Tema 12. El Hardware de la Realidad Virtual

Transcripción

1 El Hardware de la Realidad Virtual

2 Evolución en tecnología gráfica 1 La RV llega vinculada a las capacidades gráficas de los microordenadores. 2

3 Evolución en tecnología gráfica 2 Los pequeños ordenadores domésticos de los 80 empiezan a incluirla, consiguiendo de 2 a 5 imágenes por segundo. 3

4 Evolución en tecnología gráfica 3 En el mundo del PC, parejo a las tarjetas CGA, EGA, y VGA, que permitían gráficos de matriz de puntos. Hasta el año 95, en la práctica totalidad de los sistemas de RV domésticos, el procesamiento recaía sobre la CPU del sistema. A partir del año 96 se utilizan las bibliotecas de programación Direct3D y OpenGL para las aplicaciones 3D interactivas. Esto posibilita la creación de tarjetas gráficas de bajo coste que permitan las 3D al usuario final. 4

5 Evolución en tecnología gráfica 4 Evolución del bus de comunicación: ISA-16, PCI 1.0, PCI 2.1, AGP 1x ~ 8x. Las primeras tarjetas que aceleran las 3D se ocupan únicamente de la última fase del render: el raster. Gran competencia entre fabricantes: S3 Virge/Savage, ATI Rage, nvidia Riva, #9 Imagine 128, Matrox Mystique/G200, 3dfx Voodo. Las siguientes generaciones incluyen funciones de cálculo matemático con números reales. Realizan las transformaciones matemáticas, y el cálculo de iluminación, descargando de estas funciones a la CPU: nvidia GeForce, ATI Radeon,... 5

6 Evolución en tecnología gráfica 5 En el estado actual, los micros que incorporan tienen más potencia y complejidad que los procesadores centrales (70 Gflops/s). Últimas tendencias hacia la programabilidad del núcleo gráfico: vertex shaders, pixel shaders (vertex programs, register combiners). 6

7 Evolución en tecnología gráfica 6 7

8 Evolución en tecnología gráfica 7 Vertex y Pixel shaders 8

9 Evolución en otras tecnologías 1 A principios de los 90 se popularizan los ratones, que permiten un suave desplazamiento 2D. Los Joysticks pasan de ser del tipo todo-nada, a poder captar un movimiento analógico. Con la introducción del Pentium MMX, se introducen instrucciones vectorizadas (procesamiento en paralelo) con números enteros para el cálculo de la rasterización de las escenas. Según las tarjetas gráficas se ocupan del raster, se hacen necesarias instrucciones de cálculo con números reales. Aparecen AMD-3DNow! e Intel- SIMD/MMX2. 9

10 Evolución en otras tecnologías 2 Al incorporar el HW Gráfico el cálculo geométrico, las instrucciones multimedia avanzadas se dedican a otros fines como la simulación física. El sonido es otro de los factores de importancia en la RV. Los ordenadores de los 80 incorporan un sistema muy pobre de generación de sonido. A penas unos pitidos, o modulaciones de frecuencias. A principios de los 90 aparecen las primeras tarjetas de sonido para PC. Monoaurales, de 8 bits con bus ISA-8. 10

11 Evolución en otras tecnologías 3 Las tarjetas de sonido evolucionan hacia el Bus PCI, y 16 bits por muestra. Además incorporan circuitos DSP específicos de procesamiento sonoro, que las capacita para: Mezcla de canales. Posicionamiento del audio. Efecto Doppler Oclusiones Otras transformaciones sonoras 11

12 Dispositivos de interfaz humana 1 Uno de los objetivos de la RV es causar la sensación de inmersión en el entorno 3D. Para ello se emplean dispositivos que intentan hacer más creíble la experiencia virtual. Gafas de visión 3D: 12

13 Dispositivos de interfaz humana 2 Posicionamiento y orientación de la cabeza: Objetivo: Visión Binocular 13

14 Dispositivos de interfaz humana 3 Pantallas LCD 3D. 14

15 Dispositivos de interfaz humana 4 Posición en el espacio 3D: Audífonos 3D 15

16 Dispositivos de interfaz humana 5 Uso del Ratón Volante 16

17 Dispositivos de interfaz humana 6 Guante de adquisición de datos 17

18 Dispositivos de interfaz humana 7 Sensor corporal 18