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De Pokémon Go al iPhone 8: la ciencia que hace funcionar la realidad aumentada

Desde los sensores que se emplean para determinar la posición del 'smartphone' hasta el fundamento científico y las tecnologías que permite calcular la posición de los objetos virtuales que se proyectan sobre el mundo real, la realidad aumentada que veremos en el próximo iPhone y aquella que nos sorprendió con Pokémon Go comparten una ciencia y una ingeniería que muchos usuarios desconocen.

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Pokémon GO ya introdujo el efecto paralaje en su popular juego

Pokémon GO ya se servía del efecto paralaje para proyectar las criaturas virtuales

Ya casi está aquí. Todo apunta a que el iPhone 8, el del décimo aniversario, se presentará el próximo 12 de septiembre .  Tras meses de rumores y filtraciones, es mucho lo que se sospecha sobre el nuevo buque insignia de la manzana mordida, pero si hay algo que se sabe a ciencia cierta es que la realidad aumentada jugará un papel importante en el dispositivo estrella de Apple. 

Se hizo evidente cuando en junio, en su conferencia anual para desarrolladores (la WWDC) la firma de Cupertino puso a disposición de los programadores el ARKit, un conjunto de herramientas para la creación de 'apps' basadas en esta tecnología.

Más allá del sinfín de demostraciones sorprendentes que ya se están viendo y del sinfín de usos novedosos que podrán surgir, lo cierto es que en la base de la realidad aumentada para móviles hay una serie de fundamentos científicos que llevan años aplicándose.

Uno de los más destacados es el  paralaje (del inglés ' parallax effect'). Usado en astronomía para determinar la distancia y situación real de las estrellas respecto a la Tierra, este efecto sirve para averiguar, en general,  la posición de un objeto en función del punto de vista desde el que se mire.

El efecto paralaje es conocido por su aplicación en astronomía para determinar la distancia de las estrellas

El efecto paralaje es conocido por su aplicación en astronomía para determinar la distancia de las estrellas

Aplicado a la realidad aumentada, el paralaje permite implantar la parte ficticia en entornos reales con la máxima precisión. Ya el popular juego Pokémon GO, primer éxito masivo de la realidad aumentada, se servía de esta teoría para fijar la situación de las criaturas como si no la estuviéramos viendo a través de una pantalla.

Así funciona el efecto paralaje

El paralaje se basa en la percepción del ojo humano, y la forma más fácil de entenderlo es realizar una sencilla prueba. Extiende tu brazo hacia delante y alza tu dedo pulgar. Ahora cierra el ojo izquierdo, mira al dedo en alto y su posición respecto a algún objeto que haya en el fondo. Tras ello, repite la prueba con el otro ojo. Te parecerá que tu dedo (o el objeto) se han desplazado, porque sus posiciones no guardan la misma relación. 

Este efecto se produce por nuestra capacidad para ver múltiples planos. En movimiento, Disney lo utilizó por primera vez para dotar a sus películas de dibujos animados de una ligera tridimensionalidad. Entonces se dio a conocer como "cámara multiplano" y más tarde dio el salto al mundo de los videojuegos.

Además, hace unos años, se puso de moda entre los desarrolladores web. Esa es la razón de que cuando entras en ciertas webs, al hacer 'scroll', de repente el fondo parece moverse a una velocidad distinta que el contenido. Se debe a que, si los objetos están en movimiento, los más lejanos parecen desplazarse más lentamente que los cercanos.

Ser conscientes de las desviaciones que produce el efecto paralaje nos permite calcular la distancia al objeto siempre que dispongamos de dos datos: la distancia entre los dos puntos de vista y el ángulo de desplazamiento entre una perspectiva y otra. Es así como podemos determinar la distancia a la que se encuentran las estrellas y también como los móviles y demás dispositivos para visualizar la realidad aumentada también lo pueden hacer rápidamente (y evitando o reduciendo los mareos que podría provocar el desplazamiento).

Los ingredientes del paralaje

Nuestros móviles están llenos de sensores y chips que sirven para precisar su localización y todos sus movimientos. Uno de ellos es el acelerómetro que se encarga de determinar los cambios de orientación del teléfono, lo cual facilita, por ejemplo, que la pantalla rote de posición vertical a horizontal. Además se utiliza para calcular distancias o incluso es el responsable de que seamos capaces de sacar una foto con solo un gesto.  

Sin embargo,  las mediciones de los acelerómetros no son lo suficientemente precisas para determinadas funciones, sobre todo las relacionadas con la realidad aumentada. Así entra el juego  el giroscopio, capaz de medir el movimiento del ‘smartphone’ en todos sus ejes garantizando una mayor precisión para determinar dónde y en qué posición nos encontramos.

Por otro lado, las cámaras del dispositivo se utilizan también para medir distancias, pero ni los mejores modelos con doble cámara trasera son capaces de igualar a otra tecnología que al parecer va a estar presente en el iPhone 8:  según se ha publicado, el terminal podría contar con un sistema de sensores láser VCSEL que hará posible una mayor precisión a la hora de determinar, por ejemplo,  si los objetos están más cerca o más lejos entre sí o con respecto al dispositivo.

Para ello, el sensor emite un haz de láser hacia el objetivo y mide el tiempo que ha tardado la luz en llegar y en regresar. Una funcionalidad muy similar a la que ya integran algunos dispositivos Android y que se asemeja bastante (salvando las distancias) a lo que hacen los sensores lídar en los coches que se conducen solos.

Con o sin marcadores: la evolución del acceso a la realidad aumentada

Darle forma en 3D al dibujo que acaba de hacer tu hijo o cazar un Pokémon en el parque son dos formas totalmente distintas de aplicar la realidad aumentada en una ‘app’. La primera se basa en el uso de marcadores: hace falta alguna señal física para que la imagen virtual se active y se proyecte sobre el mundo real. Ya sea captando un dibujo, un mapa o un código QR con tu dispositivo, este lo interpretará y lo convertirá en realidad aumentada a partir de un punto de referencia.

La realidad aumentada basada en marcadores es la más utilizada en la actualidad

La realidad aumentada basada en marcadores es la más utilizada en la actualidad

Sin embargo, si nos dedicamos a cazar criaturas a través de Pokémon Go veremos que su funcionamiento es diferente. No se precisa de una marca que haga aparecer a estos seres. Este método utiliza una combinación de sensores como los citados anteriormente (acelerómetros, láser...) para determinar la posición. Así, solo apuntando con el móvil se puede crear mundos convincentes aunque artificiales.

Hasta el momento la realidad aumentada que se activa con referencias físicas ha sido la opción más popular, gracias a lo fácil que resulta implementarla. Sin embargo, en la era móvil, el sistema automático será el que triunfe y su 'magia' (que de magia tiene poco) se basará en la ciencia y la tecnología.

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Las imágenes de este artículo son propiedad, por orden de aparición, de Tumisu, Wikipedia y  Bago Games

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