Captura de realidad mixta: cómo funciona y por qué es importante

La captura de realidad mixta te permite combinar imágenes reales con elementos virtuales en tiempo real. Ya seas gamer, creador de contenido o desarrollador, mejora tus imágenes, haciéndolas más atractivas e interactivas.

¿Qué es la captura de realidad mixta (MRC)?

La Captura de Realidad Mixta (CRM) se refiere al proceso de combinar elementos del mundo real y virtual en una experiencia visual única y cohesiva. Permite a usuarios, espectadores o creadores de contenido ver e interactuar con objetos digitales como si existieran en el entorno real. La CRM se utiliza comúnmente en videojuegos, simulaciones de entrenamiento, producción virtual y experiencias de transmisión en vivo.

Aspectos clave del MRC:

• Combinando mundos físicos y virtuales:MRC combina imágenes del mundo real con contenido virtual, haciendo que parezca que los objetos digitales existen naturalmente dentro de un espacio físico.
• Interacción en tiempo real:Los usuarios pueden interactuar con elementos digitales en tiempo real, a menudo con la ayuda de seguimiento de movimiento, sensores de profundidad y auriculares de realidad aumentada (AR) o realidad virtual (VR).
• Uso en transmisión en vivo y creación de contenido:MRC permite a los creadores capturar y transmitir experiencias inmersivas, como juegos de realidad virtual, de una manera que permite al público ver tanto al jugador como el mundo virtual.
• Integración de hardware y software:MRC a menudo implica el uso de cámaras especializadas, pantallas verdes, sensores de profundidad y herramientas de software para fusionar con precisión los mundos real y virtual.

MRC se utiliza ampliamente en industrias como los juegos (por ejemplo, transmisión de realidad virtual), la capacitación y la simulación (por ejemplo, aplicaciones médicas y militares) y el entretenimiento (por ejemplo, producción virtual para películas y eventos en vivo).

Aplicaciones de la captura de realidad mixta (MRC) en diversos campos

La Captura de Realidad Mixta (MRC) es una potente tecnología con aplicaciones en múltiples sectores, que mejora la interacción entre elementos físicos y digitales. A continuación, se presentan algunas de las áreas más significativas donde la MRC está generando un impacto:

Juegos y transmisión en vivo

MRC se utiliza ampliamente en juegos y creación de contenido, lo que permite a los jugadores y streamers integrarse en entornos virtuales.

• Transmisión de realidad virtual (RV)Plataformas como Twitch y YouTube admiten transmisiones en vivo basadas en MRC, donde los jugadores aparecen dentro de su juego como si fueran parte del mundo virtual. Herramientas como LIV permiten a los streamers superponerse dinámicamente en juegos de RV.
• Deportes electrónicos y experiencias interactivas:MRC mejora las transmisiones de deportes electrónicos al colocar a los jugadores en un entorno completamente digital, lo que hace que las competencias sean más atractivas para el público.
• Experiencias de juego híbridas:Algunos juegos utilizan MRC para crear experiencias de realidad mixta donde los jugadores interactúan con objetos reales y virtuales.

Producción virtual en cine y televisión

La industria del entretenimiento aprovecha MRC para crear producciones más inmersivas y rentables.

• Escenarios y fondos virtualesMRC permite a los actores actuar frente a pantallas verdes mientras la composición en tiempo real los sitúa en entornos virtuales. Esto reduce la necesidad de construir un set físico y permite una mayor libertad creativa.
• Captura de movimiento para personajes CGIAl capturar los movimientos de los actores e integrarlos con modelos digitales, MRC ayuda a crear personajes CGI realistas para películas y programas de televisión.
• Transmisiones holográficas en vivo:Algunas producciones utilizan MRC para proyectar actuaciones holográficas en vivo, fusionando artistas reales con elementos digitales en tiempo real.

Arquitectura y Diseño

MRC está transformando la visualización arquitectónica y el diseño de productos al proporcionar formas interactivas e inmersivas de presentar proyectos.

• Integración de modelos 3D en tiempo real:Los arquitectos y diseñadores pueden caminar por edificios virtuales mientras aparecen dentro de sus modelos 3D, lo que permite una mejor comprensión espacial.
• Presentaciones de clientes y colaboración remotaAl utilizar MRC, los diseñadores pueden mostrar proyectos a los clientes en un entorno de realidad mixta, mejorando la comunicación y la toma de decisiones.
• Prototipado y pruebas de productos:MRC permite a los diseñadores visualizar productos en un entorno del mundo real antes de la fabricación, lo que reduce los costos y el tiempo de desarrollo.

Entrenamiento y simulación

MRC juega un papel crucial en la formación profesional, ofreciendo entornos de aprendizaje realistas e interactivos.

• Formación médica y quirúrgica:Los estudiantes y profesionales de medicina utilizan simulaciones basadas en MRC para practicar cirugías y procedimientos en un entorno libre de riesgos.
• Simulaciones militares y policiales:Soldados y policías se entrenan en entornos virtuales que combinan acciones del mundo real con amenazas digitales, mejorando las habilidades de toma de decisiones.
• Formación industrial y técnicaLos trabajadores en campos como la aviación, la ingeniería y la respuesta a emergencias pueden capacitarse en entornos virtuales que simulan condiciones del mundo real sin riesgos físicos.

Educación e investigación

MRC mejora la educación al hacer que las materias complejas sean más interactivas y atractivas.

• Aulas y conferencias virtuales:Los instructores pueden usar MRC para aparecer dentro de aulas virtuales o superponer contenido educativo en entornos del mundo real.
• Visualización científica:Los investigadores pueden explorar modelos científicos, como estructuras moleculares o fenómenos astronómicos, sumergiéndose en un entorno de realidad mixta.
• Reconstrucciones culturales e históricas:Los museos y las instituciones educativas utilizan MRC para dar vida a eventos y artefactos históricos, permitiendo a los visitantes interactuar con reconstrucciones digitales de sitios antiguos o especies extintas.

Comercio minorista y comercio electrónico

MRC está revolucionando la forma en que los consumidores compran e interactúan con los productos.

• Experiencias de prueba virtuales:Los minoristas utilizan MRC para permitir que los clientes prueben ropa, accesorios y cosméticos virtualmente antes de comprarlos.
• Entornos de compra interactivos:Algunas marcas ofrecen experiencias de compra de realidad mixta donde los usuarios pueden explorar tiendas digitales mientras se ven dentro del espacio.
• Demostraciones y personalización de productos:Los consumidores pueden visualizar y personalizar productos (como muebles o automóviles) dentro de su propio entorno físico antes de realizar una compra.

Experiencias sociales y colaborativas

MRC fomenta nuevas formas para que las personas se conecten e interactúen en entornos personales y profesionales.

• Eventos y conciertos virtuales:MRC permite presentaciones en vivo donde los artistas aparecen junto a elementos digitales, creando espectáculos únicos e inmersivos.
• Trabajo remoto y reuniones virtuales:Las empresas utilizan MRC para la colaboración remota, lo que permite a los empleados reunirse e interactuar en espacios de trabajo virtuales compartidos mientras mantienen su presencia física.
• Plataformas sociales de realidad aumentadaLas aplicaciones sociales impulsadas por MRC permiten a los usuarios combinar el mundo real y el digital en videollamadas, contenido de redes sociales y narraciones interactivas.

Software y tecnologías computacionales en MRC

El software y las tecnologías computacionales desempeñan un papel crucial en la Captura de Realidad Mixta (MRC), ya que permiten el procesamiento, la renderización y la composición en tiempo real de elementos virtuales y reales. A continuación, se presentan los componentes clave del software y las tecnologías computacionales de MRC.

Motores de composición y renderizado en tiempo real

La composición en tiempo real es el proceso de combinar dinámicamente imágenes reales con recursos digitales, sin necesidad de una larga posproducción. Los motores de renderizado son plataformas de software que generan gráficos 3D simulando la iluminación, las texturas y la interacción de los objetos.

Principales motores de renderizado en MRC:

1. Unreal Engine 5 (UE5):Se utiliza en producciones de alta gama para la creación de escenarios virtuales en tiempo real.
2. HDRP de Unity:Optimizado para aplicaciones de realidad mixta con renderizado de alta calidad.
3. Muesca:Un motor de gráficos en movimiento utilizado para eventos en vivo y elementos visuales interactivos.

Aplicación en el mundo real:

• Producción virtual en vivoEstudios como The Volume (Lucasfilm) utilizan Unreal Engine 5 para crear escenarios digitales inmersivos, reemplazando las tradicionales pantallas verdes.

Eliminación de fondo y segmentación de objetos con tecnología de IA

La eliminación de fondo con IA consiste en usar el aprendizaje automático para aislar a los sujetos de su entorno sin necesidad de una pantalla verde. La segmentación de objetos consiste en identificar y distinguir diferentes objetos dentro de un fotograma de vídeo para permitir una interacción dinámica en realidad mixta.

Tecnologías de IA clave utilizadas en MRC:

• Clave de croma basada en aprendizaje profundoLa IA reemplaza la tecnología de pantalla verde para aislar al sujeto en tiempo real. Ejemplo: NVIDIA Maxine AI.
• Redes neuronales de segmentación de personas:Separa las figuras humanas de los fondos sin hardware adicional. 

Ejemplo:

Pantalla verde virtual de OBS.

Aplicación en el mundo real:

• Transmisión de Twitch y eventos virtuales:Los creadores de contenido utilizan la segmentación basada en IA en LIV para insertarse en entornos de realidad virtual sin necesidad de una pantalla verde física.

Mapeo espacial y reconstrucción del entorno

El mapeo espacial es el proceso de reconstrucción digital de entornos reales en 3D, lo que permite que los objetos virtuales interactúen de forma natural con el entorno físico. La reconstrucción del entorno implica generar una representación dinámica y en tiempo real de un espacio mediante sensores y cámaras.

Tecnologías clave en la cartografía espacial:

• Escaneo LiDARUtiliza pulsos láser para generar mapas 3D precisos. Ejemplo: LiDAR de Apple en iPhones y HoloLens 2.
• SLAM (Localización y mapeo simultáneos):Rastrea la posición de un dispositivo AR/VR mientras mapea el entorno. 

Ejemplo: 

Google ARCore, Microsoft HoloLens.

Aplicación en el mundo real:

• Navegación de RA:Aplicaciones como Google Live View AR utilizan SLAM y LiDAR para superponer direcciones digitales en calles del mundo real.

Computación en la nube y 5G para MRC

La computación en la nube en MRC se refiere al uso de servidores remotos para la renderización en tiempo real, lo que reduce la necesidad de potencia de procesamiento local de alta gama. Las redes 5G proporcionan conexiones de gran ancho de banda y baja latencia, esenciales para aplicaciones de realidad mixta en vivo.

Tecnologías clave en MRC basado en la nube:

• NVIDIA CloudXR:Transmite contenido AR/VR desde GPU en la nube a auriculares livianos.
• Representación remota de Microsoft Azure:Permite visualizar activos 3D masivos en dispositivos AR móviles.

Aplicación en el mundo real:

• Capacitación industrial:BMW utiliza CloudXR para la colaboración de diseño remoto, lo que permite a los ingenieros revisar modelos de automóviles en AR sin necesidad de estaciones de trabajo locales de alta potencia.

Procedimiento de captura de realidad mixta (MRC): explicación paso a paso

El proceso de Captura de Realidad Mixta (CRM) consta de varias etapas, desde la captura de elementos del mundo real hasta su renderización en un entorno digital. A continuación, se detalla paso a paso el funcionamiento de la CRM.

Paso 1: Capturar elementos del mundo real

La primera etapa del proceso MRC implica capturar información de video y profundidad de objetos, personas o entornos del mundo real.

Configuración de la cámara y el sensor

• Las cámaras RGB capturan imágenes de video estándar de personas y objetos.
• Las cámaras de profundidad (LiDAR, tiempo de vuelo) miden la distancia de los objetos para crear un mapa de profundidad.
• Las cámaras de 360 grados a veces se utilizan para capturar imágenes inmersivas del entorno completo.

Ejemplo: 

Las cámaras Microsoft Azure Kinect e Intel RealSense se utilizan comúnmente para capturar datos de profundidad para la composición de realidad mixta en tiempo real.

Seguimiento de movimiento y reconocimiento de objetos

Para integrar sin problemas elementos del mundo real en una escena digital, se requiere un seguimiento preciso.

• Captura óptica de movimiento (MoCap):Utiliza cámaras infrarrojas y marcadores reflectantes para rastrear el movimiento.
• Seguimiento inercialLas IMU (unidades de medición inercial) portátiles detectan la aceleración y la orientación.
• Seguimiento de adentro hacia afuera:Las cámaras de los cascos VR/AR rastrean la posición del usuario en relación con su entorno.

Ejemplo:

• En streaming de realidad virtual
• El software LIV rastrea el cuerpo de un streamer y lo compone dentro del mundo virtual en tiempo real.

Paso 2: Procesamiento y mapeo espacial

Una vez que se capturan los datos del mundo real, se procesan y asignan para alinearlos con el entorno digital.

Mapeo de profundidad y reconstrucción 3D

• Generación de nubes de puntos:Convierte datos de profundidad sin procesar en una representación 3D de la escena.
• Localización y mapeo simultáneos (SLAM):Ayuda al sistema a comprender la posición del usuario en un espacio.
• Reconstrucción basada en vóxeles:Los datos de profundidad se convierten en vóxeles 3D para un modelado geométrico preciso.

Ejemplo: 

Microsoft HoloLens 2 utiliza SLAM y LiDAR para mapear espacios físicos, lo que permite una ubicación realista de objetos AR.

Segmentación de objetos basada en IA y eliminación del fondo

Los algoritmos impulsados por IA ayudan a aislar elementos del mundo real de sus fondos sin la necesidad de una pantalla verde.

• Redes neuronales para la clave de croma:Elimina fondos dinámicamente según el color y la profundidad.
• Segmentación semántica:La IA identifica y separa diferentes objetos dentro de la escena.

Paso 3: Composición y renderizado en tiempo real

Una vez procesados los datos, se renderizan en un entorno digital en tiempo real.

Fusionando elementos reales y virtuales

• Los motores de renderizado en tiempo real (Unreal Engine, Unity) combinan imágenes del mundo real con objetos virtuales.
• Las cámaras virtuales ajustan la perspectiva para que coincida con los movimientos de la cámara real y digital.
• La sincronización de iluminación y sombras garantiza que los elementos reales coincidan con las condiciones de iluminación virtual.

Procesamiento basado en la nube para escalabilidad

• La representación en la nube (Microsoft Azure Remote Rendering, NVIDIA CloudXR) permite el procesamiento de gráficos de alta calidad sin necesidad de potencia informática local.
• La transmisión de baja latencia (5G, Edge Computing) permite la transmisión en tiempo real de datos de MRC para colaboración remota.

Paso 4: Visualización de la escena de realidad mixta

El paso final implica mostrar la experiencia de realidad mixta en varios formatos de visualización.

Métodos de salida

• Los auriculares VR/AR (Meta Quest, HoloLens, Magic Leap) proporcionan una experiencia inmersiva.
• Los monitores y televisores estándar muestran imágenes de realidad mixta para transmisión.
• Las pantallas holográficas proyectan contenido 3D renderizado por MRC en el espacio físico.

Plataformas y herramientas populares para la captura de realidad mixta (MRC)

La Captura de Realidad Mixta (MRC) se basa en diversas plataformas y herramientas que permiten la integración fluida de elementos del mundo real en entornos digitales. Estas tecnologías tienen diferentes propósitos, desde estudios de captura volumétrica hasta motores de renderizado en tiempo real, sistemas de seguimiento de movimiento y soluciones en la nube. A continuación, se presenta un análisis detallado de las plataformas y herramientas más populares utilizadas en MRC.

1. Estudios de captura de realidad mixta de Microsoft

MRC Studios de Microsoft es una herramienta de captura volumétrica de alta gama diseñada para crear hologramas 3D fotorrealistas de personas y objetos reales. Es una de las soluciones más avanzadas para capturar actuaciones del mundo real e integrarlas en aplicaciones de RA, RV y realidad mixta.

Características principales:

• Utiliza un sistema de captura volumétrica de 106 cámaras para grabar modelos 3D de ultra alta resolución.
• Proporciona reconstrucción de profundidad en tiempo real, lo que permite iluminación y sombras realistas.
• Se integra completamente con las plataformas AR/VR, lo que lo hace compatible con HoloLens, Unreal Engine y otros sistemas de renderizado.

Casos de uso:

• Entretenimiento y deportes:Se utiliza para crear conciertos holográficos, exhibiciones interactivas en museos y transmisiones deportivas.
• Empresa y formación:Ayuda a crear entornos de entrenamiento virtual realistas, permitiendo a los usuarios interactuar con humanos digitales volumétricos.

2. MetaHuman Creator (de Epic Games)

MetaHuman Creator es una aplicación en la nube que permite diseñar y animar humanos digitales ultrarrealistas. Si bien no es una herramienta de MRC en sí misma, desempeña un papel crucial en la realidad mixta, al permitir el seguimiento facial en tiempo real y la captura de rendimiento en avatares de alta fidelidad.

Características principales:

• Captura de movimiento facial impulsada por IA que permite el mapeo del rendimiento en tiempo real.
• La renderización basada en la nube garantiza que se puedan crear incluso modelos de personajes complejos sin necesidad de hardware potente.
• Rigging de animación de cuerpo completo que se integra perfectamente con Unreal Engine para uso en tiempo real.

Casos de uso:

• Producción virtual y juegos:Se utiliza para crear dobles digitales de actores en entornos de realidad mixta.
• Transmisión en vivo y avatares digitales:Popular entre los VTubers y las aplicaciones de avatar impulsadas por IA.

3. Unreal Engine (de Epic Games)

Unreal Engine es una de las plataformas de renderizado 3D en tiempo real más potentes utilizadas en MRC. Se ha adoptado ampliamente en cine, videojuegos y eventos en vivo gracias a su capacidad para generar entornos virtuales fotorrealistas en tiempo real.

Características principales:

• Sistema de composición en tiempo real que permite que las imágenes digitales y del mundo real se combinen a la perfección.
• Soporte avanzado de seguimiento de movimiento, incluida la integración de Live Link para captura facial y corporal.
• Efectos visuales en la cámara que permiten una iluminación y reflejos realistas que coinciden con los objetos físicos.

Casos de uso:

• Producción cinematográfica virtual:Se utiliza en The Mandalorian para crear decorados virtuales a gran escala.
• Eventos en vivo y transmisiones deportivas:Permite superposiciones CG en tiempo real en presentaciones en vivo.

4. Unidad

Unity es un motor de tiempo real ampliamente utilizado con un sólido soporte para aplicaciones de realidad mixta y aumentada. Es especialmente conocido por su compatibilidad con dispositivos móviles y su compatibilidad multiplataforma.

Características principales:

• MARS (Estudio de Realidad Mixta y Aumentada):Proporciona herramientas impulsadas por IA para el desarrollo de realidad mixta.
• Compatibilidad con ARKit y ARCore, lo que permite la integración directa con plataformas AR móviles.
• Cinemachine y Timeline, que ofrecen seguimiento dinámico de cámara para aplicaciones de realidad mixta.

Casos de uso:

• Aplicaciones de RA:Se utiliza para instalaciones de museos interactivos y experiencias educativas.
• Transmisión de realidad mixta en vivo:Popular entre los streamers que usan superposiciones de realidad virtual.

5. NVIDIA CloudXR

NVIDIA CloudXR es un servicio de renderizado en la nube que permite la transmisión de realidad mixta en tiempo real a través de redes 5G. Está diseñado para gestionar aplicaciones de VR, AR y MRC de alta fidelidad sin necesidad de potencia de GPU local.

Características principales:

• Renderizado basado en la nube, que reduce la latencia para aplicaciones complejas de realidad mixta.
• Transmisión de baja latencia a través de 5G, lo que garantiza una interacción fluida en tiempo real.
• Optimizado para dispositivos XR, compatible con HoloLens, Meta Quest y HTC Vive.

Casos de uso:

• Producción remota de MRC:Permite a los diseñadores y desarrolladores colaborar en contenido de realidad mixta sin necesidad de configuraciones locales de alta gama.
• Formación empresarial e industrial:Se utiliza para simulaciones de entrenamiento colaborativo a gran escala.

6. Representación remota de Microsoft Azure

Azure Remote Rendering es un servicio en la nube que permite la transmisión de modelos 3D de ultra alta resolución a cascos de realidad mixta como HoloLens.

Características principales:

• Maneja activos 3D a gran escala, lo que permite visualizaciones complejas.
• Optimizado para aplicaciones AR y MR, proporcionando una integración perfecta con HoloLens.

Casos de uso:

• Visualización médica y científica:Permite el modelado 3D en tiempo real de estructuras anatómicas.
• Ingeniería y construcción:Permite a los arquitectos explorar diseños de edificios a escala real en realidad mixta.

FlyPix AI: Innovación impulsada por IA en la captura de realidad mixta

FlyPix AI Está redefiniendo la Captura de Realidad Mixta (CRM) al integrar inteligencia artificial con tecnología geoespacial, lo que permite que el mapeo 3D, la clasificación de terrenos y la detección de cambios sean más precisos y eficientes. Nuestra plataforma procesa datos satelitales, de drones y LiDAR, proporcionando información de alta resolución para la planificación urbana, la gestión de infraestructuras y la monitorización ambiental.

A diferencia de las herramientas MRC tradicionales, la plataforma sin código de FlyPix AI garantiza la accesibilidad para todos los usuarios, automatizando la clasificación basada en IA y el procesamiento en tiempo real sin barreras técnicas. Diseñadas para una integración perfecta con SIG, nuestras soluciones escalables son compatibles con proyectos de todos los tamaños, desde el análisis de sitios locales hasta la cartografía a nivel nacional.

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Conclusión

La captura de realidad mixta está revolucionando nuestra experiencia con el contenido digital. Al fusionar imágenes del mundo real con entornos virtuales, abre un sinfín de posibilidades para videojuegos, cine, formación e incluso eventos en directo.

A medida que la tecnología avanza, la captura de realidad mixta será aún más accesible, permitiendo a los creadores dar vida a sus ideas como nunca antes. Tanto si estás empezando como si buscas mejorar tu configuración, esta tecnología tiene algo emocionante que ofrecer.

Preguntas frecuentes