La realidad virtual lleva más de 60 años intentando desembarcar en nuestras vidas. Y es que pese a que han sido estos últimos años cuando compañías como Oculus, HTC, Valve o Sony nos han mostrado sus productos comerciales, la primera patente data de 1957, cuando Morton Heilig nos describió su Sensorama, un "dispositivo de televisión estereoscópico montado en la cabeza".
Desde entonces los cascos de realidad virtual han evolucionado, se han hecho más pequeños y permiten detectar nuestros movimientos, pero su funcionamiento se basa en los mismos principios físicos. Aquí os explicamos cómo funcionan las gafas de realidad virtual, qué componentes internos tienen y cómo logran reproducir las imágenes delante de nuestros ojos para generar ese efecto.
Engañando al cerebro para reproducir la imagen
Hunter's Gate. Juego para Daydream VR.
El principal objetivo de las gafas de realidad virtual es engañar a nuestro cerebro para hacer creer que estamos viendo una imagen 3D. Para lograrlo lo que hacen es aprovechar una pantalla estereoscópica. La técnica consiste básicamente en mostrar dos ángulos ligeramente diferentes de una escena a cada ojo, para simular la profundidad. Esta es la razón por la que en las capturas de pantalla aparece como si la imagen estuviera dos veces repetida.
Para complementar esta sensación de profundidad, el contenido en realidad virtual también está adaptado. Tenemos por ejemplo el efecto de paralaje, donde los objetos lejanos parecen ir más lento.
Imagen: Mozilla Dev
Tenemos dos estilos diferenciados de gafas VR. Por un lado aquellas que funcionan de manera independiente y aquellas que necesitan ir conectadas a un ordenador para poder gestionar los elevados requisitos gráficos. Afortunadamente, con la mejora de los procesadores móviles es cada vez más habitual que las gafas VR puedan funcionar solas y ofrecer una latencia suficiente baja para no provocar mareos.
La pantalla
La pantalla es el elemento principal de las gafas de realidad virtual. De nuevo, tenemos aquellos cascos donde ya "viene todo" y otras gafas donde se utiliza la pantalla del smartphone. En este segundo caso, únicamente podremos utilizar teléfonos que quepan en los límites impuestos por el propio casco. Modelos como las Gear VR de Samsung cuentan con sujeciones para que el móvil no se mueva mucho, pero habitualmente conseguiremos una mejor experiencia en aquellas gafas que disponen de la pantalla integrada.
La calidad del panel es importante, ya que cuanta más definición y calidad mejor inmersión obtendremos. En el interior de las gafas tenemos el panel a pocos centímetros y este componente puede marcar la diferencia.
Fuente: iFixit Oculus Rift
Para ajustar la imagen tenemos una serie de lentes "correctoras", con diferentes grosores y curvaturas. Esto deriva en diferentes campos de visión o 'Field of View' (FOV). De normal, el campo de visión de las personas suele estar alrededor de los 180 grados, pudiendo alcanzar hasta los 270 grados si movemos los ojos. Pero en el caso de las gafas, el campo de visión es menor.
Con las HTC Vive alcanzamos los 110º y las Oculus Rift S con su panel QuadHD ofrecen 115º de campo de visión, pese a que estos datos técnicos no siempre representan la experiencia real. Las empresas todavía parecen estar lejos de ofrecer dispositivos con un campo de visión equivalente al nuestro, para así conseguir una simulación más real.
Los sensores de posición y rotación
Infografía: MIT Technology Review
Las gafas de realidad virtual necesitan algún tipo de seguimiento para poder funcionar. Y es que esa es precisamente la idea; que la imagen se adapte en función de cómo nos movamos. Para esto se requiere de un chip capaz de rastrear la rotación. Contamos con dos estilos de seguimiento: el rastreo de la cabeza y el de la posición.
Para realizar el rastreo de la cabeza se utilizan sensores comunes como el giroscopio, el acelerómetro o el magnetómetro. Son las gafas 3DoF, capaz de analizar cuando giramos la cabeza de arriba a abajo o hacia los lados. Pero si mueves el cuerpo entero, las gafas no son capaces de diferenciarlo.
Imagen: Reddit
Un segundo estilo de gafas son las 6DoF. Estas permiten detectar cuando nos estamos moviendo por la habitación, consiguiendo un efecto de inmersión mucho mejor. Un ejemplo son las Samsung Odyssey+, que incorporan doble pantalla AMOLED y unos mandos inalámbricos con los que poder transmitir el movimiento. En modelos como las HTC Vive, se dispone de una serie de cámaras externas junto a sensores infrarrojos para registrar este espacio.
En el caso de las HTC Vive Pro Eye también se incluye un sensor para el rastreo de los movimientos oculares, capaz de seguir nuestra mirada y permitir movernos por los menús sin necesidad de un mando físico externo.
Fuente: iFixit HTC Vive Pro Teardown
La industria sigue en la búsqueda de nuevos sensores experimentales. Uno de ellos lo conocemos a través de Oculus y la Universidad de California y es capaz de identificar nuestra expresión facial.
Otros componentes para el diseño y el sonido
Comparativa Oculus Rift DK1 vs DK2 vs CV1. Imagen: iFixit
Además de los sensores de seguimiento, las lentes y la pantalla, las gafas de realidad virtual incorporan componentes extra como micrófonos para ofrecer una mejor experiencia auditiva. En esta dirección está atrayendo mucha atención el sonido espacial o 360, que permite generar un efecto envolvente que sincroniza muy bien con el contenido en realidad virtual.
Finalmente contamos con los componentes propiamente del cuerpo de las gafas, como son los sistemas de ajuste para nuestra cabeza, cintas de sujeción y almohadillas para distribuir el peso.
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