3dCompare

Motivación

VROOM como base para 3dCompare

Los científicos a menudo tratan de comparar diversos tipos de datos para obtener información sobre las variaciones en la estructura y la dinámica. Sin embargo, la mayoría de los entornos de software se centran en un único tipo de datos, lo que limita las comparaciones entre tipos de datos, por ejemplo, volúmenes de datos con nubes de puntos. Los entornos virtuales pueden facilitar estas comparaciones ofreciendo la posibilidad de representar diferentes objetos en el mismo espacio, permitiendo a los usuarios manipular los objetos de forma adecuada a los tipos de datos y proporcionando herramientas para evaluar la dinámica.

Los investigadores de KeckCAVES están abordando el desarrollo de un sistema de este tipo utilizando una interfaz de python para VRUI, llamada VROOM como base para 3dCompare. El lenguaje de programación python está orientado a objetos y proporciona estructuras de datos que se almacenan en la memoria y se manipulan de forma natural para el tipo de datos específico. Estos objetos son entonces traducidos y transferidos a VRUI para su renderización e interacción usando vroom para traducir los gráficos y pyvrui para traducir las interacciones. El objetivo a largo plazo es exponer todas las funciones interactivas y cuantitativas de VRUI a los objetos creados en python.

Principales actividades

El proyecto CI-TEAM apoyó el desarrollo de vroom y PyVrui, que actualmente permiten la manipulación interactiva de diversos objetos virtuales para:

  1. Proporcionar acceso a múltiples objetos indexados por los metadatos proporcionados por el usuario;
  2. Permitir al usuario manipular objetos de forma independiente, incluyendo deformaciones no lineales, movimientos rígidos y escalado;
  3. Implementar una física virtual intuitiva (por ejemplo, prohibir la interpenetración de objetos, simular la gravedad, etc.) o, alternativamente, permitir interacciones virtuales que son imposibles en el mundo físico (por ejemplo, superponer dos objetos para comparar su geometría);

Entre los tipos de objetos que pueden incorporarse y compararse se encuentran las nubes de puntos, los objetos geométricos mapeados con textura, incluidos los objetos wireframe, y las etiquetas de texto. Las dinámicas de los objetos se pueden programar en python con el programa del usuario controlando todos los aspectos del comportamiento del objeto (en ausencia de la interacción en tiempo real a través de la interfaz VRUI.) Los próximos pasos en el desarrollo se centrarán en la implementación de una interactividad más profunda:

  1. Incorporar herramientas adecuadas para la comparación cuantitativa de los objetos, por ejemplo, permitiendo al usuario añadir correspondencias de puntos a los objetos, con información en tiempo real sobre la calidad local o global de las correspondencias de los objetos implícitos;
  2. Permitir que los objetos se conecten entre sí (por ejemplo, con varillas o resortes) para estudiar los comportamientos o para que los usuarios puedan ensamblar objetos compuestos a partir de fragmentos (por ejemplo, huesos de un esqueleto, fragmentos de cerámica), y proporcionar herramientas automáticas para optimizar los ensamblajes;
  3. Habilitar disposiciones espaciales para anotar y compartir comparaciones con los colaboradores y para su visualización.

En este esfuerzo de desarrollo han participado investigadores y estudiantes de Informática, Geología, Física, Antropología, Estudios de Ciencia y Tecnología e Inglés.

Estado del proyecto

El marco de trabajo de 3dCompare se ha establecido, pero la implementación de toda la interactividad de VRUI sigue siendo un reto. Así, 3dCompare es capaz de mostrar y manipular objetos, pero no de realizar comparaciones cuantitativas de los mismos. Se ha utilizado ampliamente para proyectos de divulgación y artísticos, concretamente el Vórtice de los Sueños y «Fuera del Vórtice»

Vórtice del sueño

El Vórtice de los Sueños es una colaboración entre la profesora Dawn Sumner (UCD), la profesora Meredith Tromble (Instituto de Arte de San Francisco) y los miembros del Centro de Ciencias de la Complejidad (UC Davis) para explorar de forma interactiva e inmersiva las redes de sueños en 3D. El objetivo del proyecto es combinar los aspectos sociales de ser un investigador de KeckCAVES con la tecnología a través del medio artístico de las imágenes dibujadas a mano. Tromble recopiló los sueños ofrecidos por los investigadores de KeckCAVES, los representó en dibujos y los conectó conceptualmente mediante propiedades de red. Sumner transformó los dibujos en objetos dinámicos en el paisaje del proyecto 3dCompare, que pueden ser manipulados por los usuarios mediante unos auriculares 3D y un dispositivo de interacción. Un mini-documental del proyecto está disponible aquí. El proyecto se ha presentado en varios lugares:

  • 3/4/2013: Presentación de Arte, Tecnología y Cultura, UC Berkeley;
  • 4/25/2013: Seminario sobre la práctica del arte, UC Davis
  • 7/2014: Scientific Delirium Madness, Djerassi Resident Artist Program y Leonardo/The Society for the Arts, Sciences, and Technology – Beca para participar en una residencia de cuatro semanas para continuar con el desarrollo del Dream Vortex.
  • 11/8-11/2015: Encuentro Nacional de la Alianza para las Artes en las Universidades de Investigación 2015 «Ground Works: Mejorando y apoyando la práctica en el tercer espacio». Dream Vortex fue seleccionado como uno de los 6 ejemplos transdisciplinarios para su presentación, crítica y revisión.

«Fuera del vórtice»

«Outside the Vortex» es una colaboración en curso entre la geóloga de KeckCAVES, la profesora Dawn Sumner (UCD), la artista, la profesora Meredith Tromble (Instituto de Arte de San Francisco), la coreógrafa Donna Sternberg y el físico de KeckCAVES, James Crutchfield (UCD), que explora la exclusión y la diferencia en los campos STEM y su papel en el descubrimiento. Tromble recogió historias de exclusión y diferencia experimentadas por los investigadores de STEM, y las representó en conjuntos de dibujos y relatos.

Crutchfield utilizó voces sintetizadas para proporcionar la narración, y Sumner programó los dibujos para su proyección dinámica en las telas del escenario. Sternberg coreografió movimientos que expresaban la acción, los efectos y las emociones de la exclusión y el descubrimiento. Donna Sternberg y sus bailarines pusieron en escena una primera función de taller los días 24 y 25 de junio de 2016 en Diavolo Studio, Los Ángeles. (Vídeo)

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