Periféricos de realidad virtual:

                             

En este apartado estudiaremos los componentes más específicos de un

sistema de realidad virtual: los dispositivos periféricos. Los periféricos de un sistema de realidad virtual se clasifican según el sentido de la información entre el participante y la máquina. Los dispositivos de entrada, también denominados sensores, capturan las acciones del participante (por ejemplo movimientos de la cabeza) y envían esta información al computador a cargo de llevar la información.Los dispositivos de salida, también denominados efectores, generan los estímulos necesarios para los sentidos del participante, traduciendo en imágenes, sonidos, etc. las señales de vídeo, audio, etc. que reciben del computador.

Dispositivos de entrada (sensores):

Los dispositivos de entrada capturan las acciones del participante (por
ejemplo movimientos de la cabeza) y envían esta información al computador
encargado de llevar a cabo la simulación. Los dispositivos que veremos a continuación se consideran de realidad virtual bien porque utilizan el paradigma de la interacción implícita (se captura la voluntad del usuario implícita en sus movimientos y acciones naturales), o bien porque proporcionan entrada 3D al sistema, para hacer más sencilla
la exploración del mundo virtual.

Posicionadores: Los posicionadores son sensores que tienen como misión capturar la posición y orientación de un objeto real y enviar esta información al computador. El uso habitual de los posicionadores en realidad virtual es para capturar los movimientos de la cabeza del participante, lo que nos permite generar las imágenes de acuerdo con su punto de vista. También  es frecuente registrar los movimientos de la mano para permitir al usuario interactuar con los objetos de la escena de forma natural. Acciones como coger o mover objetos de la escena se pueden realizar de forma mucho más intuitiva mediante un reconocimiento de los movimientos del participante.

1. magnéticos: Utilizan bobinas para obtener la posición y orientación basándose en las variaciones de tensión eléctrica inducidas por una fuente de campo magnético, que debe estar siempre próxima a los sensores. Requieren cables entre éstos y la unidad central, son sensibles a interferencias magnéticas y tienen un radio de acción de pocos metros, en el que pierde precisión conforme se va alejando del centro. Acostumbran a ser pequeños, con una alta libertad de movimientos y no precisan de una “línea de visión” entre emisor y receptor.

1. ópticos: Se basan en el procesamiento de imágenes captadas por más de una cámara de óptica y posición conocidas. Este análisis de imagen introduce un retardo, y tiene el problema de que siempre se ha de mantener una “línea de visión” entre emisor y receptor.

1. acústicos: Utilizan sonido ultrasonido y micrófonos. Soportan distancias mayores que los magnéticos, , y su latencia acostumbra a ser pequeña, pero son poco utilizados porque la señal sonora se distorsiona con facilidad, a parte de que presentan el mismo problema de pérdida de “línea de visión”.

Guantes de datos: Los guantes de datos que se utilizan en realidad virtual permiten detectar la posición de los dedos de la mano, normalmente expresada como los ángulos
de flexión de cada dedo. Los guantes de datos se utilizan para interactuar con los objetos de la escena mediante gestos naturales, así como para dar órdenes al sistema mediante un lenguaje basado en signos.

Registro de voz: En realidad virtual el reconocimiento de voz se utiliza como una forma natural de entrada de órdenes. Actualmente los sistemas de reconocimiento de voz están poco desarrollados y normalmente requieren de entrenamiento para tener un funcionamiento aceptable.

Dispositivos de entrada 3D: Estos dispositivos permiten interactuar de forma más cómoda con un modelo 3D. Normalmente se clasifican según el número de grados de libertad
(DOF).

1. Space Ball: Este dispositivo es parecido, superficialmente, a un trackball. Está diseñado para que el operador con la mano, y lo empuje o lo intente girar. El dispositivo emite información sobre la fuerza o el momento angular que se le aplica. De esta forma se pueden obtener datos con seis grados de libertad disponibles en el espacio (tres de posición y tres de giro).

1. Joystick 3D: Este dispositivo es una variante de la clásica palanca de los videojuegos, donde se ha incorporado un posicionador dentro del joystick. De esta forma es posible utilizarlo dentro de una CAVE.

1. Stylus: El Stylus es un puntero virtual, representado en la escena por un rayo con el que podemos apuntar a objetos de la escena virtual, seleccionarlos y manipularlos mediante botones del propio Stylus. Con este dispositivo el usuario puede seleccionar y mover objetos, o también navegar a través de menús tridimensionales.

Dispositivos de salida (efectores):

 Los dispositivos de salida generan los estímulos necesarios para los sentidos del participante, traduciendo en imágenes, sonidos, etc. las señales de vídeo, audio, etc. que reciben del computador. Los dispositivos de salida se clasifican en:

Efectores visuales: Los efectores visuales tienen como objetivo proporcionar estímulos para el sentido de la vista (imágenes). Hay tres tecnologías básicas de generación de imágenes: CRT, LCD y DLP. La tecnología CRT (Catode Ray Tube, tubo de rayos catódicos) Es la tecnología que utilizan la mayor parte de los aparatos de TV. Se basa en utilizar una pantalla con la cara interna recubierta con tres tipos de fósforo, que emite una luz roja, verde o azul cuando inicie un haz de electrones. Esta tecnología permite diseñar dispositivos con mucha resolución, pero son pesados y requieren un voltaje considerable. Existen más tecnologías de visualización (pantallas de plasma, proyección de un láser directamente sobre la retina ...) pero su uso en realidad virtuales poco extenso.

Efectores auditivos: Los efectores auditivos son simplemente altavoces que reproducen sonidos digitales. En realidad virtual la generación de sonido realista requieren tener en cuenta las propiedades acusticas de los objetos y que los algoritmos son tan complicados como los algoritmos de visualización. En realidad virtual frecuentemente se utiliza el sonido espacial, que consiste en generar el sonido de los objetos de forma que el participante es capaz de ubicar espacialmente la procedencia del sonido. En el mundo real, el sistema auditivo calcula la dirección de procedencia de un sonido a partir de las pequeñas diferencias en tiempo y amplitud con la que se registran las ondas auditivas en cada oreja, de forma que somos capaces de estimar la procedencia del sonido con los ojos cerrados. Un sistema de realidad virtual puede utilizar este hecho para sintetizar sonidos espaciales, utilizando múltiples altavoces. También es muy frecuente encontrar aplicaciones de realidad virtual que utilizan el sonido como un sustituto del tacto, debido a que los altavoces son más económicos que los sistemas táctiles.

Efectores táctiles: Se trata de dispositivos que proporcionan estímulos para el sentido del tacto. Los guantes táctiles dan sensación de contacto con los objetos virtuales. Algunos guantes utilizan pequeñas cámaras neumáticas que se llenan/vacían de aire; otros utilizan dispositivos vibradores situados en los dedos, así comopequeñas descargas eléctricas. Los dispositivos de realimentación de fuerza van más allá e impiden o ofrecen resistencia a hacer movimientos con la mano cuando ésta choca virtualmente con un objeto virtual o con un campo de fuerzas simulado. Frecuentemente sólo limitan el movimiento de los dedos, aunque los dispositivos tipo Phantom limitan el movimiento de uno de sus extremos.

Efectores del equilibrio: Finalmente, algunos sistemas de realidad virtual, sobretodo en el campo de los simuladores y de los juegos por computador, incluyen módulos software para gestionar plataformas móviles que permiten recrear sensaciones de aceleración y desaceleración aprovechando la gravedad terrestre. El software de simulación se limita a calcular los grados de inclinación de la plataforma en función de parámetros del movimiento del vehículo virtual como son la aceleración y la fuerza centrípeta.

WEBGRAFIA:

http://www.cs.upc.edu/~virtual/SGI/guions/ArquitecturaRV.pdf

COMPONENTES BÁSICOS DE LA COMPUTADORA

Desde la prehistoria, el hombre se a valido de su entorno para facilitar y asegurar su vida, a aprovechado al máximo este, a tal punto que sus recursos han aumentado no solo en numero y posibilidades, si no también, en eficacia. Día a día nuevas necesidades se le presentan al hombre en una sociedad mas civilizada, en donde la necesidad mas grande es un medio de facilitar la comunicación y manejo de información, simplificando a gran medida la mano de obra, el trabajo y el tiempo invertido. Así nacen las primeras computadoras, capaces de realizar tareas de forma eficaz, con menor esfuerzo, reduciendo el tiempo de trabajo. A lo largo de la historia las computadoras han cambiado y evolucionado de acuerdo a las necesidades del hombre, hoy en día, es común encontrar en hogares diferentes tipos de computadoras, ya sea teléfonos celulares, calculadoras y computadoras personales, las cuales no solo facilitan la manipulación y adquisición de información, si no también, forman parte de la comunicación diaria de las personas alrededor del mundo. En este blog, hablaremos sobre el diseño y unidades funcionales de las computadoras personales que son las mas comunes y mas usadas al rededor del mundo, capaces de realizar mil tareas a la vez y reemplazando muchos medios de comunicación.

DISEÑO GENERAL DEL COMPUTADOR Y SUS UNIDADES FUNCIONALES:

HARDWARE:

Unidad Central de Proceso: La unidad central de procesamiento (del inglés central processing unit o CPU), es el hardware dentro de una computadora u otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones de un programa informático mediante la realización de las operaciones básicas aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema. Una computadora puede tener más de una CPU; esto se llama multiprocesamiento. Todas las CPU modernas son microprocesadores, lo que significa que contienen un solo circuito integrado (chip). Algunos circuitos integrados pueden contener varias CPU en un solo chip; estos son denominados procesadores multinúcleo. Un circuito integrado que contiene una CPU también puede contener los dispositivos periféricos, y otros componentes de un sistema informático; a esto se llama un sistema en un chip (SoC).Dos componentes típicos de una CPU son la unidad aritmético lógica (ALU), que realiza operaciones aritméticas y lógicas, y la unidad de control (CU), que extrae instrucciones de la memoria, las decodifica y las ejecuta, llamando a la ALU cuando sea necesario.

1. Unidad de control (CU): es uno de los tres bloques funcionales principales en los que se divide una unidad central de procesamiento (CPU). Los otros dos bloques son la unidad de procesos y el bus de entrada/salida. Su función es buscar las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas (interpretación) y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso. Existen 2 tipos de unidades de control, las cableadas, usadas generalmente en máquinas sencillas, y las microprogramadas, propias de máquinas más complejas. En el primer caso, los componentes principales son el circuito de lógica secuencial, el de control de estado, el de lógica combinacional y el de emisión de reconocimiento de señales de control. En el segundo caso, la microprogramación de la unidad de control se encuentra almacenada en una micromemoria, a la cual se accede de manera secuencial para posteriormente ir ejecutando cada una de las microinstrucciones.

1. Unidad Aritmética lógica (ALU): es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números. Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, así que incluso el circuito dentro de un reloj digital tendrá una ALU minúscula que se mantiene sumando 1 al tiempo actual, y se mantiene comprobando si debe activar el sonido de la alarma, etc. Por mucho, los circuitos electrónicos más complejos son los que están construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro de ellos un ALU muy complejo y potente. De hecho, un microprocesador moderno (y los mainframes) puede tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU. Muchos otros circuitos pueden contener en el interior una unidad aritmético lógica: unidades de procesamiento gráfico como las que están en las GPU modernas, FPU como el viejo coprocesador matemático 80387, y procesadores digitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido, lectoras de CD y los televisores de alta definición. Todos éstos tienen en su interior varias ALU potentes y complejas.

Memoria: es el dispositivo que retiene, memoriza o almacena datos informáticos durante algún intervalo de tiempo. La memoria proporciona una de las principales funciones de la computación moderna: el almacenamiento de información y conocimiento. Es uno de los componentes fundamentales de la computadora, que interconectada a la unidad central de procesamiento (CPU, por las siglas en inglés de Central Processing Unit) y los dispositivos de entrada/salida. En la actualidad, «memoria» suele referirse a una forma de almacenamiento de estado sólido, conocida como memoria RAM (memoria de acceso aleatorio; RAM por sus siglas en inglés, de random access memory), y otras veces se refiere a otras formas de almacenamiento rápido, pero temporal. De forma similar, se refiere a formas de almacenamiento masivo, como discos ópticos, y tipos de almacenamiento magnético, como discos duros y otros tipos de almacenamiento, más lentos que las memorias RAM, pero de naturaleza más permanente. Estas distinciones contemporáneas son de ayuda, porque son fundamentales para la arquitectura de computadores en general. Además, se refleja una diferencia técnica importante y significativa entre «memoria» y «dispositivos de almacenamiento masivo», que se ha ido diluyendo por el uso histórico de los términos «almacenamiento primario» (a veces «almacenamiento principal»), para memorias de acceso aleatorio, y «almacenamiento secundario», para dispositivos de almacenamiento masivo. Esto se explica en las siguientes secciones, en las que el término tradicional «almacenamiento» se usa como subtítulo, por conveniencia.


Unidad de Entrada y Salida: es un dispositivo que permite la comunicación entre un sistema de procesamiento de información, tal como la computadora y el mundo exterior, y posiblemente un humano u otro sistema de procesamiento de información. Los periféricos de E/S son utilizados por una persona (o sistema) para comunicarse con computadoras. Por ejemplo, las pantallas táctiles o multitáctiles se consideran periféricos de E/S. En cambio, un teclado, ratón o escáner pueden ser periféricos de E para una computadora, mientras que los monitores, parlantes e impresoras se consideran los dispositivos de S de la computadora. Dispositivos o periféricos de comunicación entre computadoras, tales como módems y tarjetas de red, por lo general sirven para entrada y salida. También, los dispositivos de almacenamiento de datos, como los discos rígidos, las unidad de estado sólido, las memorias flash, las disqueteras, entre otros, se pueden considerar periféricos de E/S.



Dispositivo de Almacenamiento de Datos: Es todo aparato que se utiliza para grabar los datos de la computadora de forma permanente o temporal. Una unidad de disco junto con los discos que graba, son dispositivos de almacenamiento. A veces se dice que una computadora tiene dispositivos de almacenamiento primario o principales y secundarios o auxiliares. Cuando se hace esta distinción, el dispositivo de almacenamiento primario es la memoria de acceso aleatorio "RAM" de la computadora, un dispositivo de almacenamiento permanente pero cuyo contenido es temporal. El almacenamiento secundario incluye los dispositivos de almacenamiento permanentes, como unidades de disco duro, CD o DVD.

WEBGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_de_almacenamiento_de_datos
http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamiento
http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_aritm%C3%A9tico_l%C3%B3gica
http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_control
http://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_de_acceso_aleatorio
http://www.cs.upc.edu/~virtual/SGI/guions/Posicionadors.pdf