Realidad Aumentada (RA) es un término acuñado por Tom Caudell en el año 1990 y describe la aumentación de la realidad física mediante el uso de técnicas que la mezclan con contenido digital (virtual). Tenemos pues que la Realidad Aumentada es un Entorno que incluye elementos de los dos mundos (virtual y real), es interactivo en tiempo real y se muestra en tres dimensiones; podemos decir que se contruyen nuevos mundos mixtos coherentes con ambos sistemas. La capacidad de la realidad aumentada para mezclar objetos reales y virtuales en un mismo escenario nos permite utilizar objetos reales y transformarlos en virtuales o mixtos, de tal forma que es posible usar esta tecnología como una plataforma para la interacción humano-máquina. Algunos investigadores creen que la RA representa, fundamentalmente, un nuevo método para organizar e interactuar con la información.

La RA no es una tecnología nueva, después de 20 años de investigación, la RA está tomando forma como una de las mayores innovaciones no sólo en Internet, si no en la cantidad de aplicaciones que pueden ser creadas para muy distintos fines.  El auge actual es debido principalmente a dos razones: la primera es el gran desarrollo de los interfaces gráficos y la segunda son la disponibilidad de dispositivos portátiles (PCs, PDAs, terminales móviles). Estos dos avances han conseguido eliminar los molestos dispositivos montados en la cabeza (cascos con cámara, gafas) y los trajes especiales que tanto limitaban, por su parafernalia, el uso de los mismos.

Diferentes estilos de ordenadores "llevables" (1997, MIT)  y casco de Kaiser Electronics (1998)

Aunque ahora al estar disponible la tecnología podamos usar dispositivos portátiles, las líneas de investigación en las que se están trabajando son microdispositivos (lentillas, gafas) que incorporen pequeñas pantallas flexibles basadas en tecnología OLED. Estas lentes de realidad aumentada podrían pues fácilmente integrables, las gafas que se están desarrollando tienen un aspecto normal e incluso en algunos casos son de "diseño".

En el siguiente dibujo podemos ver los diferentes "mundos" y su mezcla, vemos que la RA forma parte de la Realidad Mixta (MR).

Continuo Realidad-Virtualidad (representación simplificada) mostrando como los mundos virtuales y reales pueden ser mezclados de diferentes formas (imagen procedente de Perceptual Issues in Augmented Reality, de David Drascic y Paul Milgram).

Podemos distinguir dos tipos clásicos de aplicaciones bajo la denominación de RA , si bien como la evolución es constante sería posible clasificarlas de otras formas:

• Las aplicaciones de geo-referencia o geo-etiquetado. Dónde se superpone información (etiquetas) al mundo real.
• La visualización de imágenes en 3D (estáticas o dinámicas), normalmente mediante el uso de marcadores.

 

¿Cómo funciona la Realidad Aumentada?

De forma general y para explicar de forma sencilla cómo funciona la RA usaremos los marcadores como elemento básico de identificación de posición de los objetos RA a mostrar (etiquetas, objetos estáticos y dinámicos, videos, etc...). Es decir, mediante la identificación de un marcador el sistema sabe dónde colocar una imagen y su orientación espacial. Los marcadores pueden ser dibujos, fotografías, formas reconible (p.e. edificios, geométricas), una posición geográfica (latitud, longitud) o cualquier otro elemento que pueda ser identificado (y programado) por un procesador.

A finales de los años noventa fueron desarrolladas las primeras librerías de realidad aumentada, ARtoolkit (Augmented REality Toolkit), de Kato y Billinghurst (1999). Este sistema analiza la imagen grabada por la cámara de vídeo en busca de un patrón gráfico (un marco cuadrado negro, con diferente diseño en su interior para calcular la orientación espacial del objeto), partiendo de la posición original que grabó la imagen. Cuando este patrón es detectado, son analizadas las coordenadas de sus cuatro esquinas y gracias a los valores de cada uno de esos cuatro puntos espaciales colocados sobre un plano obtiene la posición y orientación en el espacio cartesiano de la cámara que tomó la imagen relativa a la marca.

Relación entre las posiciones del marcador RA y la cámara. Marker Tracking and HMD Calibration
for a Video-based Augmented Reality Conferencing System, Kato y Billinghurst (1999)

Las investigaciones actuales se dirigen a la eliminación de los marcadores RA tan explícitos y utilizar objetos reales que componen la escena, para finalizar con el reconocimiento gestual como identificador.

El sistema de segumiento ARToolKit funciona como sigue:

• La cámara captura video del mundo real y lo manda al ordenador.
• El software del ordenador busca en cada fotograma del video formas cuadradas.
• Si se encuentra un cuadrado, el programa calcula la posición de la cámara con relación a dicho cuadrado.
• Una vez se conoce la posición de la cámara un recurso gráfico (objeto) es colocado en la misma posición.
• El objeto (modelo) es representado superpuesto sobre el video (mundo real).
• El resultado final se muestra en nuestra pantalla (móvil, pc), al mirar la pantalla vemos la realidad mixta.

El proceso completo de identificación, representación y seguimiento del objeto puede verse en el siguiente diagrama:

“En el futuro, veremos que la RA será un componente de cualquier tipo de interacción mediática digital,” afirma el codirector de Mobilizy, Alexander Igelsboeck.

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