VRML
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VRML (Virtual Reality Modeling Language). Es un lenguaje tridimensional e interactivo orientado al modelación y la visualización de objetos, situaciones y mundos virtuales enlazados de manera global vía Internet e hiperenlazados con el World Wide Web.
Sumario
Historia
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El concepto VRML fue concebido en la primavera de 1994, en la primera Conferencia Anual World Wide Web realizada en Ginebra, Suiza. Tim Bernes-Lee y Dave Raggett organizaron la sesión personas de intereses afines (BOF) para discutir las interfaces de realidad virtual en el World Wide Web. Varios participantes de esta sesión escribieron algunos proyectos que ya se realizaban para construir herramientas de visualización gráfica tridimensional que inter operaran con el Web. Los asistentes estuvieron de acuerdo con la necesidad de crear un lenguaje común para que estas herramientas especificaran una descripción de escenas en 3D e hiperenlaces WWW (una analogía del HTML para la realidad virtual). Se sugirió el término VRML (Lenguaje para Marcación de Realidad Virtual) y el grupo resolvió iniciar el trabajo de especificación al terminar la conferencia. La palabra "marcación" se cambió por "modelado", para reflejar la naturaleza gráfica del VRML.
Poco tiempo después de la sesión BOF de Ginebra, se creó la lista de correos www-vrml, en la cual se discutiría el desarrollo de una especificación para la primera versión del VRML. La respuesta a la invitación fue impresionante. Al transcurrir una semana, ya había más de mil miembros.
Después de un período inicial de consolidación, el moderador de lista, Mark Pesce del grupo Labrinth, anunció su intención de tener preparada una versión preliminar de la especificación, para la conferencia WWW que habría de realizarse en el otoño de 1994, solo cinco meses después. Hubo un acuerdo general dentro de la lista, pues a pesar del poco tiempo disponible, el proyecto podía lograrse si se tomaba en cuenta que los requerimientos para la primera versión no eran tan ambiciosos y que el VRML podía adaptarse con base a una solución existente. La lista creó con rapidez un grupo de requerimientos para la primera versión y comenzó la búsqueda de tecnologías que pudieran adaptarse para satisfacer las necesidades del VRML.
La búsqueda de tecnologías existentes dio como resultado varios candidatos viables. Después de deliberar mucho, la lista llegó a un consenso: el formato del archivo ASCII para Open Inventor de la compañía Silicón Graphics, Inc. El formato del archivo Inventor da soporte a descripciónes completas de escenas 3D con objetos, iluminación, materiales, propiedades de ambiente y efectos de realismo, transmitidos de manera poligonal. Un subgrupo del formato Inventor, con extensiones para dar soporte al trabajo en red, conforma la base del VRML (VIC). Gavin Bell, de la Compañía Silicón Graphics, ha adaptado dicho formato para el VRML con una entrada de datos diseñada a partir de la lista de correo. SGI ha divulgado que el formato de archivo está disponible para usarse en el mercado abierto y ha hecho del dominio público un analizador sintáctico para dicho formato. De esta manera trata de promover, sin la ayuda de ninguna compañía, el desarrollo del visor VRML.
Importancia
La aparición del VRML factibiliza el próximo nivel de interacción al desplazar a la Red mucho más allá del paradigma del Documento, conduciéndola hacia un nuevo paradigma de Mundos Virtuales basado en gráficos tridimensionales interactivos. Al respecto y a modo de analogía podemos establecer la siguiente comparación.
Las capacidades interactivas de HTML son a las de VRML como la experiencia interactiva de leer un LIBRO es a la de jugar un VIDEOJUEGO.
Capacidades y las calidades
- Independencia de la plataforma. El mismo código VRML se transporta fácilmente a UNIX, Macintosh y Windows.
- Extensibilidad. Las extensiones de VRML utilizan objetos que tienen la capacidad para describir a sí mismos. Objetos que no están incluidos en VRML estándar pueden proporcionar una descripción VRML puede interpretar como sea necesario.
- Eficacia. VRML tiene la capacidad de funcionar bien a través de conexiones de baja velocidad, porque las geometrías se descargan como texto normal.
- Perfeccionamiento selectivo. VRML tiene la capacidad para agregar detalle solo a la parte de la escena que lo requiera.
- Hipervínculos 3D. Puede ver estos al mover el puntero del Mouse (ratón) sobre determinados objetos VRML. Los objetos quedarán seleccionados y pueden activarse haciendo clic en ellos. Son similares a los hipervínculos de texto e imágenes en que se pueden vincular objetos en 3D plano VRML a otros archivos VRML o páginas Web.
- Asignación de texturas. Puede aplicar las imágenes a las superficies de objetos 3D para darles textura y detalle realista.
Otras facilidades adicionales incluyen
- Visualización 3-D de la base de datos en tiempo real.
- Visualización de gráficos 3-D a partir de datos provenientes de hoja de cálculo de naturaleza compleja.
- Desplazamiento (walk-through) a través de espacios virtuales.
- Multi-participación en juegos de Realidad Virtual.
- Interacción en ambientes multimediaticos de conversación (Chat).
- Estudio de geografías fotorealisticas 3-D.
- Interconexión de mundos de gran tamaño.
- Los autores pueden insertar / añadir objetos a la escena que desarrollan (nodo inline) o reemplazar totalmente una escena (nodo Anchor).
- Interpoladores que facilitan animación e interacción.
- Es importante destacar, dada la extensa gama de recursos y posibilidades ofrecidas por el VRML, la conveniencia de un participante y de un desarrollador creativo que sepa aprovechar al máximo dichos recursos.
Aportes
- Convierte imágenes 2-D en 3-D con capacidad de interacción. Permite transmitir un escenario tridimensional directamente para ser recuperada en el punto de destino por otro usuario, sin necesidad de recurrir a paquetes especiales de modelación.
- VRML ha sido diseñado para conformar un formato de archivo capaz, no solamente describir la forma de información tridimensional sino también de describir comportamientos interactivos a ser aplicados cuando el participante encuentra información e intenta interactuar con ella. Es esta combinación de definición de comportamiento unida a una descripción tridimensional de la información la que personifica las nuevas capacidades introducidas por VRML.
- VRML está transformando la Red en un medio que cada vez se parece menos a la lectura de periódicos y más a la vida real, para una creciente comunidad, VRML representa las semillas de una nueva Red (WWW) cada vez más parecida al Mundo Real: vivencial, interactiva, continua y tridimensional.
Eventos
Un número de eventos importantes anteceden a la aparición del VRML ellos son:
- 1985- Jaron LANIER acuña el Término y da inicio a la Era de Realidad virtual.
- 1989- Científicos del CERN encabezados por Tim Berners-Lee formulan las bases de la WWW basada en HTML.
- Enero,1993- Creación de MOSAIC. Permite la incorporación a la Red (WWW) de documentos gráficos o no vinculados mediante el lenguaje interactivo e hipermédico HTLM.
- Febrero,1994- Presentación de LABYRINTH, semilla de VRML.
- Junio, 1994- Creación de la WWW-VRML, priemera lista sobre VRML.
- Octubre, 1994- Nacimiento del VRML. Mark PESCE y Toni PARISI presentan la primera versión oficial del VRML 1.0 en la 2nda Conferencia de la WWW.
Definiciónes y conceptos
Visión general
Las definiciones del VRML y sus componentes evidencian, en el tiempo, modificciones y ajustes que enriquecen su concepción inicial. De hecho el mismo acrónimo derivo de lo que inicialmente se denominó "Virtual Reality Markup Language", siguiendo la pauta establecida por el HTML, a la interpretación actual de "Virtual Reality Modeling. Language", más acorde con la verdadera naturaleza del lenguaje.
Se presenta seguidamente un conjunto de definiciones y conceptos básicos iniciales que contribuirán a facilitar la comprensión de venideras unidades del curso.
Definición inicial
"El Lenguaje de Modelación de Realidad Virtual (VRML) es aquel orientado a la descripción de simulaciones interactivas de multiparticipación mundos virtuales conectados vía la Internet global e hipervinculados con la WWW (World Wide Web). Todos los aspectos de representación, interacción e interconexión en la Red pueden ser especificados utilizando VRML. Es la intención de sus diseñadores que VRML pueda convertirse en el lenguaje estándar para simulación interactiva dentro de la WWW".
Definiciones complementarias
Otras definiciones aparecidas posteriormente y que pueden ayudar a enriquecer el contexto de las anteriormente citadas son:
- "VRML es un lenguaje abierto y extensible, estandarizado para la industria, orientado a la descripción de escenas o mundos 3-D que permite la autoría y visualización de mundos tridimensionales distribuidos e interactivos enriquecidos mediante la incorporación de texto, imágenes, animación, sonido, música e incluso video".
- "VRML es un lenguaje de programación en la Internet que permite describir ambientes tridimensionales a través de los cuales se navega en forma análoga a lo que seria el espacio real y casi con la misma facilidad".
- "VRML es un lenguaje para escribir aplicaciones tridimensionales del HTLM. Constituye el estándar en toda la WWW y esta abriendo el camino para la Realidad Virtual en la Internet. Las páginas elaboradas en VRML pueden "bajarse" (download) y sus contenidos entonces visualizados, rotados y manipulados asi como permiten nuestro desplazamiento a través de los espacios virtuales creados".
- "VRML constituye primera definición estandarizada del espacio tridimensional en la Internet. Está regulada por la IEFT (Internet Engineeing task Force) y hace uso de coordenadas matemáticas para crear objetos tridimensionales en el espacio".
- "VRML permite la creación de 'mundos virtuales' conectados en red vía Internet e hipervinculados con la WWW. VRML Permite la descripción de aspectos relativos a la representación, interacción e interconexión de dichos 'mundos' en red sin tener que depender de dispositivos especiales como el casco visor (HMD)".
Pese a que el VRML ha sido diseñado para funcionar en base a hiperconexiones que permiten la comunicación entre mundos virtuales, no por ello constituye una extensión del HTML.
Pro y contras del VRML
Pro
- Los propulsores del VRML alegan que el lenguaje ofrece las siguientes ventajas:
- Ofrece independencia de plataformas. Tecnología "abierta". Estándar ISO.
- Se apoya en un conjunto de recursos gratuitos o de "shareware".
(Visualizadores, constructores, herramientas varias).
- Ofrece facilidad de aprendizaje.
- Incrementa la capacidad de comunicación interactiva en Red.
- Ofrece rapidez de construcción de mundos sencillos.
- Supone manejo mas compacto de información. Y mayor facilidad en la transferencia de información.
- Aporta una mayor facilidad de visualización.
- Constituye un escalón hacia el manejo de información en 4-D.
- Representa una evolución de los medios, y esto no tiene marcha atrás.
- Muchas limitaciones actuales van desapareciendo con el incremento progresivo del poder y velocidad de procesamiento de las computadoras y el incremento en el ancho de banda que se prevé en los próximos años.
- Integración progresiva de matemática, ciencia, tecnología, arte, diseño.
- Constituye un recurso importante de apoyo para la publicidad en la feroz competencia comercial que se apoya en el diseño de páginas WEB.
- Promueve un acercamiento entre clientes y profesionales en aquellas áreas que dependen de la modelación tridimensional para la visualización de situaciones y productos complejos.
Contras
Entre las debilidades que se detectan en el desarrollo y uso actual del VRML se encuentran:
- Esta aún distante de desarrollar el potencial que promete.
- Se encuentra sujeto a la deformación intencional de estándares por parte de empresas vendedoras.
- Las nuevas versiones del VRML evidencian creciente complejidad en su contenido.
- El incremento de poder y de amplitud de banda requerido para la visualización (browsing) de mundos virtuales es elevado.
- Presenta dificultades de conciliación con respecto al CAD y sus objetivos de producción y en la precisión de escala ofrecida actualmente por el VRML para armonizar objetos muy pequeños y muy grandes.
- Estaríamos mejor refinando y optimizando los medios ya existentes.
- No alcanza aún la calidad de resolución que ofrece la representación de objetos y escenas tridimensionales con herramientas de computación grafica más convencionales.
- La navegación de espacios tridimensionales no pre-programados en base "ratón" es dificultosa de dominar con fluidez.
- No es un avance auténtico. Obedece a los intereses y beneficios de los grupos de Silicon Valley.
Mundos virtuales
Consideraciones iniciales
Dejada atrás ya la fase de conceptos elementales sobre el tema de VRML, comenzaremos a enrumbar el curso hacia temas que progresivamente nos conduzcan a los aspectos de aplicación que constituyen su objetivo central.
Una vez que se supere los sencillos ensayos iniciales requeridos para una familiarización inicial con el VRML tarde o temprano aquellos que deseen pasar a una etapa de aplicación deberán aceptar el hecho de que enfrentarán el reto de construir mundos de mayor tamaño y complejidad. Será necesario entonces precisar procedimientos metodológicos, utilizar ciertas herramientas complementarias, esencialmente modeladores gráficos y de escena y prestar atención a la experiencia de los que antes han recorrido el camino.
Creación de un mundo virtual
Existen tres modalidades de construcción de mundos virtuales:
- Crear y editar, a mano, un fichero texto en VRML.
- Utilizar un programa de conversión para convertir un fichero 3D existente, no-VRML, a VRML.
- Utilizar un paquete de autoría para crear modelos y posicionarlos dentro de un mundo.
Debido a que VRML es aún una nueva tecnología hay altas posibilidades de que, aún en el caso de utilizar una herramienta de autoría o convertidor para crear un mundo virtual, será necesario introducir manualmente ligeras modificaciones al listado ASCII del mundo. En consecuencia, resulta aconsejable que el estudiante se familiarice con los conceptos básicos y la sintaxis del VRML.
Componentes de un mundo virtual
Todo mundo virtual debe poseer necesariamente:
- Una escena dentro de la cual desarrollarse.
- Escala
- Un conjunto de objetos gráficos y sus características:
- Forma
- Color
- Textura
- Comportamiento
- Ubicación
- Unas condiciones ambientales entre las que figuran:
- Luz
- Sonido
Aplicaciones
Pese a su corta vida el VRML ha incursionado ya en un vasto número de aplicaciones. Un resumen no exhaustivo de ellas señala:
- Apoyo a Diseño de Automóviles.
- Apoyo a exploraciones planetarias.
- Arte Virtual.
- Manipulación de esculturas.
- Museos Virtuales.
- Bancos de Información Virtuales.
- Arquitectura Virtual.
- Edificaciones Virtuales.
- Interiores Virtuales.
- Usos de la Tierra Virtuales.
- Desarrollo Urbano.
- Infraestructura de Servicios.
- Astronomía.
- Caminatas Virtuales.
- Control Virtual de Vuelos.
- Educación Virtual.
- Arte.
- Ciencia.
- Geografía.
- Historia.
- Matemáticas.
- Tecnología.
- Estudios Ambientales.
- Finanzas y Mercadeo.
- Historia Virtual.
- Modelación de Estructuras y Pueblos Antiguos.
- Industrias Virtuales.
- Modelos de Procesamiento.
- Modelos de Transporte.
- Ingeniería Virtual.
- Juegos Virtuales.
- Medicina.
- Medios de Comunicación Masiva.
- Modelación de Reacciones Químicas y Moléculas.
- Simulaciones de Sismos.
- Sitios de Reunión Virtuales.
- Telerrobótica.
- Visualización Científica.
- Visualización de Bases de Datos.
- Visualización de Eco Sistemas.
- Visualización de Modelos Químicos.
- Visualización de Museos.
- Visualización de Redes.
- Visualización Educacional.
- Educación Virtual.
Cambios futuros
Entre los cambios que se prevé se incorporaran o se robustecerán en la Internet en relación con Mundos Virtuales, dentro de un futuro previsible en la opinión de algunos visionarios pueden mencionarse:
- El HOLO-PROYECTOR- que permite a los usuarios importar otros objetos al interior del mundo que desarrollan.
- Los AVATARES Selección de cuerpos virtuales que permite al usuario elegir una forma que lo represente en el Ciberespacio.
- Acceso a otros usuarios visitantes a un mundo mediante una lista a partir de la cual de puede "volar" hasta ellos.
- Pizarrón virtual accesible por diversos visitantes al mundo.
- Hablar a otro ocupante de un mundo virtual con voz propia.
- Definición de un espacio de trabajo compartido, ameno e interactivo, dotado de esculturas dinámicas y objetos reactivos.
- Habilidad para transferir archivos utilizando FTP. Objetos tridimensionales que representan archivos reales.
