El procesamiento visual y la realidad virtual

Los pasados 25 y 26 de Marzo tuve la suerte de asistir al evento para desarrolladores de Facebook en San Francisco. ¿Qué tiene que ver esto con un blog sobre Visión y Aprendizaje? Que una de las conferencias principales la impartía Michael Abrash, el director científico de Oculus, el caso de realidad virtual que tiene asombrado a medio mundo.

Michael Abrash es un reputado programador de videojuegos y escritor de éxito. Y con esta charla, Michael también demuestra que es un conferenciante fuera de serie. Recomiendo ver la charla, pero para aquellos que no tengan tiempo o que tengan problemas con el inglés, he resumido aquí la charla, añadiendo algunos conceptos y vídeos. 

Michael introduce la charla con un concepto expuesto en Matrix por Morfeo: Lo Real es sencillamente señales eléctricas interpretadas por el cerebro.
Esto significa que nuestras mentes nunca interactúan con el mundo real. Tenemos sensores que proveen esa información del exterior a nuestro cerebro, por lo que se interpreta. 
Pero incluso lo que vemos, ¿es real? Sí, pero solo es una fracción. Visualmente solo vemos una parte del espectro: si ondas de radio, ni microondas, ni infrarrojos, ultravioleta, rayos X o rayos gamma. Sí, podemos sentir algunas de estas ondas, pero en el largo plazo. No las "vemos". 
Tampoco podemos ver de noche, y solo el centro de nuestra visión está enfocado, el resto lo vemos borroso.
Lo importante aquí es que el cerebro crea un modelo del mundo, y todo lo que recibe de los sentidos se acomoda a ese modelo, no al revés. Además, el cerebro rellena los huecos de los sentidos para crear un modelo estable: puntos ciegos, velocidad, ... no podríamos ni correr si nuestro cerebro no estabilizase nuestra percepción entre salto y salto.
Un ejemplo muy chulo lo tenemos con la ventana de Ames.


Nuestro cerebro interpreta el mundo a partir del contexto. Por ejemplo, estas píldoras azul y roja... 
... son grises, pero nuestro cerebro interpreta su color a partir del contexto.
Ocurre lo mismo con las piezas azules del cubo izquierdo, y amarillas del cubo derecho... realmente son del mismo color, un tono de gris... 
Y nuestro cerebro también toma decisiones parecidas con el brillo y claridad de las formas! 

Una vez más, a partir de ciertos datos, nuestro cerebro intenta acoplarlos a su modelo de la realidad. Un tono de gris con luz, se transforma en negro, mientras que ese mismo tono rodeado de oscuridad, ha de ser blanco. 
Nuestro sistema interno también reacciona a partir de detectores estándar. Si vemos la siguiente imagen, todo está bien, un conjunto de teselas blancas y negras:

Esto es debido a que con los cuadrados blancos y negros, nuestros detectores solo se centran en los vértices de alto contraste en dos orientaciones posibles, la horizontal y la vertical. Pero cuando a los cuadrados se le añaden los puntos, nuestro sistema detecta más orientaciones posibles de contraste, y la forma se "dobla". 
Esto también ocurre en imágenes tridimensionales. ¿Qué mesa es más larga, y cuál es más ancha?
Pues lo cierto es que LAS DOS SON IGUALES. En la presentación de Oculus nos dieron esta misma imagen en una cartulina, y donde podíamos quitar la mesa de la izquierda (estaba troquelada) para comprobar que, efectivamente, las dos eran iguales. Pero aún así, nuestro cerebro nos fuerza a verlas diferentes. Se debe, como siempre, a que tiene un modelo del mundo que requiere que esto sea así.
Otro ejemplo de cómo la realidad no es exactamente lo que vemos es el Efecto Pulfrich, que permite que una imagen bidimensional se perciba tridimensional cuando ponemos una lente oscura en uno de nuestros ojos de manera que nuestro cerebro toma la diferencia de tiempo de llegada de la información de un ojo y de otro como profundidad.


El siguiente ejemplo creo que resume perfectamente el objetivo de la charla, el ya mencionado "modelo mental de la realidad". Mirad este vídeo:
Es impresionante, ¿verdad? Se debe a que nuestro cerebro entiende que la mayoría de las caras que nos encontramos por la vida son convexas. Así que aunque la cara del dragón es cóncava, nuestro cerebro no lo entiende así, e intenta encontrar una manera de procesar esta "sinrazón"... obteniendo un efecto flipante ;)
Solo para terminar, la presentación también se refirió brevemente a cómo la visión también afecta a lo que escuchamos, como ocurre con el efecto McGurk, en el que dependiendo de la imagen que veamos, escuchamos una cosa u otra (el vídeo está en inglés).

El final de la charla se centró en las posibilidades que productos como Oculus pueden plantear en un futuro cercano, y también en los desafíos que tiene la realidad virtual en los próximos años. En definitiva, una presentación muy buena, con un tema muy interesante, y en un evento en el que no me lo esperaba. 
¡Espero que os haya resultado interesante a vosotros también! A continuación os dejo la presentación original (en inglés), que empieza aproximadamente en el minuto 28.
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Full Video: Opening Keynote Day 2 Why Virtual Reality Will Matter to YouMaybe not today, maybe not tomorrow, but someday and for the rest of your life – this talk will explain why you’re going to care about virtual reality.
Posted by Facebook Developers on Thursday, March 26, 2015