Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional

Trabajo Fin de Grado en Ingeniería de las Tecnologías de Telecomunicación Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional Autor: Pedro Benítez Pérez Tutora: Irene Fondón García Dpto. Teoría de la Señal y Comunicaciones Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2025 Trabajo Fin de Grado en Ingeniería de las Tecnologías de Telecomunicación Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional Autor: Pedro Benítez Pérez Tutora: Irene Fondón García Profesora titular Dpto. de Teoría de la Señal y Comunicaciones Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2025 Trabajo Fin de Grado: Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional Autor: Pedro Benítez Pérez Tutora: Irene Fondón García El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2024 El Secretario del Tribunal A mi madre A mi padre A mi abuela A mi hermano A mí Agradecimientos Me cuesta encontrar palabras capaces de expresar lo afortunado que me siento de haber llegado al final de mi etapa universitaria tan bien acompañado. En primer lugar, quiero agradecer a mi tutora, Irene Fondón, por su excelente acompañamiento a lo largo de este trabajo. Quiero agradecer también a mi madre, Sandra, a mi padre, Manuel, a mi hermano, Manolito, y a mi abuela, Encarni, por haber movido cielo y tierra para hacer posible mi educación, y haberme apoyado siempre que lo he necesitado. Quiero agradecer también a mi grupo de San Fernando, y mi segunda familia: Teresa, Tere, María, Aitana, y Lucía, por haber estado ahí en los momentos más bonitos y en los más oscuros de mi vida. A Ana, Manuel, Fran, Myriam, María Vela, Silvia y Antonio, por haberos convertido en mi apoyo del día a día, y haber compartido tantas risas, agobios, y cafés, tanto dentro como fuera de la ETSI. A Marcos, por haberte vuelto mi hermano, y haber estado ahí, incluso a pesar de los kilómetros que separan Sevilla y Barcelona. A Sara, Gabi, Toñi, y todo el grupo de Algeciras, por haberme acogido con los brazos abiertos y haberme llenado de vida en mis últimos años de carrera, cuando más lo necesitaba. A todas las personas que están llegando de nuevas a mi vida, y a todas las personas que, por obra del destino, se han tenido que desviar de mi camino. No sería el mismo si me hubiera faltado cualquiera de vosotros, y menos mal que no lo habéis hecho. Os llevaré en el corazón siempre. Pedro Benítez Pérez Sevilla, 2025 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: (A) Espacio bidimensional valencia-activación [17]. (B) Modelo GEMS. [18] 1 Figura 2: Patente del Sensorama en EE. UU [28]. 5 Figura 3: Demostración del EyePhone y los DataGloves en la Texpo Telecommunications Show, en San Francisco, en 1989 [33]. 6 Figura 4: Distintas perspectivas del casco de Realidad Virtual de la Súper Cabina [34]. 6 Figura 5: Diagrama de bloques del funcionamiento del Super Cockpit [35]. 7 Figura 6: Demostraciones de uso del VIEW [36], [37]. 8 Figura 7: (a) Imagen promocional del Virtuality SD (sit-down) [41] (b) Demostración de un Virtualty [42]. 9 Figura 8: Set de las Meta Quest 2, incluyendo las gafas, los controladores, el cable de carga y accesorios. 9 Figura 9: (a) Meta Quest 3 [45]. (b) Meta Quest 3S [46]. 10 Figura 10: Gafas de Realidad Virtual Meta Quest 2 [128]. 19 Figura 11: Pantalla inicial de Unity Hub. 24 Figura 12: Pestaña Installs de Unity Hub. 25 Figura 13: Pestaña Learn de Unity Hub. 25 Figura 14: Pestaña Community de Unity Hub. 25 Figura 15: Creación de un proyecto en Unity Hub. 26 Figura 16: Ventana de Unity Editor de un proyecto de VR recién creado. 26 Figura 17: Escena de apertura, vista desde el editor. 28 Figura 18: Escena de apertura, vista en ejecución. 29 Figura 19: Escena de Pantalla del Título, vista desde el editor 30 Figura 20: Pantalla del título, vista en ejecución. 30 Figura 21: (a) Configuración de la fuente de audio. (b) Objetos que conforman los gráficos de tutorial y carga de la música. 31 Figura 22: Primera página de la pantalla de configuración. 32 Figura 23: Segunda página de la pantalla de configuración. 32 Figura 24: Instrucciones de la experiencia. 33 Figura 25: Pantalla de selección de escena. 34 Figura 26: Pantalla de confirmación de la selección. 34 Figura 27: Experiencia de color, vista desde el editor. 35 Figura 28: Experiencia de color en ejecución, antes de empezar. 35 Figura 29: Experiencia de color en ejecución. 36 Figura 30: Panel que da comienzo a la encuesta de color. 36 Figura 31: Página de inicio de la encuesta de color. 37 Figura 32: Experiencia de color, vista desde el editor. 37 Figura 33: Experiencia de música en ejecución, antes de comenzar. 38 Figura 34: Experiencia de música en ejecución, tras la generación de la música. 38 Figura 35: Panel que da comienzo a la encuesta de música. 39 Figura 36: Panel de inicio de la encuesta de música. 39 Figura 37: Experiencia de música e imagen, vista desde el editor. 40 Figura 38: Experiencia de música e imagen en ejecución, antes de comenzar. 40 Figura 39: Experiencia de música e imagen en ejecución. 41 Figura 40: Panel que da comienzo a la encuesta de música e imagen. 41 Figura 41: Panel de inicio de la encuesta de música e imagen. 42 Figura 42: Código en C# del script "FadeScreen". 43 Figura 43: Código en C# del script "SceneTransitionManager". 44 Figura 44: Código en C# del script "SceneChangeAfterTime". 44 Figura 45: Código en C# del script "VRExitOnTrigger". 45 Figura 46: Código en C# del script "DontDestroy". 45 Figura 47: Código en C# del script Countdown. 46 Figura 48: Código en C# del script "ConfigureVolume". 46 Figura 49: Código en C# del script removeGraphicsAnimation. 47 Figura 50: Código en C# del script randomMovement. 47 Figura 51: Código en C# del script "Exit". 48 Figura 52: Código en C# del script "ScaleOnButton". 48 Figura 53: (a) Código en C# del script "colorExperience". (b) Vista del “startButton” en el inspector, desde donde se activa el entorno coloreado. 49 Figura 54: (a) Código en C# del script "musicExperience". (b) Vista desde el inspector del "startButton", donde se activa la música. 50 Figura 55: (a) Código en C# del script "completeExperience". (b) Vista desde el inspector del “startButton”, desde el que se muestra la imagen. 50 Figura 56: Estructura modular de la escena de apertura. 51 Figura 57: Estructura modular de la escena de pantalla del título. 51 Figura 58: Estructura modular de la escena de la experiencia de color. 52 Figura 59: Materiales disponibles para asociar a la esfera de color (a la derecha), y objetos en la jerarquía de la escena (a la izquierda). 52 Figura 60: Script controlador de la experiencia de color, asociado al objeto "Environment", donde se ven sus parámetros. 53 Figura 61: Estructura modular de la escena de la experiencia de música. 53 Figura 62: Script de generación de música asociado al objeto "musicSource", donde se ven sus parámetros. 54 Figura 63: Script controlador de la experiencia de música, asociado al objeto "Environment", donde se ven sus parámetros. 54 Figura 64: Estructura modular de la escena de la experiencia de música e imagen. 55 Figura 65: Materiales disponibles para asociar a la esfera de imagen (a la derecha), y objetos en la jerarquía de la escena (a la izquierda). 56 Figura 66: Script controlador de la experiencia de música e imagen, asociado al objeto "Environment", donde se ven sus parámetros. 56 Figura 67: Vista por defecto de la ventana "Build profiles". 57 Figura 68: Vista de la pantalla de exportación a Android. 58 Figura 69: Vista de la ventana "Build Profiles", tras cambiar la plataforma a Android. 58 Figura 70: Porcentaje de cada área de conocimiento en la bibliografía analizada. 60 Figura 71: Diagrama de reparto de tareas. 64 Notación DSC Estado de Consciencia Discreto (siscrete state of consciousness) DMN Red Neuronal por Defecto (task negative default mode network) BSC Estado Base de Consciencia (baseline state of consciousness) ASC Estado Alterado de Consciencia (altered state of consciousness) EEG Electroencefalografía (electroencephalography) fMRI Resonancia Magnética Funcional GEMS Geneva Emotional Music Scale VR IA Realidad Virtual Inteligencia Artificial FLS RAM LE XR Estimulación con Luz Estroboscópica Memoria de Acceso Aleatorio (Random Access Memory) Baja Energía (Low Energy) Realidad Extendida (Extended Reality) 1 1 INTRODUCCIÓN, MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS n este trabajo, se estudiará la posibilidad del uso de la combinación de música electrónica y Realidad Virtual en materia de inducción de emociones, así como la posibilidad de la inducción de estados alterados de conciencia y su viabilidad como alternativa a la terapia psicodélica, ante desórdenes mentales [1]. Se plantea un marco teórico a partir de un estado de consciencia discreto (discrete state of consciousness, DSC), que es aquel que se define como la configuración del sistema psicológico, o red neuronal por defecto (task negative default mode network, DMN) de una persona, en un momento concreto. Aunque puedan darse pequeñas alteraciones, la DMN se mantendrá razonablemente estable mientras su función e identidad no varíen. Ejemplos comunes son: estado de vigilia, estado de sueño, estado de meditación, o estado de embriaguez. Tomando como estado base de consciencia (baseline state of consciousness, BSC) al estado de vigilia, se definen los estados alterados de consciencia (altered state of consciousness, ASC) como todos aquellos que difieran del BSC. [2] Un DSC está principalmente relacionado con la forma en la que una persona percibe el entorno pero, a la hora de su estudio, muchos enfoques obvian que en la percepción de dicho entorno influyen directamente los aspectos emocionales y de autopercepción [3]. Cualquier cambio lo suficientemente grande en cualquiera de estos puntos puede llegar a causar un trastorno, o desorden psiquiátrico. Diversos estudios demuestran que estos trastornos llegan a modificar la estructura de la DMN, pudiendo ser considerados ASCs. Algunos ejemplos son la esquizofrenia, trastorno bipolar, trastorno obsesivo-compulsivo, o depresión severa [4], [5], [6], [7]. Dichos trastornos se han tratado tradicionalmente con diversos medicamentos antipsicóticos o antidepresivos pero, mediante la búsqueda de terapias alternativas, se ha demostrado que existe la posibilidad del uso terapéutico de drogas psicodélicas, como el LSD 1 o la psilocibina [9], que provocan ASCs temporales, con gran carga emocional, y reestructuran la DMN [10]. Siguiendo en la línea del uso de drogas con fines terapéuticos, algunas investigaciones, que obvian los efectos nocivos que éstas tienen sobre el cuerpo, buscan incrementar su efecto para obtener mejores resultados, si cabe [11], [12]. Gracias al uso de técnicas como la electroencefalografía (electroencephalography, EEG), y la resonancia magnética funcional (fMRI), se ha podido analizar la respuesta emocional en el cerebro ante distintos estímulos, arrojando resultados muy positivos cuando se incluye música en la terapia [13]. Escuchar la música que nos gusta provoca la liberación de dopamina y activa la DMN [14], lo cual puede jugar muy a favor del paciente durante la inducción de un ASC. No cualquier tipo de música es apto. La medición de la respuesta emocional evocada por la música, a partir del procesado de las señales EEG [15] clasifica ésta según su valencia (valence) (agrado-desagrado) y su excitación (arousal) (calma-agitación) (Fig. 1A), en un espacio bidimensional. Diversos estudios [13], [16], proponen, además, un segundo modelo psicológico, bajo el nombre de GEMS (Geneva Emotional Music Scale), en el que se dividen las emociones en 9 estados. (Fig. 1B). Figura 1: (A) Espacio bidimensional valencia-activación [17]. (B) Modelo GEMS. [18] 1 Dietilamida de ácido lisérgico, es una droga que puede producir efectos como alucinaciones, sinestesia, y ASCs [8]. E Introducción, Motivación y Objetivos 2 Según el efecto que se busque, la música incluida en la terapia deberá ajustarse a las métricas debidas. Ante el objetivo de causar ASCs que permitan la regulación emocional, se ha optado tradicionalmente por el uso de música clásica, considerada comúnmente de bajo arousal, y agradable, y reportando efectos positivos. Volviendo a recalcar el efecto nocivo del uso de drogas de cualquier tipo, y el peligro que éstas suponen para la integridad humana, varias líneas de investigación se han enfocado en encontrar formas alternativas de recrear los aspectos positivos de sus efectos, de la forma más exacta posible, y evitando además el daño que puedan causar. Algunas investigaciones apuntan a la posibilidad del uso de estimulación con luz estroboscópica (flickering light stimulation, FLS) a bajas frecuencias, y sobre los ojos cerrados, para llegar a este objetivo [19]. Junto a esta corriente en búsqueda de alternativas, también se ha comenzado a explorar y observar el uso de otros géneros musicales en entornos terapéuticos. Es aquí donde se empieza a apuntar hacia la música ambient, un tipo de música electrónica que, debido a sus tintes minimalistas y progresivos, se adapta bastante bien a las métricas que ocupaba la música clásica. Ante esto, herramientas como la realidad virtual (Virtual Reality, VR) [20] se postulan como candidatas muy interesantes a estudio, pues su efecto inmersivo intensifica todos los estímulos y puede llegar a provocar ASCs, proponiéndose así su uso terapéutico como alternativa al uso de las drogas [21]. Asimismo, ante el auge, en tiempos recientes, de herramientas como la Inteligencia Artificial (IA), que han supuesto una enorme revolución en campos como la medicina [22], educación [23], o arte [24], se plantea si su uso puede llegar a generar estímulos auditivos ambient que cumplan con las métricas que se buscan, con objeto de simplificar dichas investigaciones. Para la realización del estudio y la intersección de los campos a investigar, se definen y organizan los objetivos específicos del trabajo como sigue: • Proposición de una síntesis teórica, así como un marco histórico, que aporte validez a la investigación científica en el campo de la realidad virtual, la música electrónica, y la consciencia, entrelazando disciplinas que, hasta ahora, apenas se han unido entre sí. • Búsqueda bibliográfica, e investigación teórica sobre la inducción emocional mediante música electrónica y VR. Estudio del estado del arte a la luz del objeto de estudio de este trabajo, y de su viabilidad. • Desarrollo de un entorno de VR que, a modo de plantilla base configurable, facilite la experimentación en los campos mencionados, creando una experiencia completamente inmersiva, en la que se puedan introducir fácilmente distintos tipos de estímulos para observar sus efectos sobre el usuario. • Implementación de dichos estímulos, visuales y sonoros, en el entorno, así como documentación explícita del funcionamiento de éstos, con el objeto de simplificar su modificación de cara a investigaciones futuras. • Estudio del uso de la Inteligencia Artificial Generativa como potencial herramienta que pueda aportar a la simplificación del estudio, entrenando e implementando en el entorno un modelo que, de forma dinámica, genere pistas de audio, que se usarán como estímulos sonoros, según el efecto deseado. • Prueba, y ajuste, del entorno, buscando un resultado accesible y que resulte agradable al usuario. • Experimentación con usuarios mediante el uso de encuestas anónimas, implementadas dentro del entorno, y relacionadas con su experiencia en él, una vez que la experiencia esté preparada para ello (aspecto más allá de este documento). • Publicación y difusión de los resultados obtenidos en plataformas accesibles, contribuyendo directamente a la comunidad científica y académica, y abriendo la puerta a su uso a modo de terapia alternativa al uso de drogas potencialmente nocivas para el cuerpo. • Inclusión de instrucciones para la instalación del software necesario, personalización, modificación, compilación y ejecución de la experiencia, de la forma más comprensible posible, que sirva como base para cualquier investigación futura que la utilice. 3 3 Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional • Planteamiento de diversas estrategias de mejora, de cara a líneas futuras de investigación que, de alguna forma, sigan profundizando en este campo. 5 2 REALIDAD VIRTUAL 2.1. Introducción a la Realidad Virtual Se llama Realidad Virtual al resultado de la combinación de diversas tecnologías inmersivas, con el objetivo de simular un entorno virtual, en el que se posiciona al usuario. Estas tecnologías, que incluyen el uso de giroscopios, sensores de profundidad, interfaces de audio y vídeo, e interfaces de usuario implementadas mediante hardware y software, dan lugar a lo que se conoce como un equipo de realidad virtual que, hoy en día, se visiona en forma de gafas o casco sobre la cabeza. 2.1.1. Marco histórico y evolución 2.1.1.1. Primeras aproximaciones a la Realidad Virtual El término Realidad Virtual se atribuye al Sensorama (Fig.2), concebido por el cinematógrafo Morton Heilig, en 1962. Utilizado para simular la sensación de montar en una motocicleta, empleaba distintos estímulos sensoriales mediante movimiento, sonido, olor, imágenes estereoscópicas en 3D, y aire en movimiento. (Fig. 2). A pesar de ser una idea muy ambiciosa e innovadora para la época, Heilig no consiguió financiar el proyecto en completo, quedándose en un prototipo [25]. Otros intentos de brindar experiencias inmersivas, quizás no tan ambiciosas, aunque sí igual de innovadoras, pasarían por las Teleyeglasses de Hugo Gernsback, en 1963 [26], o el Kaiserpanorama de August Fuhrmann hacia 1890 [27]. Figura 2: Patente del Sensorama en EE. UU [28]. 2.1.1.2. El EyePhone y DataGlove Si se denomina dispositivo de Realidad Virtual al conjunto utilizado hoy en día de un casco con gafas y controladores, se puede marcar su nacimiento con precisión en el año 1985, en el que el americano Jaron Lanier funda VPL Research, primera compañía en comercializar la VR en forma de gafas y guantes [29]. Se basaron en dos patentes separadas, que combinarían para darle forma al producto: el EyePhone, que compone las gafas en sí, y el DataGlove, que registraban movimiento (y que luego sería vendido a Mattel para diseñar el Power Cualquier avance en este campo podría abrir la puerta a infinitas posibilidades, como ya han comprobado algunos análisis, que relacionan la capacidad que la VR brinda, de manipular la percepción de la realidad, con alteraciones en algunos patrones cerebrales [90], cambios en la toma de decisiones [91], o disminución del estrés ante situaciones de riesgo desconocidas [48]. 13 13 Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional 3 LA MÚSICA Y LAS EMOCIONES a música es un rasgo predominantemente (aunque no exclusivamente) humano [92], un fenómeno presente en todas las culturas, persistente a lo largo de la historia, cuyo cometido va comúnmente dirigido a la expresión y evocación de emociones. Presente desde el Paleolítico superior [93], la música dio el salto al campo neurocientífico alrededor de la década de los 90, empleando sobre todo el EEG o la tomografía de positrones (positron emission tomography, PET) para estudiar sus efectos cognitivos y emocionales sobre las personas [94]. Este trabajo se centrará en el estudio de la música electrónica ambient, por su capacidad de generar una especie de atmósfera alrededor del oyente, lo que concuerda con el objetivo de crear una experiencia completamente inmersiva para el usuario. 3.1. Introducción a la música electrónica La música electrónica es un género de música basado en la composición de sonidos generados eléctricamente, sintetizando señales de audio digitales, tomando como ejemplo más básico de ello la Sinusoide: 𝑥[𝑛]= 𝑎 cos (𝜔𝑛 + 𝜑) Donde a representa la amplitud de la señal, 𝜔 representa su frecuencia angular, y 𝜑 su fase inicial, mientras que n es el índice de muestreo. Cualquier cambio en alguna de las componentes de esta señal, y su combinación con otras del mismo tipo, cambiará cómo la procesa nuestro sistema auditivo, es decir, producirá un sonido distinto para el sistema auditivo humano [95]. Este tipo de música existe únicamente en dispositivos electrónicos y solo se puede reproducir mediante un sistema de altavoces [96], gracias a que este género nace de la manipulación de las propiedades de las ondas que generan el sonido. Cualquier sonido puede ser descompuesto en una combinación de sinusoides de varias amplitudes y frecuencias gracias al análisis de Fourier, herramienta fundamental de las telecomunicaciones y la acústica. Y es aquí donde empieza a tomar forma la teoría acústica: tomando la sinusoide, podemos discernir qué aspecto controla cada una de ellas: la amplitud (valor máximo de la señal) está relacionada con la intensidad y volumen del sonido, cuantificada en decibelios (dB) para su medida; la frecuencia (número de oscilaciones en un segundo) determina el tono, yendo de más grave a más agudo conforme ésta crece (el oído humano puede oír en un rango de aprox. 20 Hz a 20 kHz); la fase (medida de adelanto o retraso de un punto dentro de un ciclo de onda) está directamente implicada con la combinación de sonidos, pues dos ondas desfasadas pueden generar interferencia constructiva (sumarse, sonar con más fuerza) o interferencia destructiva (cancelarse, no sonar) [97]. Todas estas propiedades, fácilmente manipulables mediante un sistema electrónico, son interpretadas por el cerebro como ondas eléctricas, tras pasar por el sistema auditivo, y generan distintas respuestas en él, dando pie a la experimentación y formando, poco a poco, lo que conocemos por música electrónica hoy en día. Su origen de se remonta a principios del siglo XX, con la invención del magnetófono, primer aparato comercializado que permitió la grabación y reproducción de sonido, abriendo así la puerta a la experimentación de diversos músicos e ingenieros de todo el mundo. El primer ejemplo real de música electrónica se da en 1948 en Francia, de la mano de Pierre Schaeffer, con la música concreta (musique concrète), en la que crea sonidos a partir de elementos de la naturaleza. En consecuencia, otros compositores desarrollan sus propios estilos, como el alemán Karlheinz Stockhausen y su Elektronische Musik, los japoneses Tōru Takemitsu y Toshirō Mayuzumi, o el estadounidense John Cage. Ya en la década de los 60, y gracias a los rápidos avances tecnológicos, se hacen más accesibles instrumentos como los sintetizadores (ejemplos destacados son el sintetizador Buchla, el Moog, o el Teremín), expandiendo aún más y desarrollando aceleradamente el género hasta el día de hoy [98]. Aunque la música contiene numerosas propiedades, como ámbitos de nuestro interés se presentan, principalmente: el ritmo (patrón de sonidos), según el cual nacen distintos subgéneros (en el caso de la L electrónica, EDM, tecno, ambient, etc.); el timbre (capacidad de distinción de un sonido de otro); la armonía (combinación simultánea de varios sonidos a la vez); y la textura (organización de los sonidos que se combinan) [99], [100], [101]. 3.2. El papel de la música en la terapia psicodélica A lo largo de la historia, diversos estudios han documentado el importante papel que juega la música en el uso de drogas psicodélicas, bien medicinal o recreacional, gracias a su capacidad para proveer al usuario con una sensación de continuidad en una experiencia que altera su realidad, así como ofrecerle un puente hacia sus emociones (aunque obviando los incontables efectos negativos que éstas pueden tener en la salud) [102]. En el ámbito terapéutico, se recalca la importancia del entorno y actitud del paciente para determinar y potenciar la eficacia de su uso [103], observando la relación directa entre un ambiente frío y estéril, con una mayor posibilidad de reacciones negativas y, por el contrario, la relación entre un ambiente familiar y acogedor con un mayor índice de experiencias positivas [104]. Un ejemplo concreto, y quizás el más antiguo y conocido, es el uso de la música en rituales que implican el uso de la ayahuasca. La ayahuasca es una mezcla de plantas originarias del Amazonas que, bebida, produce alucinaciones, visiones y sensaciones (es decir, ASCs) gracias a su principal componente activo, la dimetiltriptamina (DMT), de efectos muy similares al LSD y la psilocibina. Esta sustancia ha sido utilizada durante milenios por tribus indígenas para diversos rituales, principalmente la toma de decisiones (declaraciones de guerra, caza, etc.), rituales religiosos, y rituales de curación. En todo este contexto ceremonial, el uso de la ayahuasca se complementa mayoritariamente con la presencia de música y cánticos. Aunque distintos rituales conllevan distintos escenarios, los más comunes (y que más nos interesan) son aquellos llevados a cabo durante los rituales de curación. En éstos, los chamanes (curanderos) cantaban los conocidos como icaros¸ cantos de poder suaves y repetitivos (que podrían verse como una especie de música ambient) que, supuestamente, servían de llamada a los espíritus que ayudarían al chamán en el ritual. Bajo los efectos de la ayahuasca (experimentando un ASC), los usuarios atestiguaban experimentar visiones de tal belleza que, acompañadas de la música (que sentían completamente envolvente de forma cuasi-física), sentían encantadoras, o incluso divinas. Incluso se ha documentado que, tras pasar los efectos de la ayahuasca y volver a la vida diaria, el mero hecho de volver a escuchar los cánticos evocaba recuerdos y sentimientos de lo experimentado en el ritual, causando sensaciones positivas de tranquilidad y armonía [105]. Más adelante, y hasta día de hoy, la ayahuasca sigue gozando de cierta relevancia en grupos indígenas, y en grupos sectarios que mezclan los rituales amazónicos con otras creencias religiosas, principalmente cristianas y africanas. Tal relevancia sigue teniendo, que su uso en rituales todavía es prevalente en España, con grupos sectarios como el formado por el argentino Alberto Varela, desmantelado a principios de 2024 [106], y es recurrentemente referenciado en la cultura popular y medios audiovisuales, tomando como ejemplo español más reciente la miniserie de televisión “La Mesías”, del grupo Atresmedia, en octubre de 2023 [107]. Sin embargo, es importante recalcar que, aunque presenta un marco contextual y una puerta de entrada muy interesante a la investigación sobre la combinación de drogas psicodélicas con música, la forma de uso de ayahuasca por parte de la mayoría de grupos sectarios y religiosos a día de hoy carece de base científica y, en la mayoría de las ocasiones se ofrece como una pseudoterapia alternativa a aquella ofrecida por autoridades médicas, en ambientes controlados y con resultados contrastados, que es lo que se busca con este estudio. Aun así, la investigación científica sigue apostando por esta forma de terapia, buscando optimizarla y conseguir cada vez mejores resultados, con el menor daño hacia el organismo posible. A día de hoy, son muy utilizados fármacos como el LSD y la psilocibina, ya mencionados en la introducción, en combinación con fragmentos de música clásica, que tradicionalmente ha sido la más utilizada para el acompañamiento de estas terapias, dados sus buenos resultados [108], [109]. Actualmente, estudios contemporáneos están ensayando el uso de otros géneros musicales, y los posibles beneficios o diferencias frente a ésta [110]. Uno de los géneros que presenta una candidatura interesante a investigación es el de la música electrónica, dado su amplio espectro de propiedades configurables de forma relativamente sencilla. Hasta el momento, pocos estudios la han tenido en cuenta, pero los que la han considerado demuestran importantes efectos sobre las emociones [111], [112]. En relación con lo utilizado por las tribus amazónicas, y por las características de las 15 15 Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional piezas clásicas utilizadas tradicionalmente, se podría puntualizar un poco más el enfoque de este trabajo, centrándose en el subgénero de música ambient, que se explicará en el siguiente apartado. 3.3. La música ambient La música ambient es un tipo de música minimalista, confeccionada para ser escuchada a modo de fondo, de forma que la atención del oyente caiga sobre el entorno, o ambiente, que ésta crea, y en las distintas texturas sonoras antes que en otros elementos, como bien pueden ser estructuras musicales más convencionales centradas en melodía y/o ritmo. Abarcando aspectos más allá del simple consumo por entretenimiento o disfrute, ha acabado siendo muy consumida en espacios de relajación, meditación, o ambientación de escenas. La música ambient fue definida, y popularizada como término, a finales de la década de los 70 de la mano del compositor y artista multidisciplinar Brian Eno, y su colaborador Harold Budd [113], aunque sus raíces pueden datar hasta incluso principios del siglo XX, con el compositor francés Erik Satie, y su música de mobiliario (musique d’ameublement) en 1917, pensada para acompañar actos sociales, sin que nadie le preste atención; pasando por los años 50 donde compositores como John Cage y David Tudor crearían sonidos de ambiente en sus obras a piano, o con compositoras como Annea Lockwood, quien comenzaría a darle tintes electrónicos a sus piezas ambient¸ alejándose de la música concreta, y consolidando el género. Ya en la década de los 80, la popularización de géneros como el house y el techno hizo que la música ambient volviese al panorama mainstream, gracias al nacimiento de diversos subgéneros que incorporaban distintos aspectos del ambient: ambient house (The Orb, The KLF, etc.), dark ambient (Nine Inch Nails, Lustmord, etc.), ambient techno (Aphex Twin) o ambient pop, entre otros. La expansión de la industria del videojuego y del cine también benefició a la popularidad del ambient, integrándose en las bandas sonoras de videojuegos inmensamente populares, como la trilogía de Fallout, y en las de prácticamente todas las películas desde entonces, de una forma u otra. La música ambient tiene unas propiedades muy fuertemente definibles. Se caracteriza por el llamado ambient noise, cuya propiedad más destacable es el uso de patrones repetitivos, tonos y timbres mantenidos en el tiempo, cambios progresivos, y falta de elementos que atraigan la atención del oyente, de forma que ningún elemento de la pieza pasen a un primer plano para quienes la escuchen, mezclándose sin esfuerzo con sus alrededores, y causando, incluso, la impresión de que no se está escuchando nada [114], [115]. Es común el uso de instrumentos electrónicos, como los sintetizadores, que permiten, además añadir texturas y efectos al sonido: reverberación, retardo, coro, flanger, phaser, reverse… que pueden añadir sensaciones de amplitud y profundidad. Por otro lado, también se integran recurrentemente instrumentos más tradicionales y sonidos de la naturaleza, ya sean grabaciones de campo, sonidos de fondo de lluvia, u olas del mar, buscando una sensación familiar, que aporte comodidad al oyente y promueva sentimientos de introspección o relajación. Es por esto que este género resulta realmente interesante a estudiar dada su capacidad de evocar sensaciones extrasensoriales, desconocidas, y habiéndose disparado su uso en espacios terapéuticos en los últimos años [116]. 3.4. El efecto de la música en las emociones Aunque la mayoría de las investigaciones comprendiendo la relación entre la música y la respuesta emocional del cerebro no comenzaron a publicarse hasta mitad del siglo XX, se pueden destacar algunas fuentes anteriores, como el artículo publicado en 1884 por el psicólogo americano William James, “¿Qué es una emoción?” (“What is an emotion?”), en el que el autor describe las emociones como una extensión del cuerpo, relacionando cambios fisiológicos con la presencia de eventos que las activen, y dando como ejemplo la escucha de música [117]. No sería hasta la década de los 50 que comenzaría a escribirse sobre el asunto, pudiendo notar la tesis doctoral del compositor Leonard Meyer, publicada en 1956, en la que relaciona la inducción de una emoción con la activación de las expectativas del oyente en la música, como un cambio en los acordes o en la melodía [118]. Otro punto de vista muy explorado en la relación entre la música y las emociones es el enfoque antropológico, que ganó cierta notoriedad en la década de los 60, con autores como el musicólogo americano Alan Merriam, que en su libro publicado en 1964 “La antropología de la música” (“The anthropology of music”) sugiere una conexión entre la música y las emociones a partir de la posibilidad de expresión emocional que ésta permite, recalcando el hecho de que no tiene por qué ser de forma individual, sino que la expresión emocional de la música puede surgir de una experiencia colectiva [119]. Más adelante, en los años 70, la investigación sobre esta relación se centraría en la función estética de la música, y su efecto en las reacciones corporales. Según el psicólogo británico Daniel Berlyne, en su libro “Estética y psicobiología” (“Aesthetics and psychobiology”), publicado en 1971, esta relación se centra en la influencia que tiene el arte en la arousal (activación), que define como una medida del estado de alerta de la persona. Según Berlyne, la activación incluye actividad cerebral, sensorial, y motora, que se sincronizan para que el individuo tome acciones, materiales o psicológicas, y los estímulos estéticos (refiriéndose al arte, en general, y a la música) son capaces de influenciar los niveles de activación, sobre todo dependiendo del ritmo, dada su propiedad organizativa, o si dicho estímulo se puede relacionar con alguna experiencia emocional pasada del individuo [120]. En los años 80, la relación entre la música y las emociones pasa a un segundo plano, centrándose todos los estudios de esta época simplemente en las emociones. Aun así, no se olvida por completo la posibilidad de la existencia de ello, como se puede encontrar en el libro del psicólogo holandés Nico Frijda, “Las leyes de la emoción” (“The laws of emotion”), publicado en 1988, en el que propone 12 leyes que describen cómo, y en qué condiciones, se procesan las emociones humanas. En él, define la “preparación de acción” (action readiness) como la movilización del cuerpo para tomar acción ante un evento que evoque alguna emoción. Dicha acción puede ser motora o cognitiva, con la intención de conseguir, mantener, destruir, aumentar, o disminuir la relación del individuo a dicho evento. Frijda relaciona dicha preparación de acción con la música con el hecho de que la preparación de acción también incluye eventos que capten nuestra atención, y pone como ejemplo ilustrativo el hecho de que una persona mueva subconscientemente los pies o las manos al ritmo de la música que está escuchando. Esta reacción, quizás desapercibida para muchos, es evidencia clara de que la música es capaz de influir en la emoción humana [121]. A partir de la década de los 90, el interés por el estudio de las emociones aumenta de forma exponencial. Se producen publicaciones de autores notables, como la del psicólogo estadounidense Richard Lazarus, y su teoría cognitiva-motivacional-relacional de las emociones [122], en la que expone la idea de que las emociones cumplen una función adaptativa, concentrando atención, y permitiendo la coordinación de acciones respecto a una situación o evento. Dentro de una sociedad, éstas cumplen un gran rol, guiando comportamientos sociales según las emociones observables del entorno. Respecto a la música, en esta misma publicación, Lazarus la trata como un problema pues, hasta el momento, no estaba perfectamente claro cómo se generan las emociones inducidas por la presencia de música. Otros autores explorarían este último tópico, como el psicólogo social estadounidense Robert Zajonc, en su artículo “Expresión emocional y modulación de la temperatura” (“Emotional expression and temperature modulation”), en el que, principalmente, conecta la activación cerebral con cambios observados en la temperatura del hipotálamo, produciendo efectos placenteros en el individuo. Zajonc liga esta hipótesis con la música explicando que, al escuchar música que nos gusta, la temperatura del hipotálamo se reduce, y viceversa. Asimismo, Zajonc explica cómo diversas características musicales pueden tener un efecto en la activación (la música en clave mayor evoca emociones más positivas que aquella en clave menor, los ritmos rápidos producen más activación que los lentos, etc.) Y finalmente, junto a la entrada en el s. XXI, comienzan a emerger estudios neuropsicológicos, que estudian de forma concreta los efectos de las emociones en el cerebro. Neurocientíficos como el americano Joseph LeDoux propone, en su artículo “El cerebro emocional, miedo, y la amígdala” (“The emotional brain, fear, and the amygdala”) una red neurológica de procesamiento de emociones, compuesta por caminos entre cortezas y subcortezas hacia la amígdala. LeDoux propone que la regulación de la actividad cortical se produce en la amígdala, que centra, además, la atención en estímulos emocionalmente relevantes, relacionándola, sobre todo con emociones como el miedo [123], [124]. Todos estos años de investigación llevan a lo que se conoce hoy en día. El campo de la neuropsicología no paró de desarrollarse en la década de los 2010, con publicaciones relevantes, como “Regulación de emociones explícita e implícita: un marco de proceso dual” (“Explicit and implicit emotion regulation: a dual-process framework”), de la neurocientífica estadounidense Anett Gyurak, en la que se sugiere que la regulación de emociones conlleva una interacción entre distintas áreas del lóbulo frontal; principalmente, aquellas implicadas en el control cognitivo y en la reactividad emocional. De forma más específica, el control cognitivo se lleva a 17 17 Realidad Virtual y Música Electrónica: Perspectivas en la Inducción Emocional cabo en la corteza prefrontal lateral, la corteza orbitofrontal y la corteza cingulada anterior. Por otro lado, la reactividad emocional se atribuye principalmente a la amígdala. Gyurak observa que la regulación emocional se caracteriza por un aumento en la actividad del área de control cognitivo, que a su vez conlleva una disminución de la actividad de la amígdala. Siguiendo en esta línea, otros estudios neuropsicológicos indican un aumento en la actividad de la amígdala ante la escucha de diversas piezas de música: entre ellas, se mide dicho aumento ante la irregularidad de acordes, un sonido repentino y brusco, o errores durante actuaciones en vivo, relacionando directamente, junto al estudio de Gyurak, la música y una respuesta emocional [125]. 19 4 MATERIALES Y MÉTODOS n este capítulo, se detallarán los materiales, herramientas y metodologías usadas para llevar a cabo el trabajo. Se describirán tanto los dispositivos electrónicos y equipos, como los entornos de programación, software, y plataformas de simulación. Por otro lado, se expondrán la metodología y pasos tomados en el proceso, desde el principio de la planificación hasta su ejecución. 4.1. Dispositivos y equipos 4.1.1. Gafas de Realidad Virtual: Meta Quest 2 Las Meta Quest 2 (Fig. 10) son unas gafas de Realidad Virtual desarrolladas por la estadounidense Reality Labs, perteneciente a Meta Platforms (anteriormente conocida como Facebook Inc.). Lanzadas al mercado internacional en 2020, suponen un salto en especificaciones técnicas respecto a la anterior generación [126]. Entre sus componentes destacan [127]: • Procesador Qualcomm Snapdragon XR2 de 8 núcleos (funcionando a 2.84, 2.42, y 1.8 GHz). • Tarjeta gráfica Adreno 650. • Capacidad de memoria RAM de 6 GB. • Sistema operativo Android 10. • Conectividad WiFi 6, Bluetooth 5.0 Low Energy (LE). • Giroscopio, Acelerómetro, y Magnetómetro. • Altavoces surround sound y micrófono integrados. • Precio de venta de 250€. • Figura 10: Gafas de Realidad Virtual Meta Quest 2 [128]. Comercialmente, fueron reemplazadas por la siguiente generación de gafas, las Meta Quest 3 en 2023. Sin embargo, su precio accesible y robustas especificaciones las hacen un equipo capaz de cumplir con los objetivos planteados por este estudio. La experiencia ha sido probada con las gafas Meta Quest 2, disponibles en el Laboratorio de Técnicas de animación 3D del Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones. Este laboratorio cuenta con diversos equipos informáticos (ordenadores de altas prestaciones, impresora 3D, equipos de VR, etc.), disponibles para tareas educativas que lo necesiten. Su uso se centra, principalmente, en las asignaturas de Técnicas de Animación E 3D y Aplicaciones Multidisciplinares de la TIC, impartidas en el Grado en Ingeniería de las Tecnologías de Telecomunicación, y en el Máster en Ingeniería de Telecomunicación, respectivamente. Estos recursos también están disponibles para cualquier alumno que lleve a cabo su Trabajo de Fin de Grado, o Máster, con la profesora titular de la Universidad de Sevilla Irene Fondón García. Es conveniente recalcar que esta experiencia es válida para su uso con cualquier dispositivo de VR gracias al estándar OpenXR, desarrollado por Khronos Group, que permite la armonización de metodologías de desarrollo de VR para distintos tipos de equipos [129]. 4.1.2. Ordenador utilizado para el desarrollo El desarrollo de la experiencia se ha realizado en su totalidad en un único ordenador, que cuenta con los siguientes componentes: • Procesador AMD Ryzen 7 5700U de 8 núcleos a 1.8 GHz. • Tarjeta gráfica AMD Radeon Graphics 8, integrada en el procesador. • Capacidad de memoria RAM de 16 GB. • Sistema Operativo Windows 11 Home 24H2 de 64 bits. Asimismo, las pruebas más exigentes, en términos de hardware, se han hecho en un ordenador proporcionado por la Universidad de Sevilla, en el Laboratorio de Técnicas de Animación 3D, cuyas especificaciones son: • Procesador Intel Core i9 de duodécima generación, de 16 núcleos a 3.2 GHz. • Tarjeta gráfica Intel UHD Graphics 770, integrada en el procesador. • Capacidad de memoria RAM de 128 HB. • Sistema Operativo Windows 11 Pro 23H2 de 64 bits. 4.2. Desarrollo en Unity 6 Unity es una plataforma de desarrollo multiplataforma en tiempo real lanzada al mercado en junio de 2005, por parte de Unity Technologies. Con los años, se ha convertido en una de las opciones más populares para el desarrollo de videojuegos, dada su facilidad de uso [130] y el paquete completo que ofrece al usuario, pues se encarga de aspectos complicados como gráficos, físicas, conectividad o interacciones, y simplifica su implementación [131]. Con el objetivo de desarrollar un motor de videojuegos asequible, a la par que profesional, David Helgason, Joachim Ante y Nicholas Francis desarrollaron esta herramienta en Dinamarca, buscando como objetivo último la democratización de la industria del videojuego, inspirados por la sencillez del software Final Cut Pro, de Apple, tanto así, que las primeras versiones de Unity solamente estaban disponibles para Mac OS X. Asimismo, esta accesibilidad la ha hecho muy atractiva en diversos campos de conocimiento, como la arquitectura, ingeniería, o cine, llegando a ser usado incluso por las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos, en su sector aeroespacial [132]. Su aspecto multiplataforma viene dado al soporte que tiene hacia diversos lenguajes de programación, entre los que se encuentran C#, JavaScript, Rust, SQL o IronPython. Además, Unity cuenta con un compilador muy flexible que permite ejecutar programas para diversas plataformas, entre las que se encuentran ordenadores (Windows, Linux, Mac OS), dispositivos móviles (Android, iOS), videoconsolas (Playstation 4 y 5, Nintendo Switch, Nintendo 3DS, Xbox), sistemas variados como tvOS, visionOS, o incluso desarrollo web. Desde su creación, Unity cuenta con distintas versiones publicadas a lo largo del tiempo, siguiendo un ritmo constante de varias actualizaciones cada año. Divididas en dos categorías, Unity ofrece tanto versiones de soporte a largo plazo (long time support, LTS), como versiones más experimentales, denominadas TECH Stream. Las versiones LTS son más estables, y la compañía brinda soporte durante los dos años siguientes de su lanzamiento, más populares entre proyectos a mayor escala, o a punto de salir al mercado, mientras que las TECH Stream ofertan las últimas novedades y mejoras, aunque puedan llegar a ser algo más complicadas de usar, lo que las hace muy populares entre desarrolladores que busquen estar a la vanguardia. 21 Para el desarrollo de este estudio, se ha utilizado su versión más reciente hasta la fecha de finalización del trabajo, Unity 6000.0.34f1, lanzada el 15 de enero de 2025, y que cuenta con un módulo que permite integrar modelos de IA en el desarrollo, llamado Sentis. Cuenta, además, con un plug-in de pago, Muse, que ofrece herramientas de Inteligencia artificial generativa. El 15 de mayo de 2025, Unity lanzó una nueva versión, Unity 6.2, que incluye varios cambios. Entre los más destacables, se encuentran la desaparición de Muse como paquete de pago, y el cambio de nombre del módulo Sentis a Inference Engine. A pesar de que fue lanzada antes de la presentación de este trabajo, todo el desarrollo se llevó a cabo previo a su lanzamiento, en la versión 6.0 de Unity [133], [134]. Como software de desarrollo, Unity cuenta con varios tipos de licencia de uso. Entre ellas se encuentran, principalmente, la licencia Student, ofertada de forma gratuita a componentes de cualquier institución académica [135], la licencia Personal, también gratuita, aunque limitada, dirigida a individuos, la licencia Pro, de pago, orientada a desarrolladores de videojuegos, y la licencia Industry, también de pago, orientada a empresas no relacionadas con los videojuegos (ingeniería, arquitectura, etc.). Para este trabajo, se utilizarán en paralelo la licencia Unity Student, y la Educational Grant License, ofertada directamente a instituciones académicas [136]. 4.2.2. Paquetes utilizados Para el correcto desarrollo de la experiencia, se han añadido varias extensiones a Unity, con el objetivo de ampliar su funcionalidad. Éstos son: • Módulos de VR y XR incluidos con Unity, que permiten el desarrollo, así como simulación, de una experiencia en Realidad Virtual [137]. Entre ellos, se encuentran: o XR Interaction Toolkit: Módulo que posibilita la interacción entre elementos 3D de la escena, y elementos de interfaz de usuario en el entorno. Se basa en un objeto base a modo de interactor (como una representación de una mano virtual, o un puntero), objetos interactuables (botones, palancas, etc.) y un administrador de interacción que los liga entre sí mediante un script [138]. Este módulo implementa, además, un simulador de VR para poder testear el programa directamente en el ordenador, sin tener que utilizar unas gafas y mando. o OpenXR Plugin: Mencionado anteriormente, OpenXR es un estándar abierto que busca unificar y simplificar el desarrollo de aplicaciones en Realidad Aumentada, o Virtual, para que se puedan instalar y acceder en la mayor variedad de dispositivos posibles. Permite que, desarrollando el software una única vez, se pueda desplegar en múltiples plataformas, minimizando la fragmentación en el mercado y ampliando el alcance de cualquier producto. Con este plugin, se integra este estándar en Unity. o Oculus XR Plugin: Plugin propio de Unity que se usa en específico para este trabajo, pues brinda soporte a todos los dispositivos bajo la familia Oculus, entre los que se encuentran las Meta Quest 2, utilizadas para el estudio. Asegura un rendimiento óptimo, y una compatibilidad total, de estos dispositivos con cualquier aplicación desarrollada en Unity. • Modelo de IA generativa MusicGen, concebido por Meta y publicado en octubre de 2023 desde la Universidad de Cornell, bajo la licencia MIT, en la plataforma Hugging Face. Genera una pista de música, en mono o en estéreo, de hasta 30 segundos, basándose en un estímulo (prompt), o referencia melódica, introducidos por el usuario, permitiendo así un alto grado de control y flexibilidad sobre el resultado generado. A diferencia de enfoques anteriores en la generación de música mediante IA, donde se utilizaban múltiples métodos concatenados (como arquitecturas jerárquicas o sobremuestreo), MusicGen simplifica su arquitectura, que parte de un modelo de lenguaje creado en una red neuronal de tipo Transformador 2 autorregresivo (es decir, que predice el siguiente elemento en una secuencia en base a las entradas previas, lo que en música se traduce en que se mantiene una progresión natural), y de una 2 Un transformador es un tipo de red neuronal en el que, a través de su mecanismo de autoatención se le da un peso diferente a cada parte de la entrada. Es muy utilizado en el procesamiento del lenguaje y la visión artificial [139], [140], gracias a su gran capacidad de procesamiento de secuencias, identificando relaciones entre fragmentos de datos, y extrayendo su significado. de empezar, a modo de introducción al programa. A continuación, se explicará en detalle cada una de las escenas mencionadas. 5.2.1. Estructura basada en escenas Antes de comenzar a describir cada escena, es deseable definir aquello que todas tienen en común. En el contexto de este trabajo es el GameObject XR Origin (XR Rig), que provee al usuario de principalmente dos cosas: • Camera Offset (Compensación de la cámara): Objeto que coloca una cámara en el escenario, y que la configura de forma que sea completamente compatible con su uso en VR. Esto incluye la sincronización del movimiento de la cabeza con el de la cámara, aparte del modelado y seguimiento de los mandos y su movimiento dentro del entorno. Contiene, además, objetos adicionales que serán explicados directamente en aquellas partes del programa que hagan uso, o modificaciones sobre ellos. • Locomotion (Locomoción): Objeto que gestiona el movimiento del usuario dentro del entorno. Es importante recalcar que gestiona sus cambios de posición, ya sean desplazamientos, giros, o saltos. Es completamente independiente del movimiento de la cámara/cabeza. Es conveniente, además, mencionar que en cada escena se mencionarán los scripts utilizados, pero la funcionalidad detallada de cada uno de ellos se describirá en un apartado exclusivo. Una vez definidas estas piezas fundamentales de la experiencia, se puede entrar en detalle de cada una de las escenas. 5.2.1.1. Escena de apertura Esta es la primera escena en la que se coloca al usuario. De unos breves 10 segundos de duración, consiste en un simple ambiente oscuro, en el que se proyectan el título de este trabajo y el nombre de su autor en una pantalla (Fig. 17, 18), a modo de presentación. Tras esto, se hace un efecto de fade-out-fade-in 4 hacia la siguiente escena. Figura 17: Escena de apertura, vista desde el editor. 4 El efecto fade-out consiste en el apagado gradual de la pantalla. Paralelamente, el fade-in consiste en el encedido gradual de ésta. Son comúnmente utilizados en conjunto para hacer transiciones entre escenas, o niveles, de forma suave y agradable a la vista. 29 Figura 18: Escena de apertura, vista en ejecución. En el aspecto estructural, esta escena es la más simple de toda la experiencia, pues no tiene ningún tipo de script con el que pueda interactuar el usuario, más allá que el del cambio de escena y transición, que se detallará más adelante. Por un lado, el entorno está compuesto por una esfera y un plano a modo de suelo, ambos de color negro, simulando una cúpula oscura (efecto óptico que se utilizará recurrentemente en la experiencia); iluminando el entorno se encuentra una luz direccional, que apunta directamente a la pantalla, creada utilizando un plano, también negro. Por otro lado, el texto mencionado en la descripción se implementa mediante 3 objetos de texto, enlazados al plano de la pantalla. Al entrar en la escena, el usuario queda colocado directamente enfrente de la pantalla, en la que aparece el texto poco a poco. Esto se consigue mediante el uso de una animación para cada objeto de texto, en la que su color cambia gradualmente de negro (con el cual no se distingue el texto de la pantalla) a blanco, haciéndolo perfectamente legible. Una vez mostrado todo el texto, se activa la transición hacia la siguiente escena, haciendo uso de un efecto fade-out-fade-in para suavizar dicha transición. 5.2.1.2. Escena de Pantalla del Título Esta es la escena principal, y quizás la más compleja de toda la experiencia. En ella, se prestan al usuario opciones de configuración de la experiencia, se le permite escoger qué tipo de experiencia desea, se le describe cómo navegar por ella, y se le permite terminarla, si así lo desea (Fig. 19 y 20). El objetivo principal de esta escena es el de brindar accesibilidad a todo tipo de personas hacia la experiencia, bien puedan tener problemas auditivos, visuales, o motores, en línea con la Guía de Buenas Prácticas publicada por el propio Meta [152]. En ella, se ofrecen directivas de diseño para brindar al usuario una experiencia agradable y cómoda. Principalmente, y las que se han seguido en el desarrollo de este trabajo son: • Prevención del mareo por movimiento inducido de forma visual: Causado por discontinuidades bruscas entre los estímulos recibidos desde el mundo real y el virtual. En este proyecto, se combate mediante la implementación de un efecto viñeta, que oscurece los límites del campo de visión cuando el usuario se mueve por el escenario. • Prevención de síntomas de epilepsia fotosensible: Los efectos visuales que cambien de forma demasiado rápida pueden causar mareos, dolores de cabeza, o incluso convulsiones a una parte de la población humana, sin importar el rango de edad. Para reducir el riesgo, en este trabajo se evita el uso de dichos patrones visuales, haciendo las transiciones de la forma más suave posible. • Prevención del uso continuado de la VR durante demasiado tiempo: La exposición prolongada a cualquier tipo de pantalla, y más aún, a pantallas tan cercanas al ojo humano, es muy poco recomendable, debido a la fatiga ocular que puede causar, conllevando, además, sensación de saturación o migraña en el usuario. Para combatir esto, se permite que el usuario detenga la experiencia en cualquier momento, además de que se diseña cada experiencia para que tenga una duración corta. • Opciones de accesibilidad para la atención a discapacidades o dificultades: Para cualquier usuario con problemas auditivos o visuales, se incluyen opciones de personalización como ajuste de volumen, ajuste de colores, o ajuste del tamaño de la interfaz. Una vez descrita la importancia de brindar opciones al usuario mediante esta escena, se describen cada una de sus partes: El entorno, al igual que en la escena de apertura, se simula una cúpula haciendo uso de una esfera y un plano que hace de suelo, aunque, en este caso, ambos son de un color azul que complementará toda la interfaz de usuario, siguiendo un estilo de diseño minimalista y moderno. Para aportar dinamismo y profundidad, se hace uso de 9 fuentes de luz de distintos colores, que mediante un script se mueven de forma aleatoria por el entorno. Figura 19: Escena de Pantalla del Título, vista desde el editor Figura 20: Pantalla del título, vista en ejecución. Al entrar a esta escena, se coloca al usuario frente a la interfaz de usuario. Ésta le da la bienvenida y le ofrece tres opciones: comenzar la experiencia, configurarla, o salir de ella. A la vez, se colocan en primer plano dos gráficos animados: a la izquierda se dan nociones básicas sobre qué botones utilizar para moverse (palanca del mando izquierdo) por el entorno e interactuar con la interfaz (gatillo izquierdo), mientras que a la derecha se hace saber que, manteniendo un botón (gatillo derecho), es posible finalizar bruscamente la experiencia, inclusión hecha a modo de “botón de emergencia”, en caso de incomodidad o molestia al usuario. Estos gráficos 31 se mantienen en pantalla durante 10 segundos, antes de desaparecer, haciendo uso de un script (Fig. 21B). Por otro lado, en esta escena es donde entra en juego por primera vez la IA Generativa MusicGen, implantada en un script y descrita en el apartado de Materiales y Métodos. Para acompañar a la pantalla del título, comenzar a crear un ambiente inmersivo que llame la atención del usuario, y que éste se familiarice con la música ambient que escuchará en las experiencias, se utiliza esta herramienta para generar una pista ambient sin derechos de autor, siguiendo así con la naturaleza de código abierto de la aplicación (Fig. 21A). Durante la generación de la música, aparecerá brevemente un gráfico en la pantalla que indicará que se está creando; desaparecerá una vez ésta empiece a sonar, al ser asignada a un objeto de fuente de audio colocado en el centro del entorno. Para aportar profundidad al entorno, la fuente de audio cuenta con reconocimiento de la distancia a la cámara y ajusta el volumen o añade reverberación en función de ésta. Figura 21: (a) Configuración de la fuente de audio 5 . (b) Objetos que conforman los gráficos de tutorial y carga de la música. Antes de comenzar a explicar el funcionamiento de esta escena, y de la experiencia en general, es importante aclarar algunos conceptos: • La interfaz de usuario es el medio de comunicación de un usuario con el sistema. Ésta le permite visualizar información relevante, configurar la aplicación, e interactuar directamente con ella. • La interfaz de usuario de esta aplicación se basa en el uso de GameObjects de tipo Canvas. Un Canvas es un tipo de GameObject padre diseñado especialmente para que se coloquen en él, como hijos, los elementos de la interfaz. Su existencia permite ver, e interactuar con estos elementos. • Un GameObject padre forma parte de una jerarquía de objetos, dentro del cual se pueden colocar hijos. Un hijo, dentro de un padre, dependerá de él, y todos los cambios que se hagan al padre (posición, escala, etc.) afectarán a todos los hijos. • La navegación por la interfaz de usuario se hace, en su mayoría, mediante el uso de botones. Es importante recalcar que, en este programa, toda la navegación entre páginas de la interfaz se lleva a cabo provocando que el botón del cambio desactive el Canvas de la página en la que está, y active el Canvas de la siguiente. Una vez el usuario entre en la escena cargue la música y se familiarice con los controles, llega el momento de que comience a interactuar con la interfaz de usuario. El orden natural pasaría por configurar la experiencia y, una vez configurada, darle comienzo. Si se sigue ese orden para el desglose de cada apartado: 5 En la fuente de audio aparece que no hay ninguna fuente de audio. Esto es debido a la configuración de la IA Generativa, que se asocia a la fuente de audio tras generar la pista de audio. Figura 22: Primera página de la pantalla de configuración. La primera página de la configuración de la experiencia (Fig. 22) ofrece tres opciones: 1. Volumen de la música: Objeto slider que, mediante un script asocia el valor seleccionado a un mezclador de volumen. Dicho mezclador está, a su vez, asociado a todas las fuentes de audio del programa, por lo que esta opción hace de control maestro del volumen. El valor mínimo de la configuración apaga la música por completo. 2. Tamaño de la interfaz: Opción integrada para hacer la interfaz más accesible a personas que puedan tener problemas de visión. Mediante dos botones asociados a un script, redimensiona todas las interfaces de usuario de la experiencia al gusto del usuario. 3. Vibración de los mandos: Opción implementada mediante dos objetos toggle. Activada por defecto, al desactivarla se reemplazan automáticamente los GameObjects internamente relacionados con los mandos, integrados en XR Origin (XR Rig), por réplicas exactas, pero con con la vibración desactivada. Al pie de la pantalla se encuentran dos botones, uno para avanzar a la siguiente página, y otro para volver al menú principal. Al pulsar el botón de siguiente página, y avanzar: Figura 23: Segunda página de la pantalla de configuración. 33 Esta página (Fig. 23) ofrece dos opciones: 4. Efecto Viñeta: Opción de accesibilidad, activada por defecto e implementada mediante dos toggles, de forma similar a la vibración de los mandos, activando o desactivando el GameObject correspondiente. El efecto viñeta consiste en el oscurecimiento de los extremos de la pantalla (en el caso de la VR, del campo de visión) para aumentar la inmersión, reducir la fatiga ocular y suavizar el efecto incómodo que puedan provocar en el usuario movimientos, o giros bruscos de cámara. 5. Color de los rayos: Otra opción de accesibilidad, pensada para personas con dificultad para distinguir colores. Se ofrecen seis colores para los rayos que parten de los mandos, utilizados para apuntar a la interfaz de usuario: blanco (por defecto), negro, rojo, azul, o amarillo. Implementada mediante toggles, de forma similar al efecto viñeta y la vibración, el cambio en la opción seleccionada alterna entre qué GameObject de tipo rayo se activa o desactiva. Al igual que en la página anterior, al pie de página se encuentran un botón para volver a la página anterior, y otro para volver directamente al menú principal. Si ahora el usuario volviese al menú principal, y seleccionase la opción de comenzar la experiencia se encontraría con la siguiente pantalla (Fig. 24): Figura 24: Instrucciones de la experiencia. Se muestra una pantalla previa a la selección de escena, en la que se explica al usuario en qué va a consistir el experimento. En rojo (para llamar la atención del lector) se advierte sobre la posibilidad de sentir malestar, y se le indica qué hacer (se le recuerda, por si fuese necesario, la existencia del botón de emergencia). Al pie de la pantalla, se encuentran dos botones: uno para volver al menú principal, y otro para avanzar a la selección de escena. Este último se encuentra desactivado durante diez segundos, con una cuenta atrás implementada mediante un script, con la intención de que el usuario tenga que pararse a leer todas las instrucciones antes de avanzar, sin poder saltar esta pantalla. Una vez esperado el tiempo de cuenta atrás, se activa el botón y, si el usuario avanza, se le presenta la siguiente escena (Fig. 25): Figura 25: Pantalla de selección de escena. En esta pantalla se presentan cuatro botones: tres para seleccionar un tipo de experiencia, y otro para volver al menú principal. Si el usuario selecciona una, se muestra lo siguiente (Fig. 26): Figura 26: Pantalla de confirmación de la selección. En esta pantalla, la última antes del cambio de escena, se explica al usuario en qué consistirá la experiencia, se le indica su duración, y se le presentan dos botones: uno para comenzarla, y otra para volver a la pantalla anterior. Si el usuario pulsa el botón “Comenzar”, se activa el script de transición de escena, que introducirá un efecto de fade-out, antes de cambiar a la escena elegida. Cabe destacar que las pantallas de confirmación de las tres experiencias disponibles son prácticamente iguales, con la única variación del texto en el que se describe la experiencia, y su duración, razón por la que solamente se ha descrito una. 5.2.1.3. Escena de Experiencia de Color Esta escena es la primera opción disponible en la lista de escenas que el usuario puede elegir. En ella, se le expone a un entorno de un color muy intenso durante cierto tiempo y se le encuesta al respecto. Su entorno se compone, al igual que en las escenas anteriores, de una esfera y un suelo oscuros, a modo de una cúpula, que da 35 la impresión de estar apagada (Fig. 27). En el centro, se encuentra un panel con un texto de bienvenida a la experiencia, además de un único botón, en el que se lee “Comenzar experiencia”. Figura 27: Experiencia de color, vista desde el editor. Cuando se entra en esta escena, se posiciona al usuario justo delante del panel, para que éste se fije directamente en él (Fig. 28). Una vez que el usuario pulsa el botón, se activa la ejecución de un script que se encarga de que el panel desaparezca, y la cúpula se encienda de un color intenso (Fig. 29). Para aportar dinamismo a la experiencia y mantener la atención del usuario, se añaden, además, luces en movimiento aleatorio, de forma similar a aquellas incluidas en la pantalla del título. El escenario se mantiene así durante una cantidad predeterminada de tiempo y, una vez transcurrido éste, el entorno se vuelve a apagar, indicando el fin de la experiencia. Figura 28: Experiencia de color en ejecución, antes de empezar. Figura 29: Experiencia de color en ejecución. Una vez terminada la experiencia, la esfera volverá a apagarse, y aparecerá un nuevo panel en el mismo lugar en el que se encontraba el de bienvenida, indicando al usuario que la experiencia ha terminado y mostrándole los siguientes pasos a seguir (Fig. 30). En concreto, se le indica que debe rellenar una encuesta sobre su experiencia acerca de la utilización de la aplicación. En el panel se encuentra un botón para dar comienzo a la encuesta. Esta encuesta es la primera instancia de uso de la extensión VRSTK, y en concreto, del GameObject preconfigurado VRQuestionnaireToolkit y los scripts que éste incluye, gracias a los cuales es posible la exportación de las respuestas del usuario a un archivo externo, para su posterior procesado (Fig. 31). Figura 30: Panel que da comienzo a la encuesta de color. 37 Figura 31: Página de inicio de la encuesta de color. Una vez el usuario rellene la encuesta y la entregue, se le agradece su participación en ella, y se le indica que puede terminar la ejecución del programa. Al hacerlo, se activa automáticamente el script de VRSTK que escribe los resultados. 5.2.1.4. Escena de Experiencia de Música Esta escena es la segunda opción que se le presenta al usuario. En ella, se le expone a un único estímulo, de tipo auditivo, durante un tiempo predeterminado. Su entorno es bastante similar al de la escena de presentación del programa, simulando una cúpula completamente a oscuras utilizando una esfera y un suelo completamente negros (Fig. 32). En el centro, se encuentran un panel de bienvenida, resaltado por una fuente de luz justo encima de él. Al igual que en la experiencia de color, en el panel se encuentra un botón para dar comienzo a la experiencia. Figura 32: Experiencia de color, vista desde el editor. Cuando se entra en esta escena, se posiciona al usuario justo delante del panel, único objeto iluminado del entorno, para que éste se fije directamente en él (Fig. 33). Una vez que el usuario pulsa el botón, se activa la ejecución de un script que se encarga de que tanto el panel, como la luz que tiene encima, desaparezcan, Figura 43: Código en C# del script "SceneTransitionManager". 3. SceneChange Script (Fig. 44) similar al anterior, con la única peculiaridad de que ha sido diseñado para ejecutarse automáticamente en la escena de presentación del programa tras 5 segundos desde que esta comience, aspecto que se consigue ejecutando la corrutina desde el apartado “Start” del script, y añadiendo una variable decimal flotante “delay”, que se utilizará para indicar un retraso (en segundos) a la ejecución del script, a través de la sentencia “yield”, antes de ejecutar el fade-out y el cambio de escena. Figura 44: Código en C# del script "SceneChangeAfterTime". 4. VRExitOnTrigger: Script (Fig. 45) desarrollado para implementar el “botón de emergencia” mencionado anteriormente. Recibe como parámetros el objeto asociado al gatillo del mando derecho “rightTriggerAction”, y una variable decimal flotante “holdDuration”, que indicará el número de segundos durante los que hay que mantener pulsado el gatillo para dar fin a la experiencia. Si se describe por partes: Las funciones “OnEnable” y “OnDisable” se ejecutan al activar o desactivar el objeto al que se ligue el script, respectivamente. Principalmente, asocian y desasocian la acción de pulsar el gatillo a la llamada de los métodos “OnTriggerPressed”, y “OnTriggerReleased”, que activan o desactivan la bandera booleana “isTriggerPressed” que, como su nombre indica, registra si el gatillo está pulsado, o no (en el caso de “OnTriggerPressed”, se reinicia también un contador que se explicará a continuación). La parte principal del script se encuentra en el método “Update” 9 , en el que, si la bandera “isTriggerPressed" está activada (es decir, se está pulsando el gatillo), se aumenta el contador de tiempo “triggerHoldTime”, mencionado anteriormente. Cuando dicho contador alcance el valor que se le indicó a la variable “holdDuration” (es decir, cuando el gatillo se mantenga pulsado durante el tiempo deseado), se ejecutará el método “ExitApplication”, definido más abajo. Este método termina la ejecución del programa, y dependiendo de si se está ejecutando en el simulador del Unity Editor, o en hardware real, lo 9 Nombre de método reservado en Unity, que hace que se ejecute en cada fotograma que pasa. 45 hace de una forma u otra. Este script se asocia directamente al GameObject XR Origin (XR Rig), presente de forma perenne a lo largo de todo el programa, de forma que su ejecución es posible en cualquier momento. Figura 45: Código en C# del script "VRExitOnTrigger". 5. DontDestroy: Script (Fig. 46) muy sencillo que se encarga de mantener la existencia de los GameObjects a los que se asocie, incluso al cambiar de escenas. Consta de una única instrucción, dentro del método “Start”, que aplica la propiedad Don’t Destroy On Load (no destruir en la carga, en inglés) al GameObject asociado. Este script se encuentra presente dentro de todos aquellos objetos cuya existencia interesa mantener durante todo el programa. El caso principal es el de “XR Origin (XR Rig)”, contenedor de todo aquello relativo a la VR, desde la cámara hasta el seguimiento del movimiento y las acciones. Figura 46: Código en C# del script "DontDestroy". 6. Countdown: Script (Fig. 47) que simula la cuenta atrás, y la activación de un botón, tras 10 segundos. Recibe por parámetros una variable de tipo decimal flotante “delay”, que indica el tiempo (en segundos) entre cada cambio de número, un objeto de tipo botón “startButton”, que servirá de activador de la cuenta atrás, otros dos botones “button1” (botón no interactuable) y “button2” (botón interactuable), y 10 GameObjects de tipo texto, cada uno asociado a un número de la cuenta. Como este script asocia una acción a la interacción con un GameObject, lo primero que se hace, al cargar la escena (es decir, en el método “Start”), es asignarle un ActionListener 10 al botón, si éste existe. Dicho ActionListener hace una llamada al método “startCount” que, a su vez, ejecuta el método “Cuenta” como corrutina. Dicho método “Cuenta” fuerza, de forma visual, la animación de una cuenta atrás, activando y desactivando los GameObjects ligados a cada número cada segundo, dando la impresión al usuario del paso del tiempo. Al terminar la cuenta atrás, desactiva “button1”, haciéndolo desaparecer, y activa “button2”, haciendo que aparezca, y permitiendo al usuario interactuar con él. Se encuentra implementado 10 Un ActionListener es un componente muy utilizado en los lenguajes de programación orientados a objetos (como es el caso de C#) para asignar la interacción con un objeto a la ejecución de un bloque de código. Cuando se le asigna, se dice que el objeto queda “a la escucha” de la interacción. en el panel de instrucciones y advertencias, dentro de la escena de pantalla del título. Figura 47: Código en C# del script Countdown. 7. ConfigureVolume: Script (Fig. 48) que permite el ajuste del volumen mediante el uso de un objeto slider. Recibe como parámetros un objeto de tipo AudioMixer “AudioMixer”, mezclador de audio que se ajustará, y otro objeto, de tipo Slider “volumeSlider”, que ajustará el volumen según su valor. Cuenta con dos métodos principales, “setVolumen”, y “loadVolumen”. El primero toma el valor de “SliderVolumen”, lo convierte a escala logarítmica mediante la expresión 20 × 𝑙𝑜𝑔10(𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛), y lo aplica en el mezclador. Acto seguido, guarda dicho valor logarítmico, bajo el nombre “saveVolumen”. Este nombre se queda guardado de forma permanente en el programa, de forma que el método “loadVolume” puede acceder a él al comenzar el programa (reflejado en el método “Start”), para mantener el volumen entre sesiones de uso, y entre escenas. Este script se encuentra implementado en los sliders de volumen presentes en la escena de la pantalla del título, y en las experiencias de música, y de música e imagen. Figura 48: Código en C# del script "ConfigureVolume". 47 8. removeGraphicsAnimation: Script (Fig. 49) que simula una animación mediante el activado y desactivado de los GameObjects que recibe como parámetros (“graphic1”, “graphic2” y “graphic3”), junto al tiempo que tiene que pasar entre cada cambio de objeto “delay”. Estos GameObjects serán gráficos explicativos con ligeras variaciones, que, al activarse y desactivarse entre sí, simularán estar animados. Al pasar 10 segundos, este script desactiva los gráficos, que desaparecen. Figura 49: Código en C# del script removeGraphicsAnimation. 9. randomMovement: Script (Fig. 50) que transforma la posición del GameObject al que va ligado, sin necesidad de que se le pase como parámetro. Recibe como parámetros los números decimales flotantes “moveSpeed”, “m_PositionY” y “movementRange”, que representarán la velocidad de movimiento, la posición dentro del eje y en la que se encuentra el objeto, y el rango de coordenadas dentro de un mismo eje en el que se moverá. Al comienzo de la escena, se establece en qué posición se encuentra el objeto, y se graba en un vector de 3 dimensiones, representando la posición objetivo, sobre el que se operará cada fotograma en el método “FixedUpdate”. En esta operación, se comprueba si el objeto ha alcanzado la posición deseada. Si no lo ha hecho, se mueve hacia ella, y si lo ha hecho, se calcula, de forma aleatoria, una nueva posición objetivo, y se vuelve a empezar. Figura 50: Código en C# del script randomMovement. 10. Exit: Script (Fig. 51) sencillo que crea para su vinculación al botón de salida en la pantalla de inicio. Cuenta con una única función que, al ser llamada, manda un mensaje por consola que indica que se está saliendo. Acto seguido, comprueba en qué entorno se está ejecutando la aplicación (es decir, si se está ejecutando en el simulador del propio editor, o si es una aplicación compilada ejecutándose directamente en las gafas). Dependiendo de en cuál de los dos se esté ejecutando, se ejecuta el comando correspondiente para terminar la ejecución. Figura 51: Código en C# del script "Exit". 11. ScaleOnButton: Script (Fig. 52) encargado de cambiar el tamaño de la interfaz de usuario al pulsar un botón. Recibe como parámetros dos botones, “buttonPlus” y “buttonMinus”, que agrandarán o achicarán la interfaz, respectivamente, y un número decimal flotante “scale”, que indicará la escala a aplicar en cada operación. Al comenzar el programa (función “Start”), se asigna un ActionListener a cada botón, que llama a su respectiva función, “scaleUp” para agrandar, o “scaleDown” para achicar. Cada una de estas funciones toma la escala y posición del objeto al que se le asigne el script (en el caso de uso de esta aplicación, la interfaz de usuario), y le suma (o resta) un vector en 3 dimensiones con el valor de la escala, es decir, transforma su tamaño y posición en las tres dimensiones por igual. Es importante remarcar que la posición se transforma a la vez que la escala como método correctivo, pues al transformar la escala de un GameObject plano, dicha transformación ocurre hacia una dirección, causando que el centro del objeto se desplace poco a poco. Figura 52: Código en C# del script "ScaleOnButton". 12. colorExperience: Script (Fig. 53A) encargado del funcionamiento de la experiencia de color. Recibe cinco parámetros: “runtime”, un número decimal flotante que determinará la duración de la experiencia (en segundos), “startButton”, botón que dará comienzo a la experiencia, “colorSphere” y “colorPlane”, GameObjects que conforman el entorno coloreado, y “questionnaire”, GameObject perteneciente a las encuestas del paquete VRSTK. Al comenzar el programa, se asigna un ActionListener a “startButton”. Al 49 pulsarlo, éste llamará a la función “callCoroutine”, que desactivará el botón, para mantener la experiencia limpia, y sin ningún tipo de interfaz de usuario. A continuación, comenzará la corrutina “startExperience”, que simplemente esperará el tiempo indicado por la variable “runtime”, desactivará el entorno coloreado, y activará las encuestas para que el usuario la rellene. Es importante notar que la activación del entorno coloreado no se hace desde este script, sino que se puede llevar a cabo en el inspector, desde el apartado “On Click” del propio “startButton”, que ofrece la posibilidad de configurar acciones simples al interactuar con él (Fig. 53B). Figura 53: (a) Código en C# del script "colorExperience". (b) Vista del “startButton” en el inspector, desde donde se activa el entorno coloreado. 13. MusicExperience: Script (Fig. 54A) encargado de la experiencia de música. Recibe seis parámetros: “runtime”, un número decimal flotante, que determina la duración de la experiencia (en segundos), “startButton”, botón que dará comienzo a la misma, “musicSource” y “lightSource”, GameObjects correspondientes a fuentes de música, y luz, respectivamente, “UI”, GameObject correspondiente a la interfaz de usuario que se mantendrá activa durante la experiencia, para el control del volumen, y “questionnarie”, GameObject perteneciente a las encuestas del paquete VRSTK. Al comenzar el programa, se asigna un ActionListener al “startButton”, y al interactuar con éste se llamará a la función “callCoroutine”. Ésta desactivará el botón y la fuente de luz, dejando al usuario completamente a oscuras, y llamará a la corrutina “startExperience”, que al igual que la experiencia de color, esperará el tiempo indicado mediante la variable “runtime”, y al finalizar éste, desactivará la música y el control de su volumen, y activará la fuente de luz y la encuesta. Es importante notar que la activación de la música y del control de su volumen no se activan mediante script, sino que se hacen desde el inspector, en el propio “startButton” (Fig. 54B). Figura 54: (a) Código en C# del script "musicExperience". (b) Vista desde el inspector del "startButton", donde se activa la música. 14. completeExperience: Script (Fig. 55A) que se encarga de la experiencia de música e imagen. Recibe seis parámetros: “runtime”, un número decimal flotante, que determina la duración de la experiencia (en segundos), “startButton”, botón que dará comienzo a la misma, “musicSource”, GameObject correspondiente a una fuentes de música, “greySphere”, GameObject que conforma el entorno, antes de aplicar la imagen a la experiencia, “UI”, GameObject correspondiente a la interfaz de usuario que se mantendrá activa durante la experiencia, para el control del volumen, y “questionnarie”, GameObject perteneciente a las encuestas del paquete VRSTK. Al comenzar el programa, se asigna un ActionListener al “startButton”, y al interactuar con éste se llamará a la función “callCoroutine”. Ésta desactivará el botón y la esfera sin imagen, dejando al descubierto una segunda esfera, en la que se encuentra la imagen, y llamará a la corrutina “startExperience”, que al igual que las dos anteriores experiencias, esperará el tiempo indicado mediante la variable “runtime”, y al finalizar éste, desactivará la música y el control de su volumen, y activará la esfera sin imagen y la encuesta. Es importante notar que la activación de la música y del control de su volumen no se activan mediante script, sino que se hacen desde el inspector, en el propio “startButton” (Fig. 55B). Figura 55: (a) Código en C# del script "completeExperience". (b) Vista desde el inspector del “startButton”, desde el que se muestra la imagen. 51 5.2.5. Estructura modular de las escenas e instrucciones de personalización Anteriormente, en este capítulo, se mencionó que cada escena sigue una estructura modular. En este apartado se mostrarán dichas estructuras, se mencionarán qué aspectos se pueden personalizar, y se explicará cómo hacerlo: 1. Escena de créditos de apertura (Fig. 56): En esta escena, los GameObjects se distribuyen en tres grupos (cada uno de ellos, un GameObject padre, para mantener organización). Dentro de “Credits” (que es un objeto de tipo canvas) se encuentran tres objetos de tipo texto, cada uno con información distinta (nombre del autor del trabajo, nombre del grado, etc.), que se enseñarán en distintos momentos. Paralelamente, dentro de “Environment” se encuentran todos los objetos que conforman el entorno de la escena (la esfera, el plano del suelo y las luces), y en “VR” se encuentran los objetos predefinidos de Unity que permiten la creación y simulación de la aplicación en VR. Esta escena no es personalizable de cara al experimento. Figura 56: Estructura modular de la escena de apertura. 2. Escena de pantalla del título (Fig. 57): En esta escena, los GameObjects se distribuyen, de nuevo, en tres grupos. Dentro de “VR” y “Environment” se encuentran, de nuevo, los objetos que permiten la VR y los que conforman el entorno, respectivamente, mientras que el grueso de esta escena se encuentra en “UI”, donde se concentra la totalidad de la interfaz de usuario. Dentro de este grupo, existen cuatro subgrupos, cada uno correspondiente a una página de la interfaz, con sus correspondientes objetos de tipo texto, botón o toggle. Esta escena tampoco es personalizable de cara al experimento. Figura 57: Estructura modular de la escena de pantalla del título. 3. Escena de experiencia de color (Fig. 58): Esta experiencia está dividida en cuatro grupos, siendo “Environment” y “UI” de composición similar a las anteriores, destacándose los GameObjects “customizableSphere” y “customizableFloor”, desactivados por defecto, que marcarán la experiencia en sí. Los grupos “VRQuestionnaireToolkit” y “Questionnaires” están relacionados con la activación y uso de las encuestas. El objeto “Questionnaire” cuenta con una primera página de encuesta, a modo de bienvenida, mientras que “VRQuestionnaireToolkit” es la encuesta en sí, generada externamente por los scripts de VRSTK. Figura 58: Estructura modular de la escena de la experiencia de color. En esta escena es posible la personalización en varios aspectos: si el experimentador desea cambiar el color que se le muestra al usuario, los pasos a seguir son los siguientes (Fig. 59): 1. Dentro de “Environment”, se encuentran dos GameObjects, llamados “customizableSphere”, y “customizableFloor”, correspondiéndose con la esfera y el suelo coloreados. 2. Dentro de los Assets del proyecto, accediendo a la carpeta “Materiales” se encuentran disponibles diversos materiales, de distintos colores. 3. Si se arrastra uno de estos materiales con el ratón hacia los objetos mencionados en el apartado “Hierarchy” de la pantalla, se le asignará dicho material, y su color cambiará. Figura 59: Materiales disponibles para asociar a la esfera de color (a la derecha), y objetos en la jerarquía de la escena (a la izquierda). Otra característica personalizable es el tiempo que dura la experiencia. Para ello (Fig. 60): 1. Si se hace click en el GameObject padre “Environment”, se abrirá el inspector. 53 2. Dentro de éste, se encuentra el script que controla la experiencia de color, donde se pueden ver todos los parámetros que recibe. Modificando el valor de “runtime” (en segundos) es posible ajustar la duración de la experiencia según sea necesario. Es importante notar que, durante el desarrollo y pruebas de la experiencia, se ajusta un tiempo de duración de experiencia de 10 segundos, tiempo suficiente para comprobar su funcionamiento, sin retrasar el desarrollo de la misma. Figura 60: Script controlador de la experiencia de color, asociado al objeto "Environment", donde se ven sus parámetros. 4. Escena de experiencia de música (Fig. 61): Al igual que la de color, esta experiencia está dividida en cuatro grupos con las mismas funciones, con la diferencia destacable de que, en “Environment”, se encuentra también un GameObject correspondiente a la música, llamado “musicSource”, desactivado por defecto. Figura 61: Estructura modular de la escena de la experiencia de música. En esta escena, son personalizables dos aspectos: si el experimentador desea cambiar el tipo de música generada por MusicAI, los pasos a seguir son los siguientes (Fig. 62): 1. Dentro de “Environment”, se encuentra el GameObject “musicSource”. 2. Dentro de éste, se encuentra el script de generación de música, junto a los parámetros que recibe. Modificando la frase dentro de “Prompt”, el estímulo que se le pasa al modelo de IA, este script generará una pista de audio distinta. El estímulo por defecto es “Create a soothing ambient music track with ethereal pads, soft piano melodies, and subtle atmospheric textures. The composition should evoke a sense of tranquility, space, and introspection, with a slow tempo and evolving soundscapes. Use reverb and delay effects to create a deep, immersive experience 11 ”, que creará una pista de música electrónica ambient. 11 “Crea una pista de música ambiental relajante con pads etéreos, suaves melodías de piano y sutiles texturas atmosféricas. La composición debe evocar una sensación de tranquilidad, espacio e introspección, con un tempo lento y paisajes sonoros en constante evolución. Usa efectos de reverberación y retardo para crear una experiencia profunda e inmersiva”. 5. RESULTADOS TEÓRICOS n este capítulo, y tras haber finalizado la puesta en contexto y el análisis del estado del arte, se procederá a la extracción de resultados conceptuales y bases teóricas que validan la hipótesis inicial que inspiró la investigación. Como primera aproximación, el análisis de las publicaciones en materia de realidad virtual consigue consolidarla como una herramienta extraordinaria para lo que busca este estudio. Su capacidad de generar una sensación inmersiva de presencia en un entorno virtual consigue que el usuario reaccione como si estuviese dentro de él. Esta inmersión es posible gracias a la anulación de estímulos externos, y a la coherencia del entorno creado, eliminando distracciones para el usuario y centrando toda su atención en los estímulos que recibe. Además, la sencillez de desarrollo para esta herramienta posibilita una exploración en gran profundidad de estados emocionales complejos, gracias al alto grado de control e interacción que ésta ofrece. Por otro lado, la revisión de bibliografía musical confirma a la música como una gran forma de inducir emociones, pudiendo determinar y potenciar estados de ánimo con la manipulación de sus propiedades (ritmo, tono, timbre, etc.), evidenciado por la creación de conceptos como la valencia y la activación, en las escalas de emociones. En concreto, se pone a la música electrónica como gran candidata para esta tarea, gracias a su flexibilidad y facilidad de manipulación, consiguiendo crear paisajes sonoros dinámicos diseñados de forma muy exacta, buscando un resultado específico. Otro hallazgo sustancial se encuentra en la visible sinergia entre los estímulos visuales y los sonoros cuando el receptor se encuentra en un entorno inmersivo. Si ambos estímulos tienen cierta coherencia entre sí, éstos reforzarán la sensación de inmersión y de presencia, consiguiendo así hacer la experiencia más creíble, y potenciar en gran medida la respuesta emocional producida. La manipulación de variables visuales en respuesta a parámetros musicales consigue que los estímulos se absorban de forma eficaz, modulando la valencia y activación emocional, según se desee. En pos de los modelos emocionales mencionados, que definen la valencia y la activación, es destacable mencionarlos como resultado bibliográfico, pues proporcionan un marco teórico que ayuda a comprender las emociones humanas. Su aplicación en las experiencias de VR desarrolladas para otros estudios implica el diseño, selección y manipulación de estilos visuales y sonoros para potenciar el efecto que éstas buscasen, potenciándolo aún más si se éstos se consiguen armonizar de forma consistente. Por último, la exploración de la generación de pistas de audio a través del uso de la IA, y la posibilidad de su integración en entornos de VR ha conseguido abrir la puerta hacia la creación de experiencias completamente personalizables y adaptativas de forma muy sencilla, pudiendo lograr un grado de inmersión sin precedentes. Estas exploraciones del estado del arte ayudan a conseguir una intersección entre distintas áreas de conocimiento e investigación que no han sido muy estudiadas en su conjunto. La relación establecida entre música electrónica, emociones, y realidad virtual, a partir de los resultados de numerosos estudios en cada campo (Fig. 70), ayudan a sentar una rotunda afirmación ante el objeto de estudio, es decir, como primer resultado se puede afirmar que la combinación de estas disciplinas y tecnologías puede ofrecer resultados viables. Figura 70: Porcentaje de cada área de conocimiento en la bibliografía analizada. E 61 6 RESULTADOS PRÁCTICOS n este capítulo, tras el análisis de los resultados teóricos, que confirman la viabilidad de continuidad de la investigación y tras la construcción, testeo, y análisis de la herramienta en VR, se procederá explicar sus características clave, se comparará con herramientas similares existentes, y se extraerán resultados prácticos. El uso de herramientas tan accesibles a la comunidad científica, como son el entorno de desarrollo Unity 6, las Meta Quest 2, y el estándar OpenXR, así como el desarrollo de la experiencia en consonancia con las guías de buenas prácticas ofertadas por Meta, acentúan un compromiso con la comunidad científica, brindando la posibilidad de fácil replicación de estudios y accesibilidad al programa. Siguiendo en esta línea, el diseño modular y escalable de la aplicación establece una base cuyo uso puede permitir una investigación robusta, rigurosa, y fiable. Dicha modularidad se manifiesta de las siguientes formas: • División en escenas individuales, diseñadas especialmente para explorar diversos enfoques de inducción emocional, y con distintos estímulos, lo que permite el ajuste individual de cada una de ellas, o incluso la inclusión de nuevas escenas de forma sencilla y rápida. • Organización de cada escena en grupos de GameObjects lógicamente diferenciados, formando una estructura jerárquica que facilita la navegación y edición del proyecto, además de la manipulación precisa de los estímulos (modificación de prompt, inserción de nuevos colores o imágenes, etc.), aspecto crucial para mantener un alto grado de control en cada experimento. Junto a esta característica, la integración del paquete VRSTK ha jugado un papel clave, brindando al proyecto la capacidad de recopilar bases de datos en archivos estructurados, que permiten su almacenamiento, interpretación, y procesado, estableciendo este programa como un instrumento científico valioso y flexible, capaz de generar evidencias empíricas cuantificables. Simultáneamente, la integración de herramientas novedosas como la Inteligencia Artificial Generativa, a través del uso de MusicGen, transforma el panorama investigador actual. La capacidad de generar pistas de audio de forma dinámica, con el simple cambio de un prompt, implica una revolución en el mundo de la investigación, pues: • Se simplifica la creación y búsqueda de estímulos, proceso que tradicionalmente consume mucho tiempo y recursos. Además, con la generación desde cero de pistas musicales mediante IA, se elimina la barrera que suponen las licencias o la necesidad de habilidades de composición musical, acelerando y abaratando los costes de cualquier tipo de investigación que implique estímulos auditivos. • Se permite un alto grado de personalización de los experimentos, pudiendo adaptar en tiempo real los estímulos según las necesidades del estudio, o incluso pre-generarse para cada participante, según se prefiera, atendiendo a preferencias, o estado de ánimo en el que se encuentre durante el experimento, permitiendo así la obtención de valencia y activación emocional deseadas. • Se permite un control sin precedentes del experimento, gracias a la facilidad de generación de estímulos de MusicGen, junto a la versatilidad de la música electrónica, pudiendo extender o mitigar ciertos efectos observables en el experimento, abriendo nuevas vías para la investigación neurocientífica. Además, este trabajo sienta las bases de investigación para la búsqueda de terapias alternativas no invasivas e inocuas para trastornos mentales de distinta gravedad. Gracias a la posibilidad de reestructuración de la DMN que ofrece la inducción de ASCs, se hace posible la búsqueda de la replicación de los efectos de las drogas psicodélicas, en entornos virtuales controlados y seguros, evitando además sufrir los riesgos asociados a ellas (desgaste de los órganos vitales, adicción, etc.). Se ofrece como resultado final un posible avance en la investigación psicofisiológica y el desarrollo de nuevas herramientas de cuidado de la salud mental, de la mano de las nuevas tecnologías. E Como último análisis de resultados, y para contextualizar el valor de esta herramienta, es interesante analizar el panorama actual en el mercado y el mundo académico. Esta búsqueda ha llegado, sobre todo, a los siguientes hallazgos: • Análisis sistemáticos del efecto de diversas aplicaciones de VR en las emociones de quienes las usan, y cómo la inmersividad de ésta puede afectarles (sobre todo en el sector del videojuego) [153], [154], [155]. En dichos estudios, se valida el potencial de la VR para inducir emociones, pero se enfocan en herramientas de ocio, en lugar de buscar herramientas rigurosas de investigación, o con habilidades de recopilación de datos especializadas. Si bien no ofrecen soluciones comparables a la desarrollada en este trabajo, validan la necesidad de creación de herramientas de este tipo. • Se ha encontrado, además, una investigación del año 2024, procedente de la Universidad de Jiangxi, en China, en la que su autor, Dongbiao Luo que desarrolla una herramienta similar, aunque no idéntica a la de este trabajo [156], sin embargo, sigue un enfoque ligeramente distinto. En lugar de introducir estímulos en el usuario y medir su respuesta, Luo define cinco emociones (alegría, asco, tristeza, miedo y calma), y genera un espacio cuyas características evoquen dichas emociones, refinando aspectos como la paleta de colores, el estilo visual, la velocidad de las animaciones, etc. Además, no se menciona el uso de música o de herramientas de IA generativa, ni las pone como un motor principal en la inducción emocional. Además, la herramienta en sí no es accesible de forma pública, por lo que no se ha podido hacer una comparación exacta entre los efectos que consigue, en contraste con los de nuestro estudio. El hecho de que no existan muchas soluciones o herramientas alternativas posiciona este trabajo como una investigación pionera en materia de VR, música electrónica, y neurociencia. Además, pese a la escasez de hallazgos, es remarcable destacar que todos ellos son muy recientes, datando, como mínimo, desde 2021, demostrando un creciente interés en la investigación de estos campos, al que contribuirá significativamente la publicación de este trabajo, ayudando a sentar una base para futuras investigaciones. 63 7 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS n vista a los resultados discutidos, este trabajo ha logrado con éxito el desarrollo de una aplicación en VR que ofrezca una experiencia inmersiva, a través de la manipulación de estímulos visuales y sonoros, para el estudio de la influencia que éstos puedan tener sobre las emociones. Se ha confirmado el potencial de la VR como una herramienta idónea para la modulación de emociones, en conjunto, además, de la música electrónica. La implementación práctica de los aspectos teóricos analizados en la bibliografía demuestra la viabilidad de la experiencia creada, potenciando la respuesta emocional, posicionándose como un prototipo muy avanzado con un potencial considerable. Este trabajo tiene implicaciones variadas, como pueden ser: • Desarrollo de Experiencias Inmersivas: Se proporciona un modelo práctico para el diseño de experiencias de VR, que buscan influir en el estado emocional del usuario, yendo más allá del entretenimiento para explorar aplicaciones más profundas. • Musicoterapia: El enfoque de la inducción emocional a través de la música electrónica y la VR abre puertas para nuevas herramientas en musicoterapia, manejo del estrés, ansiedad o incluso rehabilitación, ofreciendo entornos controlados y personalizados. • Investigación en neurociencia y psicología: La aplicación desarrollada puede servir como una plataforma experimental para estudios futuros sobre cómo el cerebro procesa estímulos multisensoriales en entornos inmersivos y cómo esto afecta la emoción y la cognición. Este trabajo se ha planteado, además, como una base para investigaciones futuras, pudiéndose explorar las siguientes corrientes: 1. Recopilación de datos de forma más avanzada, implicando técnicas de imagen cerebral, y otras mediciones fisiológicas, obteniendo una comprensión más profunda del efecto de la VR. Algunas opciones explorables son: a. Electroencefalografía (EEG): Gracias a su alta resolución temporal, permite monitorizar los cambios en la actividad cerebral en tiempo real, según se induzcan las emociones o los estados alterados de consciencia. b. Resonancia magnética funcional (fMRI): Permitiría identificar las áreas cerebrales activadas durante la experiencia, incluyendo la red neuronal por defecto (DMN), y observar su reestructuración durante la experiencia. c. Mediciones fisiológicas no cerebrales, como pueden ser la conductancia y temperatura de la piel, la frecuencia cardiaca, o los movimientos oculares, proporcionarían más indicadores de la respuesta emocional y fisiológica ante las experiencias, brindando una comprensión y validación más amplia del impacto de esta herramienta. 2. Desarrollo de nuevos tipos de experiencias, o modificación de las existentes, con el objetivo de comprender en más profundidad la psique humana, y maximizar el potencial que ofrece esta herramienta. Algunas formas de hacerlo podrían ser: a. Inclusión de otros tipos de estímulos visuales o sonoros, como pueden ser experiencias con movimiento, experiencias en entornos más elaborados, con estilos artísticos visuales concretos, u otros géneros de música electrónica. La inclusión de la IA generativa en el proyecto facilitará mucho este aspecto, pudiendo llegar a una estimulación mucho más compleja y completa. b. Exploración de otros sentidos, incluyendo nuevos estímulos corporales que puedan potenciar la experiencia, y ofrecer mejores resultados. Algunas posibilidades son la inclusión de respuestas hápticas concretas en los controladores, o en alguna parte del cuerpo del usuario, o estímulos olfativos, ligados a memorias del usuario o a sus emociones. c. La estimulación con luz estroboscópica sobre ojos cerrados es una de las líneas futuras más interesantes, pues es una técnica ya conocida por su capacidad de inducción de ASCs de forma similar a las drogas psicodélicas. En combinación con otros tipos de estímulos, una experiencia en la que se incluyese esta técnica podría brindar unos resultados muy prometedores. E 3. Desarrollo de la terapia en sí, tras la investigación en materia psicofisiológica, sobre la DMN, las emociones, y los ASCs, el objetivo final de la línea de desarrollo abierta con este trabajo llegaría con el desarrollo de un tratamiento alternativo al uso de las drogas psicodélicas, que ofreciese una terapia real, útil, y segura, al mayor número de trastornos mentales posible. Esto se llevaría a cabo en varias etapas, con una primera de ensayos clínicos, que midiese la inducción de emociones, el efecto de la experiencia en la DMN, y comprobase la inducción de ASCs. Es importante también mencionar el tiempo ocupado por cada una de las tareas implicadas en este proyecto (Fig. 71). • Aproximadamente un 5% del tiempo de desarrollo, en las fases más tempranas del proyecto, se empleó en la instalación, familiarización y estudio de Unity, paso crucial para poder llevar a cabo la investigación más adelante, evitando bloqueos técnicos. • Una vez completada esta fase, un 15% del tiempo se utilizó en la recopilación, lectura, y extracción de conclusiones de distintos artículos de los campos de la VR, de la música electrónica, y de neurociencia, para el estudio de viabilidad de este proyecto. • A continuación, aproximadamente un 60% del tiempo se empleó en el desarrollo, prueba, y optimización de la herramienta, desde el prototipo más temprano, hasta la versión finalizada. • Una vez terminados los pasos anteriores, el 20% restante del tiempo se empleó en la redacción de la memoria del trabajo. 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