RA con marcadores artificiales
RA con marcadores artificiales
Un sistema de Realidad Aumentada basado en marcadores artificiales consta de al menos cuatro elementos:
- Un dispositivo de captura de imagen
- Un marcador artificial impreso en papel o similar
- Una unidad de proceso
- Un dispositivo de visualización (pantalla, gafas, etc)
La ventaja de los sistemas RA basados en marcadores consiste en que, en lugar de observar un entorno desconocido, intentar localizar en él elementos significativos y reconocer su posición en cada imagen capturada, el sistema sabe a priori lo que busca. Imaginemos por ejemplo que necesitamos encontrar una pieza de un puzzle pero no disponemos de la caja. El marcador artificial sería el equivalente a la foto de la caja: nos permite saber qué estamos buscando.
La mayoría de los marcadores siguen un formato concreto por simplicidad: un cuadrado de dimensiones conocidas. Al emplear un cuadrado, es sencillo calcular su distancia a la cámara en función del tamaño de éste y su ubicación en el espacio 3D de acuerdo a distorsión por perspectiva. Matemáticamente, el procedimiento consiste simplemente en un producto de matrices, que se explicará más adelante.
El problema de los marcadores de este tipo es que no se pueden distinguir unos de otros y que, de hecho, en el mundo real tiende a haber muchas estructuras que se pueden confundir con un cuadrado. Se podría pensar en usar cuadrados de colores distintos para resolver este problema, pero las condiciones de iluminación afectan muchísimo al color que percibe una cámara, sobre todo si es de bajo coste, por lo que habitualmente se opta por poner un dibujo (patrón) distinto dentro de cada marcador. Así no se parecen entre ellos y, además, no se confunden con nada del entorno.
El principal problema de emplear patrones complejos como, por ejemplo, una fotografía, es que resultan más difíciles de aprender y reconocer, sobre todo porque, por velocidad, la mayoría de los algoritmos de procesado funcionan en blanco y negro. Es por ello que, en la mayoría de los casos, los sistemas de este tipo usan la misma idea que los códigos de barras o los códigos QR: en lugar de fotografías, se basan en patrones geométricos sencillos en blanco y negro fácilmente reconocibles y difíciles de confundir con otras cosas del entorno, como, por ejemplo, este:
Nótese que este marcador reune todas las características comentadas con anterioridad: se trata de un cuadrado negro de dimensiones conocidas con un patrón geométrico sencillo en blanco y negro en su interior. Un sistema de RA basado en esta marca se limitaría a buscar todos los cuadrados negros del entorno, mirar en su interior para comprobar si llevan dentro este patrón y, de ser así, en función de la distorsión por perspectiva del marco, ubicar el objeto virtual deseado respecto a ellos.