What is VR, AR & XR?
A guide to virtual, augmented and
extended realities

Virtual reality (VR) and augmented reality (AR) were dreams of science fiction not so long ago, but today, they are quickly growing in popularity and use. Although the fundamentals of these technologies have been around for decades, they require specialized components and high processing power that, until recently, were not affordable or compact enough to go mainstream. Now that mobile connectivity is improving with 5G coverage, VR and AR are expanding faster than ever before.

Estas tecnologías ya están cambiando la manera en que trabajamos, jugamos, compramos y nos relajamos. Imagina la posibilidad de estar en una sala virtual con tus compañeros de equipo remotos, todos trabajando en el mismo modelo 3D frente a ti. Imagina poder probarte virtualmente un atuendo antes de comprarlo en línea. ¿Qué tal la capacidad de bloquear tu entorno y sumergirte en una película, un juego o una sesión de meditación? Todo esto es posible y se está volviendo más fácil con la tecnología emergente de VR, realidad aumentada (RA) e incluso realidad mixta (MR), conocidas colectivamente como realidad extendida (XR).

VR, short for virtual reality, is the term heard most often in popular culture, but VR describes just part of a range of experiences known as the virtuality continuum. Picture the continuum as a line spanning the fully physical world on one end, and the fully virtual on the other. VR exists near the fully virtual end, while AR can be defined by its position along the spectrum. Here is a definition of each:

• Virtual Reality (VR) is an experience where users are fully immersed in a virtual world, unable to see the surrounding physical space.
• Augmented Reality (AR) is the experience nearest to the physical end of the virtuality continuum. In AR, users remain fully aware of the physical space but with digital objects or effects overlaying their view.
• Extended Reality (XR) is the umbrella term that encompasses all of these technologies. Therefore, XR may refer to an experience anywhere along the continuum or multiple experiences collectively.

Todas las formas de XR tienen el propósito similar de crear contenido digital interactivo, pero difieren en sus niveles de virtualidad y modos de interacción. Por lo tanto, cada formulario utiliza técnicas distintas para influir en la percepción del usuario y ofrecer control de diversas maneras. Para entender los usos únicos de la realidad virtual (VR) y la realidad aumentada (RA), debes conocer sus tecnologías y términos subyacentes.

¿Cómo funciona la RV?

La experiencia virtual es completamente envolvente. Para lograrlo, la RV emplea una variedad de dispositivos y técnicas para bloquear el mundo real y hacer que las imágenes, el audio y los controles se sientan lo más naturales posible. Esto incluye lo siguiente:

• Headset: A head-mounted device (HMD), more commonly known as a headset, is the crucial hardware in any wearable VR system. A headset covers the users' eyes with lenses viewing internal displays, while built-in speakers or headphones deliver the sound. Modern headsets typically come in one of three types. Mobile headsets work by converting a smartphone into an HMD. Tethered/connected headsets run off a computer with a wired connection. Standalone headsets are all-in-one, requiring no connection to another device.
• Stereoscopic imaging: Also called stereoscopy, this is the technique for creating 3D visuals through binocular vision. A VR headset contains two lenses, one for each eye, which present with slight lateral displacement from one another. Just like in real life, our eyes combine the offset images to create the perception of depth.
• Campo de visión (FoV): un desafío importante en el desarrollo de la realidad virtual fue producir un campo de visión realista en los HMD. Actualmente, solo los mejores audífonos con micrófono pueden acercarse al campo de visión humano natural de 200 a 220 grados, pero un campo de visión más bajo de 100 a 180° sigue siendo suficiente para sentirse envolvente.
• Frame rate (FPS) and refresh rate: These aspects of video quality are particularly important for making VR believable to our brains. Anything less than 90 FPS and a comparable refresh rate will likely induce feelings of motion sickness, so VR systems require powerful graphics processing to exceed the demand.
• Latencia: otro factor importante para reducir el cibermalestar, o la sensación de mareo durante la realidad virtual, es la latencia. Esta es la medición del tiempo de respuesta entre el seguimiento del movimiento y el movimiento correspondiente mostrado en pantalla. La baja latencia (respuesta rápida) es crucial para una experiencia fluida de realidad virtual, pero requiere un seguimiento muy sensible, alta potencia de procesamiento y una conexión a internet rápida.
• Grados de libertad (DoF): los cascos de realidad virtual permiten tres o seis grados de libertad. 3DoF puede rastrear el movimiento rotacional (mirar alrededor desde una ubicación fija), pero se necesita 6DoF para rastrear el movimiento direccional a través del espacio 3D.
• Sensores de seguimiento de movimiento: los cascos de RV dependen de una variedad de sensores para rastrear el movimiento de la cabeza, los controles e incluso los ojos en algunos casos. Las capacidades varían según el dispositivo, pero los mejores audífonos con micrófono modernos pueden lograr 6DoF con prácticamente cero lag en la tasa de respuesta.
• Audio espacial: los primeros HMD usaban altavoces estéreo para diferenciar los sonidos en los oídos izquierdo y derecho. Esta tecnología avanzó significativamente, y ahora los cascos de RV utilizan audio envolvente, también conocido como “audio 3D” o “audio espacial”, que engaña al cerebro para que perciba el sonido desde cualquier dirección, incluso desde arriba o abajo. El audio espacial no solo proporciona un sonido envolvente para ambos oídos, sino que también puede emular un sonido con profundidad, mostrando esencialmente la distancia desde la que proviene un sonido.
• Controladores de RV: la mayoría de los auriculares de RV vienen con controles portátiles o de mano, que pueden variar en diseño. Los más sencillos utilizan controles familiares estilo consola con botones y joysticks. Las versiones más avanzadas usan seguimiento de movimiento, sensores táctiles y retroalimentación háptica. La tendencia actual en el desarrollo es mejorar el seguimiento natural de las manos y la respuesta háptica para lograr controles aún más receptivos y envolventes.
• Haptic feedback: Haptic feedback is the feeling of touch conveyed by controllers or other devices to the human user. A simple example is the vibration of a smartphone, but VR is driving the next generation of development in haptic headsets, gloves and even full-body suits.

¿Cómo funciona la realidad aumentada (RA)?

La realidad aumentada (RA), por otro lado, se centra en combinar la experiencia virtual y física. Las tecnologías utilizadas en estas formas de XR son diferentes de las de VR, aunque hay cierta superposición. A continuación, te mostramos algunas:

• Visión por computadora: esta tecnología central de realidad aumentada (RA) utiliza la ciencia de extraer información digital de imágenes visuales. La computadora debe ser capaz de detectar puntos de interés, usarlos para mapear la estructura 3D de una escena y rastrear puntos relevantes a través del movimiento en el espacio.
• Modos de seguimiento: la entrega de contenido de RA/MR generalmente depende de uno o más de tres métodos de seguimiento distintos. El seguimiento basado en marcadores utiliza una señal visual conocida, como un código QR o el logotipo de una marca, para activar una acción. El seguimiento sin marcadores utiliza una detección de características más avanzada para reconocer dimensiones y movimiento, como en un rostro humano. El rastreo basado en la ubicación utiliza coordenadas espaciales, generalmente GPS, para mapear una escena.
• Sensores de movimiento: para moverte de forma natural por el espacio 3D, los dispositivos RA/MR deben ser capaces de rastrear el movimiento con precisión. Esto se puede lograr mediante sensores ópticos, acelerómetros, giroscopios, GPS o cualquier combinación de las tecnologías mencionadas.
• Smartphones: los smartphones modernos tienen todas las capacidades mencionadas anteriormente, junto con suficiente potencia de procesamiento, lo que los hace aptos para la interacción con RA a través de la cámara y la pantalla. Muchas aplicaciones conocidas ya usan realidad aumentada (RA), como Snapchat y Pokémon GO.
• AR glasses: AR glasses or goggles are other devices that can be used for AR. By projecting a miniature display in front of one or both eyes, the lenses can overlay information on the user’s real-world view. Several AR glasses are available to consumers today, but they are not considered AR just by having this see-through display. Apple and other companies do have AR glasses in the works, however, so the technology could soon become mainstream.

Aunque la tecnología detrás de la realidad extendida ya se está desarrollando y alcanzando nuevas dimensiones, la idea de la tecnología envolvente no es nada nueva. La gente estuvo experimentando mucho antes de que siquiera tuviéramos computadoras, y los logros actuales en la tecnología XR se pueden rastrear hasta hace más de 100 años.

The foundations of modern VR-related technology began with the invention of 3D imaging by Charles Wheatstone in 1838. Wheatstone was the first scientist to describe binocular vision and he created a device called the stereoscope combining two photographs into a 3D illusion. Stereoscopic imaging remains a key component of VR and many subsequent advancements have led to the virtual experiences we have today.

• 1957: The Sensorama was invented by Martin Heilig. This was an arcade-style booth that used stereoscopic screens, stereo speakers, fans, scent generators and a vibrating chair to immerse the viewer in any of six specially produced short films. Though the term virtual reality was not yet coined, Heilig’s Sensorama is today often credited as the first true VR/XR experience.
• 1960: Heilig también inventó el primer HMD, al que llamó la Máscara Telesphere. Contaba con una pantalla estereoscópica de visión amplia y sonido estéreo.
• 1975: Computer artist Myron Krueger created the world’s first interactive VR experience, then known as artificial reality. Using cameras, computers and projectors, Myron’s project allowed users’ body movements to control an onscreen figure and interact with the figures of other users who stood in separate rooms.
• 1985: Technology for HMDs improved throughout the 1970s and inventors came up with finger-tracking gloves in the early 1980s. Beginning in 1985, however, the company VPL Research made improvements and became the first to sell VR goggles and gloves. VPL’s founders were also the first to popularize the name “virtual reality.”
• The 1990s: This decade saw rapid advancement of virtual reality technology. Notable developments included a system by NASA for driving the Mars rover and video games by SEGA and Virtuality Group, as well as PTSD therapies for Vietnam veterans by university researchers.
• The 2000s: This decade saw a comparative lull in enthusiasm for VR, as the tech world focused on mobile and smartphone technology. One milestone, however, was the launch of Google Street View in 2007, which used 360-degree cameras and later 3D imagery to show immersive depictions of real-world locations.
• 2010: A young inventor named Palmer Luckey created a prototype headset that would soon become the Oculus Rift. This device made major improvements over HMDs available at the time and its success effectively revived popular interest in VR technology.
• 2014: Facebook bought Luckey’s Oculus VR company for more than $2 billion.
• 2014: Google releases Cardboard, the first of many VR headsets the company releases. Unlike other sleek versions of VR, this headset looks like it’s made of actual cardboard, hence the name.
• 2015: Snapchat launched Lenses, commonly called face filters, which served as an introduction to AR technology for millions of users.
• 2015: Samsung releases Gear VR, the first ever VR set created by the company. For this edition, Samsung partnered with Oculus to make it available to consumers everywhere.
• 2016: Google releases Daydream, a more enhanced and sleeker version of their first VR headset, Cardboard.
• 2016: Microsoft released its Windows Mixed Reality platform and associated headset, the HoloLens.
• 2016: Sony released the PlayStation VR headset and associated VR games for the PS4.
• 2016: HTC and Valve partner up to create their virtual headset, Vive.
• 2018: tras una ola de otras empresas lanzando sus propios productos de realidad virtual, Facebook lanzó el Oculus Go y, luego, el Oculus Quest, dos cascos independientes que impulsaron un cambio de diseño alejándose de los dispositivos con cable.
• 2020: Facebook introduced controller-free hand tracking to the Quest and released the updated Oculus Quest 2.
• 2021: Facebook officially rebranded to Meta and the company announced plans to create a virtual world called the Metaverse, which would rely on VR for immersive experiences.

Estos desarrollos a lo largo de casi dos siglos llevaron al XR de hoy, que está evolucionando más rápido ahora que nunca. Aunque los videojuegos y las aplicaciones móviles fueron los principales impulsores de la tecnología hasta ahora, la tecnología relacionada con VR se está expandiendo rápidamente en muchos otros sectores también.

Most people know VR when it comes to gaming or video streaming; these are the main uses for which popular headsets like the Meta Quest and Sony PS VR are marketed. Similarly, AR is best known for mobile apps like Snapchat and Pokemon Go. However, other uses for these technologies are widespread and continually growing.

XR tech for work, education, healthcare and art are all part of an overall trend toward interconnectivity and automation in the modern economy. This momentum was undoubtedly accelerated by pandemic lockdowns and remote work, but as you can tell from the history of VR, this movement has been in the making for decades. To better understand the current state of VR-related technology and where it’s headed in the future, it’s helpful to know about some of the many use cases that exist today.

Examples of XR in education​

The technology is quickly being adopted for education, with many AR/VR apps already available for use in the classroom. Examples include a VR game that lets you build cells of the body and watch how they function and AR apps that place historical figures and events in the room with students in 3D. Today, most apps for education use AR via smartphones and tablets, but in the future, more classrooms may have VR devices like smart goggles and headsets.

These virtual experiences promise a learning environment that’s more interactive and engaging for today’s digital native generation. In addition, XR-based lessons and virtual field trips can offer a few distinct advantages over traditional education methods:

• Menor costo que viajar o comprar equipo especializado para el aprendizaje práctico;
• Mejora de la seguridad y la gestión de riesgos;
• Fomento del aprendizaje activo y de múltiples estilos de aprendizaje;
• Lecciones envolventes, divertidas y memorables.

Ejemplos de XR para salud y seguridad

Some of XR’s most compelling uses may be in the field of medicine, and in fact, virtuality in healthcare is nothing new. VR treatments for PTSD began in the 1990s and today more doctors are utilizing VR for trauma-focused therapy, allowing veterans to recall and cope with their experiences in a safe environment. To help even further, Verizon partnered with the Veterans Health Administration (VHA) in the initiative “Project Convergence” to provide Medivis’ 3D technology and other VR technology to offset some of the expenses and struggles veterans face when seeking healthcare.

Another rapidly growing use of the technology is in surgical operations. AR and VR have proved useful for training with simulated surgeries, but some hospitals are even performing augmented surgery on live patients, using AR overlays as a kind of x-ray vision for doctors. There are also collaborative surgeries using AR/MR, where surgeons can stand together in a room as avatars and view holographic displays over the patient.

Estos son solo algunos ejemplos de la tecnología XR en el sector de la atención sanitaria; hoy en día existen muchos otros casos que pueden ser solo un adelanto de lo que pronto será posible, tales como los siguientes:

• La XR puede ayudar a los pacientes a comunicar sus síntomas y a los médicos a describir tratamientos con ayudas visuales interactivas.
• El desarrollo continuo de los sistemas XR, junto con un rendimiento optimizado a través de redes 5G, habilitará una mejor capacitación y colaboración entre los equipos médicos de todo el mundo.
• Las aplicaciones de RA podrían ayudar en la seguridad y respuesta de emergencia guiándote a las ubicaciones de desfibriladores, extintores de incendios, salidas de emergencia, teléfonos de luz azul o espacios públicos seguros.
• First responders can train with VR simulations to prepare them for dangerous real-life scenarios.

Ejemplos de XR en negocios

Many industries are embracing XR technology for collaboration among remote teams. The ability to visualize people, products or equipment virtually can be a game-changer for collaborative design and workflow. To meet this demand, companies like Microsoft are developing advanced AR headsets and enterprise software, while Meta is advertising VR workrooms in the metaverse.

The retail industry has also been a major driver of these technologies, particularly AR. The global market for AR in retail was estimated at nearly $2.5 billion in 2021 and is expected to grow to more than $12 billion by 2027. For both online and brick-and-mortar stores, AR has the potential to improve the customer experience while reducing expenses. Here are some examples of how:

• Pruébate atuendos y accesorios virtualmente, ya sea en casa o con pantallas en las tiendas;
• Toma medidas para el ajuste a través de tiendas en línea;
• Visualizar cómo se verán los productos en tu lugar, con opciones para probar diferentes estilos o tamaños antes de comprar;
• Seleccionar y combinar colores para el diseño de interiores o renovaciones del hogar;
• Facilitando la navegación en el mundo real por ciudades y espacios comerciales con información de la nube de RA;
• Oportunidades ampliadas para la publicidad y el marketing de contenidos en el espacio virtual;
• Incrementar el compromiso de marca mediante el intercambio social y la fidelidad del cliente a través del valor informativo o de entretenimiento.

Ejemplos de XR en arte y entretenimiento

Además de los videojuegos y las redes sociales, la realidad virtual (VR) y la realidad aumentada (RA) gozan de gran popularidad en el entretenimiento, el arte, el activismo y más. Las obras de arte digitales, los viajes virtuales y las creaciones en el metaverso prometen infinitas posibilidades. Por ejemplo:

• One of the most popular uses of VR headsets is watching shows and movies, with platforms like Youtube and Bigscreen offering dedicated VR content. Most headsets also offer their own apps that let you watch Netflix or other 2D streaming in a virtual space like a living room or movie theater.
• XR technologies offer unlimited potential for artists and designers and the growing market for NFTs provides an exciting opportunity for creators to profit from their work. Apps like Tilt Brush and Masterpiece Studio enable you to create your artwork in immersive 3D.
• The app, AR Pro Interactive, is available in both Google and Apple application stores and provides an interactive look at how professional sports players perform so well. It also guides you through your own performance in certain cases.
• Virtual tourism is destined to expand greatly as more people get access to XR tech. With any VR device, you can already take virtual trips to U.S. national parks or cities around the world. With the introduction of the metaverse, there may soon be an explosion of additional destinations to explore in VR.
• AR is being used extensively to enhance real-world travel experiences as well. Many AR mobile apps can help with navigation and translation while on the go. In addition, artists can use AR to place virtual installations in real-world locations.

Artists are also embracing the technology to spark action on climate change and social justice issues. Activist creators use VR artwork and AR apps to help visualize nature in urban environments or to demonstrate changes to the planet that may happen in the future.

XR products already enjoy a broad and booming market that exceeded $20 billion globally in 2021 and is projected to reach $453.5 billion by 2030, according to one study by Report Ocean. No longer just an experimental field, VR and AR have proven their value for increasing connectivity, productivity and safety in several industries. Now, with hybrid capabilities also being realized, XR tech is firmly a part of the so-called Fourth Industrial Revolution, which describes the dramatic societal changes expected with the exponential development of advanced technologies.

Another part of this revolution is the expansion of 5G, which is delivering faster and more reliable internet to people around the world. With the simultaneous improvement of mobile hardware, AR can be used more readily with the Internet of Things, or the network of smart devices that is growing every day.

Luego está el metaverso, que ha sido prometido por la empresa Meta, pero también incluirá versiones creadas por otras organizaciones. Estos mundos virtuales están siendo diseñados para la RV, con la expectativa de que cada vez más personas adopten la tecnología en los próximos años.

La realidad virtual y la realidad aumentada (RA) se volverán más comunes a medida que las tecnologías mejoren. Los dispositivos se harán más pequeños, más ligeros, más elegantes y más asequibles a medida que el software se vuelva más capaz. Estas tendencias, junto con 5G, el metaverso y el ritmo general de aumento de la conectividad en el mundo moderno harán que la tecnología XR sea más familiar en nuestra vida cotidiana: para la interacción social, para el trabajo y para simplemente divertirse.