Etiqueta: Realidad aumentada

COMPRESION DE IMÁGENES POR CAPAS

COMPRESION DE IMÁGENES POR CAPAS

El problema  del tamaño que ocupan las imágenes  digitales  en estos tiempos  resulta  ser un problema   fuerte  y  complejo  para  la  administración   de  imágenes,   dado  que  las  mismas requieren  determinados  grados  de calidad  y velocidad  para  ser representadas;  sin  embargo existen  en  la  actualidad  estudios  sobre  la  compresión  de  imágenes,   utilizando  para  ello diferentes  métodos  corno:  algoritmos  genéticos,  :fractales, y las transformadas lineales;  con estas técnicas se propone reducir el tamaño de las imágenes y el tiempo de proceso empleado para llegar a disminuir el tamaño en ellos, pero surge otro problema, la calidad de salida de la imagen  digital una vez realizado el proceso de  compresión,  el grado al que se puede llegar a comprimir una imagen  digital sin llegar  a distorsionarla  respecto  a la calidad de salida de la imagen  original.  Es  así  que  en  el  presente  trabajo  se  plantea    una  solución  mediante  la compresión  de una imagen  digital por  capas,  entendiéndose  por  capas  a las  selecciones  de segmentos  realizados  en una  imagen  digital,  con  esto  se busca  mantener  la  calidad  de la imagen digital en las capas de interés, en las regiones de la imagen donde se desea mantener la calidad.   Procesar   una   imagen   digital   por   capas   trae   ventajas   significativas    corno  la independencia  de una región con respecto a otra, procesar una región de la imagen sin afectar a las  demás  regiones,  se hace  uso  de estas ventajas para procesar  las imágenes  digitales  y específicamente  para  comprimir  una  imagen  digital  por  capas.  Para  probar  el desenvolvimiento  de lo planteado  se construye un prototipo  de compresión  de imágenes por capas, donde se hace una comparación entre la compresión de la totalidad de la imagen con la compresión  por  capas,  empleando  para  su  desarrollo  ingeniería  del  software  orientada  a objetos utilizando la herramienta UML para el diseño del prototipo y Delphi corno lenguaje de programación orientado a objetos.

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REALIDAD AUMENTADA EN LA VIRTUALIZACIÓN DE ATRACTIVOS TURÍSTICOS

REALIDAD AUMENTADA EN LA VIRTUALIZACIÓN DE ATRACTIVOS TURÍSTICOS

El turismo como tal utiliza un producto, el producto turístico, que integra tanto los atractivos como el acceso y la infraestructura entre otros elementos. En ese sentido el turismo no vende sólo el atractivo, sino vende la capacidad de este atractivo en satisfacer los deseos y expectativas de los visitantes. Los atractivos pueden ser desde sitios naturales, museos  y monumentos históricos u otras manifestaciones culturales e históricas, folklore, realizaciones técnicas o artísticas contemporáneas o acontecimientos programados, de igual forma se tiene la oferta turística de las comunidades rurales que aparece como una opción consistente como las nuevas dinámicas del mercado pues sus productos valoran la identidad cultural y fomentan intercambios vivenciales, permitiendo al visitante disfrutar de experiencias originales. Es por esto que el turismo comunitario se convierte en un elemento muy importante a considerar al coadyuvar al rescate y conservación del patrimonio tanto tangible como intangible, al mostrar al turista los elementos que conforman la cultura de un pueblo.  Además, no sólo aporta en la recuperación de estos bienes culturales sino que cumple un papel fundamental en la revalorización  cultural  y el  rescate de la identidad de los  pueblos,  ya  que éstos  son  los principales responsables de su patrimonio y el turismo por tanto aporta con la generación de condiciones  óptimas  para  su  conservación  y  preservación  Sin  embargo,  cabe  mencionar muchas de las debilidades del turismo como ser la falta de formas de conservación y preservación   del atractivo turístico, la falta de información donde se realiza el turismo comunitario como también la escasa existencia de promoción y difusión de los atractivos turísticos. Uno de los atractivos turísticos importantes lo constituyen las iglesias comunitarias, las cuales preservan una riqueza visual bastante grande.

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Realidad aumentada (segunda parte)

Realidad aumentada (segunda parte)

Según López, en la tesis de maestría mencionada anteriormente, para realizar esta labor es necesaria la realización de cuatro tareas fundamentales: (1) Captura de la escena, (2) identificación de la escena, (3) realidad más aumento y (4) visualización de la escena. Sin embargo se hace mención a que al interior del campo de investigación de la realidad aumentada se sugiere la inclusión de una tarea denominada “interacción”, debido a que esta es una tarea de gran importancia ya que crea la relación directa entre el sistema y el usuario. A continuación se describen cada una de estas tareas de manera específica.

En relación con el punto (1) de captura de la escena, se menciona que existen diversos mecanismos y sistemas para realizar captura de escenas en realidad aumentada para su posterior procesamiento, dentro de los cuales se pueden encontrar: (a) Dispositivos de video. En este conjunto se encuentran las cámaras de video y dispositivos móviles, siempre y cuando tengan una cámara. (b) Dispositivos de visualización. Estos dispositivos acostumbran a trabajar en tiempo real, haciéndolos no sólo más costosos en presupuesto sino también en complejidad. Para el punto (2) identificar el escenario, los investigadores Bimber y Rakar, en el artículo escrito el año 2005 titulado “Realidad aumentada espacial, mezcla de mundos reales y virtuales”, menciona que el proceso consiste en averiguar qué escenario físico real es el que el usuario quiere que se aumente con información digital. López, en la tesis citada, menciona que este proceso puede llevarse a cabo, básicamente, de dos maneras: Utilizando marcadores o sin utilizarlos: (a) Reconocimiento por marcadores: En palabras de Cawood y Fiala, en el libro escrito el año 2008 titulado “Realidad aumentada: Una guía práctica”, en los sistemas de realidad aumentada, un marcador es un objeto cuya imagen es conocida por el sistema. Dichos sistemas son reconocidos por utilizar marcadores fiduciales que se obtienen mediante una cámara y técnicas de visión por computadora. Las maneras en que el sistema conoce el marcador se pueden agrupar en tres conjuntos, mediante su geometría, su color o mediante ambas características. Dentro de los sistemas de detección de marcas se pueden destacar: ARToolKit, ARTag, StudierStube, OsgART, etc. Estos sistemas se encuentran compuestos por una serie de bibliotecas que recogen las técnicas de visión necesarias para realizar el posicionamiento del objeto. (b) Reconocimiento sin marcadores. De la misma forma, es posible identificar la escena mediante reconocimiento de imágenes o mediante la estimación de la posición. También es posible encontrar sistemas que realicen una combinación de ambas en función de la situación. Dentro de los tipos de sistemas más utilizados se puede encontrar los sistemas que registran rasgos naturales, los cuales funcionan de manera similar a los sistemas basados en marcadores, realizando el análisis de la imagen e identificando puntos en una secuencia de imágenes. Entre las aplicaciones que permiten este tipo de reconocimiento se destaca BazAR, compuesto por bibliotecas que permiten el cálculo de la orientación del punto de vista de la cámara a partir de la identificación de rasgos naturales.

Continuando con la descripción de las tareas fundamentales de la realidad aumentada el punto (3) referido a la mezcla de la realidad con el aumento, se dice que una vez descrito el proceso de identificación de escenarios, el siguiente asunto que tiene lugar en los sistemas de realidad aumentada es el sobreponer la información digital que se quiere ampliar sobre la escena real capturada, para esto se necesita las denominadas bibliotecas de aumento, las cuales constituyen el software adecuado para sobreponer a la imagen real la información aumentada deseada. Según la forma de rastreo, estas bibliotecas se clasifican en dos tipos: Las bibliotecas de seguimiento de marcadores fiduciales y las bibliotecas de seguimiento de gestos corporales. Para el reconocimiento de marcadores fiduciales existen diversas bibliotecas disponibles al público. Una de las bibliotecas más conocidas es ARToolKit, que puede considerarse como una biblioteca de realidad aumentada, la misma fue desarrollada por Hirokazu Kato del Instituto Nara de Ciencia y Tecnología en el año 1999. Dicha biblioteca permite la detección de unos marcadores específicos y realiza las tareas de superposición de imágenes. ARToolKit realiza el seguimiento de la cámara en tiempo real, asegurando que los objetos virtuales siempre aparezcan superpuestos sobre los marcadores de seguimiento. ARToolkit también tiene una serie de limitaciones que surgen en los sistemas basados en visión por computadora. De esta biblioteca se derivan diversas versiones que mantienen el mismo principio, entre las más relevantes se pueden mencionar a las siguientes: ARToolKitPlus, FLARToolKit, osgART como una combinación de ARToolKit y OpenSceneGraph, ARTag como alternativa a ARToolkit, además de NyARToolkit. Por otra parte, para el reconocimiento de gestos corporales, es posible encontrar bibliotecas como BazAR, la cual es una biblioteca de visión por computadora basada en la detección y correspondencia de rasgos naturales puntuales. BazAR está compuesto por dos módulos: (a) Garfeild, este módulo proporciona las herramientas para detectar puntos clave o rasgos puntuales, y establecer su correspondencia respecto de una serie de puntos almacenados y (b) Starter, que contiene las estructuras básicas y las herramientas matemáticas.

Finalmente en el punto (4), según Zhou y sus colegas, en el artículo publicado el año 2008 titulado “Tendencias en la realidad aumentada: Seguimiento, interacción y visualización”, la interacción con los sistemas de realidad aumentada especifica como los usuarios manipulan los contenidos virtuales de la realidad aumentada. Portalés, en la tesis doctoral publicada el año 2008 con el título “Entornos multimedia de realidad aumentada en el campo del arte”, define la interacción como una propiedad inherente de cualquier entorno interactivo multimedia que incluye actividades y respuestas físicas, sensoriales y mentales El usuario puede interactuar con un sistema realidad aumentada mediante los tipos e interfaces mencionados anteriormente, sin embargo aún no se han tenido en cuenta factores humanos y de comportamiento que determinan la forma más intuitiva de uso de una interfaz.

 

Guillermo Choque Aspiazu
www.eldiario.net
20 de Octubre de 2014

Realidad aumentada (primera parte)

Realidad aumentada (primera parte)

Hasta hace pocos años la opción de disponer de información digital añadida sobre cualquier objeto sin alterar su entorno era prácticamente imposible. López, en el proyecto fin de máster en sistemas inteligentes publicado el año 2010 con el título “Análisis y desarrollo de sistemas de realidad aumentada”, menciona que hacia la primera década del siglo veintiuno ya es posible ver casi cualquier tipo de información digital sobre el objeto que sea. Esto se debe a la realidad aumentada, una tecnología a disposición de cualquier persona que permite superponer sobre un escenario real cualquier tipo de contenido digital, sea de la índole que sea, visual, auditivo, etc. A pesar de que en el año 1966, Ivan Sutherland inventó el primer casco de visualización, descrito en el artículo titulado “Casco de visualización tridimensional”, no ha sido prácticamente hasta el siglo veintiuno cuando esta área de investigación ha empezado a coger fuerza y relevancia. Esto se debe a que los esfuerzos del siglo pasado estaban más centrados en la realidad virtual, que se diferencia de la realidad aumentada en que todo lo que el usuario observa es una simulación de la realidad. La especial relevancia que tiene la realidad aumentada no proviene de su naturaleza novedosa, ya que esta tecnología ya venía siendo utilizada en las cabinas de los aviones durante el siglo pasado. Lo que ha producido que haya aumentado su importancia ha sido su apertura a la vida cotidiana de las personas.

Según Azuma, en el artículo publicado el año 1997 titulado “Manual de realidad aumentada”, la realidad aumentada es un término que se asocia al resultado del uso de tecnologías que superponen imágenes generadas por computadora sobre ambientes físicos pertenecientes al mundo real, que el usuario puede percibir de manera natural. Billinghurst y sus colegas, en el artículo publicado el año 1999 con el título “Una aplicación de realidad mixta en tres dimensiones”, este proceso se lleva a cabo en tiempo real, permitiendo a los usuarios interactuar con contenidos digitales a través del manejo de objetos reales o bien, tener una experiencia meramente visual al complementar el mundo real mediante objetos virtuales en un entorno de realidad mixto, creando la sensación de que el ambiente ha sido aumentado. Azuma, en el artículo mencionado, explica que al igual que la realidad aumentada, la realidad virtual es capaz de dar la impresión al usuario de que se encuentra en un ambiente diferente al que está acostumbrado, sin embargo, en el caso de la realidad virtual, dicho entorno es cien por ciento sintético, es decir todos los objetos son virtuales. Mientras el usuario se encuentre en dicho ambiente, no es capaz de ver el mundo real sino sólo el entorno virtual que lo rodea, generalmente desde una perspectiva en primera persona. Si el usuario es proyectado en el ambiente desde una perspectiva en tercera persona, también será mostrado como un objeto virtual. Billinghurst y sus colegas, en el artículo citado, complementan mencionando que otra diferencia destacable es que la realidad virtual se auxilia de aditamentos generalmente de tipo visuales, tales como lentes, aunque también puede emplear otros medios para que la simulación parezca más real, ya sean audífonos, interfaces hápticos o inclusive trajes sensoriales, mientras que la realidad aumentada tiene la opción de utilizar o no dichos aditamentos. Además, cuando se realiza el proceso inverso al de la realidad aumentada, es decir, utilizar tecnologías para superponer imágenes del mundo real sobre entornos cien por ciento virtuales, se estará refiriendo a ello como virtualidad aumentada. Finalmente, una mezcla entre la realidad, la realidad aumentada, la realidad virtual y la virtualidad aumentada puede ser denominada realidad mixta.

En palabras de los investigadores Barfield y Caudell, expresadas en el libro publicado el año 2001 con el título “Fundamentos de informática usable y realidad aumentada”, la realidad aumentada es el término que se usa para definir una visión directa o indirecta de un entorno físico del mundo real, cuyos elementos se combinan con elementos virtuales para la creación de una realidad mixta a tiempo real. Esta es la principal diferencia con la realidad virtual, puesto que no sustituye la realidad física, sino que sobreimprime los datos informáticos al mundo real. Existen definiciones comúnmente utilizadas para definir a esta tecnología. La primera fue propuesta por Milgram y Kishino el año 1994, la cual es explicada por López en la tesis de maestría escrita el año 2009 titulada “Análisis y Desarrollo de sistemas de realidad aumentada”, en la cual la realidad aumentada es descrita como un continuo que abarca desde el entorno real a un entorno virtual puro. La realidad aumentada permite al usuario ver el mundo real con objetos virtuales superpuestos o mezclados con el mundo real. De esta manera, la realidad aumentada es un complemento de la realidad, en lugar de sustituirla completamente, y mantiene tres características esenciales: (1) Combina elementos reales y virtuales. (2) Es interactiva en tiempo real. (3) Está registrada en tres dimensiones.

 

Guillermo Choque Aspiazu
www.eldiario.net
13 de Octubre de 2014

Realidad Aumentada

Realidad Aumentada

El ser humano se ha distinguido por la capacidad de elaborar herramientas con el fin de aumentar sus capacidades físicas; desde los primeros cuchillos de piedra hasta los modernos aviones de reacción, se puede decir que ha recorrido un buen trecho en aumentar las capacidades de sus sentidos a través de tejidos sintéticos, televisores, perfumes, lentes y microscopios. Mediante la tecnología se ha logrado avances que, hasta hace poco, parecían de ficción, tal es el caso de lo que hoy en día se conoce como realidad aumentada. La realidad aumentada tiene como finalidad superponer, al entorno real, la información que interesa visualizar, utilizando visores de cómputo que agregan información virtual a la percepción de los usuarios. Así, a diferencia de la popular realidad virtual que pretende reemplazar al mundo real, la realidad aumentada la complementa.

Desde una óptica bastante simple, la realidad aumentada es una nueva rama de interfaces donde los elementos reales conviven con los elementos virtuales. Es una tecnología totalmente innovadora, ligada a la realidad virtual, aunque diferente en varios aspectos, debido a que la realidad virtual es inmersiva, esto significa que el usuario no puede ver el mundo real a su alrededor. En contraste con la realidad virtual, la realidad aumentada completa la visión real del usuario, no la reemplaza por otra. Se define un sistema de realidad aumentada como aquél sistema que cuenta con las siguientes propiedades: (1) Combina objetos reales y virtuales. (2) Es interactivo y en tiempo real. (3) Se alinean los objetos virtuales y reales unos con otros.

En los inicios de la investigación en realidad aumentada, sólo un pequeño grupo de investigadores trabajó en esta área debido a los altos costos implicados hasta que, hace unos 10 años, éstos disminuyeron tanto que fue posible abrir laboratorios de realidad aumentada en diversos centros universitarios de todo el mundo. Los dispositivos utilizados en la realidad aumentada son de dos tipos: transparentes ópticos y transparentes de video. En los primeros, a grandes rasgos, se utiliza un prisma que refleja los gráficos generados por la computadora en la pantalla de cristal líquido, ubicada frente al ojo del usuario, permitiendo que la luz del exterior pase, es decir, haciendo que los sensores detecten la posición y orientación de la cabeza para ubicarse en el lugar correcto. Por su parte, en los sistemas transparentes de video la formación de las imágenes es muy similar, sólo que el mundo exterior es captado por una cámara que muestra, ante el ojo, las imágenes reales y virtuales ya fusionadas.

La realidad aumentada es una técnica mediante la cual los usuarios pueden percibir la realidad superponiendo a los objetos reales modelos virtuales enriquecidos. El observador puede trabajar y examinar objetos en tres dimensiones reales mientras recibe información adicional sobre estos objetos o sobre la tarea que se está realizando. De este modo, la realidad aumentada permite al usuario permanecer en contacto con su entorno de trabajo, mientras su foco de atención no está en la computadora, sino en el mundo real. El papel que juega la computadora, en este entorno, es el de asistir y mejorar las relaciones e interacciones entre las personas y el mundo real.

Se dice que en los sistemas de realidad virtual el usuario está completamente inmerso en un mundo artificial y no hay manera de interactuar con objetos del mundo real. En contraposición, en la realidad aumentada los usuarios pueden interactuar mezclando el mundo real y virtual de una forma natural. Así, la diferencia entre realidad virtual y la realidad aumentada se encuentra en el tratamiento que hacen del mundo real. La realidad virtual sumerge al usuario dentro de un mundo virtual que reemplaza completamente al mundo real exterior, mientras que la realidad aumentada deja ver al usuario el mundo real a su alrededor y aumenta la visión que éste tiene de su entorno mediante la superposición o composición de los objetos en tres dimensiones virtuales. Idealmente, esto daría al usuario la ilusión de coexistencia entre los objetos de los mundos real y virtual.

Como se ha mencionado, la realidad aumentada se basa en la existencia de una serie de dispositivos que son capaces de añadir información virtual a la información física existente. Es un enfoque distinto al de la realidad virtual, ya que no se sustituye la realidad física, si no que se complementa la misma con otros datos o elementos. Esto permite crear interfaces de usuario bastante ricas e intuitivas que, probablemente, en un futuro no muy lejano se extiendan y generalicen como interfaces ideales de muchos sistemas inteligentes. La realidad aumentada es una tecnología que siempre suelen ubicarse en el futuro, en gran medida debido a su aparición en multitud de películas y series de ciencia ficción, dónde los personajes utilizan algún tipo de gafas que añade información sobre lo que se observa. A estas alturas se puede definir a la realidad aumentada como un entorno que incluye elementos de realidad virtual y elementos del mundo real. Complementando esta definición inicial, un sistema de realidad aumentada es aquel que: (1) Combina mundo real y mundo virtual. (2) Es interactivo en tiempo real. (3) Se registra en tres dimensiones. Se podría añadir que los sistemas de realidad aumentada llevan la computadora al entorno de trabajo real del usuario, mientras que los sistemas de realidad virtual intentan llevar el mundo real al interior de la computadora.

Como objetivo operativo, la realidad aumentada debe generar modelos informáticos de lugares y sonidos relacionados con la realidad física, así como determinar la situación exacta de cada usuario, y ser capaz de mostrar al usuario una representación real del entorno que se ha añadido virtualmente. Es muy importante determinar la orientación y posición exacta del usuario, sobre todo en las aplicaciones que así lo requieran: uno de los retos más importante que se tiene a momento, en el desarrollo de proyectos de realidad aumentada, es que los elementos visuales estén coordinados a la perfección con los objetos reales, puesto que un pequeño error de orientación puede provocar un desalineamiento perceptible entre los objetos virtuales y físicos. En zonas muy amplias los sensores de orientación usan magnetómetros, inclinómetros, sensores inerciales y otros, que pueden verse afectados gravemente por campos magnéticos, y por lo tanto se ha de intentar reducir al máximo este efecto.

En términos de implementación, la realidad aumentada consiste en añadir gráficos virtuales, en tiempo real, al campo de visión de una persona. Esta tecnología constituye un nuevo paradigma en la forma como los sistemas multimedia pueden ayudar a las personas en la realización de sus actividades debido a que permite utilizarla en el mundo real como una interfaz alterna a la pantalla de computadora. A diferencia de la realidad virtual, que sumerge al usuario en un ambiente completamente artificial, la realidad aumentada permite al usuario mantener contacto con el mundo real mientras interactúa con objetos virtuales. A pesar de existir el entorno de la realidad aumentada hace una década aproximadamente, apenas en los últimos años es que su progreso se ha hecho más evidente. Ese progreso resulta de iniciativas como la creación de una conferencia especializada denominada: “Simposio Internacional sobre Realidad Aumentada y Mixta”

El desafío más grande que se encuentra en el desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada está en la necesidad de saber dónde se sitúa el usuario con referencia a su alrededor. Existe también el problema de seguir el movimiento de la cabeza y ojos del usuario. La aplicación necesita tener un sistema de seguimiento para reconocer estos movimientos y proyectar los gráficos relacionados con el ambiente que el usuario está viendo. Los objetos virtuales generados por computadora deben posicionarse de manera precisa con referencia al mundo real, para evitar que el usuario tenga problemas en visualizar la fusión entre las imágenes reales y virtuales.

La realidad aumentada ofrece infinidad de nuevas posibilidades de interacción, que hacen que se encuentre presente en muchos y varios ámbitos, como son la arquitectura, el entretenimiento, la educación, el arte, la medicina o las comunidades virtuales. Actualmente la mayoría de aplicaciones de realidad aumentada para proyectos educativos se usan en museos, exhibiciones, parques con atracciones temáticas y otros, puesto que su costo todavía no es suficientemente bajo para que puedan ser empleadas en el ámbito doméstico. Estos lugares aprovechan las conexiones remotas para mostrar información sobre objetos o lugares, así como imágenes virtuales como por ejemplo ruinas reconstruidas o paisajes tal y como eran en el pasado.

 

Guillermo Choque Aspiazu
http://www.eldiario.net/
Abril 14 de 2008
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