Los Primeros Trabajos

Desde el inicio de los años 1990, cuando la popularización de las estaciones de trabajo puso los gráficos de altas prestaciones a disposición de los usuarios individuales, se planteó la posibilidad de utilizar un entorno tridimensional para presentar la información al usuario en forma más rica, útil y atractiva. Aproximadamente en esa época aparece la Realidad Virtual (RV) no inmersiva en ordenadores personales, mucho más asequible que la RV inmersiva con uso de equipo especial de proceso gráfico y visualización.

Muy pronto surgió la idea de usar la capacidad humana de interpretación de la disposición espacial a partir de imágenes para crear exploradores de información basados en metáforas tridimensionales.

Inicialmente, se pretendió utilizar esta habilidad natural mediante una traducción directa de los elementos de una interfaz de usuario clásica a elementos equivalentes en un paisaje tridimensional. Un ejemplo de este concepto es el explorador de archivos FSN [TESLER92][ROGERS96], que permite representar y manipular un árbol de carpetas y archivos con una metáfora de paisaje, avenidas y bloques similares a edificios.

Este modelo de interacción con un entorno espacial parece engañosamente natural y sencillo, y sin embargo sus resultados no estuvieron a la altura de las expectativas creadas. La carga adicional que suponen la interpretación espacial de las imágenes y la traducción mental de la navegación espacial en acciones sobre dispositivos de entrada bidimensionales, como el ratón, parece generar más efectos adversos que beneficiosos.

Otro enfoque alternativo ha sido el diseñar infoespacios, entornos más elaborados en los que los elementos de información se representan mediante diversos tipos de objetos virtuales, con los que el usuario puede interactuar. Este paradigma responde a la pregunta: "¿Y si pudiésemos explorar la información de la misma forma que exploramos el mundo físico en torno a nosotros?" (http://www.infoarch.ai.mit.edu/).

El esfuerzo pionero en la creación de un espacio integrado, con diversas perspectivas y posibilidades, fue el Information Visualizer, desarrollado en el Xerox PARC [CARD91], que permite navegar utilizando la metáfora de habitaciones tridimensionales, y visualizar información mediante perspective walls para presentar información lineal, y cone trees para la visualización de información relacionada jerárquicamente. Estas técnicas de visualización se describirán en el apartado 3.2.2.

En estos espacios toma un gran protagonismo el diseño a medida, con el concepto de navegabilidad como elemento clave. Por ejemplo, Stephen Boyd Davis planteaba en [DAVIS96]:

"La estación de ferrocarril fue un nuevo tipo de edificio en el siglo XIX, y como tal planteó un problema a sus diseñadores - ¿a qué se debería parecer? (...) Los entornos virtuales son quizá nuestros equivalentes de la estación de ferrocarril victoriana: no tenemos

Antecedentes y Campos Relacionados 19

precedentes históricos directos para diseñarlos, y actualmente tendemos a reproducir otras construcciones que parecen más o menos apropiadas".

Diversos modelos de la vida real han servido como guías tentativas de diseño para estos entornos. Por ejemplo, en [DIEBERGER94] se toma como ejemplo la ciudad, buscando elicitar los elementos que facilitan su navegación, tales como: barrios, avenidas, monumentos reconocibles, fronteras naturales y caminos fácilmente identificables. Su ejemplo de aplicación son los entornos de realidad virtual textual, representados por los juegos de aventura MUD (Multi-User Dungeons, o Mazmorras multiusuario).

En [FOLTZ98] se analizan diversas exposiciones y museos en el proceso de búsqueda de criterios de diseño para infoespacios navegables. Estos criterios se aplican luego en prototipos como JAIR, representando un corpus de artículos del Journal of Artificial Intelligence en una forma navegable interactivamente.

En este período, el concepto de navegabilidad ha recibido mucha atención, como base para mejorar las características de la interfaz de usuario en un mundo virtual poblado con grandes cantidades de información - véanse por ejemplo [JUL97] y [FURNAS97].

Sin embargo, el esfuerzo necesario para realizar buenos diseños para la navegación limita el tamaño máximo posible del espacio a diseñar, y por tanto de la información que puede contener.

BEAD representa un enfoque diferente [CHALMERS93], siendo un intento pionero de utilizar la similitud de documentos basada en la co-ocurrencia de términos para situar iconos sobre una superficie bidimensional con ondulaciones, representando un paisaje simulado en un entorno virtual (denominado a veces 2 ½ dimensiones, ya que la dimensión vertical, con pequeñas variaciones de altitud, tiene una importancia muy limitada).

BEAD adolecía de dificultades de interpretación de los símbolos presentados, por lo que se desarrolló LEADS, una variante que añade indicaciones simbólicas basadas en colores, líneas e iconos para mejorar la legibilidad de la información presentada [INGRAM96][CHALMERS96].

VR-VIBE, desarrollado en la Universidad de Nottingham [BENFORD97B], usa un tipo diferente de representación, llamado de campo estelar, en que se utilizan las tres dimensiones para posicionar objetos que representan documentos. También tiene como novedad que es un espacio colaborativo, en el que los usuarios que exploran el espacio son representados simbólicamente en una determinada posición del espacio mismo, y son conscientes de la mutua presencia en zonas próximas del espacio. Por tanto, la coincidencia de varios usuarios en la exploración de una misma zona sirve como indicio de intereses comunes, y se complementa con posibilidades de comunicación escrita, para la cooperación e intercambio de información.

La posibilidad de generar un espacio virtual que puede ser explorado simultáneamente por varios usuarios en mutua interacción ha generado mucho interés [BENFORD97A] [FRASER99] por la posibilidad de realizar trabajo en equipo. Sin embargo, los inconvenientes de oclusión y

Aplicación de Entornos Virtuales para la Exploración y Búsqueda de Información

20 ESTADO DE LA CUESTIÓN

sobrecarga de información y las dificultades de interpretación de una imagen espacial compleja son todavía más graves en estos entornos, y la capacidad de interacción que añaden es limitada.

A partir de mediados de los años 1990, el gran desarrollo de Internet y World Wide Web puso el acceso a grandes volúmenes de información al alcance de millones de personas, con medios de nivel doméstico. También puso de manifiesto los puntos fuertes y débiles de los enlaces de hipertexto como medio de navegación en grandes volúmenes de información.

La accesibilidad mediante hipertexto puro de la información relacionada con un tema de interés, inmersa en un volumen mucho mayor de información general, es muy limitada: de ahí la popularidad de los buscadores, que generan índices para búsqueda textual de páginas y proporcionan atajos para la navegación general.

El hipertexto facilita la movilidad entre documentos y servidores, permitiendo abstraerse de la ubicación física de la información, pero dificulta la orientación y la vuelta a páginas en las que se ha encontrado información interesante, hecho que se conoce como el "síndrome de perdidos en el hiperespacio".

Diversos trabajos pretendieron facilitar la exploración de la información accesible en la World Wide Web (la Telaraña Mundial) mediante presentación tridimensional de la información, frecuentemente siguiendo las mismas líneas conceptuales de los resultados previos en infoespacios. Los trabajos más interesantes en este período son:

El navegador Harmony [ANDREWS95], aunque fundamentalmente bidimensional, utiliza como vista auxiliar una representación 3D similar a la de FSN. Su funcionalidad es muy limitada, ya que pretende explorar el concepto, más que ser una herramienta utilizable en la práctica.

WWW3D [BENFORD97B] presenta la Web como un espacio colaborativo, que permite la interacción entre usuarios, y aplica el concepto de presentar niveles de detalle crecientes al aproximarse a cada documento. El diseño de este entorno presta especial atención a sus características de interfaz de usuario, con el objetivo de que su utilización sea práctica.

Webpath [FRÉCON99] hace una representación de la trayectoria de enlaces recorridos, para facilitar al usuario la orientación y vuelta a páginas ya visitadas. La representación simbólica con iconos y su posición en el espacio virtual informan sobre el tamaño del documento, tiempo en que fue visitado, número de enlaces y dominio al que pertenece. La principal preocupación de sus autores parecen haber sido los aspectos de navegación, incluyendo en el diseño elementos para facilitar la orientación y la búsqueda de caminos, tanto para alcanzar nuevos objetivos, como para poder retornar fácilmente a los ya visitados.

WebSOM [HONKELA97] es un visualizador que genera un mapa de documentos partiendo de una espacialización basada en redes neuronales con entrenamiento no supervisado (SOM, o Self-Organizing Maps [KOHONEN95] - Mapas autoorganizativos). Se generan mapas semánticos de los términos presentes en la colección, identificando las categorías de palabras (grupos de

Antecedentes y Campos Relacionados 21 palabras que aparecen frecuentemente en el mismo contexto). Los documentos se representan por su contenido de palabras de cada categoría, generándose también un mapa autoorganizativo de los mismos organizados automáticamente en categorías. Finalmente, se genera una representación gráfica que posiciona los documentos en una superficie bidimensional, reflejando su agrupación en temas, y utiliza la dimensión vertical para presentar el volumen de documentos correspondientes a cada grupo. Así se obtiene una representación en 2½ dimensiones, en que los temas más frecuentes aparecen como picos que sobresalen del nivel medio.

Aunque los exploradores de World Wide Web descritos proporcionaron ideas interesantes, han quedado desfasados por el gran crecimiento de Internet, ya que su escalabilidad es limitada, y por ello no pueden utilizarse como herramientas de exploración general en un volumen tan grande de información.

Como resumen de este período, podemos concluir [CHEN00] que la investigación se focalizó principalmente en el desarrollo de técnicas innovadoras, generando una proliferación de técnicas de visualización. Sin embargo, y ante la falta de una suficiente validación experimental y la consolidación de aquellas características más deseables frente a los inconvenientes detectados, estos trabajos permanecieron principalmente como trabajos exploratorios de conceptos y posibilidades en laboratorio, más que como una investigación de directa aplicabilidad.

La principal aportación a nuestra investigación de los trabajos realizados en este período es el concepto general de presentación de la información en un modelo tridimensional, como un espacio explorable, y la necesidad de un enfoque experimental para cuantificar los resultados de nuevas herramientas. La literatura que describe estos trabajos aporta una valiosa experiencia, principalmente en el sentido de las limitaciones y dificultades encontradas.