estación espacial: dOCUMENTACIÓN DEL PROCESO.

RASTREO DE MODELOS DISPONIBLES

El primer paso antes de emprender este viaje, consistió en rastrear y recopilar la diferente información científica y datos procesados relacionados al espacio que pudieran servir como materia prima para VRNE, en ese sentido nos concentramos en buscar modelos 3D e interpretaciones sonoras de datos astronómicos. Partiendo de los datos que encontramos, decidimos utilizar las Digitalizaciones 3D del Laboratorio Smithsoniano de Astrofísica, las cuales son realizadas partiendo de datos previos arrojados por el Observatorio de Rayos X Chandra (CXC). Puedes encontrar más acerca de esto en nuestra sección "MOTORES".

TIPOS DE ARCHIVOS Y EXPERIMENTACIÓN CON MATERIALES

Si bien las digitalizaciones 3D fueron un recurso vital para empezar a desarrollar VRNE, estos modelos, por sus características, nos arrojaron nuevos retos como la transformación de tipos de archivo y el uso de materiales en Unity con características puntuales como transparencias para modificar los modelos. En el proceso nos encontramos con videos e imágenes de la NASA donde se evidenciaba como habían utilizado algunos modelos 3D del Laboratorio Smithsoniano de Astrofísica y los lograban convertir en una experiencia VR a través de la aplicación de un escenario e iluminaciones, transparencias y demás características materiales que hacían que el objeto dejara de parecer una masa sólida monocromática como se evidencia a continuación.

Esto nos llevó a una primera etapa de experimentación donde tomamos los mismos recursos para intentar transformarlos en escenarios similares (por ahora sin transformarlos a visualización VR). Nos topamos con que unity no leía correctamente los modelos 3D por lo que tuvimos que explorar como transformarlos a un tipo de archivo que el programa pudiera procesar. Para eso utilizamos la página a continuación: Luego de transformar los archivos a FBX y poderlos importar correctamente a Unity pudimos empezar a transformar y explorar sus diferentes características materiales. Lo que hicimos fue triplicar el objeto y a cada uno agregarle una de las tres diferentes texturas que venían junto con el modelo 3D al descargarlo. Sobre cada uno de los tres agregamos diferentes materiales y en ellos reacomodamos características como el color y la transparencia, teniendo estos resultados:

DETERMINACIÓN DEL DISPOSITIVO DE REALIDAD VIRTUAL

Cuando se decidió desarrollar VRNE, se exploraron varias opciones de soporte para la experiencia de realidad virtual. Entre estas opciones se consideraron gafas de realidad virtual como las Oculus Rift o las HTC Vive, con las cuales se hicieron algunas pruebas. Sin embargo, finalmente se optó por utilizar dispositivo como soporte para la aplicación de realidad virtual.

La razón principal detrás de esta decisión fue la accesibilidad económica y la facilidad de uso que ofrecen las Cardboard en comparación con las otras opciones. Además, el flujo de trabajo en Unity con cardboard es medianamente más sencillo permitiéndonos establecer un cronograma un poco más completo dentro de los alcances del semestre.

PRUEBA DE ESCENARIOS EN CARDBOARD

El siguiente paso era comprobar que los escenarios que ya estábamos probando funcionaran correctamente en realidad virtual. Para eso seguimos este tutorial. Nos permitía extraer recursos de Google Cardboard y con ellos ajustar el proyecto de Unity con los assets estandarizados de Google.

Sin embargo hubo múltiples errores al momento de exportarlo como APK, lo que nos llevó a realizar ajustes en el apartado de Build Settings y finalmente pudimos exportar la APK y tener unos primeros prototipos de las pruebas. Hasta que finalmente, en el noveno intento, logramos corregir los errores y obtener un archivo funcional. Luego de obtener este archivo, retiramos los assets proporcionados por defecto por Google para colocar los nuestros propios y obtener una versión de prueba donde combinamos nuestro escenario con VR para probar su funcionalidad.

CREACIÓN DE MENÚS Y ESCENARIOS

Para el desarrollo de los menús y escenarios se comenzó por la graficación de un grupo de wireframes sobre los cuales se realizaron unas primeras correcciones para avanzar posteriormente a un grupo de mockups hi-fi, una vez esto fueron aprobados pasamos a colocar estos diseños sobre unity, eso nos permitió agilizar el flujo de trabajo en unity ya que los cambios podían ser previsualizados con antelación.

En unity, importamos los objetos 3D, les colocamos sus respectivos materiales y pudimos explorar más en torno a la apariencia de los respectivos escenarios

MOODBOARDS INICIALES VS MOCKUPS HI-FI

RASTREO Y DETERMINACIÓN DE FUENTES DE SONIDOS

El rastreo se realizó en la pagina web del observatorio Chandra de la NASA, donde se encuentra un repositorio de sonidos que son resultados de la traducción de diferentes tipos de rayos capturados tanto por el satélite Chandra como por el telescopio espacial Hubble. Estas frecuencias son traducidas por instrumentos musicales puntuales, por lo cual las características tonales y de intensidad son asignadas por los rayos, pero las características tímbricas del sonido, en cambio, sí son producto de reinterpretación creativa. Puntualmente el tono es asignado por el color, mientras más cálidos son los colores más grave es el tono, y a su vez, mientras más fríos son los colores, más agudos son los tonos. La intensidad, por su parte, es determinada por la luminosidad. Para cada objeto estelar que trabajamos, el sonido se construyó a partir de las interpretaciones sonoras de los siguientes elementos proporcionados por el observatorio:

a) Rayos X
b) Luz Visible
c)Composición conjunta de los anteriores

En los siguientes videos aparecen muestras de los tres tipos de composiciones diferenciadas:

Rayos X:

Luz Visible:

Composición conjunta de los anteriores:

EXPERIMENTACIONES CON CÓDIGOS DE INTERACCIÓN EN UNITY

La experiencia de realidad virtual creada y ensamblada en Unity, partimos de la premisa de que después de tener objetos con transparencias y shaders el usuario pudiera acercarse a ellos y navegarlos desde su interior mientras escuchaba el registro de sonificación de la NASA. Como mencionamos anteriormente, decidimos que nuestra aplicación fuera de fácil acceso y que no necesitara de dispositivos de alto costo como los que se encuentran en el mercado como las gafas de Oculus que su precio ronda entre los dos mil doláres, tuvimos acceso entonces a las VR BOX que trae consigo un control.

Nuestro pensamiento inicial era que todas las interacciones de los usuarios estuviera mediado por el control y que navegar los 360 grados quedara en manos del giroscopio de cada celular. Entre la documentación que logramos revisar encontramos un código implementado en videojuegos que implementa dos movimientos, moverse y girar que utilizamos en una versión muy primaria de los escenarios y era funcional pero difícil de navegar, en especial porque si hacías zoom con el joystick y luego cambiabas de posición con el joystick se perdía el eje y se hacía difícil volver a los escenarios y la ubicación en general.

Decidimos entonces solo implementar el zoom en la interacción con el joystick con el siguiente código

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CameraController : MonoBehaviour {
public float speed = 5.0f;
public float zoomSpeed = 2.0f;

private Transform cameraTransform;

private void Start() { cameraTransform = GetComponent<Transform>(); }

private void Update() { float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");

float vertical = Input.GetAxis("Vertical"); float zoom = Input.GetAxis("Zoom"); cameraTransform.position += new Vector3(horizontal, 0, vertical) * speed *
Time.deltaTime;
cameraTransform.position += cameraTransform.forward *
zoom * zoomSpeed * Time.deltaTime; } }

Lo siguiente en hacer con respecto a la interacción era crear un menú para la selección de escenario que además tuviera gráficos de diseño de interfaz para reforzar la idea de estar en en una nave espacial viajando por el espacio. El plugin utilizado en nuestro proyecto fue el de google cardboard y toda la configuración giraba entorno a esto. Al crear el canvas y las imágenes de la interfaz desde el visualizador del juego en el computador, funcionaba y se veía en 2d sobre el escenario 3d. Pero a la hora de crear la apk y ponerlo en las gafas la aberración generada por el lente y la configuración vr imposibilitaban la visualización.

Lo anterior obligó a repensar la disposición de elementos de la interfaz. Continuando con la pantalla del menú queríamos inicialmente que presionando un botón del control se abriera cada escenario interactuable. Las pruebas realizadas en el computador funcionaban pero al momento de generar la apk no respondía con ningún botón.

Intentamos dar la ruta desde Project Settings de los botones del control del VRBOX en el siguiente código para cargar los escenarios pero no funcionó.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;

public class Selector : MonoBehaviour {
public string sceneName = "ESCENARIOUNO"; // Nombre de la escena a la que se desea cambiar

private bool isPointerOver = false;

// Update is called once per frame void Update()
{ if (isPointerOver && Input.GetButtonDown("Fire1")) // Detectar si el puntero está sobre el objeto y se presiona el botón A del control

{ SceneManager.LoadScene(sceneName); // Cargar la escena especificada }
}

private void OnMouseEnter() {
isPointerOver = true; // Detectar si el puntero entra en el objeto }
private void OnMouseExit() { isPointerOver = false; // Detectar si el puntero sale del objeto }
}

Incluso recurrimos a chatGPT deseseperadamente

Pero tampoco funcionó. Entonces recurrimos a la vieja escuela, preguntarle a un humano que supiera y programara juegos en Unity y nos dimos cuenta de que el control VRBOX es difícil, por no decir imposible de programar y decidimos que se seleccionen los escenarios solo con el puntero que se para en un boxcollider y tras unos segundos lo abre.

CONCEPTUALIZACIÓN

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La realidad virtual (VR) ha sido objeto de un gran interés en el ámbito académico y tecnológico en las últimas décadas, y ha sido utilizada en diversos campos como la educación, la salud, el entretenimiento y el arte, esta permite a los usuarios sumergirse en un mundo virtual y experimentarlo de manera inmersiva. Una de las aplicaciones más experimentadas de la VR es su capacidad para transportar a sus usuarios a entornos y escenarios que de otra manera serían inaccesibles o imposibles de explorar. Aunque existen cientos de documentales, ficciones y libros que abordan temas alrededor del espacio y el universo, estas opciones suelen ser menos atractivas y menos capaces de captar y mantener el interés de los usuarios contemporáneos. De igual forma, existen numerosos recursos y datos de libre acceso sobre estos temas como los de la misión espacial Chandra de la NASA y las reinterpretaciones de los mismos desarrolladas por el Smithsonian Institution's Digitization Program Office, sin embargo estos suelen ser poco accesibles para la mayoría de la sociedad por su nivel de complejidad. Esto dificulta el interés y la comprensión sobre el espacio y el universo en diferentes tipos de usuarios. Así, surge la necesidad de un aplicativo con las características de VRNE, es decir, un viaje de realidad virtual que aprovecha datos científicos de NASA para crear una experiencia inmersiva en la que viajeros y viajeras puedan navegar por diferentes espacios estelares e interactuar con ellos a través del sonido y la navegación. Además de proporcionar una experiencia divertida y educativa, VRNE adquiere el potencial de mejorar la comprensión de los usuarios sobre el espacio y el universo. Al poner a disposición de ellos una amplia variedad de datos y recursos sobre los diferentes espacios estelares, VRNE puede ayudar a fomentar el interés científico y el aprendizaje sobre el espacio y el universo, pero al mismo tiempo nos pone frente a la interrogante de ¿Cómo explorar técnicas de desarrollo de realidad virtual que permitan una experiencia inmersiva de un viaje al espacio?

OBJETIVOS

GENERAL

Crear una experiencia de realidad virtual para acercarse a un viaje espacial a través del registro capturado por el observatorio de rayos x Chandra

ESPECÍFICOS

- Investigar acerca de software y herramientas para la creación de objetos 3D y realidad virtual.
- Construir 3 escenarios visuales, sonoros e inmersivos, con material del observatorio Chandra.
-Aproximar a los usuarios a los archivos, datos y creaciones científicos de la NASA

BENCHMARKING

El benchmarking es una técnica de evaluación y comparación de productos o servicios en relación con un estándar o con la competencia. En el marco de la tecnología de realidad virtual (VR), el benchmarking es bastante importante porque permite evaluar y comparar aplicativos y plataformas en relación con sus características, funcionalidades y rendimiento. En ese sentido, para VRNE, hemos identificado un grupo de creaciones que, analizando sus deficiencias y características potenciales, pueden alimentar el crecimiento y la consecución de los objetivos de VRNE.

ACCESS MARS

Es una aplicación de realidad virtual desarrollada por NASA y Microsoft que permite a los usuarios explorar el planeta Marte y aprender sobre su historia y su geología a través de una experiencia inmersiva en 3D utilizando los datos e imágenes arrojadas por el Curiosity. Aunque Acces Mars y VRNE comparten algunas similitudes, como la utilización de la tecnología de realidad virtual para proporcionar experiencias inmersivas, y su fundamentación en datos científicos de libre acceso, hay algunas diferencias importantes entre ambas aplicaciones. Una de las diferencias es el enfoque temático. Mientras que Access Mars se centra exclusivamente en el planeta Marte, VRNE tiene el potencial virtual de explorar no solo un espacio, sino una multitud de datos y recursos de constelaciones, agujeros negros y cúmulos de estrellas que han caracterizado el Smithsonian Institute y el Observatorio Chandra. Así mismo, Access Mars ofrece una experiencia mucho más centrada en lo textual y la educación tradicional, mientras que el enfoque de VRNE es construir un espacio de interacción sensible a través de formas y sonidos, algo que Access Mars no termina de desarrollar.

INSIDE TUCUMAQUE

Es una intalación de realidad virtual desarrollada por la Interactive Media Foundation y estrenada en el Center for Art and Media in Karlsruhe que permite a los usuarios explorar y aprender sobre la biodiversidad y la cultura de la Amazonía a través de una experiencia inmersiva en 3D donde pueden recorrer la selva amazónica a través del punto de vista de diferentes animales. Inside Tumucumaque ofrece a sus usuarios una experiencia enfocada en lo sensorial más allá que en la mera presentación de datos. ¿Qué mejor manera de aprender sobre la visión y los métodos de navegación de un murciélago que experimentándolo inmersivamente? Así, tomamos esta instalación VR como nuestro principal referente en términos formales, pues enfoca la divulgación científica en una experiencia sensible e inmersiva. Sin embargo VRNE se diferencia de esta pues no proponemos una intalación y la posibilidad de uso en un único lugar museográfico, sino una experiencia individual en la cuál el usuario solo precise de unas gafas cardboard que puede fabricar con cartón o comprar por un precio más favorable, permitiendo ampliar territorialmente el alcance del proyecto.

A LA ORILLA DE UN ÓCEANO CÓSMICO

Es un paisaje sonoro, lectura expandida, videomapping y experiencia VR desarrollada en Colombia con un enfoque de divulgación científica que compartimos, pero del cual también nos diferenciamos al proponer una experiencia que pueda prescindir de lo explicativo y lo textual. En A la orilla del oceano cósmico, se leen pasajes de Carl Sagan y de literatura científica a la vez que se expone un videomapping espacial y una creación en vivo de paisajes sonoros alusivos al espacio. El enfoque en el sonido en relación con el espacio resulta esencial en este proyecto y por eso lo tomamos como referente, pero a mismo tiempo marcamos diferencias clave como la del alcance mencionada en el punto anterior

A continuación presentamos una tabla comparativa entre las diferentes características de los proyectos que vinculamos al benchmarking:

CONCLUSIONES

En resumen, nuestro proyecto se propone desarrollar una nueva estrategia de divulgación científica mediante la realidad virtual, en la que el usuario pueda experimentar la exploración espacial desde la perspectiva de un astronauta. Para lograrlo, se emplean mecanismos que busca generar una experiencia de entretenimiento y exploración sensorial, accesible para casi cualquier persona interesada en la astronomía. Esto saca al usuario de un estado pasivo y le permite tener un mayor grado de control sobre su experiencia. El desarrollo de este proyecto nos permitió destacar cómo esta herramienta permite al ser humano continuar simulando la realidad y buscar nuevas formas de conocer y explorar lo que ya conocemos. Resulta entonces esencial prestar atención a búsquedas sensoriales a través de nuevas tecnologías para potenciar la forma en que estas nos permiten ampliar la comprensión que tenemos del mundo.

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