Por Francisco José García Jaén

Desde hace algunos años, no muchos, todos los aficionados a la informática pudimos observar como los ordenadores prometían cada vez más en lo referente a la comodidad que podían suministrarle a nuestra vida cotidiana. Casi desde el principio, y desde nuestros pequeños micro-ordenadores, nos sumergiamos en el mundo de la informática con creciente interés que nos hacía llegar mas allá incluso de lo que estos ordenadores permitían, todos los que programábamos, aunque fuera el antiguo y querido BASIC, tratábamos de hacer lo imposible con ellos, sí no se podía escribir en el reborde negro de la pantalla, nosotros lo conseguíamos..., siempre demostrábamos que nuestras máquinas podían hacer más cosas de las que parecía a simple vista.

Luego empezaron a aparecer las tarjetas gráficas que podían visualizar dieciseis o treinta y dos colores en pantalla con sus precios astronómicos que los convertían en sueños con los que nos deleitábamos mientras jugábamos dentro del "interminable" mundo de los 64k.

Aún con más interés contemplábamos las cada vez más numerosas películas de Ciencia Ficción en las que los efectos por ordenador tomaban un papel cada vez más relevante dentro de la industria del cine. Desde que "La Guerra de las Galaxias" marcara un hito dentro del campo cinematográfico, o desde la famosa "Tron", la primera película en torno a los mundos virtuales, con unos gráficos que nos dejaron con la boca abierta. De esta manera fue creciendo dentro de todos nosotros la vocación de la Realidad Virtual, término con el que se denominó a todo este mundo sintético, que cada vez cobraba vida propia con más fuerza.

Desde entonces, aunque la Realidad Virtual es algo casi cotidiano, todavía hay muchas personas que desconocen que significa exactamente este término y a que se le puede aplicar.

Trataré de dar una explicación lo más detallada y clara posible, y para ello me voy a centrar en el significado explícito de las dos palabras que componen el término. La Realidad Virtual consiste en la emulación, dentro de un ordenador, de un mundo que se comporte con "virtudes" o características reales, es decir, de la física natural. Con esta definición se puede comprobar lo amplio de la definición y hay quien pensará que se le puede llamar realidad virtual a todos los gráficos generados por ordenador, pero esto no es así.

Lo primero que caracteriza a los gráficos tratados por Realidad Virtual (R.V. desde ahora), es que están generados en tres dimensiones, como las que podemos distinguir en nuestro mundo real a simple vista, alto, ancho y profundo, con lo cual los gráficos generados a partir de programas bidimensionales, ya sean orientados a objeto o a pixel, quedarían descartados. Ojo, no quiero decir que no se puedan utilizar objetos bidimensionales en un mundo tridimensional, ni tampoco que no se pueda obtener resultados muy satisfactorios con programas de dibujo corrientes, pero las técnicas y las herramientas que estos programas poseen hacen que sea demasiado difícil realizar trabajos de esta clase, aparte de que no fueron concebidos para tales fines.

Generalmente, cuando tratamos con un programa en 3D dentro de cualquier plataforma, luego me centraré en Amiga, solemos encontrarnos con una pantalla dividida en tres o cuatro sectores, generalmente. Cada una de estas partes de la pantalla nos va a mostrar la planta, el perfil y el alzado de aquello que queremos generar. A cualquiera que no tenga una pequeña idea de dibujo le costará un poco de trabajo hacerse a la idea de lo que está viendo y de lo que quiere mostrar exactamente, pero todo esto pasa cuando las primeras horas delante del ordenador se han ido, aunque también depende de lo complejo del programa en sí. Las figuras que los diferentes programas pueden generar son figuras más o menos simples que podemos encontrar, con relativa facilidad, dentro e nuesto mundo real, con lo que familiarizarnos con ellas es algo muy simple. Un poco menos es el modelado en 3D, aunque los resultados con él son casi exactos a las figuras de la vida real, en todos sus aspectos referentes a la forma.

Como se podrá observar, desde el primer momento se trabaja teniendo en cuenta que todo lo que les he mencionado, ha sido sobre el proceso de creación de los modelos de figuras y objetos que se pueden utilizar dentro de los programas, y todos lo que les he descrito están basados en objetos del mundo real, lo cual es una de las características de la R.V.

Posteriormente al diseñño de las figuras se creará todo lo que le conferirá características reales en lo que a su visualización se refiere. Mediante este proceso se le dice al ordenador como queremos que muestre lo diseñado. Es aquí donde el proceso de la R.V. es verdaderamente decisivo, ya que será lo que haga que parezca sino real, cuanto menos creíble. No hace falta que una imagen de R.V. sea exacta a la vida tal y como la conocemos, de hecho este es uno de los campos más interesantes de la R.V., aquí no hay imposibles, si queremos ver como es un planeta por dentro desde nuestras cosas no tenemos que ir, tan sólo tenemos que decirle al ordneador las características del entorno en cuestión y pedirle que nos lo muestre. Posteriormente podremos manipularlo a nuestro antojo con los diferentes aparatos que para ello existen. Comentémoslos:

- Los Data-Globes: no son ni más ni menos que los famosos guantes que todos hemos soñado llevar y que sólo unos pocos han conseguido. Estos guantes, mediante unos sensores colocados en cada falange de los dedos y en algunos puntos de las palmas de las manos, le dicen al ordenador donde se encuentra en cada momento y cuales son los movimientos que hacen cuando lo hacen. El ordenador se encarga de situar una parte de un objeto predefinido por cada sensor dentro de unas coordenadas que se van modificando de sus valores iniciales con cada movimiento de la mano o cualquier parte del cuerpo, de manera que es capaz de visualizar simultáneamente si tiene capacidad suficiente, una imagen con los movimientos que él interpreta, del objeto que le ha sido asignado.

Las Gafas: este objeto es mucho más complicado de integrar dentro de un entorno virtual. Si con los guantes el ordenador tenía que crear una imagen dentro de un mundo más o menos estático, con las gafas se trata de todo lo contrario, con ellas el ordenador se ve oblugado a crear una nueva imagen de todo aquello que pueda captar, darle forma y visualizarlo dentro de las pequeñas pantallas que se encuentran dentro de las gafas, con lo que esto sólo es posible con equipos muy, muy caros, ya que la rapidez que hace falta los convierten en titanes de los cálculos.

La combinación de los dos instrumentos antes descritos hacen que cualquiera pueda disfrutar de un mundo propio, aunque la palabra "cualquiera" no se adapte a la actual condición de la disponibilidad de los equipos.

Cuando se dispone de los equipos necesarios, se entra dentro de la R.V. en toda su plenitud, además de crear, cosa más que interesante, nuestra propia realidad, de manera que todo lo que soñamos se puede convertir en la más creíble de las realidades.

Una manera de integrar todos estos ingredientes para darle una utilidad práctica se puede ver claramente en los simuladores de vuelo o de navegación que actualmente se disponen en los centros de entrenamiento de los centros de formación para pilotos o de diferentes medios de locomoción, desde aviones de guerra, hasta coches de carreras.

Los resultados de las figuras realizadas con programas 3D son realmente impresionantes.	Las aplicaciones medicas de la realidad virtual, permiten emular complicadas operaciones sin riesgo para los pacientes.

Cualquiera que haya visto imágenes de estos simuladores me dirá que no se parecen en nada al mundo real, pero se equivoca. En estos casos la R.V. no se preocupa de lo detallado que pueda estar un mundo sintético, sino de lo que pueda emular con total perfección las condiciones meteorológicas, las fuerzas centrífuga y centrípeta, vientos, gravedad, combustible, etc... Cualquiera que entre dentro de uno de esos simuladores y salga de ellos después de un rato de entrenamiento puede decir con toda tranquilidad que ha pilotado de verdad, de hecho la única diferencia que se va a encontrar cuando lo haga a los mandos de un avión, por ejemplo, que despegue de un aeropuerto, será que podrá ver los árboles con más detalle y el cielo será de color azul, pero a efectos de condiciones reales, no podrá notar diferencia de ninguna clase, porque no las habrá habido, eso es R.V. tanto como ponernos unos guantes y unas gafas.

Mediante técnicas más modernas, desarrolladas por algunos hospitales en combinación con centros de investigación, se han podido emular operaciones a corazón abierto sin paciente, trasplantes de higado sin usar si tan siquiera una camilla, gracias a la R.V., y en esto los Amiga han ayudado mucho, ya que han sido las plataformas sobre las que se han apoyado para desarrollar algunas de estas técnicas. Con ellas se han programado todos los detalles de lo que sería una operación real, incluido el grosor de la piel y el corte a dar al inicio de la operación, la cantidad de anestesia, y cualquier problema que pueda surgir durante el transcurso de la operación, pero no acaba aquí la cosa. Dentro de poco no hará falta utilizar conejillos de indias para probar nuevos medicamentos, con la R.V. se puede imitar el comportamiento de las células y sus reacciones al contaco con sustancias que podrían ser medicinas. Mediante calculos matemáticos producidos por un ordenador, podremos deducir cual es la estructura molecular de cualquier enfermedad, a partir de ella, sacar cual es la fórmula opuesta, recrearla dentro del ordenador y ponerla en contacto con el problema a tratar para observar como se comporta. Para esto último todavía se investiga, pero teniendo en cuenta los avances de la R.V. no sería de extrañar que dentro de poco los análisis para buscar la cura a cualquier alergia se haga a través del ordenador, aunque, desgraciadamente, todavía no es un sueño hecho realidad.

También R.V. se puede considerar a los experimentos que se llevan a cabo para comprobar, antes de dejar que una semilla caiga al suelo, como reaccionara un tipo de cultivo en un terreno determinado y como influirá en el entorno cuando haya crecido. Como podrán ver, la R.V. no tiene más límites que el de la imaginación y los medios para llevar a cabo los proyectos que esta elucubre.

Centrémonos ahora en como nuestro ordenador Amiga puede hacer R.V., lo cual es bastante fácil. Posiblemente la mayoría de los lectores sabrá que para nuestro ordenador existen tanto las gafas, como los guantes, aunque también deben saber que casi ningún ordenador posee la suficiente velocidad para poder trabajar con ellos con cmodidad, así que no aconsejo a nadie que se gaste la suma que estos aparatos conllevan, y que no es pequeña, para no poder sacarle todo el partido, sobre todo teniendo a nuestra programa que nos ofrecen resultados increíbles dentro de las 3D, y que admeás engloban diferentes técnicas de generado.

Entre los programas de Amiga para realidad virtual destacan el Real 3D v.2 y el Imagine.

La técnica más común en el generado de imágenes y animaciones en 3D es el Ray-Tracing, también es la técnica que mas se parece al mundo real, pero, al mismo tiempo, la más lenta. Los programas que utilizan esta técnica crean un mundo virtual en que es situada una cámara que es la que recge toda la información que llegará a ella. Dentro de este mundo se colocan los objetos diseñados mediante el modelado específico de cada programa y a ellos se les dan los atributos con los que luego vamos a querer verlos, es decir, brillo, transparencia, textura, etc. para finalizar se colocan las luces que despedirán los rayos que serán los que escoja la cámara. Exactamente igual que en la vida real. Para ello los programas utilizan dos tipos básicos de métodos de trazados de rayos, el de rayos remitidos o rayos retrospectivos. La naturaleza se comporta con rayos remitidos, pero este tipo de rayos es mucho más lento de calcular, ya que hay que saber donde van todos los rayos de luz, calcular su intersección con los objetos que tengan cerca y si no interseccionan con ningún objeto, calcular donde acaban, con lo que esto resulta casi imposible. Para solucionar esto se creó el sistema de trazado de rayos retrospectivo. Mediante este método, en lugar de calcular los rayos desdelas luces, nos limitamos a analizar cuales son los que llegan a la cámara, y para ello , en lugar de esperar a que los rayos lleguen a la cámara, esta despide rayos visuales que llegan hasta el punto donde están las luces. La cámara despide tantos rayos visuales como puntos tiene la imagen final en puntos, de manera que rebotan en los objetos predefinidos de la escena, proceso llamado prueba de intersección, hasta los puntos de luz colocados dentro de la escena. Cuando un rayo visual ha tropezado con un objeto se manda un rayo de sombra por cada fuente de luz, los cuales van a determinar los puntos en los que el objeto es iluminado por uno u otro foco de luz, para crear las sombras en los puntos en los que los rayos de luz no van a iluminar a los diferentes objetos de la escena.

Luego se calculan los rayos reflejados, los cuales pueden determinar si la reflexión es difusa, la cual es la que se produce cuando los rayos de luz se reflejan en superficies rugosas rebotanto en todas direcciones, o reflexión especular, producidas por superficies pulidas como espejos y demás. Para terminar se calculan los rayos transmitidos, los cuales pasan a través de los objetos con mayor o menor medida de transparencia.

Como cualquiera podrá suponer, el método de trazado de rayos es bastante lento, aunque existen truquitos, que describiré en próximos artículos, para disminuir el tiempo generado de imágenes, pero los resultados con esta técnica son verdaderamente asosbrosos. Programas que utilizan esta técnica son Real 3D en todas sus versiones e Imagine también en todas sus versiones, aunque existen en el mercado más programas.

Otra técnica que se desarrolla, también con resultados muy positivos, es el Scan-line. Con esta técnica se simplifica mucho el proceso de trazado de rayos, aunque se parecen bastante, ya que sólo se calculan los rayos emitidos, los rayos de sombra y los rayos de refracción, con lo cual obtenemos resultados increíbles a velocidades muy rápidas. El único problema de esta técnica es que el programa debe estar especialmente preparado para ello. Que yo conozca y haya trabajado con él, está Caligari en todas sus versiones, y los resultados no pueden ser mejores. La única limitación de este programa es la imposibilidad de crear espejos y superficies reflectantes.

Como todo el mundo podrá comprobar, el tema de la Realidad Virtual está si al alcance de casi todos los usuarios de Amiga, y dentro de poco lo estará al de todos, incluso al de aquel que no posee ordenador de ninguna clase. La televisión interactiva, casi está terminada para su comercialización, los aparatos de comunicaciones cada vez transmiten más datos con circuitos de alta tecnología, y la investigación no podrá avanzar a pasos tan agigantados sin la R.V. Supongo que ante esta avalancha de "Virtudes Reales" solo queda decir una cosa ¡Bienvenida!.