La captura de movimiento es la piedra angular de la realidad virtual. El desarrollo de la tecnología VR ahora se está moviendo a pasos agigantados debido a la disponibilidad de los cascos (VR HMD), pero la situación con el posicionamiento sigue siendo problemática. Consideremos cuáles son los sistemas de captura de movimiento actuales y cómo evolucionaron.
Un poquito de historia
En 1962 apareció el primer dispositivo, que podría sumergir a sus usuarios en realidad virtual. Sin embargo, aún no se ha desarrollado un sistema de captura de movimiento. El dispositivo resultó divertido, pero no fue comprendido y aceptado por el público. Así que permaneció en una sola copia, aunque la inmersión para ese momento fue en su mejor momento.
En 1968 apareció el primer sistema de captura con el nombre significativo "La Espada de Damocles". El dispositivo era muy pesado y voluminoso, y tenía que colgar justo encima del usuario. Como resultado, las cosas no fueron más allá de los prototipos.
Desarrollo moderno
Posteriormente, aparecieron muchos más prototipos y desarrollos. Una parte significativa de ellos resultó ser no funcional debido a:
• Dificultades.
• Gran peso.
• Altos precios.
Y solo en los últimos años, gracias al progreso tecnológico, empezaron a aparecer variantes más o menos adecuadas de los sistemas de posicionamiento. Los dispositivos de control de movimiento del usuario se han convertido en miniatura, y la precisión ha aumentado significativamente.
Todas las opciones de seguimiento del cuerpo existentes se pueden dividir en los siguientes grupos:
• Acústica.
• Frecuencia de radio.
• Magnética.
• Óptica.
• Inercial.
La mayoría de ellos trabajan en conjunto, complementándose entre sí.
Seguimiento acústico
Se basa en el principio de la ecolocación, que se asoma a los murciélagos y delfines. Los submarinos se orientan en el espacio de la misma manera. Se emite un cierto sonido que se refleja en los objetos y regresa. Cuanto más tiempo transcurre entre la señal y su retorno, más lejos está el objeto.
Pero las tecnologías modernas aún no permiten alcanzar la misma precisión que en los animales, por lo que el sistema no es muy popular. Los datos se actualizan demasiado lentamente. Para los submarinos no es crítico, pero para una respuesta rápida a las acciones del usuario es muy importante.
La calidad de la transmisión de la señal está significativamente influenciada por el estado del ambiente (temperatura, nivel de humedad, etc.). Todavía no es posible tener en cuenta dichos errores y, al mismo tiempo, hacer que el dispositivo sea asequible. Además, el umbral de percepción del sonido en las personas es diferente y algunos pueden sentirse incómodos debido a las señales constantes. Por lo tanto, de hecho, la tecnología no se considera prometedora.
Seguimiento de radiofrecuencia
Este sistema es muy similar al método anterior. La única diferencia es que, en lugar del sonido, se utiliza la onda de radio. El principal problema es la baja precisión. Las opciones existentes, que son relativamente adecuadas en precio, pueden rastrear movimientos solo hasta centímetros, lo cual es inaceptable para un mayor desarrollo de la realidad virtual. De los prototipos se pueden mencionar los prometedores Pozyx e IndoTraq. Son bastante precisos, pero lejos de ser baratos. Y es este último factor el que juega un papel clave en el desarrollo y la distribución generalizada de la realidad virtual.
Metodo magnetico
Se basa en el cambio y la intensidad del campo magnético y es notable por su alta precisión con el mínimo error: no más de 1 mm o 1 grado. Pero el corto alcance es su inconveniente. Ya a una distancia de más de 2,5 metros del dispositivo, la precisión disminuye considerablemente. Para un apartamento, puede que no sea un problema global, pero para los sitios de demostración y exposiciones, esto es crucial. Además, los campos magnéticos están distorsionados debido a la operación de otros equipos o incluso al cableado eléctrico. Y resulta que el ámbito de aplicación del sistema es extremadamente limitado.
Posicionamiento optico
Este tipo de seguimiento ahora se considera el más efectivo y prometedor. El método se basa en cámaras que rastrean las acciones o la posición del usuario. El sistema tiene dos variedades básicas:
De fuera hacia dentro. Una o varias cámaras monitorean de cerca lo que el usuario está haciendo y transmiten información al dispositivo de procesamiento. El principal inconveniente es que el sistema funcionará cualitativamente solo en un espacio limitado. Se utiliza el mismo principio de posicionamiento óptico, pero las cámaras se colocan en el usuario. Y rastrean puntos fijos predeterminados alrededor de la persona. El método es más complicado que el anterior, pero no tiene límite de espacio. Por eso es más prometedor.
Además, el seguimiento óptico puede ser marcador y sin marcador. En el primer caso, se aplican / instalan marcadores especiales en el cuerpo humano (con la tecnología Outside-in) o en el espacio circundante (con Inside-out), lo que ayuda a determinar con mayor precisión las acciones del usuario. En la segunda variante, el enlace va a diferentes objetos, pero no a marcadores. Es más simple en términos de preparación, pero más difícil de implementar. Y su precisión es menor.
En los parques de realidad virtual, el sistema de marcadores Inside-out se utiliza principalmente como el más eficiente, conveniente y asequible en este momento.
Seguimiento inercial
Otro sistema potencialmente prometedor que se basa en el trabajo de la conjunción de una brújula, barómetro, magnetómetro, acelerómetro y giroscopio. A pesar de la precisión bastante alta, tiene varias desventajas: el error de posicionamiento acumulado (la llamada deriva del acelerómetro) y la necesidad de un traje especial, donde se instalará todo este equipo.
Seguimiento híbrido
La combinación de varias opciones de seguimiento se considera el tipo de posicionamiento más efectivo. La conexión más utilizada es la inercial y los métodos ópticos. Los errores del primero se corrigen por la óptica, y la precisión del segundo se complementa con todo tipo de giroscopios y acelerómetros.
Realidad virtual sin límites.
Ahora es posible evaluar todas las oportunidades y perspectivas de las tecnologías de realidad virtual con la ayuda de parques virtuales. La compañía Virtual Reality Park Limited en su trabajo utiliza un sistema de seguimiento híbrido modificado llamado Smart Body Control. Se basa en un montón de posicionamiento óptico e inercial. Gracias a este enfoque innovador, se garantiza la máxima precisión del seguimiento de las acciones del usuario en un espacio grande.
Los parques virtuales de esta empresa utilizarán simultáneamente un traje especial y un casco, lo que permite alcanzar los siguientes indicadores:
Frecuencia de actualización: 100 Hz. Precisión de posicionamiento: 5 milímetros. Retardo de actualización de datos: solo 3 milisegundos.
En pocas palabras, absolutamente, cualquier acción menor del cliente se procesará instantáneamente y se tendrá en cuenta. Además, para una inmersión máxima, Virtual Reality Park Limited utiliza equipos auxiliares que simulan, por ejemplo, un arma en manos de un jugador o varios elementos relacionados con la trama del juego.
La mejor solución de hoy.
Después de examinar todas las opciones para los sistemas de posicionamiento existentes en el mercado, llegamos a la conclusión de que lo que funciona bien en algunas condiciones, la mayoría de las veces no es aplicable en otras. Por ejemplo, los sistemas ópticos de entrada y salida funcionan igualmente bien en casa. Pero para equipar una zona de exhibición o de juegos en un área grande, hoy en día no hay mejor solución que el sistema híbrido de Control de Cuerpo Inteligente. Esto está comprobado convincentemente por los parques de Virtual Reality Park Limited.