Estaba leyendo el siguiente artículo (The Ultimate Display de Ivan E. Sutherland) de la década de 1960 el otro día mientras pensaba en lo que se llama “Visualización de datos inmersiva”. Es obvio que la primera compañía en crear una experiencia realmente excelente de alto valor en esta área será muy rentable. Aunque el tema parece bastante técnico, si lo piensas, todos están trabajando dentro de las mismas limitaciones de hardware de lo que estará disponible en el mercado y, si bien definitivamente será necesario tener un excelente software y gráficos, podría ser el caso que El diseño y las ideas de gestos intuitivas o innovadoras podrían recorrer un largo camino y no tener los locos gastos de I + D generalmente asociados con la innovación altamente técnica. Ser capaz de ver los números y las ideas abstractas de manera concreta tiene implicaciones interesantes para los negocios y la vida. El cerebro humano es algo divertido y, a veces, es difícil sacudir las suposiciones y asociaciones recogidas durante millones de años de evolución.
Solía pensar que las primeras aplicaciones de otros sentidos (gusto, olfato, tacto) en la realidad virtual se utilizarían para mejorar escenarios agradables como la teledildonics o cosas similares. Pero, después de leer este documento, comencé a pensar en estar en una sala de laboratorio e inspeccionar las propiedades de diferentes tipos de materia. Imagine que se compara una pieza de madera con una pieza de hierro. Podrían compararse por peso y olor, etc. Cuando imagina que los conjuntos de datos tienen propiedades vinculadas a los sentidos, realmente comienza a hacerle pensar. Por supuesto, un día parece seguro asumir que la interfaz cerebro-computadora (BCI) es la solución definitiva para esto en términos de inmersión completa e inteligencia artificial (IA) podrá utilizar procesadores paralelos para hacer todas estas comparaciones y hacer descubrimientos mucho más rápidos que nosotros, pero ¿qué pasa con el tiempo crudo antes de todo eso? Tal vez algo crudo no funcionaría muy bien para una experiencia sexual virtual, pero ciertamente haría el trabajo al tratar de involucrar tantos sentidos como sea posible para obtener algunos datos. Quién sabe, tal vez ese tipo de laboratorio sensorial virtual 5 sea el lugar donde ocurran los momentos BCI y AI aha.
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La mejor exhibición
Ivan E. Sutherland
Oficina de Técnicas de Procesamiento de Información, ARPA, OSD
Vivimos en un mundo físico cuyas propiedades hemos llegado a conocer bien a través de una larga familiaridad. Sentimos una participación en este mundo físico que nos da la capacidad de predecir bien sus propiedades. Por ejemplo, podemos predecir dónde caerán los objetos, cómo se ven las formas conocidas desde otros ángulos y cuánta fuerza se requiere para empujar objetos contra la fricción. Carecemos de la familiaridad correspondiente con las fuerzas sobre las partículas cargadas, las fuerzas en campos no uniformes, los efectos de las transformaciones geométricas no proyectivas y los movimientos de alta inercia y baja fricción. Una pantalla conectada a una computadora digital nos da la oportunidad de familiarizarnos con conceptos que no son realizables en el mundo físico. Es un espejo en un país de las maravillas matemático.
Las pantallas de computadora de hoy cubren una variedad de capacidades. Algunos solo tienen la capacidad fundamental de trazar puntos. Las pantallas que se venden ahora generalmente tienen una capacidad de dibujo lineal incorporada. Sería útil la capacidad de dibujar curvas simples. Algunas pantallas disponibles pueden trazar segmentos de línea muy cortos en direcciones arbitrarias, para formar caracteres o curvas más complejas. Cada una de estas habilidades tiene una historia y una utilidad conocida.
Es igualmente posible que una computadora construya una imagen compuesta de áreas coloreadas. El lenguaje de películas de Knowlton, BEFLIX [1], es un excelente ejemplo de cómo las computadoras pueden producir imágenes que llenan el área. Ninguna pantalla disponible comercialmente hoy en día tiene la capacidad de presentar imágenes que llenen el área para uso humano directo. Es probable que los nuevos equipos de visualización tengan capacidad de relleno de área. Tenemos mucho que aprender sobre cómo hacer un buen uso de esta nueva habilidad.
La entrada de computadora directa más común hoy en día es el teclado de máquina de escribir. Las máquinas de escribir son económicas, confiables y producen señales transmitidas fácilmente. A medida que se utilizan más y más sistemas en línea, es probable que se utilicen muchas más consolas de máquina de escribir. El usuario de la computadora del mañana interactuará con una computadora a través de una máquina de escribir. Debe saber tocar el tipo de letra.
Es posible una variedad de otros dispositivos de entrada manual. El lápiz óptico o el lápiz óptico RAND Tablet tienen una función muy útil para señalar elementos mostrados y para dibujar o imprimir Para ingresar a la computadora. Las posibilidades de una interacción muy fluida con la computadora a través de estos dispositivos apenas están comenzando a explotarse. RAND Corporation tiene en funcionamiento hoy una herramienta de depuración que reconoce los cambios impresos del contenido del registro y movimientos simples de apuntar y mover para la reubicación de formatos. Usando las técnicas de RAND, puede cambiar un dígito impreso en la pantalla simplemente escribiendo lo que quiera encima. Si desea mover el contenido de un registro visualizado a otro, simplemente apunte al primero y “arrástrelo” al segundo. La facilidad con la que dicho sistema de interacción permite a su usuario interactuar con la computadora es notable.
Las perillas y los joysticks de varios tipos cumplen una función útil en el ajuste de los parámetros de algunos cálculos en curso. Por ejemplo, el ajuste del ángulo de visión de una vista en perspectiva se maneja convenientemente a través de un joystick de tres rotaciones. Los botones con luces a menudo son útiles. La entrada de voz silábica no debe ignorarse.
En muchos casos, el programa de computadora necesita saber a qué parte de la imagen apunta el hombre. La naturaleza bidimensional de las imágenes hace que sea imposible ordenar las partes de una imagen por vecindario. La conversión de coordenadas de la pantalla para encontrar el objeto señalado es, por lo tanto, un proceso lento. Un bolígrafo ligero puede interrumpir en el momento en que los circuitos de visualización transfieren el elemento al que apunta, indicando así automáticamente su dirección y coordenadas. Los circuitos especiales en la tableta RAND u otro dispositivo de entrada de posición pueden hacer que cumpla la misma función.
Lo que el programa realmente necesita saber es dónde está en la memoria la estructura a la que apunta el hombre. En una pantalla con su propia memoria, el retorno de un lápiz luminoso indica en qué parte del archivo de la pantalla está apuntando, pero no necesariamente en qué parte de la memoria principal. Peor aún, el programa realmente necesita saber a qué subparte de qué parte apunta el hombre. Ningún equipo de visualización existente calcula la profundidad de las recursiones que se necesitan. Las nuevas pantallas con memorias analógicas pueden perder la capacidad de apuntar por completo.
Otros tipos de pantalla
Si la tarea de la pantalla es servir como un espejo en el país de las maravillas matemático construido en la memoria de la computadora, debería servir tantos sentidos como sea posible. Hasta donde yo sé, nadie propone seriamente pantallas de olfato o sabor en la computadora. Existen excelentes pantallas de audio, pero desafortunadamente tenemos poca capacidad para que la computadora produzca sonidos significativos. Quiero describirles una exhibición kinestésica.
La fuerza requerida para mover un joystick podría ser controlada por computadora, al igual que la fuerza de actuación en los controles de un Link Trainer se cambia para dar la sensación de un avión real. Con tal pantalla, un modelo de computadora de partículas en un campo eléctrico podría combinar el control manual de la posición, de una carga en movimiento, repleto de la sensación de fuerzas en la carga, con una presentación visual de la posición de la carga. Existen “joysticks” bastante complicados con capacidad de retroalimentación de fuerza. Por ejemplo, los controles del “personal de mantenimiento” de General Electric no son más que joysticks con casi tantos grados de libertad como el brazo humano. Mediante el uso de dicho dispositivo de entrada / salida, podemos agregar una visualización de fuerza a nuestra capacidad de visión y sonido.
La computadora puede detectar fácilmente las posiciones de casi cualquiera de los músculos de nuestro cuerpo. Hasta ahora, solo los músculos de las manos y los brazos se han utilizado para el control por computadora. No hay ninguna razón por la cual estos sean los únicos, aunque nuestra destreza con ellos es tan alta que son una elección natural. Nuestra destreza ocular también es muy alta. Las máquinas para detectar e interpretar datos de movimiento ocular pueden y serán construidas. Queda por ver si podemos usar un lenguaje de miradas para controlar una computadora. Un experimento interesante será hacer que la presentación de la pantalla dependa de dónde miremos.
Por ejemplo, imagina un triángulo tan construido que cualquier esquina que mires se redondea. ¿Cómo sería un triángulo así? Tales experimentos conducirán no solo a nuevos métodos de control de máquinas, sino también a una comprensión interesante de los mecanismos de la visión.
No hay ninguna razón por la cual los objetos mostrados por una computadora tengan que seguir las reglas ordinarias de la realidad física con las que estamos familiarizados. La pantalla cinestésica podría usarse para simular los movimientos de una masa negativa. El usuario de una de las pantallas visuales de hoy en día puede hacer que los objetos sólidos sean transparentes, puede “ver a través de la materia”. Se pueden mostrar conceptos que nunca antes habían tenido una representación visual, por ejemplo, las “restricciones” en el Bloc de bocetos [2]. Al trabajar con tales exhibiciones de fenómenos matemáticos podemos aprender a conocerlos así como también conocemos nuestro propio mundo natural. Tal conocimiento es la principal promesa de las pantallas de computadora.
La pantalla final sería, por supuesto, una sala dentro de la cual la computadora puede controlar la existencia de la materia. Una silla exhibida en tal habitación sería lo suficientemente buena como para sentarse. Las esposas exhibidas en esa habitación serían confinantes, y una bala exhibida en esa habitación sería fatal. Con una programación adecuada, tal pantalla podría ser, literalmente, el País de las Maravillas en el que entró Alice.
Referencias
KC Knowlton, “Una técnica informática para producir películas animadas”, Actas de la Conferencia Conjunta de Computación de Primavera, (Washington, DC: Spartan, 1964).
IE Sutherland, “Sketchpad-A Man-Machine Graphical Communication System”, Actas de la Spring Joint Computer Conference, Detroit, Michigan, mayo de 1963 (Washington, DC: Spartan, 1964).
Actas del Congreso de la IFIP, págs. 506-508, 1965.
Fuente: Visualización inmersiva de datos y The Ultimate Display Paper
