DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA APLICACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA LA PEDAGOGÍA INFANTIL EN EL AREA DE LAS MATEMATICAS

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1 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA APLICACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA LA PEDAGOGÍA INFANTIL EN EL AREA DE LAS MATEMATICAS JHONNYER ZARQUIS OROZCO RIOS UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍAS PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PEREIRA

2 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA APLICACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA LA PEDAGOGÍA INFANTIL EN EL AREA DE LAS MATEMATICAS JHONNYER ZARQUIS OROZCO RIOS TUTOR MSC. JAMES ANDRES BARRERA MONCADA MSC EN INSTRUMENTACIÓN FÍSICA DIRECTOR DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍAS PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PROYECTO DE GRADO PEREIRA

3 DEDICATORIA Le dedico primeramente mi trabajo a Dios que fue el creador de todas las cosas, el que me ha dado fortaleza para continuar cuando a punto de caer he estado. De igual forma, dedico a toda mi familia, a quienes les debo toda mi vida, les agradezco el cariño y su comprensión, puesto que han sabido formarme con buenos sentimientos, hábitos y valores, lo cual me ha ayudado a salir adelante buscando siempre el mejor camino, por ser mi ejemplo para seguir adelante en el convivir diario y por inculcarme valores que de una u otra forma me han servido en la vida, gracias por eso y por muchos más. 3

4 AGRADECIMIENTOS Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a todas las personas que de forma directa o indirecta han contribuido a que este proyecto haya salido adelante, pero con especial mención a: Mis padres Hugo y Gloria Ines y mi abuela Ana Tulia, por su admirable paciencia, sacrificio y apoyo ofrecido durante estos años pues sin ellos no podría haber llegado hasta este punto. A mi hermano Hugo Andres, por estar siempre como pilar de apoyo tanto en lo académico como en la vida cotidiana, no solo la sangre nos une. Mi sobrina Luna Sofía que ha llegado a dar alegría y luz a mi vida. A mi tutor, James Andres Barrera, por su profesionalismo, conocimientos aportados y ayuda ofrecida durante estos meses. A mis más que compañeros, amigos, tanto de la tecnología como de la ingeniería puesto que han hecho que estos últimos años hayan sido más llevaderos y amenos tanto en la vida académica como en la rutina de la vida. MUCHAS GRACIAS A TODOS! 4

5 TABLA DE CONTENIDO DEDICATORIA... 3 AGRADECIMIENTOS... 4 TABLA DE CONTENIDO... 5 LISTA DE ILUSTRACIONES... 7 LISTA DE TABLAS... 8 SINTESIS... 9 INTRODUCCIÓN OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS CAPITULO MARCO CONTEXTUAL SITUACIÓN PROBLEMÁTICA APORTE TEÓRICO Y PRÁCTICO ALCANCE CAPITULO MARCO TEÓRICO ANTECEDENTES MARCO CONCEPTUAL MARCO TEORICO CAPITULO MODELO TEORICO METODOLOGIA MÉTODO RUP MÉTODO SCRUM ACLARACIONES EN CUANTO A LA METODOLOGIA JUSTIFICACION DEL MODELO DE CICLO DE VIDA INCONVENIENTES EN EL DESARROLLO

6 3.5 PERFIL DEL DESARROLLADOR DEL PROYECTO RECURSOS DE HARDWARE RECURSOS DE SOFTWARE CAPITULO ANALISIS DE SOFTWARE DEFINICIÓN DE REQUERIMIENTOS REQUERIMIENTOS FUNCIONALES REQUERIMIENTOS NO FUNCIONALES REQUERIMIENTOS DE EQUIPO INFORMATICO CAPTURA Y DESCRIPCION DE REQUERIMIENTOS PROCESO DE REQUISITOS JARDINES INFANTILES: NIÑOS: PEDAGOGOS Y TUTORES: CAPTURA DE REQUISITOS FUENTES DE REQUISITOS CLASIFICACION DE LOS REQUISITOS ALCANCE DEL REQUISITO ESPECIFICACION DE REQUISITOS TABLAS DE DESCRIPCION DE LOS REQUISITOS DIAGRAMAS DE CASOS DE USO DIAGRAMAS DE INTERFAZ CAPITULO ANALISIS DE RESULTADOS RESULTADOS OBTENIDOS ATRIBUTOS DE CALIDAD CONCLUSIONES RECOMENDACIONES ANEXOS BIBLIOGRAFIA

7 LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. AR Chemistry Ilustración 2. Corinth Micro Anatomy AR Ilustración 3. BreadBoard Circuit AR Ilustración 4. Libros con RA Ilustración 5. Fuente propia: Marcador Ilustración 6. Componentes para RA Ilustración 7. Ciclo de vida del RUP Ilustración 8. Fuente propia: Entrevista monica colorado Ilustración 9. Fuente propia: entrevista carmenza sanchez Ilustración 10. Fuente propia: Casos de Uso General Ilustración 11. Fuente propia: Instalación y ubicación Ilustración 12. Fuente propia: marcadores Ilustración 13. Fuente propia: ejecución Ilustración 14. Fuente propia: interacción por respuestas Ilustración 15. Fuente propia: interacción por preguntas Ilustración 16. Fuente propia: finalizar Ilustración 17. Fuente propia: interfaz principal Ilustración 18. Fuente propia: Interfaz con áreas Ilustración 19. Fuente propia: interfaz error Ilustración 20. Fuente propia: interfaz correcto Ilustración 21. Fuente propia: Interfaz de espera Ilustración 22. Fuente propia: Resultados obtenidos Monica Colorado Ilustración 23. Fuente propia: Resultados obtenidos Carmenza Sanchez Ilustración 24. Fuente propia: Atributos de calidad desarrollador Ilustración 25. Fuente propia: Formato para entrevistas Ilustración 26. Fuente propia: Formato para resultados obtenidos Ilustración 27. Fuente propia: Formato para entrevistas

8 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Captura y Descripción de Requerimientos (Inicio del programa) Tabla 2. Captura y Descripción de Requerimientos (impresión de marcadores) Tabla 3. Captura y Descripción de Requerimientos (deteccion de marcadores) Tabla 4. Captura y Descripción de Requerimientos (validación del marcador) Tabla 5. Captura y Descripción de Requerimientos (múltiples marcadores) Tabla 6. Captura y Descripción de Requerimientos (análisis de resultados) Tabla 7. Captura y Descripción de Requerimientos (generación de estados) Tabla 8. Captura y Descripción de Requerimientos (crear preguntas) Tabla 9. Captura y Descripción de Requerimientos (no conteo de preguntas) Tabla 10. Captura y Descripción de Requerimientos (minimizar recursos) Tabla 11. Captura y Descripción de Requerimientos (optimizar fuentes) Tabla 12. Captura y Descripción de Requerimientos (bajo costo) Tabla 13. Captura y Descripción de Requerimientos (disponibilidad de uso) Tabla 14. Captura y Descripción de Requerimientos (escalabilidad) Tabla 15. Captura y Descripción de Requerimientos (interfaz) Tabla 16. Tabla de Descripción (ubicación e identificación de archivos) Tabla 17. Tabla de Descripción (impresión de marcadores) Tabla 18. Tabla de Descripción (inicio de aplicación) Tabla 19. Tabla de Descripción (dinámica de juego) Tabla 20. Tabla de Descripción (nueva pregunta) Tabla 21. Tabla de Descripción (finalizar) Tabla 22. Tabla de Esquema para captura y descripción de requerimientos

9 SINTESIS SINTESIS La realidad aumentada es una tecnología naciente enfocada para el uso comercial, pero que puede ser empleada en un uso educativo, de eso trata este trabajo, una aplicación que mediante esta tecnología, sirva como una herramienta extra de enseñanza para que los niños se diviertan aprendiendo sobre las operaciones básicas de suma y resta de cantidades, creando una aplicación intuitiva, sencilla y atractiva basada en ideas y críticas constructivas por parte de profesionales del área. ABSTRACT Augmented reality is a nascent technology focused for commercial use, but it may be used in an educational use, that is about this work, an application that using this technology, serves as a tool of extra teaching so that children have fun learning about the basic operations of addition and subtraction of amounts, creating an intuitive application, simple and attractive based on ideas and constructive criticism from professionals in the field. Palabras clave: Realidad Aumentada, Realidad Virtual, AR, interaccion, multimedia, 3D, pedagogía. Keywords: Augmented Reality, Virtual Reality, AR, interaction, multimedia, 3D, pedagogy. 9

10 INTRODUCCIÓN La realidad aumentada se usa para añadir información virtual a la información física ya existente, es decir, suma una parte virtual a lo real y es gracias a esto que la información sobre el mundo real alrededor del usuario se convierte en interactiva y digital pero lastimosamente se evidencia en el mercado que el uso promedio de esta se basa en el área comercial ya que prima un factor económico, razón por la cual, el proyecto pretende extender el uso de esta tecnología a la educación como herramienta alterna y/o complementaria para el aprendizaje, se enfoca en darle un uso a la realidad aumentada como una manera alterna de enseñanza en el área de la pedagogía infantil, mediante la cual se pretende beneficiar tanto a docentes del área como a los niños. El proyecto pretende que la realidad aumentada extienda su uso como una herramienta pedagógica y por ende mejorar el uso y manipulación de herramientas de diseño en 3d, puesto que busca extender lo real añadiéndole capas virtuales para fomentar la interacción entre usuario-tecnología creando una herramienta novedosa de aprendizaje matemático y dejando el campo abierto para la expansión de dicha tecnología en otras áreas del conocimiento en la cual se evidencia falencias, como lo pueden ser la geografía, historia, etc. El proyecto busca beneficiar a la sociedad en general, puesto que los niños son el futuro de nuestro país, y mediante una sana educación, tendrán un mejor futuro. Los docentes tendrán un valor extra como herramienta pedagógica para la enseñanza ya que en ocasiones se hace necesario la innovación para despertar el interés de los niños, gracias a esta aplicación, existirá interactividad entre docentetecnología-alumno beneficiando cada campo abordado. 10

11 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Desarrollar un software educativo en el área de las matemáticas, soportado en realidad aumentada como herramienta de aprendizaje para niños entre 3 y 5 años de edad, el cual debe manejar el concepto de número y las operaciones básicas de suma y resta. OBJETIVOS ESPECIFICOS Generar un esquema y conceptualización sobre que es, como se aplica y que requerimientos se necesitan para trabajar con la realidad aumentada. Realizar un diagnóstico que nos permita identificar las necesidades pedagógicas de los niños en cuanto al concepto de número y operaciones matemáticas como suma y resta. Generar entrevistas a docentes que nos generen criterios e ideas para poder desarrollar un software con base en los requerimientos de los mismos. Construir un marco teórico inherente a la propuesta pedagógica del software. 11

12 Desarrollar un software de interfaz atractiva e intuitiva que de facilidad de entendimiento y comprensión para el usuario final tanto en su operatividad como para el desarrollo del objetivo general. Generar un aplicativo de recursos mínimos de sistema y de bajo costo de hardware para la reducción de costos y poder brindar una fácil adquisición o adaptación del proyecto. 12

13 CAPITULO 1 MARCO CONTEXTUAL 1.1 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA En nuestro país, en una era de tanto avance en elementos tecnológicos como la que vivimos, se observan falencias y carencias de un uso correcto de las mismas en la parte pedagógica ya que lastimosamente prima el ocio, interés comercial y la rentabilidad sobre el fin educativo y el de aprendizaje, El 84 por ciento de los encuestados por LPSOS señaló que usa la Red para consultar su correo electrónico, el 73 por ciento lo hace para acceder a sus redes sociales, mientras que el 54 por ciento usa Internet para ver vídeos 1. Es escasa la interactividad entre pedagogía y tecnología y por ende se desaprovecha un uso eficiente de las herramientas modernas como soluciones educativas. Como se puede observar en el mercado, se aprovecha más el uso de la realidad aumentada como herramienta publicitaria y se observa en menor cuantía su explotación en áreas del conocimiento. Al desaprovecharse esta herramienta como material didáctico, se pierde el buen uso, apropiación y explotación de una manera naciente de enseñar y se da pie a la monotonía en el aprendizaje de los niños, que la tecnología brinde de manera no provechosa miles de maneras de distraer la mente de nuestra juventud

14 Es hoy una realidad, muchos de nuestros niños se adentran en el mundo informático por las redes sociales, material que hoy día les permite socializar con personas de todo el mundo, pero que pocos usan con el fin de mejorar sus procesos educativos y de aprendizaje. Las tecnologías nacientes nos ayudan a explorar y aprender del mundo y para nuestro caso, queremos apoderarnos de la realidad aumentada y brindar una herramienta pedagógica en la que prime el aprendizaje sobre la rentabilidad y su uso comercial. 1.2 APORTE TEÓRICO Y PRÁCTICO Como se puede observar hoy en día, existen una gran variedad de métodos, formas y estrategias para lograr que una empresa sea más reconocida en el mercado y pueda competir y sobresalir frente a otras empresas, entre esas variedades se encuentra el uso de las herramientas informáticas. Estas herramientas tecnológicas también se deberían enfocar para la educación, puesto que no es gasta el dinero en un ahora sino que se invierte para un gran futuro tanto individualmente como para la sociedad puesto que en un futuro cercano, los niños de hoy en día, serán las culturas del mañana. Gran parte de la sociedad tiene a la mano dispositivos electrónicos con los cuales se puede hacer uso de las tecnologías y aplicaciones web, si se logra aprovechar esta tecnología en el campo de pedagogía infantil, en cuanto la posibilidad de brindarle una información más detallada, amplia y con contenido audiovisual en algo que es estático, existe una gran posibilidad de que el éxito de este nueva herramienta sean altamente reconocidas por los usuarios que gustan de este tipo de recreación y de la tecnología. 14

15 Los beneficios sociales que trae este proyecto para la educación y los niños son: Exploración de nuevas alternativas de aprendizaje para los niños. Explotación de nuevas herramientas para los docentes de jardines infantiles. Aprovechamiento y aplicación de nuevas tecnologías para disminuir el nivel de desconocimiento en las mismas. Ayudar a reducir la brecha de dispersión entre los individuos y las nuevas tecnologías. No solo la realización de este proyecto beneficia a la sociedad que hace uso de este servicio, sino que también ayuda a las personas que realizan estas herramientas tecnológicas, en especial respecto a la ingeniería de software, donde el aprendizaje, interpretación, aprovechamiento y puesta en marcha de los conocimientos adquiridos en la Universidad adquieren gran importancia. 1.3 ALCANCE El proyecto se enfoca en desarrollar una aplicación de escritorio para computadores personales, el cual mediante el uso de la realidad aumentada y diseño 3d básico, genere archivos multimedia que alberguen los principios básicos de que es un número, su concepto y sus operaciones básicas, sumas y restas, enfocado para niños cuya edad este comprendida entre los 3 y 5 años, edad en la cual se tiene los primeros acercamientos con las matemáticas. 15

16 Por cuestiones de horarios laborales, aplicaremos el software a manera de prueba piloto en el Jardín Hogar Infantil Boston del sector del Barrio Boston en una jornada especial los días sábados cuyo cuerpo estudiantil está formado por 6 niños y dos tutoras de pedagogía. No se pretende deslumbrar por el contenido multimedia puesto que ello será de carácter básico, se enfocará el proyecto en la adaptación de estas tecnologías al ámbito académico. 16

17 CAPITULO 2 MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES La mayoría de proyectos con realidad aumentada se encuentran enfocados al uso comercial en búsqueda de una rentabilidad ya que todo lo que la tecnología puede hacer por mejorar sus campañas, ideas y proyectos, y quedarse en la mente de la gente 2, tiene un mayor uso como herramienta de marketing, vestieres virtuales en los cuales las personas pueden con una simple marca, verse reflejados en una pantalla como quedarían con dicha ropa, empresas como Tissot o Rolex se adentran y el comprador puede observar cómo le quedaría un modelo especifico de sus relojes. En lo empresarial, existen manuales con realidad aumentada, un despliegue de piezas de un motor, un manual de reparación de un automóvil o hasta un video empresarial. Se evidencia el amplio abanico de posibilidades rentables que puede generar esta tecnología, pero, a la par se evidencia la carencia de esta misma en el área del aprendizaje e investigación. Como antecedentes firmes, abarcamos el proyecto de un laboratorio de química virtual en el cual se pueden manipular las moléculas, este es el caso de la aplicación AR CHEMISTRY, una aplicación educativa desarrollada por el equipo de Paradox D&D que presenta un método innovador para impartir clases de Química

18 ILUSTRACIÓN 1. AR CHEMISTRY AR Chemistry 3 permite manipular directamente los elementos químicos para crear nuevos compuestos. Cada elemento lleva asociado un marcador diferente que el sistema reconoce, cuando el usuario acerca dos elementos compatibles se crea el enlace y aparece el nuevo compuesto. Además, incorpora una funcionalidad extra que permite obtener información y características del compuesto sólo con acercarlo a la cámara. En la interacción se omite el uso de teclado o ratón, únicamente basta con utilizar los marcadores, contribuyendo así a una mayor sensación de manipulación de los compuestos. Otra propuesta en el campo de la educación, es el proyecto CORINTH MICRO ANATOMY AUGMENTED REALITY 4, sin lugar a dudas, una de las aplicaciones educativas más notables, se puede explorar el cuerpo humano en 3D y aprender acerca de los diferentes sistemas de órganos en forma interactiva. El uso de la realidad aumentada en esta aplicación ofrece una increíble experiencia para el

19 usuario, por lo que es un potente recurso para el aprendizaje significativo para los profesores y estudiantes por igual. ILUSTRACIÓN 2. CORINTH MICRO ANATOMY AR Con esta aplicación, los profesores pueden tener un enfoque más visual e interactivo en el estudio del cuerpo humano, a su vez, involucrar a los estudiantes y el aumento de la participación de todos. Los estudiantes tienen a su disposición, una herramienta que les permite ver los diversos órganos del cuerpo humano, en sus propios cuerpos, para darles una mejor comprensión del tamaño relativo, la colocación, y la mirada de varios órganos. El último proyecto que traemos a colación de realidad aumentada en la educación, lo compone el BREADBOARD CIRCUIT 5, la empresa EquipCodes, ha desarrollado recientemente sistemas de realidad aumentada para el sector

20 industrial. La mayoría de los demos de EquipCode sobre realidad aumentada implican grandes motores eléctricos y sistemas de transmisión de energía. Cuando alguien les sugirió realizar un demo como un protoboard cuyos resultados son impresionantes, el software entonces muestra el esquemático del circuito, y cada componente puede ser seleccionado para ver información más detallada de éste. ILUSTRACIÓN 3. BREADBOARD CIRCUIT AR El sistema también actúa como un tutor para aquellos que van iniciándose en el armado de circuitos, mostrándoles dónde se coloca cada componente y cada cable. Sin duda, todos estos proyectos y muchos más, representa un gran avance para la enseñanza en todas las áreas, pero se evidencia como estas mismas se enfocan en formación profesional o ya en bachillerato, no se aprovecha el dinamismo de la misma como material educativo y pedagógico para la niñez, vemos contenido 20

21 multimedia y 3D, algo demasiado atractivo para un niño razón por la cual se hace necesaria la explotación y exploración de la realidad aumentada en estas edades tempranas. 2.2 MARCO CONCEPTUAL El proyecto se enfoca en desarrollar un software educativo entendiendo este como herramienta constructora de plataformas pedagógicas mediadoras entre la tecnología y el aprendizaje, esto con el fin de permitir el acceso al conocimiento académico de una manera mucho más amplia con una contenido extra, así como la interacción constante con diversas fuentes de conocimientos originadas por los usuarios y los avances tecnológicos de la época. Dicho software, debe implementar una interfaz que facilite el aprendizaje y motive al estudiante a hacer partícipe del proceso. Al hablar de software educativo nos remitimos a los programas educativos para computadores, creados con la finalidad de ser utilizados para facilitar los procesos de enseñanza y aprendizaje, así pues, se genera un soporte en el que los alumnos realizan las actividades que ellos mismos proponen propiciando así la interactividad, permitiendo así un intercambio de información y retroalimentación entre computador y estudiante. De acuerdo a dicha interacción y la forma en que se use, así como las ventajas e inconvenientes que puedan resultar de su uso, serán el resultado de las características del programa, de su adecuación al contexto educativo al que se aplica y de la manera en que el docente organice su utilización. Dicho proyecto, se enfoca en utilizar esta tecnología y adaptarla como herramienta pedagogía infantil en el área de las matemáticas, entendiendo pedagogía como una disciplina científica que tiene como objeto de interés a la educación de los 21

22 menores de edad 6, es necesario tener los conocimientos y las capacidades necesarias para proceder a comprender el desarrollo del niño y el contexto en el que este tiene lugar, para poder estimular y propiciar su desarrollo y para conseguir ello, debemos establecer unos parámetros y estrategias apoyadas en profesionales del área, lo que nos permitirá establecer contenidos que basados en teorías de la educación infantil, las dimensiones educativas del niño y la metodología específica, llevar a cabo el correcto desarrollo del software. Partiendo de lo anterior, podemos definir como un pedagogo a un experto en educación formal y no formal que investiga la manera de organizar mejor sistemas y programas educativos, con el objeto de favorecer al máximo el desarrollo de las personas y las sociedades 7, es importante tener en cuenta que no existen límites concretos en la definición y el ámbito de la pedagogía infantil. Su ítem científico especifico está dado por el análisis de lo vinculado a la educación de los niños y, de esta manera, logra distinguirse de lo que se conoce como didáctica ya que este es el conjunto formado por aquellas técnicas que logran facilitar el aprendizaje. Se debe recalcar, que en este proyecto se debe tener conciencia que el ser humano inicia su desarrollo contando con una capacidad de desarrollarse en nuestro mundo desde que se nace, hay que ser cuidadosos e investigativos en pro de un buen aprovechamiento de esta herramienta, puesto que en esta etapa, se instruyen mentes y se moldean conductas, ya que estamos orientando al individuo desde que inicia su proceso educativo, formación académica y construcción de su personalidad. La propuesta se basa en la Realidad Aumentada la cual nos permite mezclar imágenes virtuales con imágenes reales. A diferencia de la Realidad Virtual, que sumerge al usuario en un ambiente completamente artificial, la Realidad Aumentada permite al usuario mantener contacto con el mundo real mientras interactúa con objetos virtuales. La realidad aumentada (RA) o

23 augmented reality (AR) consiste en añadir, en tiempo real, información digital a la información física de un elemento recibida por un dispositivo, creando una realidad mixta y permitiendo disponer de mucha mayor información de la que se recibiría únicamente con la percepción física de los elementos. 8 De una manera menos técnica podríamos decir que la realidad aumentada consiste en ampliar la realidad que podemos percibir con imágenes, videos o información digital ayudándonos de un ordenador o móvil de última generación. Entonces podemos definir la realidad aumentada como el entorno real mezclado con lo virtual, la realidad aumentada puede ser usada en varios escenarios que involucran computadores o dispositivos móviles. ILUSTRACIÓN 4. LIBROS CON RA

24 2.3 MARCO TEORICO La realidad aumentada no es un tema complejo de entender ni mucho menos de desarrollar, a continuación desglosamos los componentes necesarios para manipularla: Monitor del computador: instrumento donde se verá reflejado la suma de lo real y lo virtual que conforman la realidad aumentada. Cámara Web: dispositivo que toma la información del mundo real y la transmite al software de realidad aumentada. Marcadores: señales impresoras previamente configuradas con contenido multimedia. Como es parte vital de la realidad aumentada, más adelante profundizaremos en el tema. Software de RA: programa que toma los datos reales y los transforma en realidad aumentada. Ya para la creación de software con RA, además de lo anterior, debemos usar: Bibliotecas de RA (toolkits): librerías necesarias que traen consigo clases o métodos ya programados para usar en lenguajes como Java Script. IDE de desarrollo: se usa el lenguaje de Java Script bajo el entorno de Flash Builder para poder compilar todo lo requerido. 24

25 Existen varios toolkits que facilitan la elaboración de aplicaciones aunque vale aclarar que para sacar el mayor provecho a esta tecnología hay que adentrarse más en los temas de diseño gráfico. Procederemos a dar una breve descripción de algunas de las bibliotecas más usadas: ARToolKit 10 : es un conjunto de librerías para C/C++ que sirven para la creación de aplicaciones de realidad aumentada. Para ello proporciona una serie de funciones para la captura de video y para la búsqueda de ciertos patrones en las imágenes capturadas, mediante técnicas de visión por computador. También proporciona una serie de ejemplos y utilidades de gran ayuda al programador que quiera realizar este tipo de aplicaciones. Unity 11 : la mejor herramienta para quien quiere enfocar la realidad aumentada en el área de los videojuegos, es un motor de desarrollo para la creación de juegos 2D y 3D, así como contenido interactivo, además permite que posteriormente se puede usar en múltiples plataformas como lo son Windows, Mac, Linux, ios, Android, Windows Phone 8, Windows Store, BlackBerry 10, Wii U, Sony PS3 y PS4 y Xbox One. ARPA industry 12 : posee su propio entorno de desarrollo, lo que nos da un gran abanico de posibilidades para la creación y manipulación de la realidad aumentada ya que gracias a su IDE existen cientos de desarrolladores que comparten su conocimiento permitiendo la retroalimentación entre usuarios

26 Aumentaty 13 : una muy buena opción online para entender el funcionamiento de la realidad aumentada, consta de un paso a paso, desde la creación de la marca, montaje de multimedia predefinido y su posterior resultado. BuildAR 14 : muy similar al anterior, la diferencia radica en que se puede descargar al pc y comprar paquetes de extensión, como por ejemplo diseños en 3D con movimientos por teclado. Como dijimos anteriormente, los marcadores básicamente son hojas de papel con símbolos que el software interpreta y de acuerdo a un marcador especifico realiza una respuesta especifica (mostrar una imagen 3D, hacerle cambios de movimiento al objeto 3D). El software en ejecución es capaz de realizar un seguimiento del marcador de tal manera que si el usuario lo mueve, el objeto 3D superpuesto también sigue ese movimiento, si se gira el marcador se puede observar el objeto 3D desde diferentes ángulos y si se acerca o se aleja, el tamaño del objeto aumenta o se reduce respectivamente. ILUSTRACIÓN 5. FUENTE PROPIA: MARCADOR

27 Algo muy importante en las aplicaciones de realidad aumentada, es la necesidad de calcular el punto de vista de la cámara, para así poder realizar las operaciones necesarias sobre los objetos virtuales, para que estos se integren correctamente en el mundo real, es decir, si queremos mostrar objetos virtuales, de modo que el usuario realmente se crea que existen en el mundo real, tendremos que realizar transformaciones sobre esos objetos de modo que el usuario los vea en la posición, tamaño, orientación e iluminación, en que esos objetos serían percibidos por el usuario en el mundo real en caso de que realmente estuvieran allí. 15 Una vez detectada una plantilla en una imagen, estudiando la orientación, posición y tamaño de la plantilla, la aplicación es capaz de calcular la posición y orientación relativa de la cámara respecto a la plantilla, y usando esta información podrá pasar a dibujar el objeto correspondiente sobre la imagen capturada mediante librerías, de modo que el objeto aparezca sobre la plantilla en la posición, orientación y tamaño correspondiente al punto de vista de la cámara. El funcionamiento básico de una aplicación es el siguiente: 1. Se captura la imagen del marcador mediante la cámara. 2. A continuación la imagen que está dentro de una margen, se umbraliza de forma que los pixeles cuya intensidad sea alta son transformados en pixeles de color negro. El resto se transforman en píxeles blancos. 3. Se compara el interior del marco con las plantillas de las que se tiene información almacenada. 4. Si la forma de la plantilla analizada y la plantilla almacenada coincide, se utiliza la información de tamaño y orientación de la plantilla almacenada

28 para compararla con la plantilla que se ha detectado y así poder calcular la posición y orientación relativas de la cámara a la plantilla. 5. Se utiliza esta matriz para establecer la posición y orientación de la cámara virtual lo que equivale a una transformación de las coordenadas del objeto a dibujar. 6. Al haber puesto la cámara virtual en la misma posición y orientación que la cámara real, el objeto virtual se dibuja sobre la plantilla, se renderiza y se muestra la imagen resultante, que contiene la imagen del mundo real y el objeto virtual superpuesto, alineado sobre la plantilla. ILUSTRACIÓN 6. COMPONENTES PARA RA Algunas de los ámbitos de aplicación más comunes de la Realidad Aumentada: Publicidad y Marketing: Por su gran capacidad de impacto y versatilidad, la Realidad Aumentada permite interactuar con un producto (cambiar de color un coche, amueblar un piso, probarse ropa) despertando el interés por él. 28

29 Educación: Facilita la visión espacial, el objeto se muestra en 3D por lo que la comprensión del mismo es mucho más rápida e intuitiva. Cultura: Empleada para mostrar información sobre objetos o lugares. Medicina: En operaciones permite a la cirugía poder superponer datos visuales. Defensa: Para información de mapas, planos de edificios, localización de objetivos. Arquitectura: Ubicar en un entorno real el proyecto y valorar el impacto urbanístico. Navegación: Superponiendo información del vehículo o del trayecto. Entretenimiento: Nuevas posibilidades a la manera de jugar 29

30 CAPITULO 3 MODELO TEORICO 3.1 METODOLOGIA Definir una metodología y su contenido, servirá como guía que ira indicando qué hacer y cómo actuar en cada etapa del desarrollo del proyecto, es por ello que se ha desglosado en 4 ítems de material a investigar y solucionar para poder llevar a cabo dicho proyecto, los cuales se resumen a continuación: A) Se investigara las diferentes herramientas para la construcción de aplicaciones en realidad aumentada, se consultara a través de la web, libros, y de personas que hayan estado involucrados en el tema. B) Se estudiara los diferentes métodos para la implementación de realidad aumentada enfocada a la publicidad, se consultara a través de la web, libros, y de personas que hayan estado involucrados en el tema. C) Se investigara empresas que desarrollan aplicaciones con realidad aumentada Técnicas, para la elaboración de la publicidad, se consultara a través de la web, libros, y de personas que hayan estado involucrados en el tema. D) Se Desarrollara un software de escritorio que implemente la realidad aumentada enfocada a la educación, con base a los conocimientos obtenidos mediante el estudio previo. 30

31 En cuanto al transcurso del desarrollo del proyecto se refiere, se investigaron metodologías o guías que facilitan la correcta culminación y documentación del mismo, para ello, se trae a colación dos de ellas (RUP y SCRUM) que se describen a continuación: MÉTODO RUP Rup es un proceso para el desarrollo de proyectos de software que define claramente quien, como, cuando y qué debe hacerse en el proyecto, está dirigido por los casos de uso que orientan el proyecto a la importancia para el usuario y lo que este quiere, está centrado en la arquitectura que relaciona la toma de decisiones que indican cómo tiene que ser construido el sistema y es iterativo e incremental pues divide el proyecto en mini proyectos donde los casos de uso y la arquitectura cumplen sus objetivos de manera más depurada. Como características esenciales tenemos: a) Adaptación del proceso: El proceso debe adaptarse a cada una de las características de la organización (tamaño, diseño específico, regulaciones, alcance del proyecto). b) Balance de prioridades: Balancear los recursos para llevar a cabo el proyecto de la manera más adecuada y de esta manera satisfacer las necesidades de los inversionistas. c) Colaboración entre equipos: Comunicación entre los equipos de trabajo que llevan a cabo el proyecto. 31

32 d) Demuestra valor iterativamente: El proyecto se entrega de forma parcial e internamente para corregir posibles errores, estabilidad y verificar la calidad del producto e) Eleva el nivel de abstracción: Motivar el uso de concepto reutilizables. f) Se enfoca en la calidad: Realizar control de calidad en cada aspecto de la elaboración del proyecto ILUSTRACIÓN 7. CICLO DE VIDA DEL RUP Rup divide el proceso en cuatro fases, dentro de las cuales se realizan varias iteraciones dependiendo del tipo proyecto, sus faces son: Inicio: En esta fase se identifican los casos de usos, riesgos y alcance del proyecto. 32

33 Elaboración: En esta fase se realiza el plan de proyecto, se eliminan los riesgos y se completan los casos de uso. Construcción: En esta fase se concentra la codificación total del producto y el manual del usuario. Transición: En esta fase se entrega el producto y se entrena a los usuarios. RUP tiene básicamente como ventajas y desventajas: VENTAJAS Maduración del modelo con el tiempo. Uso de UML Adaptación a la organización Herramientas para implementar Rup Definición de actividades, roles y responsabilidades DESVENTAJAS No soporta sistemas híbridos (donde todo no es orientado a objetos) Conocimientos avanzados. (sintaxis de programación) Costo (herramientas, licenciamiento y capacitación) 33

34 3.1.2 MÉTODO SCRUM Scrum es un marco de trabajo para la gestión y desarrollo de software basada en un proceso iterativo e incremental utilizado comúnmente en entornos basados en el desarrollo ágil de software. Aunque Scrum estaba enfocado a la gestión de procesos de desarrollo de software, puede ser utilizado en equipos de mantenimiento de software. Scrum es un modelo de referencia que define un conjunto de prácticas y roles, y que puede tomarse como punto de partida para definir el proceso de desarrollo que se ejecutará durante un proyecto. Los roles principales en Scrum son el ScrumMaster, que mantiene los procesos y trabaja de forma similar al director de proyecto, el ProductOwner, que representa a los stakeholders (interesados externos o internos), y el Team que incluye a los desarrolladores. Durante cada sprint, un periodo entre una y cuatro semanas (el tiempo es definido por el equipo), el equipo crea un incremento de software potencialmente entregable (utilizable). Para el desarrollo de este proyecto en concreto, después de indagar y profundizar sobre estas metodologías, se decidió omitir el uso de la metodología RUP ya que no permite realizar correcciones después de haber terminado una determinada actividad, mientras que Scrum nos permite revisar las actividades realizadas durante todo el proyecto y brinda interacción permanente con el usuario para una correcta retroalimentación, al generar entregables en cada sprint y al realizar reuniones periódicas mostrando los avances del proyecto para poder realizar las 34

35 correspondientes correcciones y mejoras, además, es una metodología ágil, que permite observar los errores y posibles mejoras mediante su ejecución por medio de los prototipos al cabo de cada Sprint, de esta forma el grupo de trabajo va revisando el progreso del proyecto y realizando constantes mejoras y correcciones. Además de que cada sprint está limitado por un tiempo permitiendo que los logros propuestos para ese sprint sea más fácil de alcanzar, por último el sprint nos enseña, si con el avance de cada uno de ellos se están cumpliendo los objetivos y el tiempo establecido para el proyecto se está llevando correctamente. 3.2 ACLARACIONES EN CUANTO A LA METODOLOGIA Antes de empezar con todo el proceso de desarrollo se va a dar las siguientes aclaraciones: En este Proyecto se generará software de mediano impacto del uso de realidad aumentada enfocado a la educación y se realiza durante todo el proceso en un solo (1) sprint, ya que el proyecto pretende dejar una línea base para posteriores mejorías y adaptaciones. Se aclara que este proyecto, generara una aplicación con un contenido multimedia que no posee un nivel de complejidad alto, así pues, usando la metodología SCRUM se puede desarrollar en un solo Sprint, si en dado caso se realiza una aplicación que involucre crear un modelo avanzado en 3D, que sea un objeto más avanzado en su manejo y construcción, que posea requisitos más complejos, y esté compuesto por bastantes líneas de código, es probable de que este proceso se realice en más de 1 Sprint. 35

36 3.3 JUSTIFICACION DEL MODELO DE CICLO DE VIDA Dado que el proyecto no es un software hecho a la media, es decir para un cliente en específico, se ha decidido trabajar el modelo iterativo que básicamente es un desarrollo incremental en el cual el proyecto se planifica en diversos bloques temporales llamados iteraciones. Las iteraciones se pueden entender como mini proyectos: en todas las iteraciones se repite un proceso de trabajo similar (de ahí el nombre iterativo ) para proporcionar un resultado completo sobre producto final 16. Este modelo se realiza de manera incremental, el cual permite implementar todas las bases que se haya aprendido en todo estos semestres en la universidad, que permitirá ir mejorando nuevas versiones del sistema y minimizando los riesgos y aplicar nuevas mejoras en cada entrega. El modelo iterativo a diferencia de algunos otros modelos de desarrollo de software nos demuestra que obtener todos los requerimientos al comienzo del proyecto es extremadamente difícil de trabajarlo, a no ser que se tenga una gran experiencia en este campo debido a la dificultad del usuario de transmitir sus necesidades y también que a medida que se va desarrollando el proyecto pueden surgir nuevos requerimientos. Este modelo afronta el problema mediante una iteración de ciclos entre requerimientos-desarrollo-evaluación

37 3.4 INCONVENIENTES EN EL DESARROLLO Los principales inconvenientes que se presentaron dentro del desarrollo fueron: Generar Correctamente un modelo en 3D partiendo desde cero. Falta de capacitación acerca de software como 3DS MAX, blender o demás. Herramientas para la creación del modelo en 3D. Identificación de las herramientas correctas e instalación de drivers correctos para la manipulación de la realidad aumentada. Poca experiencia en programación aplicada a flash. Obstáculos a la hora de unir el modelo 3D con el aplicativo en flash. Carencia de fundamentación para una correcta documentación 3.5 PERFIL DEL DESARROLLADOR DEL PROYECTO. El siguiente perfil hace alusión a los conocimientos iniciales de la persona que desarrollo el proyecto. Nombre: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios. Edad: 30 años. C.C: Estudiante de Ingeniería en Sistemas y Telecomunicaciones de la universidad Católica de Pereira, con capacidades en desarrollo de software. 37

38 AREA Microsoft Office DreamWeaver Programación en Java Programación en Action Script Realidad Aumentada Modelación de objetos en 3D Programación en PHP NIVEL DE CONOCIMIENTOS Avanzado Medio Medio Medio Medio Bajo Básico Se buscará aplicar los conocimientos básicos adquiridos durante la carrera de ingeniería en sistemas y telecomunicaciones, integrándolos con los nuevos conocimientos obtenidos durante la realización del proyecto. El proyecto consiste en implementar mediante metodología Scrum, aplicaciones de Software enfocadas hacia la Realidad Aumentada como material de apoyo educativo, utilizando Tecnología de vanguardia y Orientación Virtual para lograr una mejor elaboración empleando las siguientes aplicaciones técnicas y configuraciones Tecnológicas que se utilizaran para el desarrollo del proyecto. 38

39 3.6 RECURSOS DE HARDWARE El proyecto se desarrolló y codificó en un equipo con las siguientes características: * Laptop Sony Vaio * 3 GB de RAM * 500 GB de HD * Tarjeta de video AMD de 1GB * Web Cam 1.3 Se aclara que esto no limita a que la aplicación no sea funcional en otros equipos con diferentes características al equipo mencionado. Para ello se ejecutó la aplicación en un pc de mínimos requerimientos obteniendo respuesta eficiente, las características de dicho pc son: * 1 GB de RAM * 250 GB de HD * Tarjeta de video integrada de 128mb * Web Cam RECURSOS DE SOFTWARE Para la creación, programación y desarrollo del proyecto, fueron necesarios los siguientes programas para pc: Flash Professional cs5 39

40 Flash builder cs5 Autodesk 3ds max pro 2012 Flartoolkit Cabe resaltar, que dichos programas solo son necesarios para la creación de la aplicación, ya que para la ejecución no son necesarios, solo es necesario tener instalado los plugins del Flash que hoy en día vienen ya instalados en cualquier pc. Para la creación de la aplicación, se decidió trabajar en Flash Builder ya que se visualizan las líneas de código que permiten una mayor comprensión del código fuente que se está realizando, sin embargo, se deja una tabla con una calificación propia acerca de la perspectiva que nos generó cada aplicación: Descripción/Herramienta Flash Builder Buildart Licenciamiento Version de prueba Gratuito Comercialización del producto Alto Bajo Fácil uso Alto Medio Limitaciones Bajo Bajo Librerías Alto Alto Documentación Alto Bajo 40

41 CAPITULO 4 ANALISIS DE SOFTWARE 4.1 DEFINICIÓN DE REQUERIMIENTOS Los requerimientos son declaraciones que identifican atributos, capacidades, características y/o cualidades que necesita cumplir un sistema (o un sistema de software) para que tenga valor y utilidad para el usuario. En otras palabras, los requerimientos muestran qué elementos y funciones son necesarias para llevar a cabo un correcto desarrollo y posteriormente la culminación del mismo. Gracias a estos requerimientos, podremos brindar una mayor claridad de las diferentes perspectivas de como en un futuro se puede mejorar la aplicación (desarrollo de versiones mejoradas) o darle continuidad al proyecto (expandir el producto). Para lograr una mejor definición de los requerimientos es determinante entender con claridad cuál es el problema que se va abordar y para el cual se implementará una solución. Para ello es importante recolectar una serie de requisitos con los cuales se realizará de forma más concisa lo que se desea abordar; dichos requerimientos fueron tomados mediante cuestionamientos por parte del desarrollador y charlas con personas referentes al tema del proyecto (tutores de pedagogía, tutor del proyecto) cuya información da un soporte para el desarrollo del proyecto. 41

42 4.1.1 REQUERIMIENTOS FUNCIONALES Los requerimientos funcionales de un sistema describen la funcionalidad o los servicios que se espera que éste provea. Son entendidos como capacidades que debe exhibir una aplicación con el fin de resolver un problema. Vamos a proceder a señalar las funcionalidades que nuestro sistema proporciona a los usuarios del mismo, para cumplir su objetivo. Al no haber un cliente que dicte los requerimientos del proyecto, nos basamos en otros sistemas existentes en el mercado para determinarlos. 1. Inicio del programa con auto carga de parámetros. 2. Impresión de marcadores. 3. Detección de un marcador. 4. Validación de la información contenida en el marcador. 5. Detección y asimilación de múltiples marcadores. 6. Análisis de resultado consecuente al contenido del marcador. 7. Generación de estados de acuerdo a la respuesta (en espera, acierto, error). 8. Creador de nuevas preguntas de forma aleatoria. 9. El sistema no llevara conteo de respuestas acertadas REQUERIMIENTOS NO FUNCIONALES son llamados también requerimientos de calidad, y describen aquellos niveles deseables de calidad de las funcionalidades y servicios que provee la aplicación. Para definir el tipo de requerimientos no funcionales, los autores y desarrolladores 42

43 se basan en el estándar ISO/IEC 9126: este define un modelo independiente de la tecnología para caracterizar la calidad de software 17 Al no ser este un proyecto comercial para ninguna organización o empresa real, no debemos someternos a restricciones organizacionales. Por lo tanto, los requerimientos no funcionales que se obtiene y analizan son los referentes a las necesidades de hardware y software de los equipos informáticos para que estos proporcionen al usuario las funcionalidades requeridas de forma eficiente y los referentes a la interfaz gráfica entre la aplicación y el usuario. Los cuales son: 1. Minimizar los recursos de hardware necesarios. 2. Optimizar las fuentes de hardware y software usado. 3. Bajo costo. 4. Disponibilidad para ser usado en cualquier equipo que cuente con cámara. 5. Escalable a otras plataformas (tablets, smartphones). 6. Interfaz atractiva e intuitiva para los usuarios finales (niños) REQUERIMIENTOS DE EQUIPO INFORMATICO 1. Procesador: Cualquiera 2. Velocidad del procesador: 1 GHz 3. Memoria: 2 GB DDR2 4. Velocidad del bus: 1,07 GHz 17 re.doc 43

44 5. Unidad de disco duro: Espacio libre de 20 Mb 6. Cámara de cualquier resolución 44

45 4.2 CAPTURA Y DESCRIPCION DE REQUERIMIENTOS Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 1 Versión: 1.0 Identificador: RF01 Nro. Fecha de creación 01/09/2014 Nombre del Requerimiento: Inicio del programa Descripción: Estado Fecha: El usuario inicia el programa mediante un Aprobado: autoejecutable que carga automáticamente Rechazado: todos los parámetros necesarios para el Modificado: correcto y ágil funcionamiento de la En aplicación. 30/09/2014 Ejecución: Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 1. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (INICIO DEL PROGRAMA) 45

46 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 2 Versión: 2.0 Identificador: RF02 Nro. Fecha de creación 02/09/2014 Nombre del Requerimiento: Identificación de la carpeta contenedora de los marcadores ya configurados para su posterior impresión y correcto funcionamiento de la aplicación Impresión de marcadores Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: 15/09/2014 En Ejecución: 30/09/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 2. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (IMPRESIÓN DE MARCADORES) 46

47 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 3 Versión: 2.0 Identificador: RF03 Nro. Fecha de creación 02/09/2014 Nombre del Requerimiento: La aplicación mediante la cámara detecta la imagen del marcador impreso y constata que sea consecuente a los marcadores desarrollados en el proyecto Detección de marcadores Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: 10/09/2014 En Ejecución: 30/09/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 3. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (DETECCION DE MARCADORES) 47

48 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 4 Versión: 1.0 Identificador: RF04 Nro. Fecha de creación 02/09/2014 Nombre del Requerimiento: La aplicación debe validar el contenido asignado a dicho marcador y decodifica la información del mismo para su posterior uso Validación del marcador Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: 10/09/2014 En Ejecución: 30/09/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 4. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (VALIDACIÓN DEL MARCADOR) 48

49 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 5 Versión: 3.0 Identificador: RF05 Nro. Fecha de creación 10/09/2014 Nombre del Requerimiento: La aplicación debe almacenar gracias a un vector, varios marcadores y su contenido respectivo ya que generalmente estas aplicaciones solo usan un marcador Múltiples marcadores Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: 20/09/2014 En Ejecución: 10/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 5. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (MÚLTIPLES MARCADORES) 49

50 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 6 Versión: 2.0 Identificador: RF06 Nro. Fecha de creación 02/09/2014 Nombre del Requerimiento: Análisis de resultado consecuente al contenido del marcador Descripción: Estado Fecha: La aplicación mediante una previa detección y validación de información contenida en el marcador, realiza la operación requerida para saber el estado de la respuesta Aprobado: Rechazado: Modificado: 10/09/2014 En Ejecución: 10/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 6. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (ANÁLISIS DE RESULTADOS) 50

51 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 7 Versión: 2.0 Identificador: RF07 Nro. Fecha de creación 10/09/2014 Generación de estados de acuerdo a la Nombre del Requerimiento: respuesta Descripción: Estado Fecha: Gracias al resultado obtenido mediante una Aprobado: previa operación, se generan 3 estados: Rechazado: En espera de respuesta Modificado: Respuesta acertada Respuesta errada En Ejecución: 20/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 7. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (GENERACIÓN DE ESTADOS) 51

52 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 8 Versión: 1.0 Identificador: RF08 Nro. Fecha de creación 02/09/2014 Nombre del Requerimiento: Creador de nuevas preguntas de forma aleatoria Descripción: Estado Fecha: Mediante un botón el programa generara nuevas preguntas de manera aleatoria para darle dinamismo al proyecto Aprobado: Rechazado: Modificado: En Ejecución: 30/09/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 8. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (CREAR PREGUNTAS) 52

53 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 9 Versión: 1.0 Identificador: RF09 Nro. Fecha de creación 02/09/2014 Nombre del Requerimiento: No contar preguntas Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: El sistema NO llevara conteo de respuestas acertadas NI erradas Modificado: En 30/09/2014 Ejecución: Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 9. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (NO CONTEO DE PREGUNTAS) 53

54 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 1 Versión: 1.0 Identificador: RNF01 Nro. Fecha de creación 09/09/2014 Nombre del Requerimiento: Minimizar recursos de hardware Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Minimizar los recursos de hardware Rechazado: requeridos para el uso de la aplicación (Resolución de cámara, características del Modificado: equipo, impresión) En 10/10/2014 Ejecución: Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 10. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (MINIMIZAR RECURSOS) 54

55 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 2 Versión: 1.0 Identificador: RNF02 Nro. Fecha de creación 09/09/2014 Nombre del Requerimiento: Optimizar fuentes en ejecución Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Optimizar las fuentes de hardware y software Rechazado: usados durante la ejecución del programa Modificado: para garantizar agilidad y rendimiento En Ejecución: 10/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 11. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (OPTIMIZAR FUENTES) 55

56 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 3 Versión: 1.0 Identificador: RNF03 Nro. Fecha de creación 09/09/2014 Nombre del Requerimiento: Reducir los costos Descripción: Estado Fecha: Reducir los costos de hardware y software Aprobado: requeridos para el funcionamiento del Rechazado: aplicativo, logrando así una mayor expansión Modificado: a futuro del mismo y mermar la brecha de En poder de adquisición 10/10/2014 Ejecución: Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 12. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (BAJO COSTO) 56

57 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 4 Versión: 1.0 Identificador: RNF04 Nro. Fecha de creación 09/09/2014 Nombre del Requerimiento: Crear un software que pueda ser usado en cualquier equipo del común que cuente con cámara y recursos mínimos y comunes de hardware y software para poder ser implementado en cualquier hogar y sitio educativo Disposición y adaptabilidad Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: En Ejecución: 10/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 13. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (DISPONIBILIDAD DE USO) 57

58 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 5 Versión: 1.0 Identificador: RNF05 Nro. Fecha de creación 09/09/2014 Nombre del Requerimiento: Desarrollar una aplicación que a futuro en su perfeccionamiento logre ser escalable a otras plataformas (tablets, smartphones, etc.) para poder expandir esta herramienta a otras áreas y ampliar el rango de alcance y de funcionamiento Escalable a otras plataformas Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: En Ejecución: 10/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 14. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (ESCALABILIDAD) 58

59 Universidad Católica de Pereira (UCP) CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS PROYECTO: Realidad aumentada como herramienta pedagógica Información del requerimiento Requerimiento 6 Versión: 1.0 Identificador: RNF06 Nro. Fecha de creación 09/09/2014 Nombre del Requerimiento: Generar un entorno grafico atractivo, intuitivo, de fácil manipulación y ameno para los usuarios finales (niños). Interfaz atractiva e intuitiva Descripción: Estado Fecha: Aprobado: Rechazado: Modificado: 10/25/2014 En Ejecución: 10/10/2014 Tipo del requerimiento: Responsable: Jhonnyer Zarquis Orozco Rios Funcional TABLA 15. CAPTURA Y DESCRIPCIÓN DE REQUERIMIENTOS (INTERFAZ) 4.3 PROCESO DE REQUISITOS Los agentes que intervienen en el proceso de desarrollo e implementación de este software son: JARDINES INFANTILES: Los jardines infantiles son parte fundamental y son un agente de proceso, ya que es en estos sitios donde el niño se empieza a 59

60 formar como persona, a formar parte de sociedades y obtiene conocimiento, allí se busca aplicar a manera de piloto, pruebas del software en búsqueda de un perfeccionamiento y siempre con la idea de una mejora continua basada en los resultados obtenidos NIÑOS: la razón de ser del proyecto en desarrollo, es por ellos que nace la idea puesto que serán los usuarios finales del mismo, son quienes aprovecharan esta herramienta para desarrollar factores de aprendizaje usándolo como una herramienta didáctica alterna a las ya conocidas PEDAGOGOS Y TUTORES: muchas de las ideas obtenidas por entrevistas y cambios tanto en la manipulación como desarrollo del proyecto, han sido generados por sugerencias de estas personas, ya que cuentan con más conocimiento referente a los temas que aborda el proyecto, así pues, sus ideas, críticas y correcciones forman parte vital para un correcto y óptimo desarrollo del mismo 4.4 CAPTURA DE REQUISITOS FUENTES DE REQUISITOS Han sido en realidad pocas las entrevistas a pedagogos, se entrevistaron a las dos docentes del hogar infantil mencionado ya que por problemas de disponibilidad de tiempo se nos limita el proceso de investigación pero se han sabido aprovechar al máximo ya que a la par de dichas citas se han efectuado con la participación de 60

61 niños, así hemos logrado vincular y focalizar los requerimientos necesarios para un óptimo desarrollo de la aplicación, puesto que un pedagogo puede ser un experto en el tema, pero sin la imaginación y potencial de un niño este desarrollo seria en vano. Para tener claridad e historial de los requisitos que manifestaron los actores a manera previa del desarrollo del proyecto, se realizaron entrevistas las cuales se tabularon obteniendo la siguiente información: 61

62 ILUSTRACIÓN 8. FUENTE PROPIA: ENTREVISTA MONICA COLORADO 62

63 ILUSTRACIÓN 9. FUENTE PROPIA: ENTREVISTA CARMENZA SANCHEZ 63

64 4.5 CLASIFICACION DE LOS REQUISITOS ALCANCE DEL REQUISITO El grado de alcance de todos los requisitos son altos, ya que cada uno es parte importante y afecta la culminación satisfactoria del proyecto así que se hace necesario cumplir a cabalidad los requerimientos tanto funcionales como los no funcionales planteados, así mismo, cumplir con los objetivos trazados ESPECIFICACION DE REQUISITOS El sistema cuenta con unas condiciones específicas para funcionar óptimamente y reducir tanto costos de consumo puesto que así lo preestablecimos como una prioridad, de igual forma es soportado por la gran mayoría de equipos que encontramos hoy en día en el mercado tanto en los hogares como en instituciones educativas, ya que no exige mucho consumo y el único requisito extra que requiere es una cámara. El proyecto es una aplicación de escritorio que usa el lenguaje de Flash (action script 3.0), basado en esto no se requerirán instalaciones extras de software para su ejecución puesto que hoy en día muchas de las aplicaciones de uso cotidiano que se usan en los PC como por ejemplo los navegadores, reproductores de multimedia, entre otros, tienen ya los plugins instalados de flash. 64

65 4.6 TABLAS DE DESCRIPCION DE LOS REQUISITOS TABLA DESCRIPCION: 1 NOMBRE: UBICACIÓN E IDENTIFICACION DE ARCHIVOS FUENTES: ACTORES: USUARIO/SISTEMA PRECONDICIONES: CASOS DE USO/UBICACION POSTCONDICIONES: IDENTIFICAR CARPETAS Y ARCHIVOS DEPENDENCIAS: GENERAL DESCRIPCION: Ubicación de la aplicación mediante colocación de una carpeta con lo necesario para su ejecución para luego iniciarla desde un ejecutable sin instalación ESCENARIOS: EXPLORADOR DE WINDOWS ACTORES 1. El usuario ubicara la carpeta entregada (con aplicación) en cualquier parte de su pc 3. El usuario según el manual, identificara la carpeta con los marcadores (patterns) y el ejecutable (*.swf). CURSOS ALTERNOS: NINGUNO SISTEMA 2. El sistema mediante el explorador le muestra al usuario las diferentes carpetas y archivos de la aplicación TABLA 16. TABLA DE DESCRIPCIÓN (UBICACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE ARCHIVOS) 65

66 TABLA DESCRIPCION: 2 NOMBRE: IMPRESIÓN DE MARCADORES FUENTES: ACTORES: USUARIO/SISTEMA PRECONDICIONES: CASOS DE USO/MARCADORES, UBICACIÓN DE LA CARPETA DE LAS IMÁGENES DE LOS MARCADORES POSTCONDICIONES: INICIAR APLICACIÓN DEPENDENCIAS: GENERAL DESCRIPCION: Mediante la información brindada anteriormente sobre las carpetas y archivos de la aplicación, el usuario podrá ubicar los marcadores requeridos para así imprimirlos y poder poner en funcionamiento la aplicación PASOS/SCENARIOS: EXPLORADOR DE WINDOWS ACTORES 1. El usuario ubica la carpeta donde están almacenados los marcadores. 3. El usuario imprime cada marcador que representa cada numero CURSOS ALTERNOS: NINGUNO SISTEMA 2. El sistema mediante el explorador de Windows le muestra al usuario la información básica de cada figura o marcador TABLA 17. TABLA DE DESCRIPCIÓN (IMPRESIÓN DE MARCADORES) 66

67 TABLA DESCRIPCION: 3 NOMBRE: INICIO DE LA APLICACIÓN FUENTES: ACTORES: USUARIO/SISTEMA PRECONDICIONES: IMPRESION DE LOS MARCADORES, UBICACIÓN DEL EJECUTABLE POSTCONDICIONES: DINAMICA DEL JUEGO DEPENDENCIAS: GENERAL DESCRIPCION: Gracias a la descripción y ubicación de archivos, el usuario localizara el ejecutable que pone en marcha la aplicación PASOS/SCENARIOS: 3.1 EXPLORADOR DE WINDOWS ACTORES 1. El usuario ubica el ejecutable que inicia la aplicación. 3. El usuario queda en la interfaz principal de la aplicación SISTEMA 2. El sistema cargara automáticamente los parámetros necesarios para el correcto y óptimo funcionamiento de la aplicación CURSOS ALTERNOS: Aplicación no carga correctamente (mínimo riesgo de que ocurra) ESCENARIO 3.2 EXPLORADOR DE WINDOWS ACTORES 2. El usuario debe cerrar aplicación y volver a ejecutar 4. Si carga correctamente, puede continuar su uso normal 5. Si el error persiste, el usuario debe reiniciar el pc 6. Si el error persiste, el usuario deberá revisar su hardware SISTEMA 1. El sistema muestra error al intentar cargar. 3. El sistema intentara cargar nuevamente, si no muestra error, puede seguir con la aplicación CURSOS ALTERNOS: Usuario no ha impreso los marcadores ESCENARIO 3.3 EXPLORADOR DE WINDOWS ACTORES SISTEMA 1. El usuario puede en cualquier momento imprimir los marcadores así este corriendo la aplicación TABLA 18. TABLA DE DESCRIPCIÓN (INICIO DE APLICACIÓN) 67

68 TABLA DESCRIPCION: 4 NOMBRE: DINAMICA DE JUEGO FUENTES: ACTORES: USUARIO/SISTEMA PRECONDICIONES: IMPRESION DE LOS MARCADORES, INICIO DE APLICACIÓN POSTCONDICIONES: FINALIZAR DEPENDENCIAS: ENTORNO DE LA APLICACIÓN DESCRIPCION: La dinámica del juego consiste en que de acuerdo a la pregunta que genera el sistema, el usuario debe anteponer ante la cámara el marcador con el símbolo que representa la cantidad que hace falta para completar la operación y de acuerdo a su respuesta, la aplicación genera 3 estados: en espera, correcto, incorrecto, además, se debe crear en un entorno de fácil entendimiento, intuitivo y agradable para los usuarios finales (niños) PASOS/SCENARIOS: 4.1 ENTORNO DE LA APLICACION ACTORES 1. El usuario elije el marcador y lo antepone a la cámara. 6. El usuario ve en pantalla la animación 3d o contenido audiovisual almacenado en el marcador 7. El usuario identifica el estado de su respuesta de acuerdo a la imagen dinámica en pantalla 8. El usuario puede generar nueva pregunta 9. El usuario puede finalizar la aplicación SISTEMA 2. El sistema reconoce el marcador y almacena su valor correspondiente 3. El sistema muestra en pantalla el contenido almacenado en el marcador 4. El sistema genera 3 estados de acuerdo a la comparación del valor del marcador y la operación en pantalla: En Espera de respuesta Respuesta correcta Respuesta errada 5. El sistema alterna dichos estados con una imagen en pantalla dinámica 10. El sistema no almacena datos o conteo de respuestas exitosas o fallidas CURSOS ALTERNOS: Aplicación no carga correctamente el valor del marcador (mínimo riesgo de que ocurra) ESCENARIO 4.2 ENTORNO DE LA APLICACIÓN ACTORES SISTEMA 68

69 2. El usuario no logra visualizar el contenido audiovisual del marcador 3. El usuario debe retirar del enfoque el marcador y volverlo a anteponer 1. El sistema no carga correctamente la animación almacenada en el marcador 4. El sistema limpiara memoria y capturara de nuevo el valor correspondiente del marcador TABLA 19. TABLA DE DESCRIPCIÓN (DINÁMICA DE JUEGO) 69

70 TABLA DESCRIPCION: 5 NOMBRE: NUEVA PREGUNTA FUENTES: ACTORES: USUARIO/SISTEMA PRECONDICIONES: DINAMICA DEL JUEGO POSTCONDICIONES: FINALIZAR DEPENDENCIAS: ENTORNO DE LA APLICACIÓN DESCRIPCION: Mediante un botón intuitivo y agradable a la vista, generar nuevas preguntas de manera aleatoria PASOS/SCENARIOS: ENTORNO DE LA APLICACIÓN ACTORES 1. El usuario ubica en pantalla el botón de manera sencilla e intuitiva el cual con efecto grafica de presión le indica que puede presionarlo 2. El usuario presiona el botón para generar nueva pregunta 4. El usuario puede presionar cuantas veces quiera el botón de generación de preguntas 5. El usuario puede cerrar la aplicación CURSOS ALTERNOS: NINGUNO SISTEMA 3. El sistema genera nueva pregunta de manera aleatoria TABLA 20. TABLA DE DESCRIPCIÓN (NUEVA PREGUNTA) 70

71 TABLA DESCRIPCION: 6 NOMBRE: FINALIZAR FUENTES: ACTORES: USUARIO/SISTEMA PRECONDICIONES: DINAMICA DEL JUEGO POSTCONDICIONES: NINGUNA DEPENDENCIAS: ENTORNO DE LA APLICACION DESCRIPCION: Cerrar la aplicación desde las opciones de la ventana PASOS/SCENARIOS: ENTORNO DE LA APLICACION ACTORES 1. El usuario ubica en las opciones de la ventana, el icono para cerrarla 2. El usuario presiona dicho icono para finalizar la aplicación CURSOS ALTERNOS: NINGUNO SISTEMA TABLA 21. TABLA DE DESCRIPCIÓN (FINALIZAR) 3. El sistema finaliza programa y libera los recursos usados de hardware y software 71

72 4.7 DIAGRAMAS DE CASOS DE USO ILUSTRACIÓN 10. FUENTE PROPIA: CASOS DE USO GENERAL ILUSTRACIÓN 11. FUENTE PROPIA: INSTALACIÓN Y UBICACIÓN 72

73 ILUSTRACIÓN 12. FUENTE PROPIA: MARCADORES ILUSTRACIÓN 13. FUENTE PROPIA: EJECUCIÓN 73

74 ILUSTRACIÓN 14. FUENTE PROPIA: INTERACCIÓN POR RESPUESTAS ILUSTRACIÓN 15. FUENTE PROPIA: INTERACCIÓN POR PREGUNTAS 74

75 ILUSTRACIÓN 16. FUENTE PROPIA: FINALIZAR 4.8 DIAGRAMAS DE INTERFAZ Una interfaz que sea fácil e intuitiva garantiza una buena experiencia de usuario, que se ve reflejada en que el producto sea utilizado por parte del usuario. En este apartado, vamos a definir la estructura de nuestra interfaz con el usuario. Se van a mostrar capturas de pantalla tomadas del software funcional para ilustrar de lo que consta nuestra interfaz de usuario una vez se lleve a cabo su implementación. Ya que nuestra aplicación no maneja múltiples interfaces, desglosaremos como se comportaría en cada uno de los casos que transcurren durante la ejecución del mismo. 75