Inmersión en realidad virtual

La inmersión en la realidad virtual es una percepción de estar físicamente presente en un mundo no físico. La percepción se crea al rodear al usuario del sistema de realidad virtual en imágenes, sonido u otros estímulos que proporcionan un ambiente total absorbente.

La inmersión o inmersión es un estado psicológico en el que el sujeto deja de estar consciente de su propio estado físico. Con frecuencia se acompaña de una concentración intensa, una noción perturbada de tiempo y realidad. El término es ampliamente utilizado en informática, realidad virtual y videojuegos (como los MMORPG), pero puede ser mal utilizado como una palabra de moda.

En el campo de la realidad virtual, los sistemas inmersivos también se utilizan para sumergir al usuario en un entorno familiar, ya sea por distracción o para fines de capacitación: para inculcar reflejos que luego se utilizarán en un caso real, o para reconstituir de forma remota un sistema real en cuál puede así operar por control remoto. Las atracciones de Futuroscope Poitiers o el pilotaje de drones por inmersión en una cabina virtual son ejemplos. El grado de inmersión está determinado por la concordancia de las sensaciones con aquellas a las que el usuario está acostumbrado y por la adecuación de los diferentes sentidos entre ellas (por ejemplo, el tacto y la vista).

El nombre es un uso metafórico de la experiencia de inmersión aplicada a la representación, la ficción o la simulación. La inmersión también se puede definir como el estado de conciencia en el que un conocimiento de «visitante» (Maurice Benayoun) o «inmersor» (Char Davies) del yo físico se transforma al estar rodeado por un entorno artificial; utilizado para describir la suspensión parcial o completa de la incredulidad, que permite la acción o reacción a estímulos que se encuentran en un entorno virtual o artístico. El grado en que el entorno virtual o artístico reproduce fielmente la realidad determina el grado de suspensión de la incredulidad. Cuanto mayor es la suspensión de la incredulidad, mayor es el grado de presencia alcanzado.

En contraste con la inmersión cinemática pasiva, la realidad virtual permite la interacción con el entorno virtual y, por lo tanto, se puede lograr una intensidad de inmersión mucho más alta.

Se lo conoce como un entorno virtual inmersivo cuando el usuario puede interactuar directamente con él. La CAVE con hardware de interacción apropiado es un ejemplo de dicho sistema. Por el contrario, la realidad virtual no inmersiva, p. en un sistema 3D-CAD, que se opera en una PC.

Los mundos virtuales cautivadores y sofisticados conducen a una mayor inmersión, así como a controladores que permiten una interacción de aspecto natural con el mundo virtual. En casos extremos, esto puede significar que los jugadores deben acostumbrarse al mundo real después de que el juego de realidad virtual haya terminado. La intensidad también depende de la personalidad del jugador y la duración del juego.

La profesora de medios digitales estadounidense Janet H. Murray describe la inmersión de la siguiente manera:
«La experiencia de ser transportado a un lugar elaboradamente simulado es placentero en sí mismo, independientemente del contenido de fantasía. La inmersión es un término metafórico derivado de la experiencia física de sumergirse en el agua. Una mujer en una piscina o una piscina: la sensación de estando en una piscina todo nuestro aparato perceptivo «.

Richard Bartle distingue cuatro niveles diferentes de inmersión (niveles de inmersión):
jugador: el personaje es un medio para influir en el mundo del juego.
avatar: el personaje es un representante del jugador en el mundo del juego. Los jugadores hablan sobre el personaje en tercera persona.
personaje: los jugadores de computadora se identifican con el personaje y hablan de ellos en primera persona.
persona: el personaje es parte de la identidad del jugador de la computadora. Él no juega un personaje en un mundo virtual, él mismo está en un mundo virtual.
Por ejemplo, el género de juego de computadora de los shooters en primera persona se juega básicamente desde el punto de vista del personaje, es decir, en perspectiva en primera persona. Los diseñadores del juego usan la inmersión aquí para que el jugador experimente el mundo virtual lo más directamente posible.

Tipos:
Según Ernest W. Adams, autor y consultor en diseño de juegos, la inmersión se puede separar en tres categorías principales:

La inmersión táctica se experimenta cuando se realizan operaciones táctiles que implican habilidad. Los jugadores se sienten «en la zona» mientras perfeccionan las acciones que resultan en éxito.

La inmersión estratégica es más cerebral y se asocia con el desafío mental. Los jugadores de ajedrez experimentan una inmersión estratégica al elegir una solución correcta entre una amplia gama de posibilidades.

La inmersión narrativa ocurre cuando los jugadores se invierten en una historia, y es similar a lo que se experimenta al leer un libro o ver una película.
Staffan Björk y Jussi Holopainen, en Patterns In Game Design, dividen la inmersión en categorías similares, pero los llaman inmersión sensorial-motora, inmersión cognitiva e inmersión emocional, respectivamente. Además de estos, agregan una nueva categoría:

La inmersión espacial ocurre cuando un jugador siente que el mundo simulado es perceptualmente convincente. El jugador siente que él o ella está realmente «allí» y que un mundo simulado se ve y se siente «real».

Presencia:
La presencia, un término derivado del acortamiento de la «telepresencia» original, es un fenómeno que permite a las personas interactuar y conectarse con el mundo exterior a sus cuerpos mediante la tecnología. Se define como la sensación subjetiva de una persona de estar allí en una escena representada por un medio, generalmente de naturaleza virtual. La mayoría de los diseñadores se enfoca en la tecnología utilizada para crear un entorno virtual de alta fidelidad; sin embargo, también se deben tener en cuenta los factores humanos involucrados en lograr un estado de presencia. Es la percepción subjetiva, aunque generada y / o filtrada a través de la tecnología hecha por el hombre, la que finalmente determina el logro exitoso de la presencia.

Las gafas de realidad virtual pueden producir una sensación visceral de estar en un mundo simulado, una forma de inmersión espacial llamada Presencia. Según Oculus VR, los requisitos tecnológicos para lograr esta reacción visceral son la baja latencia y el seguimiento preciso de los movimientos.

Realidad virtual inmersiva:
La realidad virtual inmersiva es una tecnología futura hipotética que existe en la actualidad como proyectos de arte de realidad virtual, en su mayor parte. Consiste en la inmersión en un entorno artificial donde el usuario se siente tan inmerso como normalmente lo siente en la realidad del consenso.

Interacción directa del sistema nervioso:
El método más considerado sería inducir las sensaciones que componen la realidad virtual en el sistema nervioso directamente. En el funcionalismo / biología convencional interactuamos con la realidad del consenso a través del sistema nervioso. Por lo tanto, recibimos todos los aportes de todos los sentidos como impulsos nerviosos. Le da a tus neuronas una sensación de sensación intensificada. Involucraría al usuario que recibe entradas como impulsos nerviosos estimulados artificialmente, el sistema recibiría las salidas CNS (impulsos nerviosos naturales) y las procesaría permitiendo al usuario interactuar con la realidad virtual. Los impulsos naturales entre el cuerpo y el sistema nervioso central necesitarían ser prevenidos. Esto podría hacerse bloqueando los impulsos naturales usando nanorobots que se adhieren al cableado del cerebro, mientras reciben los impulsos digitales de los cuales describen el mundo virtual, que luego podrían enviarse al cableado del cerebro. También se necesitaría un sistema de retroalimentación entre el usuario y la computadora que almacena la información. Teniendo en cuenta la cantidad de información que se necesitaría para un sistema de este tipo, es probable que se base en formas hipotéticas de tecnología informática.

Requisitos:
Comprensión del sistema nervioso
Una comprensión exhaustiva de qué impulsos nerviosos corresponden a qué sensaciones y qué impulsos motores corresponden a las contracciones musculares que se requerirán. Esto permitirá que las sensaciones correctas en el usuario y las acciones en la realidad virtual ocurran. El Blue Brain Project es la investigación actual y más prometedora con la idea de comprender cómo funciona el cerebro construyendo modelos de computadora a gran escala.

Capacidad de manipular CNS
El sistema nervioso obviamente necesitaría ser manipulado. Aunque se han postulado dispositivos no invasivos que usan radiación, es probable que los implantes cibernéticos invasivos estén disponibles más pronto y sean más precisos. La manipulación puede ocurrir en cualquier etapa del sistema nervioso; es probable que la médula espinal sea la más simple; como todos los nervios pasan por aquí, este podría ser el único sitio de manipulación. Es probable que la Nanotecnología Molecular proporcione el grado de precisión requerido y permita que el implante se construya dentro del cuerpo en lugar de ser insertado por una operación.

Hardware / software para procesar entradas / salidas
Sería necesaria una computadora muy poderosa para procesar la realidad virtual lo suficientemente compleja como para ser casi indistinguible de la realidad del consenso e interactuar con el sistema nervioso central lo suficientemente rápido.

Entornos digitales inmersivos:
Un entorno digital inmersivo es una escena o «mundo» artificial, interactivo y creado por computadora dentro del cual un usuario puede sumergirse.

Se podría pensar que los entornos digitales inmersivos son sinónimo de realidad virtual, pero sin la implicación de que la «realidad» real se está simulando. Un entorno digital inmersivo podría ser un modelo de realidad, pero también podría ser una interfaz de usuario completa o una abstracción, siempre que el usuario del entorno esté inmerso en ella. La definición de inmersión es amplia y variable, pero aquí se supone simplemente que el usuario se siente parte del «universo» simulado. El éxito con el que un entorno digital inmersivo puede realmente sumergir al usuario depende de muchos factores, como gráficos de computadora 3D creíbles, sonido envolvente, entrada de usuario interactiva y otros factores como la simplicidad, la funcionalidad y el potencial para el disfrute. Actualmente se están desarrollando nuevas tecnologías que pretenden traer efectos ambientales realistas al entorno de los jugadores: efectos como el viento, la vibración del asiento y la iluminación ambiental.

Percepción:
Para crear una impresión de inmersión total, los 5 sentidos deben percibir el entorno digital como real. La tecnología de inmersión puede confundir los sentidos con: pantallas panorámicas en 3D sonido envolvente retroalimentación de fuerza y ​​dispositivos de reconocimiento de movimiento creación artificial de sabores y olores

Interacción:
Una vez que los sentidos perciben el entorno digital lo suficientemente real, el usuario debe ser capaz de interactuar con el entorno de forma natural e intuitiva. Una multitud de tecnologías inmersivas como el reconocimiento de movimiento responden a la acción del usuario. Las interfaces de control por el cerebro (BCI) que responden a la actividad neuronal incluso han comenzado a aparecer.

Ejemplos y aplicaciones:
Las simulaciones de entrenamiento y ensayo abarcan toda la gama de entrenamiento de tareas de pieza (a menudo, botonera, por ejemplo: qué botón empujar para desplegar un boom de reaprovisionamiento) mediante simulación situacional (como respuesta a crisis o entrenamiento de conductor de convoy) a simulaciones de movimiento completo que entrenan pilotos o soldados y agentes de la ley en situaciones que son demasiado peligrosas para entrenar en equipos reales utilizando una ordenanza en vivo.

Juegos de computadora desde simples juegos de arcade hasta juegos multijugador masivos en línea y programas de entrenamiento tales como simuladores de vuelo y conducción. Entornos de entretenimiento tales como simuladores de movimiento que sumergen a los jinetes / jugadores en un entorno digital virtual realzado por señales de movimiento, visuales y auditivas. Simuladores de realidad, como una de las montañas de Virunga en Ruanda que te lleva a un viaje a través de la jungla para conocer a una tribu de gorilas de montaña. O versiones de capacitación, como una que simula un paseo por las arterias humanas y el corazón para presenciar la acumulación de placa y así aprender sobre el colesterol y la salud.

En paralelo con científicos, artistas como Knowbotic Research, Donna Cox, Rebecca Allen, Robbie Cooper, Maurice Benayoun, Char Davies y Jeffrey Shaw utilizan el potencial de la realidad virtual inmersiva para crear experiencias y situaciones fisiológicas o simbólicas.

Otros ejemplos de tecnología de inmersión incluyen entorno físico / espacio inmersivo con proyecciones y sonido digitales circundantes como CAVE y el uso de auriculares de realidad virtual para ver películas, con seguimiento de cabeza y control informático de la imagen presentada, para que el espectador aparezca estar dentro de la escena La siguiente generación es VIRTSIM, que logra una inmersión total a través de la captura de movimiento y pantallas inalámbricas montadas en la cabeza para equipos de hasta trece inmersiones que permiten el movimiento natural a través del espacio y la interacción en el espacio físico y virtual simultáneamente.

Uso en cuidado médico:
Nuevos campos de estudios vinculados a la realidad virtual inmersiva emergen todos los días. Los investigadores ven un gran potencial en las pruebas de realidad virtual que sirven como métodos de entrevista complementarios en la atención psiquiátrica. La realidad virtual inmersiva también se ha utilizado en los estudios como una herramienta educativa en la que la visualización de los estados psicóticos se ha utilizado para obtener una mayor comprensión de los pacientes con síntomas similares. Se dispone de nuevos métodos de tratamiento para la esquizofrenia y otras áreas de investigación recientemente desarrolladas en las que se espera que la realidad virtual inmersiva consiga la mejora en la educación de procedimientos quirúrgicos, programas de rehabilitación de lesiones y cirugías y reducción del dolor fantasma de las extremidades.

Aplicaciones en el entorno construido:
En el dominio del diseño arquitectónico y la ciencia de la construcción, se adoptan entornos virtuales inmersivos para facilitar a los arquitectos y los ingenieros de construcción mejorar el proceso de diseño mediante la asimilación de su sensación de escala, profundidad y conciencia espacial. Dichas plataformas integran el uso de modelos de realidad virtual y tecnologías de realidad mixta en diversas funciones de investigación en ciencias de la construcción, operaciones de construcción, capacitación del personal, encuestas a usuarios finales, simulaciones de rendimiento y visualización BIM. Las pantallas montadas en la cabeza (con sistemas de 3 grados de libertad y 6 grados de libertad) y CAVE se utilizan para la visualización espacial y las navegaciones de modelado de información de construcción (BIM) para diferentes propósitos de diseño y evaluación. Los clientes, arquitectos y propietarios de edificios utilizan aplicaciones derivadas de los motores de juegos para navegar en modelos BIM a escala 1: 1, lo que permite una experiencia de recorrido virtual de edificios futuros. Para tales casos de uso, la mejora del rendimiento de la navegación espacial entre auriculares de realidad virtual y pantallas de escritorio 2D ha sido investigada en varios estudios, algunos sugieren una mejora significativa en los auriculares de realidad virtual mientras que otros no indican una diferencia significativa. Los arquitectos y los ingenieros de edificios también pueden usar herramientas de diseño inmersivo para modelar varios elementos de construcción en interfaces de CAD de realidad virtual, y aplicar modificaciones de propiedad a los archivos de modelado de información de construcción (BIM) a través de dichos entornos.

En la fase de construcción del edificio, los entornos inmersivos se utilizan para mejorar la preparación del sitio, la comunicación en el sitio y la colaboración de los miembros del equipo, la seguridad y la logística. Para la capacitación de trabajadores de la construcción, los entornos virtuales han demostrado ser altamente efectivos en la transferencia de habilidades con estudios que muestran resultados de desempeño similares a la capacitación en entornos reales. Además, las plataformas virtuales también se utilizan en la fase operativa de edificios para interactuar y visualizar datos con Internet de Dispositivos de cosas (IoT) disponibles en edificios, mejora de procesos y también gestión de recursos.

Los estudios de ocupantes y usuarios finales se realizan a través de entornos inmersivos. Las plataformas inmersivas virtuales involucran a futuros ocupantes en el proceso de diseño del edificio al proporcionar una sensación de presencia a los usuarios integrando maquetas previas a la construcción y modelos BIM para la evaluación de opciones de diseño alternativas en el modelo de construcción de manera oportuna y rentable. Los estudios que llevan a cabo experimentos en humanos han demostrado que los usuarios se desempeñan de manera similar en las actividades diarias de la oficina (identificación de objetos, velocidad de lectura y comprensión) dentro de entornos virtuales inmersivos y entornos físicos de referencia. En el campo de la iluminación, los auriculares con realidad virtual se han utilizado para investigar la influencia de los patrones de fachada en las impresiones perceptivas y la satisfacción de un espacio iluminado simulado. Además, los estudios de iluminación artificial han implementado entornos virtuales inmersivos para evaluar las preferencias de iluminación de los usuarios finales de escenas virtuales simuladas con el control de las persianas y las luces artificiales en el entorno virtual.

Para la ingeniería estructural y el análisis, los entornos inmersivos permiten al usuario centrarse en las investigaciones estructurales sin distraerse demasiado para operar y navegar la herramienta de simulación. Las aplicaciones de Realidad Virtual y Aumentada se han diseñado para el análisis de elementos finitos de estructuras de caparazón. Utilizando stylus y guantes de datos como dispositivos de entrada, el usuario puede crear, modificar malla y especificar condiciones de contorno. Para una geometría simple, los resultados codificados por colores en tiempo real se obtienen cambiando las cargas en el modelo. Los estudios han utilizado redes neuronales artificiales (ANN) o métodos de aproximación para lograr una interacción en tiempo real para la geometría compleja, y para simular su impacto a través de guantes hápticos. También se han logrado estructuras de gran escala y simulación de puentes en entornos virtuales inmersivos. El usuario puede mover las cargas que actúan en el puente, y los resultados del análisis de elementos finitos se actualizan de inmediato utilizando un módulo aproximado.

Efectos negativos:
La enfermedad de simulación, o enfermedad del simulador, es una condición en la que una persona exhibe síntomas similares al mareo provocado por el juego de computadora / simulación / videojuegos (Oculus Rift está trabajando para resolver la enfermedad del simulador).

La cinetosis debido a la realidad virtual es muy similar a la enfermedad de simulación y la cinetosis debida a las películas. En la realidad virtual, sin embargo, el efecto se agudiza ya que todos los puntos de referencia externos están bloqueados por la visión, las imágenes simuladas son tridimensionales y, en algunos casos, sonoras estéreo que también pueden dar una sensación de movimiento. Los estudios han demostrado que la exposición a los movimientos de rotación en un entorno virtual puede causar un aumento significativo en las náuseas y otros síntomas de mareo.

Otros cambios de comportamiento como el estrés, la adicción, el aislamiento y los cambios de humor también se consideran efectos colaterales causados ​​por la realidad virtual inmersiva.