda G. (1.998) realizaron una investigación

titulada Desarrollo de un Sistema de Información Utilizando la Tecnología de

Realidad Virtual para Optimizar el Acceso a la Información Urbana de la

Plaza Baralt de Maracaibo, el cual brinda un enfoque de programación visual

para organizar y presentar los ambientes tridimensionales de la tecnología

de realidad virtual; en el análisis de la estructura se seleccionó la

metodología de Jonás Montilva para el desarrollo de aplicaciones

hipermedia. El estudio realizado fue de tipo proyecto especial apoyado en

una investigación descriptiva - explicativa, de esta manera promover el

desarrollo de sistemas con tecnología de realidad virtual u otras

herramientas que ofrezcan beneficios en la arquitectura, historia, entre otras,

donde se necesite un acceso óptimo a la información de cualquier clase.

Estas investigaciones nos brindaron un gran aporte ya que a través de

los conceptos, procedimientos y metodologías manejados en estas se pudo

sustentar nuestras bases teóricas que servirá de soporte a nuestro trabajo.

C. SISTEMA DE VARIABLES

La variable utilizada en esta investigación es:


AMBIENTE VIRTUAL DISTRIBUIDO

Conceptualmente es, un sistema en el cual los usuarios pueden

interactuar al mismo tiempo en un espacio virtual compartido conectado a

través de una red. (Stytz M.)

Operacionalmente, consiste en un sistema que permite a uno o varios

usuarios introducirse individualmente en un entorno virtual generado por

computador y distribuido en una red en tiempo real.

D. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS

Con el fin de dar mayor claridad a la investigación se definieron los

conceptos que a opinión de los investigadores poseen significado

específicos y que corresponden a los aspectos estudiados.

INTERFAZ: Características y elementos que un programa de ordenador

presenta en la pantalla para facilitar la interacción entre el usuario y el

programa.

ERGONOMÍA: Ciencia que estudia las relaciones del ser humano con el

trabajo que realiza, tratando de adaptar las condiciones a las características

del trabajador.

INMERSIÓN: Cualidad que poseen algunos sistemas de realidad virtual

que permite al usuario tener la sensación de sumergirse en un mundo

creado por medio de un computador.


TIEMPO REAL:

Tiempo Real significa que la computadora hace todos los cálculos

necesarios y presenta una imagen nueva cada 30 segundos como mínimo,

esto hace que los requerimientos computacionales sean grandes.

a. fundamentaciÓn teÓrica 1. realidad virtual

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