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El Centro de Realidad Virtual de la UPC presenta una mesa estereoscópica, un sistema de visualización que permite interactuar con modelos virtuales
El diagnóstico de afecciones cardíacas, la planificación quirúrgica de intervenciones de cirugía maxilofacial y de otro tipo, la recuperación de modelos de esculturas museísticas y el diseño cooperativo de grandes barcos son algunos de los proyectos que se están llevando a cabo con este innovador sistema de realidad virtual semiimmersivo creado en la UPC.
30/07/2002
El Centro de Realidad Virtual de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), instalado dentro del Parque Tecnológico de Barcelona, ha desarrollado una mesa estereoscópica de Realidad Virtual (workbench), un sistema de visualización de modelos virtuales que permite interactuar con el objeto como si se tratara de una mesa de dibujo o de operaciones. Es especialmente innovador por facilitar el entrenamiento y la planificación en sectores como los de la medicina, la industria, la arquitectura y el urbanismo, y la cultura, entre otros.
El sistema de realidad virtual semiimmersivo desarrollado por el equipo que encabeza el investigador Pere Brunet, con el apoyo de la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT), y patentado por la UPC, es más económico y ofrece más prestaciones que los modelos que existen actualmente: tiene más luminosidad y dispone de más posibilidades de interacción. La mesa está equipada con una pantalla en la superficie superior, sobre la cual se proyecta el objeto en tres dimensiones desde un ordenador PC. la ventaja de este sistema, especialmente útil para aplicaciones de entrenamiento, de planificación y de diseño, es que permite interactuar con el modelo virtual como si se tratara de una mesa de dibujo o de una mesa de operaciones. el usuario puede mirar alrededor y en el interior del objeto 3D, moverse e, incluso, manipularlo a través de un sistema de seguimiento electromagnético. Todo el conjunto de equipamiento funciona con un hardware y software específico desarrollado en la UPC, bajo la coordinación del profesor Carles Andújar.
La mesa consiste en un sistema esteresocópico de retroproyección, en el cual dos proyectores generan dos imágenes polarizadas, mediante unos filtros de polarización circular, sobre un espejo que es redirigido hacia una pantalla, en la cual aparecen las proyecciones. Mediante unas gafas especiales se ve la imagen con inmersión estereoscópica. La sensación del usuario es como si los objetes estuvieran flotando ante sus manos, fuera de la pantalla.
Además, la instalación dispone de un sistema de posicionamiento óptico para hacer el seguimiento de la mirada y de la punta de uno de los dedos del usuario, lo cual amplía el realismo de la interacción. Un dedal de realidad virtual conectado a la mesa proporciona sensación táctil para manipular los objetos, lo cual permite una gran interacción implícita. Esta herramienta, que funciona con un sensor y un dispositivo háptico, ofrece un menú desplegable con varias opciones para trabajar que permiten mover el objeto 3D (de gran utilidad para la simulación informática de moléculas y para el diseño de interiorismo), usar planos de recorte, medir distancias, navegar por dentro del objeto y simular la fuerza de contacto con el dedal virtual.
Actualmente, con esta instalación, que permite navegar e inspeccionar la escena que se analiza, se realizan diferentes proyectos:
Diseño cooperativo
El equipo del Centro de Realidad Virtual de la UPC, junto con el grupo de gráficos de la Universidad de Girona (y en el marco de un proyecto CICYT dirigido por la profesora Isabel Navazo), desarrolla técnicas de diseño cooperativo de realidad virtual immersiva, que servirán para la planificación y el diagnóstico médico, y el diseño de prototipos virtuales 3D a distancia. El sistema permitirá trabajar en cooperación desde diferentes sitios separados físicamente, a kilómetros de distancia y conectados virtualmente. El sistema estará equipado con un conjunto de herramientas para que los diferentes usuarios puedan interactuar a la vez y en tiempo real sobre el objeto.
Así, en el ámbito de la medicina, será especialmente útil para la inspección interactiva e immersiva del cuerpo humano, para planificar intervenciones quirúrgicas y hacer el diagnóstico médico. Se está experimentando en la planificación y en el entrenamiento por intervenciones quirúrgicas y de cirugía maxilofacial, de suerte que el especialista pueda determinar con más facilidad y con más detalle los puntos idóneos donde hace falta intervenir y seccionar el órgano afectado, con la finalidad de optimizar los resultados sobre el paciente. También se está probando aplicarlo en el diagnóstico de afecciones cardíacas, en colaboración con investigadores del Georgia Tech Institute de los Estados Unidos. En este caso (y en el marco de un proyecto CICYT dirigido por el profesor Alvar Vinacua). el trabajo con la tecnología de la mesa estereoscòpica permitirá observar de forma immersiva la perfusión sanguínea en determinadas zonas del corazón del paciente, a partir de imágenes del propio órgano obtenidas previamente mediante técnicas de escànner , y facilitará el diagnóstico y la determinación sobre la intervenciones médicas necesarias de un modo más rápido y no invasivo.
Con este sistema también se quiere llevar a cabo un programa de formación y entrenamiento de especialistas médicos, en colaboración con la Fundación de los Hospitales del Valle de Hebrón. En este sentido, el Centro de Realidad Virtual de la UPC ha empezado a crear con esta tecnología un atlas anatómico virtual detallado del cuerpo humano.
En el ámbito industrial, la mesa estereoscòpica sirve como herramienta de diseño cooperativo de prototipos virtuales de grandes barcos, vehículos y otros productos industriales.
En todos estos ámbitos la mesa estereoscòpica permite introducir mejoras en el diseño de los prototipos o proyectos, antes de construirlos, en función de las necesidades y de un modo más sencillo y rápido.
Construcción de museos virtuales
La mesa estereoscópica también tiene aplicaciones en el ámbito del arte, para la recuperación de modelos de esculturas museísticas, con la doble finalidad de facilitar la inspección, la restauración y la conservación del patrimonio histórico, y de construir museos y exposiciones virtuales.
Una muestra de esta última aplicación es el proyecto de recuperación de elementos de la herencia cultural. Este proyecto europeo (Virtual Heritage: High-Quality 3D Acquisition and Presentation, ViHAP3D Proyecto, se desarrolla en colaboración con otros equipos y consiste en reproducir visualmente, en imágenes 3D de alta calidad, las obras del patrimonio cultural de museos y galerías de arte, con finalidades científicas y culturales. El objetivo es desarrollar una herramienta de trabajo que sirva a los especialistas en restauración y conservación de arte para inspeccionar las obras de arte virtualmente, con una precisión de menos de una dècima de milímetro. A la vez, también pretende promover el patrimonio cultural a través de un nuevo concepto de museo, el museo virtual, que ofrecerá recorridos virtuales alrededor de colecciones de arte en entornos 3D de alta calidad. Una primera aplicación será la reconstrucción virtual de esculturas del museo de Pisa y de la capilla de Santa Eulalia de la Catedral de Barcelona.
ViHAP3D
2002-07-30
El sistema de realidad virtual semiimmersivo desarrollado por el equipo que encabeza el investigador Pere Brunet, con el apoyo de la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT), y patentado por la UPC, es más económico y ofrece más prestaciones que los modelos que existen actualmente: tiene más luminosidad y dispone de más posibilidades de interacción. La mesa está equipada con una pantalla en la superficie superior, sobre la cual se proyecta el objeto en tres dimensiones desde un ordenador PC. la ventaja de este sistema, especialmente útil para aplicaciones de entrenamiento, de planificación y de diseño, es que permite interactuar con el modelo virtual como si se tratara de una mesa de dibujo o de una mesa de operaciones. el usuario puede mirar alrededor y en el interior del objeto 3D, moverse e, incluso, manipularlo a través de un sistema de seguimiento electromagnético. Todo el conjunto de equipamiento funciona con un hardware y software específico desarrollado en la UPC, bajo la coordinación del profesor Carles Andújar.
La mesa consiste en un sistema esteresocópico de retroproyección, en el cual dos proyectores generan dos imágenes polarizadas, mediante unos filtros de polarización circular, sobre un espejo que es redirigido hacia una pantalla, en la cual aparecen las proyecciones. Mediante unas gafas especiales se ve la imagen con inmersión estereoscópica. La sensación del usuario es como si los objetes estuvieran flotando ante sus manos, fuera de la pantalla.
Además, la instalación dispone de un sistema de posicionamiento óptico para hacer el seguimiento de la mirada y de la punta de uno de los dedos del usuario, lo cual amplía el realismo de la interacción. Un dedal de realidad virtual conectado a la mesa proporciona sensación táctil para manipular los objetos, lo cual permite una gran interacción implícita. Esta herramienta, que funciona con un sensor y un dispositivo háptico, ofrece un menú desplegable con varias opciones para trabajar que permiten mover el objeto 3D (de gran utilidad para la simulación informática de moléculas y para el diseño de interiorismo), usar planos de recorte, medir distancias, navegar por dentro del objeto y simular la fuerza de contacto con el dedal virtual.
Actualmente, con esta instalación, que permite navegar e inspeccionar la escena que se analiza, se realizan diferentes proyectos:
Diseño cooperativo
El equipo del Centro de Realidad Virtual de la UPC, junto con el grupo de gráficos de la Universidad de Girona (y en el marco de un proyecto CICYT dirigido por la profesora Isabel Navazo), desarrolla técnicas de diseño cooperativo de realidad virtual immersiva, que servirán para la planificación y el diagnóstico médico, y el diseño de prototipos virtuales 3D a distancia. El sistema permitirá trabajar en cooperación desde diferentes sitios separados físicamente, a kilómetros de distancia y conectados virtualmente. El sistema estará equipado con un conjunto de herramientas para que los diferentes usuarios puedan interactuar a la vez y en tiempo real sobre el objeto.
Así, en el ámbito de la medicina, será especialmente útil para la inspección interactiva e immersiva del cuerpo humano, para planificar intervenciones quirúrgicas y hacer el diagnóstico médico. Se está experimentando en la planificación y en el entrenamiento por intervenciones quirúrgicas y de cirugía maxilofacial, de suerte que el especialista pueda determinar con más facilidad y con más detalle los puntos idóneos donde hace falta intervenir y seccionar el órgano afectado, con la finalidad de optimizar los resultados sobre el paciente. También se está probando aplicarlo en el diagnóstico de afecciones cardíacas, en colaboración con investigadores del Georgia Tech Institute de los Estados Unidos. En este caso (y en el marco de un proyecto CICYT dirigido por el profesor Alvar Vinacua). el trabajo con la tecnología de la mesa estereoscòpica permitirá observar de forma immersiva la perfusión sanguínea en determinadas zonas del corazón del paciente, a partir de imágenes del propio órgano obtenidas previamente mediante técnicas de escànner , y facilitará el diagnóstico y la determinación sobre la intervenciones médicas necesarias de un modo más rápido y no invasivo.
Con este sistema también se quiere llevar a cabo un programa de formación y entrenamiento de especialistas médicos, en colaboración con la Fundación de los Hospitales del Valle de Hebrón. En este sentido, el Centro de Realidad Virtual de la UPC ha empezado a crear con esta tecnología un atlas anatómico virtual detallado del cuerpo humano.
En el ámbito industrial, la mesa estereoscòpica sirve como herramienta de diseño cooperativo de prototipos virtuales de grandes barcos, vehículos y otros productos industriales.
En todos estos ámbitos la mesa estereoscòpica permite introducir mejoras en el diseño de los prototipos o proyectos, antes de construirlos, en función de las necesidades y de un modo más sencillo y rápido.
Construcción de museos virtuales
La mesa estereoscópica también tiene aplicaciones en el ámbito del arte, para la recuperación de modelos de esculturas museísticas, con la doble finalidad de facilitar la inspección, la restauración y la conservación del patrimonio histórico, y de construir museos y exposiciones virtuales.
Una muestra de esta última aplicación es el proyecto de recuperación de elementos de la herencia cultural. Este proyecto europeo (Virtual Heritage: High-Quality 3D Acquisition and Presentation, ViHAP3D Proyecto, se desarrolla en colaboración con otros equipos y consiste en reproducir visualmente, en imágenes 3D de alta calidad, las obras del patrimonio cultural de museos y galerías de arte, con finalidades científicas y culturales. El objetivo es desarrollar una herramienta de trabajo que sirva a los especialistas en restauración y conservación de arte para inspeccionar las obras de arte virtualmente, con una precisión de menos de una dècima de milímetro. A la vez, también pretende promover el patrimonio cultural a través de un nuevo concepto de museo, el museo virtual, que ofrecerá recorridos virtuales alrededor de colecciones de arte en entornos 3D de alta calidad. Una primera aplicación será la reconstrucción virtual de esculturas del museo de Pisa y de la capilla de Santa Eulalia de la Catedral de Barcelona.
ViHAP3D
2002-07-30
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