Caja de arena de realidad aumentada (Augmented Reality Sandbox) – EIT

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Augmented Reality Sanbox – EIT

La EIT a través del profesor Ing. Jaime Garbanzo, M.Sc. implemento una “Caja de arena de realidad aumentada” creada por la  University of California Davis ‘W.M. Centro Keck para la Visualización Activa en las Ciencias de la Tierra (KeckCAVES), junto con el Centro de Investigación Ambiental UC Davis Tahoe, el Lawrence Hall of Science y ECHO Lake Aquarium and Science Cente.

“El proyecto combina las aplicaciones de visualización 3D con una exposición práctica de sandbox para enseñar conceptos de ciencias de la tierra. La caja de arena de realidad aumentada (AR) permite a los usuarios crear modelos de topografía formando arena real, que luego se aumenta en tiempo real mediante un mapa de color de elevación, líneas de contorno topográfico y agua simulada. El sistema enseña conceptos geográficos, geológicos e hidrológicos tales como: leer un mapa topográfico, el significado de líneas de contorno, cuencas hidrográficas, áreas de captación, diques, etc.” Tomado de https://arsandbox.ucdavis.edu

Uno de los objetivos de implementar esta herramienta en la EIT es el apoyar la formación de los estudiantes, así como el de inspirarlos a buscar e imaginar nuevas tecnologías que pueden ser incorporadas a nuestra área. La Caja de Arena combina las áreas de la Ingeniería, la Informática, la Matemática, la Estadística, la Fotogrametría, y más.

Esta inspiración busca despertar en los estudiantes temas de investigación para el desarrollo académico, como lo es el tema de Tesis para adquirir el grado académico de Licenciatura, además será una herramienta de apoyo para las clases, charlas, Feria Vocacional y demás actividades.

Para una explicación mas técnica, haré referencia literal con ayuda de traductor de la explicación del funcionamiento del Sandbox AR:

“Detalles del proyecto

Nuestro prototipo Sandbox AR fue diseñado y construido por el especialista del proyecto Peter Gold del Departamento de Geología de UC Davis. El software de manejo se basa en el kit de herramientas de desarrollo Vrui VR y en el marco de procesamiento de video Kinect 3D, y está disponible para su descarga bajo la Licencia Pública General GNU.

Los fotogramas de profundidad cruda llegan desde la cámara Kinect a 30 fotogramas por segundo y se introducen en un filtro de evaluación estadística con un tamaño de búfer configurable fijo por píxel (actualmente con un valor predeterminado de 30 fotogramas, correspondiente a un retardo de 1 segundo), que sirve al triple propósito de Filtrando objetos en movimiento tales como manos o herramientas, reduciendo el ruido inherente al flujo de datos de profundidad de Kinect y rellenando los datos que faltan en el flujo de profundidad. La superficie topográfica resultante se procesa entonces desde el punto de vista del proyector de datos suspendido por encima de la caja de arena, con el efecto de que la topografía proyectada coincide exactamente con la topografía real de arena. El software utiliza una combinación de varios shaders GLSL para colorear la superficie por elevación usando mapas de color personalizables (el mapa de color predeterminado utilizado en este momento fue proporcionado por M. Burak Yikilmaz, post-doc en el Departamento de Geología de la Universidad de California en Davis) Añadir líneas de contorno topográfico en tiempo real.

Al mismo tiempo, se ejecuta en segundo plano una simulación de flujo de agua basada en el conjunto de ecuaciones de aguas poco profundas de Saint-Venant, que son una versión integrada en profundidad del conjunto de ecuaciones de Navier-Stokes que rigen el flujo de fluido, utilizando otro conjunto de GLSL Shaders La simulación es una evolución explícita del tiempo exacto de segundo orden del sistema hiperbólico de ecuaciones diferenciales parciales, utilizando la superficie de arena virtual como condiciones de contorno. La aplicación de este método sigue el documento “un segundo orden bien equilibrado positividad preservar central-upwind esquema para el sistema de Saint-Venant” por A. Kurganov y G. Petrova, utilizando un término de viscosidad simple, las condiciones de borde abierto en los bordes De la rejilla, y un paso de integración temporal de Runge-Kutta de gran estabilidad de segundo orden. La simulación se ejecuta de tal manera que el agua fluye exactamente a velocidad real suponiendo un factor de escala de 1: 100, a menos que la turbulencia en el flujo obligue a demasiados pasos de integración para la tarjeta gráfica de manejo (actualmente una Nvidia Geforce 780).”  Tomado de http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/SARndbox/

Para mas detalles como Hardware, Sofware, Calibración, Foros, pueden visitar la página https://arsandbox.ucdavis.edu/

Caja de Arena Aumentada EIT galería

Un pequeño video:

 

Además, pueden ver la nota realizada por el Canal UCR

 

Links:

University of California, Davis
Augmented Reality Sandbox (AR Sandbox) – UC Davis

 

 

Por Ing.Gustavo Lara Morales, Lic

Licencia Creative Commons
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Costa Rica.

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Ingeniería Topográfica una Breve Reseña

La topografía nace de la necesidad del ser humano para dividir los terrenos, los registros más antiguos de la topografía datan del el antiguo Egipto que utilizaban esta división de terrenos para el cobro de impuestos a los habitantes.

Con el paso del tiempo la topografía se volvió cada vez más importante debido a la necesidad humana para el aumento de la calidad de vida, ya que esta no solo permite establecer los límites de los terrenos y determinar detalles, sino que también se emplea en todo tipo de obras de infraestructura civil, como en la construcción de carreteras, puentes, canales, represas y otro sinnúmero de obras.

La topografía se incluye en Costa Rica por primera vez en 1865 en la Universidad Santo Tomás como un programa de agrimensura, arquitectura e ingeniería, luego en 1869 en el colegio San Luis Gonzaga se imparte la carrera de técnico en agrimensura, para 1871 se crea la carrera de Licenciado geómetra e ingeniero geómetra, dejando nombres importantes para nuestra historia como Eusebio Rodríguez Q. y Carlos Francisco Salazar S.,  nombres de la primera generación de ingenieros geómetras de Costa Rica.

La Universidad Santo Tomás  cierra en 1888 y se crea un periodo en el que la única opción para formase en la carrera era viajando al extranjero. Hasta 1940 se  inaugura la Universidad de Costa Rica y  se vuelve a instalar el programa de topografía en Costa Rica, pero esta vez como prerrequisito para acceder al cuarto año de la carrera de Ingeniería Civil.

Al empezar a tener profesionales con conocimiento avanzado en ingeniería se empezaron a crear proyectos de gran nivel y con el pasar de los años se abrieron instituciones como el ICE y el AYA instituciones que empiezan a exigir profesionales en distintas ramas de la ingeniería, y es aquí donde se ve la necesidad de crear ingenieros con amplio conocimiento en topografía, por lo tanto en 1965 la Universidad de Costa Rica abre la carrera de Perito Topógrafo con un nivel de diplomado, en el 2005 se aprueba el plan de estudios de bachillerato y licenciatura de la carrera Ingeniería Topográfica.

La  Ingeniería Topográfica avanza a pasos de gigantes y con esto avanzan todos los equipos tecnológicos, con lo que se van escuchando nombres de campos como Geomática, que es el empleo de las tecnologías más avanzadas en esta rama de la ingeniería, en la actualidad algunos sistemas tecnológicos se vuelven indispensables para el desarrollo de la topografía como lo son los sistemas de posicionamiento global, la teledetección, los dispositivos móviles y la fotogrametría, esto debido a que la topografía convencional esta siendo sustituido en el desarrollo tecnológico y estructural de la humanidad.

MDT

Modelo Digital del Terreno

Todo va muy rápido porque al igual que evoluciona la teledetección, evoluciona también la fotogrametría con el láser escáner y eso es lo que significa ser el topógrafo del futuro, adaptarse a las nuevas tecnologías en las condiciones del entorno en donde nos encontramos” (Quintanilla, 2013).

Nos encontramos en una era de innovación diaria  por lo tanto la investigación se vuelve una arma fundamental en cualquier campo y en especial en el campo de la Ingeniería Topográfica ya que se empieza a cerrar la idea de que la Topografía en solo agrimensura, nos empezamos a abrir en campos como la Gravimetría, Geodesia, Batimetría, Teledetección, BIG DATA y otros campos.

Batimetría

Levantamiento Batimétrico

La Ingeniería Topográfica es una carrera en crecimiento, con grandes expectativas, hay que prestarle mucha atención ya que a cómo crece la población y avanza la tecnología, también crece necesidad por ella, ya que es uno de los pilares fundamentales en la Ingeniería.

Referencias

https://www.colegiotopografoscr.com/publicacion/congreso/historia.pdf
http://estudiantestopografos.blogspot.com/2010/09/como-surge-la-topografia.html
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201620/MODULO%20TOPOGRAFIA/leccin_3_importancia_de_la_topografa.html
http://www.eit.ucr.ac.cr/node/10
https://www.ucr.ac.cr/noticias/2013/07/16/nuevas-tecnologias-son-aliadas-de-la-topografia.html

Por: Adrián Oreamuno Campos, Estudiante EIT