The 'immersive cave'’ of the UPC, international pioneer for cultural applications, medical and business

El grupo de investigación Moving de la Universidad Politécnica de Cataluña-BarcelonaTech (UPC) ha diseñado y construido una cueva virtual interactiva, pionera a nivel internacional, para aplicaciones médicas, empresariales y culturales.

Esta Cave Automatic Virtual Environment o cueva inversiva de la Polytechnic University of Catalonia consta de cuatro paredes (suelo incluido) of 3 m cada una, que hacen de pantallas de proyección. La cueva se ha configurado con cuarenta proyectores de modelos diferentes gestionados por doce ordenadores, que pueden ser sustituidos en cualquier momento y mantener el bajo coste del proyecto.

Esta configuración se basa en un esquema de retroproyección que ofrece una alta luminosidad y resolución de 2.000×2.000 píxeles en cada una de las paredes, con un total de dieciséis millones de píxeles. La uniformidad de la imagen final se consigue mediante un software de autocalibración, desarrollado internamente en la UPC, que adapta cada una de las cuarenta proyecciones y garantiza la continuidad del sistema como si fuera uno solo.

El algoritmo de autocalibración se basa en la proyección de patrones y en la captura de los mismos a través de cuatro cámaras digitales que se gestionan desde el ordenador de control. Un software propio de visualización es el que garantiza que cualquier modelo digital se pueda inspeccionar con los métodos de interacción definidos para la navegación, selección y manipulación de objetos virtuales.

El usuario interactúa con los objetos y con la escena virtual sólo con sus gestos y movimientos, gracias a dos sensores Kinect ubicados a 90º de la pared que detectan en tiempo real los movimientos y las posiciones de las principales articulaciones de la persona que se encuentra dentro de la cueva.

El sistema detecta el esqueleto humano cuando se coloca en el interior de la cueva gracias a la retroproyección para crear imágenes tridimensionales, y se sirve de los movimientos y gestos que realice.

Como señala Pere Brunet, Project Manager, “una de las novedades de este sistema es que se ha configurado con componentes comerciales presentes en el mercado de electrónica e informática, de manera que se han reducido los costes y la tecnología es más accesible”.

specifically, la cueva ha costado 70.000 euros y se ido diseñando, mejorando y actualizando durante los tres últimos años. “La cueva será una de las herramientas del siglo XXI en los museos –asegura Brunet-, porque permite una inmersión en esculturas, pinturas y elementos arqueológicos para llegar a perspectivas insólitas; o en la medicina para detectar malformaciones y preparar operaciones quirúrgicas elaborando un modelo digital a partir de un TAC, entre otras aplicaciones”.

El sistema adapta en tiempo real la perspectiva de las imágenes a la posición de la cabeza del usuario, mientras que éste puede seleccionar y modificar características de los objetos virtuales con determinados gestos, haciendo zoom o moviéndolos para poder inspeccionar y visualizar zonas específicas de estos objetos.

Aún en fase experimental, esta cueva se utiliza actualmente en aplicaciones relacionadas con la visualización de piezas en museos, el diseño de barcos y la medicina, si bien el objetivo es abarcar nuevos campos de actuación, como el diseño industrial, simulation, arquitectura y urbanismo, arqueología, geonavegación, Etc.

Pioneros desde 2011

Siguiendo los avances realizados en la Universidad de Ilinois (Chicago), creadores de la primera cueva de realidad virtual en 1994, la UPC diseñó la suya en 2011 con cuatro paredes de proyección. El sistema utilizaba un proyector profesional para cada una de ellas con tecnología CRT para generar las imágenes. Para lograr imagen tridimensional se utilizaban unas gafas estereoscópicas activas. Todo el sistema de visualización se realizaba con un supercomputador Silicon Graphics Onyx Infinite Reality Monster.

currently, los sistemas que se utilizan cuadriplican la resolución de la imagen proyectada y es mucho más económica. El grupo de investigación Moving ofrece este sistema como servicio para actividades de divulgación y formación en instituciones y empresas, así como para la inspección inmersiva de modelos digitales 3D, e incluso adaptar ‘ad hoc’ esta tecnología bajo demanda.

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