Isaac Abraham Villegas Ortega Ricardo Luna Ávila Erick Luis Peragallo Barrón

1. Ambientes Virtuales Isaac Abraham Villegas Ortega Ricardo Luna Ávila Erick Luis Peragallo Barrón Héctor Manuel Pérez Urbina

2. Plan • Introducción • Requerimientos del sistema • Estrategias de diseño e implementación • Aspectos de salud y seguridad • Ingeniería de usabilidad • Dominios aplicativos • Conclusiones

3. Introducción • ¿Qué son los ambientes virtuales? • Extensión del alcance de la IHC del modo puramente visual a la interacción multimodal. • Se necesita mucha investigación todavía…

4. Plan • Introducción • Requerimientos del sistema • Estrategias de diseño e implementación • Aspectos de salud y seguridad • Ingeniería de usabilidad • Dominios aplicativos • Conclusiones

5. Requerimientos del Sistema • Las interfaces de hardware consisten principalmente: • Dispositivos para presentar la información multimodal y sensar el ambiente virtual. • Dispositivos de seguimiento usados para identificar la posición de la cabeza y las articulaciones así como su orientación. • Técnicas de interacción que permitan la navegación e interacción con y en el mundo virtual.

6. Requerimientos del Sistema • Las interfaces de software consisten principalmente: • Modelado de Software usado para generar Ambientes Virtuales. • Agentes Autónomos que habitan el Ambiente Virtual. • Redes de Comunicaciones usadas para soportar multiusuarios en Ambientes Virtuales.

7. Dispositivos para presentar la información multimodal y sensar el ambiente virtual • Múltiples dispositivos son usados para presentar la información al usuario. • Para presentar las escenas 3D: • Head-mounted display (HMD) • Mini LCDs colocados directamente en unos lentes convencionales • Displays de inmersion espacial (SIDs – Spatially immersive displays) • The Personal Augmented Reality Immersive System (PARIS) • Para el sonido en 3D -- Head-Related Transfer Function(HRTF) • Para la retroalimentación -- Haptic devices (simulación del contacto con la piel, flexibilidad de una parte del cuerpo)

8. Dispositivos de Seguimiento • Determinan la posición de la cabeza y las articulaciones. • Los dispositivos para las manos permiten la interacción con objetos virtuales. • El seguimiento es lo que permite a la escena virtual coincidir con la percepción del usuario.

9. Técnicas de Interacción • Los dispositivos de interacción facilitan la inmersión, señalamiento y selección de los objetos virtuales. • Interfaces motoras. • Control por voz. • Interacción gestual

10. Modelado • Es la relación espacial entre la geometría y el usuario, los cambios geométricos invocados por acciones del usuario o por el paso del tiempo. • Estos componentes son integrados al modelado del ambiente y rendereados con la herramienta adecuada.

11. Agentes Autónomos • Son entidades sintéticas o virtuales que poseen cierto grado de autonomía, sociabilidad, reacción, e iniciativa. • Son piezas clave para muchos ambientes virtuales. • Interactúan con otros agentes. • Son modelados fuera de línea y rendereados durante la interacción en tiempo real.

12. Redes • Permiten múltiples usuarios en locaciones distintas interactuar en el mismo ambiente virtual. • Mejoras en la comunicaciones de red son requeridas para permitir compartir experiencias con usuarios, objetos, procesos y agentes autónomos para crear un ambiente colaborativo.

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14. Protocolo de Uso Estrategias de diseño e implementación

15. Aspectos Cognitivos • Minimizando los obstáculos cognitivos: • Diseño de interacción multimodal. • Ilusiones perceptuales. • Navegación.

16. Desarrollo del contenido • Diseño y construcción de objetos virtuales y de un ambiente sintético que soporte una experiencia virtual [IFHD02]. • Técnicas de desarrollo de juegos. • Diseño de parques temáticos. • La creatividad es esencial.

17. Responsabilidad de los productos • Se debe contemplar la responsabilidad que conlleva el diseño e implementación de ambientes virtuales. • Efectos secundarios no deseados. • Náuseas y vómito. • Problemas de postura y visión. • Somnolencia. • Afrontar la responsabilidad.

18. Protocolos de uso • Las respuestas adversas de un ambiente virtual varían directamente con la intensidad del estímulo y la susceptibilidad de la persona [SKK02]. • The Motion History Questionnaire (MHQ) [KG01].

19. Consideraciones importantes Seguir un protocolo de uso bien diseñado minimiza los efectos secundarios. • Propiciar un espacio bien ventilado y cómodo. • Informar de los efectos secundarios. • Minimizar fatiga. • Minimizar la exposición. • Monitorear antes y después de la exposición. • Hacer pruebas a los expuestos.

20. Plan • Introducción • Requerimientos del sistema • Estrategias de diseño e implementación • Aspectos de salud y seguridad • Ingeniería de usabilidad • Dominios aplicativos • Conclusiones

21. Aspectos de salud y seguridad

22. Aspectos fisiológicos Cybersickness [MS92]. • Más del 80% de los usuarios experimentan algún nivel de malestar, el 12% dejan de participar. • El 10% de los que dejan de participar presentar respuesta emética (sólo representan del 1% al 2%). • The Simulator Sickness Questionnaire [K+93]. • Adaptación fisiológica previa.

23. Implicaciones • La exposición debe ser minimizada. • Los individuos altamente susceptibles deben evitar la exposición. • Los usuarios deben ser monitoreados cuidadosamente durante la exposición. • Las actividades de los usuarios deben ser supervisadas por un periodo considerable de tiempo después de la exposición.

24. Impacto social • Violencia vs. Cooperación, amistad y amor. (:Ñ) • Calvert y Tan (1994) encontraron que la exposición a ambientes virtuales, incrementa significativamente los pensamientos agresivos de adultos jóvenes. • Esta conducta puede fácilmente trasladarse a muchos otros contextos. • El desarrollo de los ambientes virtuales podría tener impacto negativo en otras tecnologías.

25. Plan • Introducción • Requerimientos del sistema • Estrategias de diseño e implementación • Aspectos de salud y seguridad • Ingeniería de usabilidad • Dominios aplicativos • Conclusiones

26. Ingeniería de Usabilidad • Métodos tradicionales de ingeniería de usabilidad. • Muy pocos se pueden utilizar sobre ambientes virtuales. • Existe la necesidad de modificar y optimizar las técnicas tradicionales disponibles. • Esto con la finalidad de responder a las necesidades de la ingeniería de usabilidad para ambientes virtuales.

27. Ingeniería de Usabilidad Existen tres factores que son únicos en la ingeniería de usabilidad para ambientes virtuales: • Técnicas de usabilidad para A. V. • Sentido de presencia • Ambientes virtuales ergonómicos

28. Técnicas de usabilidad • Técnicas tradicionales están basadas en la determinación de la efectividad, eficiencia y satisfacción del usuario. • Técnicas en ambientes virtuales deben considerar: Entradas y salidas multimodales, soporte de navegación, manipulación de objetos, el contenido y el diseño del sistema.

29. Técnicas de usabilidad • En 1997 se desarrollo una taxonomía sobre las características de usabilidad para ambientes virtuales. • Hace cuatro años se usó esta taxonomía como base para el desarrollo de un sistema automatizado llamado MAUVE.

30. Técnicas de usabilidad • MAUVE nos permite determinar la usabilidad de un ambiente virtual en términos de qué tan efectivo es el diseño de cada uno de los siguientes aspectos: • Navegación • Movilidad del usuario • Selección y manipulación de objetos

31. Técnicas de usabilidad • Respuesta auditiva y visual del sistema • Respuesta sensitiva (haptic output) • Comodidad • Presencia • Inmersión • Efectos secundarios

32. Sentido de presencia Presencia: Es la percepción subjetiva de estar rodeado e inmerso en un mundo virtual, y olvidarse del mundo físico en el que realmente te encuentras. Los ambientes virtuales tienen la gran ventaja de impulsar la habilidad de la imaginación para transportarse psicológicamente a otro lugar que podría no existir en la realidad.

33. Sentido de presencia Para lograr esta inmersión al mundo virtual se recomienda: • Utilizar displays tipo HMD, CAVE, SID u otros. • Proveer un contenido estimulante. • Proveer formas naturales de interacción y control de movimiento.

34. Ambientes virtuales ergonómicos • Los retos de la ergonomía en los ambientes virtuales son: • Ajustar el producto o sistema a las características físicas del usuario. • Brindar comodidad. • Comodidad física y visual • Brindar manejabilidad

35. Ambientes virtuales ergonómicos Si estos retos no son logrados podría provocar que el usuario limite su exposición o interacción con el sistema, o que en ocasiones lo evite por completo.

36. Ambientes virtuales ergonómicos Para evaluar el nivel ergonómico de sistema de ambiente virtual se consideran los siguientes aspectos: • ¿La movilidad del usuario es inhibida por la localización, peso de dispositivos, o por los displays? • ¿Los dispositivos y displays proveen una eficiente y cómoda movilidad? • ¿Alguna zona del cuerpo está siendo sobrecargada por dispositivos pesados o displays?

37. Ambientes virtuales ergonómicos • Los dispositivos de interacción requieren de posturas prolongadas? • Si se dispone de un asiento, ¿este último soporta la movilidad del usuario, tiene la altura adecuada y le brinda un soporte adecuado a la espalda? • Si se cuenta con interfaces de movimiento, ¿Se pueden ajustar a las características físicas del usuario? • ¿El ruido y los niveles de sonido están acorde a los lineamientos ergonómicos?

38. Plan • Introducción • Requerimientos del sistema • Estrategias de diseño e implementación • Aspectos de salud y seguridad • Ingeniería de usabilidad • Dominios aplicativos • Conclusiones

39. Dominios Aplicativos

40. Dominios aplicativos • En 1993 se anticipó que las aplicaciones dirigidas a ambientes virtuales serían muy comunes. • En 1995 se dijo que no se realizarían aplicaciones serias en 5 o 10 años. • Actualmente existen aplicaciones prácticas, pero muchas continúan en etapas de desarrollo.

41. Dominios aplicativos • Una aplicación actual como Stone ha generado sistemas bastante impresionantes basados en ambientes virtuales, por ejemplo: • Ingeniería • CAD  Modelos interactivos en tiempo real • Milicia • Entrenamiento con un amplio rango de actividades con un costo de operación bastante pequeño

42. Dominios aplicativos • Educación • Aprendizaje mediante participación en primera persona. • Informática • Exploración de conjuntos de datos complejos. • Visualización dinámica en 3D de la información • Medicina • Diagnósticos interactivos • Planeación previa a la operación • Entrenamiento físico.

43. Dominios aplicativos • Medicina • Psicoterapia • Entretenimiento • Juegos • Comunidades virtuales Los desarrolladores de Stone sugieren que: “Aplicaciones para ambientes virtuales estarán presentes en la vida cotidiana al menos en las siguientes dos décadas”

44. Dominios aplicativos • Medicina • Psicoterapia • Entretenimiento • Juegos • Comunidades virtuales Los desarrolladores de Stone sugieren que: “Aplicaciones para ambientes virtuales estarán presentes en la vida cotidiana al menos en las siguientes dos décadas”

45. Dominios aplicativos • Presentación de ambientes virtuales de la NASA y la Universidad de Nevada Presentacion.pdf

46. Plan • Introducción • Requerimientos del sistema • Estrategias de diseño e implementación • Aspectos de salud y seguridad • Ingeniería de usabilidad • Dominios aplicativos • Conclusiones

47. Conclusiones • Los ambientes virtuales han tenido un gran avance en la última década • Prometen revolucionar los campos en donde se aplican, medicina, educación, entretenimiento, etc. • Estas aplicaciones ofrecen niveles únicos de interacción, inmersión y colaboración nunca antes vistos.

48. Conclusiones • Estas aplicaciones pueden ser mejoradas ampliamente considerando factores como el hardware usado.