LaLas líneas de investigación del Laboratorio de Computación Gráfica (LCG) son: Computación Gráfica, Procesamiento de Imágenes, Visión por Computadora, Realidad Virtual, Realidad Aumentada, Interfaces Naturales. De la misma manera, el LCG puede atender las demandas del sector industrial y académico en diferentes áreas

Computación Gráfica

La computación gráfica es el campo de la informática visual, donde se utilizan computadoras para generar imágenes visuales y espaciales del mundo real.

También podemos definirlo como el arte de transmitir información usando imágenes que son generadas mediante procesos computacionales.

Actualmente existen muchas aplicaciones en diversos campos de la ingeniería e investigación científica que demandan una gran cantidad de recursos computacionales. La Computación Gráfica cubre áreas muy diversas, que abarcan desde la visualización científica o ingenieril hasta el arte y el tratamiento fotográfico; las más usuales son:

• Interfaces Gráficas de Usuario (GUI: Graphical User Interface)
• Gráficos estadísticos
• Cartografía
• Medicina
• Diseño Asistido por Computadora (CAD: Computer-Aided Design)
• Multimedios (educativos)
• Entretenimiento (juegos)

Procesamiento de Imágenes

El procesamiento digital de imágenes es el conjunto de técnicas que se aplican a las imágenes digitales con el objetivo de mejorar la calidad o facilitar la búsqueda de información.

En el LCG, las técnicas de procesamiento de imágenes son utilizadas como soporte para las otras áreas del laboratorio.

Actualmente existen muchas aplicaciones en diversos campos de la medicina, la astronomía y la industria que demandan procesos especializados sobre las imágenes.

para la extracción de información. Entre ellos se puede mencionar:

• la microscopía de la luz,
• el sensado remoto y la inspección industrial para la identificación o conteo de objetos,
• la medicina nuclear y el análisis de imágenes biológicas,
• las observaciones astronómicas.

Visión por Computadora

La Visión por Computadora, también conocida como Entendimiento de las imágenes, es una parte de la Inteligencia Artificial que le permite a una máquina reconocer la estructura y propiedades del ambiente representadas en una imagen de la misma manera en que un humano lo realiza. El área aplica métodos tales como procesamiento de imágenes, reconocimiento de patrones, estadísticas y teoría de grafos.

En el LCG, las técnicas de visión por computadora son utilizadas como soporte para las áreas de Realidad Virtual y Realidad Aumentada. Estas técnicas procesan las imágenes capturadas por cámaras que proveen los datos necesarios para las aplicaciones finales (por ej.: detección de objetos en una escena, estimación de la profundidad para la interacción, etc.). Las técnicas más comúnmente utilizadas en visión por computadora son:

• Segmentación
• Extracción de características
• Stereo Matching
• Reconocimiento Facial
• Reconstrucción de escenarios

Realidad Virtual

El término Realidad Virtual hace referencia a cualquier ambiente generado por computadora donde es posible simular la presencia física en diferentes lugares del mundo real o mundo imaginario. El grado de presencia dentro del ambiente virtual depende de cuan inmersos estén nuestros sentidos. Para obtener esto, la RV hace uso de la representación de gráficos estereoscópicos en tiempo real a través de diferentes tipos de dispositivos de visualización (Head Mounted Display, SteroWall, CAVE, etc.), sistemas de seguimiento de uno o varios usuarios y dispositivos sensoriales hápticos.

En trabajo del LCG se ha focalizado principalmente en la generación de contenido y aplicaciones 3D realistas que ayuden al usuario a sentirse más involucrado con el contenido presentado.

Entendemos a la RV como una tecnología clave no sólo para la simulación y visualización de experiencias sino también como una herramienta que permite ayudar con los problemas de la vida real. Con esta idea en mente, nuestros proyectos de RV se han orientado a detectar y tratar aquellos problemas tales como el aprendizaje de principios y hábitos sociales, tratamiento de traumas y/o terapéuticos, entre otros.

Aplicaciones

• Diseño, modelado y visualización de objetos y lugares de interés tales como construcciones, ambientes, productos, etc..
• Reconstrucción y visitas virtuales de lugares históricos reales y patrimoniales.
• Visualización de datos complejos y simulación de procesos.
• Formación y entrenamiento de personas en forma colaborativa para desarrollar procesos complejos o peligrosos.
• Investigación científica, en particular en medicina, para reproducir virtualmente condiciones de la vida real y estudiar las reacciones de los usuarios en un modo controlado y práctico

Realidad Aumentada

El objetivo de la Realidad Aumentada es la integración del contenido generado por una computadora sobre un video en vivo o el ambiente del usuario en tiempo real. Es, literalmente, la práctica de realzar lo que observamos a nuestro alrededor. A diferencia de la Realidad Virtual, la Realidad Aumentada no crea una simulación de la realidad. En su lugar, ésta toma un objeto o espacio real como base y le adiciona datos contextuales para que una persona pueda comprender más profundamente su contexto. El ejemplo más comúnmente utilizado, y por consiguiente, una de las mayores aplicaciones comerciales de la tecnología RA es la línea amarilla de “fuera de juego” que se observa en los partidos de fútbol por televisión.

En el LCG se han desarrollado proyectos de RA mediante el uso de smartphones o monitores de computadoras que intentan crear experiencias en las cuales el usuario puede apreciar la diferencia entre observar solamente el mundo real o la versión aumentada del mismo. Esta técnica provee una marco de desarrollo para el estudio e investigación en un amplio rango de áreas tales como el entretenimiento, entrenamiento militar, diseño ingenieril, robótica, manufactura y otros.

Aplicaciones:

• El seguimiento de usuarios en un ambiente desconocido.
• La representación de información contextual superimpuesta acorde con la geometría del ambiente.
• La reconstrucción de ruinas, edificios, o aún paisajes según como ellos fueron originalmente.
• La generación de contexto interactivo que asista en el proceso de aprendizaje. La RA permite también el aprendizaje vía colaboración remota.
• Como soporte a la toma de decisiones, permitiendo a los diseñadores industriales experimentar el diseño de un producto y su operación antes de que el mismo sea completado.
• En resolución de tareas complejas tale como el ensamble, el mantenimiento y la cirugía.
• Para la visualización de proyectos de construcción antes que los mismos sean construidos. La visualización de proyectos de arquitectura pueden ser realzados mediante aplicaciones de RA que permitan a los usuarios observar el exterior de los edificios y navegar virtualmente a través de sus paredes mostrando su estructura interior y los objetos que contiene.

Interfaces Naturales

La interfaz natural de usuario es el tipo de interfaz de usuario en las que se interactúa con un sistema o aplicación sin utilizar sistemas de mando o dispositivos de entrada tradicionales, y en su lugar, se hace uso de movimientos gestuales del cuerpo o de alguna de sus partes tales como las manos, sirviendo de mando de control.

Las aplicaciones de las Interfaces Naturales de Usuario son innumerables; diversos sectores como el industrial, automotriz, salud, distribución, educación ya se están beneficiando del potencial de estas interfaces. Entre ellos se pueden mencionar:

• sistemas de información quirúrgica diseñados para ser manipulados en quirófanos de forma intuitiva y sin necesidad de contacto,
• probadores de ropa virtuales,
• visualizadores que pueden reproducir físicamente e interactuar con 3D objetos reales,
• simuladores de entornos para adiestramiento o rehabilitación.