UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE COMPUTACIÓN

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1 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE COMPUTACIÓN Realidad Virtual en Televisión Digital: Simulador de Votaciones Electorales para Televisión Digital Trabajo Especial de Grado Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela Por los Bachilleres: Martínez A., Alejandro J. Meléndez C., Roberto K. Tutor: Prof. Omaira Rodríguez Caracas, Mayo 2012

2 Resumen La televisión de señal abierta es un medio de comunicación masivo para transmitir audio y video gratuito; con la llegada del nuevo paradigma de Televisión Digital se amplían las posibilidades de comunicación al proporcionar tecnología para mejor calidad de imagen, mayor aprovechamiento del espectro radioeléctrico e interactividad con los usuarios entre otras ventajas. Aprovechando la interactividad de la Televisión Digital, su alcance masivo potencial y el hecho de que Venezuela como todo país democrático pasa por procesos electorales para elegir a sus representantes de gobierno, este Trabajo Especial de Grado consiste en la creación de una aplicación para Televisión Digital que simule los pasos a seguir, para que un ciudadano ejerza su derecho al sufragio, desde el momento que llega al sitio de votación hasta que culmina con su salida.

3 Agradecimientos situación. A nuestros familiares y amigos, que nos apoyaron en todo momento y A nuestra tutora, la Profesora Omaira Rodríguez, por su dedicación, comprensión y apoyo. Al personal del Centro de Computación Gráfica (CCG), por contar con su ayuda y disposición. A los jurados, por toda la disponibilidad y servicio ofrecido. Al Ingeniero José Sosa, Presidente del CNTI, por su apoyo y gestión en las comunicaciones para lograr las pruebas reales con decodificadores. Al Doctor Federico Balaguer, miembro del LIFIA (Argentina), por su colaboración y disposición de los decodificadores para las pruebas. A Freddy Amaya, Líder de Proyecto en Televisión Digital Terrestre RedTV, por la información suministrada sobre la difusión de los canales de Televisión Digital a nivel nacional. A Héctor Bolívar, Investigador del CENDIT, por sus aportes e información sobre los decodificadores de Televisión Digital. A Tulio Bastidas, Ingeniero Analista en CONATEL, por su asesoría en el ámbito de la Televisión Digital en Venezuela.

4 Acta Quienes suscriben, miembros del Jurado designado por el Consejo de la Escuela de Computación, para examinar el Trabajo Especial de Grado presentado por los bachilleres Alejandro Javier Martínez Alvarez y Roberto Kinving Meléndez Chang, con el título Realidad Virtual en Televisión Digital: Simulador de Votaciones Electorales para Televisión Digital, a los fines de optar al Título de Licenciado en Computación, dejan constancia de lo siguiente: Leído como fue, dicho trabajo por cada uno de los miembros del Jurado, se fijó el día 24 de Mayo del 2012 a la 11:00 a.m., para que sus autores lo defendieran en forma pública, lo que hizo en el Centro de Computación Gráfica de la Escuela de Computación, mediante la presentación oral de su contenido, luego de lo cual, respondieron a las preguntas formuladas por el jurado y público en general. Finalizada la Defensa Pública del Trabajo Especial de Grado, el Jurado decidió aprobarlo. En fe de lo cual se levanta la presente Acta, en Caracas a los 24 días del mes de Mayo del 2012, dejándose también constancia de que actuó como Coordinador del Jurado la Prof. Tutor Omaira Rodríguez. Prof. Omaira Rodríguez (Tutor) Prof. Rhadamés Carmona (Jurado Principal) Prof. Vanessa Leguizamo (Jurado Principal)

5 Índice General Pag. Introducción 10 Capítulo 1 Planteamiento del Problema Objetivo General Objetivos Específicos Justificación e Importancia Obstáculos 15 Capítulo 2 Marco Teórico Televisión Digital Ventajas de la Televisión Digital frente a la Televisión Analógica Desventajas de la Televisión Digital Requerimientos del usuario para ver Televisión Digital Plataformas de Televisión Digital Arquitectura de un Sistema de Televisión Digital Estándares de Televisión Digital La Televisión Digital Terrestre en Latinoamérica Elección del Estándar ISDB-Tb para Venezuela Programación en el Estándar ISDB-Tb Middleware Ginga para el Estándar Brasileño ISDB-Tb Arquitectura del Middleware Ginga Ginga-NCL Ginga-J Ginga-Common Core Avances realizados en Venezuela Realidad Virtual en Televisión Digital Realidad Virtual Características de la Realidad Virtual Presencia Interactividad Percepción 43

6 Tipos de Sistemas de Realidad Virtual Sistemas Ventanas (WoW: Window On World) Sistemas Inmersivos Sistemas de Mapeo de Movimiento Sistemas de Telepresencia Sistemas de Realidad Aumentada o Mixta 48 Capítulo 3 Diseño y Desarrollo de la Solución Propuesta Plataforma de Hardware Plataforma de Software Lenguajes de Programación Ambiente de Ejecución Diseño de la Aplicación Identificación de Interfaces Diagrama de Clases Diseño de las Clases Modelado de los Gráficos del Sistema Desarrollo de la Aplicación Etapa de inicialización Etapa de Ejecución 68 Capítulo 4 Pruebas y Resultados Descripción de los Escenarios Pruebas en un Decodificador 81 Conclusiones 84 Recomendaciones 85 Glosario 86 Referencias 99

7 Índice de Figuras Pag. Figura 1.1. Porcentaje de usuarios de internet en Venezuela [39]. 14 Figura 1.2. Porcentaje de hogares con internet en Venezuela [40]. 15 Figura 2.1. Sistema de Televisión Digital. 23 Figura 2.2. Distribución de la Televisión Digital en Latinoamérica [37]. 34 Figura 2.3. Distribución de la Televisión Digital en el mundo [37]. 34 Figura 2.4. Subsistemas de Ginga. 37 Figura 2.5. Librerías de Ginga-J. 39 Figura 2.6. Sistema de Realidad Virtual Window on World [8]. 44 Figura 2.7. Sistema inmersivo de Realidad Virtual [29]. 45 Figura 2.8. Sistema CAVE para Realidad Virtual inmersiva [29]. 46 Figura2.9. Sistema Kinect de Microsoft para mapeo de movimiento [30]. 46 Figura Telepresencia dirigida por robot [30]. 47 Figura Realidad Aumentada en dispositivos móviles [30]. 49 Figura 3.1. Prototipo de interfaces del programa. 52 Figura 3.2. Diagrama de clases. 55 Figura 3.3. Clase app. 56 Figura 3.4. Clase render. 57 Figura 3.5. Clase scenemanager. 58 Figura 3.6. Clase scene. 59 Figura 3.7. Clase player. 60 Figura 3.8. Clase object. 61 Figura 3.9. Imagen de animación del usuario. 62 Figura Caja de votación real. 63 Figura Modelando caja de votación. 63 Figura Caja de votación virtual. 63 Figura Máquina de votación real. 63 Figura Modelando máquina de votación. 63 Figura Máquina de votación virtual. 63 Figura Tarjetón Real. 63

8 Figura Modelando tarjetón. 63 Figura Tarjetón virtual. 63 Figura Nueva máquina captahuella. 64 Figura Modelando nueva máquina captahuella. 64 Figura Máquina captahuella virtual. 64 Figura Modelado de cuarto de puertas. 64 Figura Modelado 2 de cuarto de puertas. 64 Figura Cuarto de puertas virtual. 64 Figura Modelando cuarto de votaciones. 64 Figura Cuarto de votaciones vacío. 64 Figura Cuarto de votaciones con objetos. 64 Figura Representación de los objetos multimedia en la pantalla. 67 Figura Representación de la interacción de los objetos. 68 Figura 4.1. Menú principal. 74 Figura 4.2. Introduzca el último dígito de su cédula. 74 Figura 4.3. Sala de puertas según terminal de cédula. 75 Figura Cuarto de votación. 75 Figura 4.5. Entrega cédula. 76 Figura 4.6. Paso de captahuellas. 76 Figura 4.7. Paso máquina de votación. 77 Figura 4.8. Tarjetón electoral. 77 Figura 4.9. Tome su comprobante. 78 Figura Introduzca su comprobante en la caja electoral. 78 Figura Firma del cuaderno de acta. 79 Figura Introduzca su dedo en la tinta. 79 Figura Buscar cédula. 80 Figura Puerta de salida. 80 Figura Fin de la simulación. 81 Figura Decodificador UTE740 en pruebas. 82 Figura Prueba aplicación mediante pendrive. 82

9 Índice de Tablas Pag. Tabla 1.1. Comparación de Estándares de Televisión Digital. 25 Tabla 1.2. Apagones analógicos en Latinoamérica por país. 33

10 Introducción En la actualidad la televisión de transmisión terrestre está pasando la transición de analógica a digital por los beneficios que la digitalización trae a este medio de comunicación, proporcionándole características de interactividad y mejoras en características como guías electrónicas, subtítulos, más canales, entre muchas otras reseñadas en esta investigación. Aunque en el presente ya existen medios como Internet o reproductores de DVD que poseen estas características ninguno tiene más alcance de población que la televisión que está presente en la mayoría de los hogares del mundo y que no presenta un desafío o amenaza a prácticamente ningún usuario, ya que la perciben como un ente familiar. Pese a que Venezuela adoptó uno de los estándares existentes para Televisión Digital, actualmente aún no se posee el hardware ni software oficial que permita ejecutar aplicaciones destinadas a este paradigma. Aún así, existen máquinas virtuales que emulan el comportamiento de los dispositivos implicados en la Televisión Digital, facilitando el proceso de desarrollo de sus aplicaciones. La máquina virtual empleada en este proyecto es proporcionada por entes involucrados en la evolución de Argentina hacia la Televisión Digital, el principal país que directamente apoya y soporta la misma iniciativa en Venezuela, un trabajo que aún se encuentra en etapas de prueba en ambos países. El objetivo de este Trabajo Especial de Grado es presentar un sistema basado en Realidad Virtual, que consiste en un programa simulador de votaciones electorales para Televisión Digital. Este trabajo está estructurado en cuatro capítulos: 10

11 Capítulo 1: Propuesta del Trabajo Especial de Grado. Este capítulo trata sobre la propuesta del sistema de votación electoral en Televisión Digital, sus objetivos y algunos obstáculos. Capítulo 2: Marco Teórico. Esta sección hace una descripción sobre lo que es la Televisión Digital, sus características y estándares, además de los conceptos básicos de la Realidad Virtual y sus aplicaciones. Capítulo 3: Diseño y Desarrollo de la Solución del Problema. Aquí se describe como se abordaron los distintos objetivos específicos propuestos, sus diagramas y el desarrollo de la aplicación. Capítulo 4: Pruebas y Resultados. Se realizan pruebas y se muestra la aplicación resultado. 11

12 Capítulo 1 Planteamiento del Problema Venezuela como todo país democrático pasa por diversos procesos electorales para elegir quiénes ocuparán sus distintos puestos gubernamentales. El proceso para ejercer el derecho al sufragio debe ser claro y no debe representar complejidad alguna para el ciudadano que ejerce el derecho de voto. Hacer llegar a los votantes este proceso de una forma simple, es de la mayor importancia dentro de todo el proceso electoral. El uso de la tecnología en los procesos electorales contribuye a la eficiencia y eficacia con la que el proceso de elección se lleva adelante. Sin embargo, el proceso de votación como tal, apoyado en estas tecnologías, puede representar una dificultad para ese sector de la población no diestro o amigo del uso de herramientas tecnológicas. A pesar de que se consiguen simuladores electorales en la Web, no toda la población tiene acceso a Internet o el conocimiento para usarlos y entrenarse con ellos, por lo que es necesario un medio de comunicación masivo como la televisión para hacer llegar este entrenamiento a la población en general. También la población no votante, tales como niños o adolescentes se benefician ya que adquieren a través de TV el entrenamiento para procesos de votación futuros en su vida. Una de las bondades de la Televisión Digital es la capacidad de tener comunicaciones bidireccionales con sus usuarios, permitiendo de esta manera la interacción del televidente con lo que está viendo por ejemplo un entrenamiento de votación electoral ayudando de esta manera a una mejor comprensión y asimilación del proceso en cuestión. De la misma forma y dado el alcance de transmisión de la TV esto contribuye a disminuir la brecha tecnológica en comunidades aisladas que antes podrían estar segregadas. 12

13 Este trabajo tiene como finalidad desarrollar una aplicación para Televisión Digital que simule el proceso de votación electoral enfocándose en los pasos que debe seguir un elector para ejercer su derecho al sufragio Objetivo General Diseño e implementación de un prototipo de sistema que simule el proceso de votación electoral usando el paradigma de Televisión Digital Objetivos Específicos Estudio e implementación de las herramientas de desarrollo para aplicaciones del estándar de Televisión Digital seleccionado en Venezuela. Identificación de los pasos en los procesos de votación realizados regularmente en Venezuela para ejercer el derecho al sufragio: Proceso de identificación de la mesa electoral. Proceso de captura de la huella dactilar. Proceso de selección del(los) candidato(s). Proceso de verificación del comprobante de votación. Proceso de inmersión de dedo meñique en tinta indeleble. Diseño de una aplicación con una interfaz representativa del proceso electoral para crear relaciones cognitivas con el usuario. Identificación y corrección de errores más comunes cometidos por los votantes. 13

14 1.3. Justificación e Importancia Debido a que la señal de televisión analógica actual en Venezuela evolucionará en los próximos 10 años completamente a transmisión exclusivamente digital, emerge la oportunidad de explotar sus bondades a un público más amplio que quizás no está acostumbrado a lidiar con tecnologías interactivas. Existen sectores de la población que nunca se han atrevido o han tenido la oportunidad de operar una computadora, como es el caso de muchas personas de tercera edad, personas de bajos recursos, personas fuera del alcance geográfico de la Internet o simplemente personas que nunca fueron afines con la tecnología informática. Por otro lado, un televisor es un equipo familiar y cómodo para la mayoría de las personas, un aparato de fácil uso y que no presenta una gran amenaza para ellos como usuarios. El alcance de la televisión como medio comunicativo es superior al de Internet y al de prácticamente cualquier otro medio de información actual lo cual la hace el ente perfecto para instruir a la comunidad sobre el proceso para ejercer su derecho a votaciones electorales desde la comodidad de su casa. Usuarios de internet No usuarios de Internet 38% 62% Figura 1.1. Porcentaje de usuarios de internet en Venezuela [39]. 14

15 Hogares con Televisión Hogares sin Televisión 6% 94% Figura 1.2. Porcentaje de hogares con internet en Venezuela [40] Obstáculos Inmadurez del software (M3G, OpenGL, MPEG-4 y X3D) y hardware (procesador gráfico del set-top box) para el tratamiento de animaciones 3D en el ambiente de programación, para los estándares de Televisión Digital. Poco auge en la evolución del nuevo paradigma de Televisión Digital en la infraestructura tecnológica de Venezuela, influenciado mayormente por la poca cohesión que existe entre los distintos organismos involucrados en su desarrollo(conatel, CENDIT, RedTV y CNTI) debido a que es un proyecto que todavía está en fase inicial. No se lograron convenios para el uso de equipos especializados nacionales para la realización de pruebas reales del sistema. Escasa documentación de las herramientas de programación vinculadas al estándar de Televisión Digital elegido en Venezuela, debido en gran parte a 15

16 la poca integración entre los países latinoamericanos que adoptaron esta norma y por ser la más recientemente lanzada al mercado. 16

17 Capítulo 2 Marco Teórico Este capítulo trata sobre los principales conceptos y características de la Televisión Digital y la Realidad Virtual, su aplicación y su evolución en Venezuela Televisión Digital La Televisión Digital se caracteriza porque emplea información binaria (ceros y unos) para codificar las imágenes, los sonidos y datos adicionales. Las características inherentes a todos los sistemas digitales de comunicación dan lugar a numerosas ventajas respecto a los correspondientes sistemas analógicos. Por ello, la Televisión Digital es una tecnología de sustitución, llamada a ocupar el lugar de la televisión analógica en el plazo de unos pocos años [4] Ventajas de la Televisión Digital frente a la Televisión Analógica En las transmisiones de Televisión Digital la imagen, el sonido y los contenidos adicionales se transforman en información digital, la cual es difundida a través de ondas terrestres y recibida a través de las antenas de televisión convencionales previamente adaptadas. Gracias a la Televisión Digital se podrá: Un mejor aprovechamiento del espacio radioeléctrico. Esto posibilita disfrutar más canales en el mismo ancho de banda. Facilidad de desembarco de la TV en los dispositivos móviles y portátiles. 17

18 Acceder a los nuevos servicios y contenidos interactivos. Mejor calidad de recepción de video y audio. La televisión analógica actual puede sufrir distintas interferencias que resultan, en algunos casos, en defectos de la imagen: imágenes dobles, imágenes con nieve, etc. Estos efectos son especialmente percibidos en lugares con una pobre recepción de señal. La tecnología digital no se ve afectada por estas interferencias, de forma que la Televisión Digital ofrece imágenes más definidas, limpias y claras, de calidad similar a la proporcionada por un DVD. Formato panorámico. La Televisión Digital permite la transmisión de imágenes en formato panorámico. Sacando el máximo partido al dispositivo de televisión, disfrutando de hasta un 30% más de información en pantalla. Mejor calidad de sonido digital. La Televisión Digital proporciona calidad de sonido digital equivalente al CD. Pero además posibilita las transmisiones en sonido digital envolvente, utilizando el sistema Dolby Digital. Subtítulos. Elegir el idioma, activar o desactivar subtítulos del lenguaje disponible. Elección del Idioma de Audio. Cambiar audio de la programación, siempre que esté disponible por el transmisor. Guías Electrónicas de Programación (EPG). Las Guías Electrónicas de Programación permiten saber de forma rápida y sencilla qué programas hay disponibles en cada momento, y cuáles hay a continuación. En muchos casos hasta se podrá tener acceso a información adicional 18

19 sobre esos programas, buscar programas favoritos, filtrar por géneros, entre otros [10]. Compresión de señales de video y audio en banda ancha. Las recientes técnicas de compresión de imagen y audio MPEG-2 que se usan para la Televisión Digital han alcanzado tasas de compresión de 1/20 para televisores estándar y 1/60 para HDTV. Técnicas de corrección de errores que no son posibles de aplicar en señales analógicas. Básicamente no se puede eliminar el ruido en las transmisiones analógicas. Sin embargo, en las transmisiones digitales es posible corregir errores de bits ocasionados por distorsiones en la transmisión usando técnicas de corrección de errores. Método idéntico para el manejo de señales de vídeo, audio, datos y control. Las señales digitales consisten en señales de 0 y 1 bits que se transmiten en grupos denominados paquetes dentro de los tipos de señal digital indicados. Como resultado de ello, todos los tipos de señales se pueden manejar de la misma manera. Esta característica facilita la adición de nuevos servicios. Facilidad para la codificación de señales. En contraste con la dificultad de la codificación de una señal de transmisión analógica, la codificación de una señal digital se puede implementar fácilmente de tal manera que solamente los suscriptores puedan recibir el contenido de una transmisión a través de la decodificación de una señal digital original recibida. Planificación de canal simplificado. Debido a que la transmisión de baja potencia es posible, el efecto sobre canales adyacentes o en canales idénticos en diferentes áreas es pequeño. Por lo que la 19

20 planificación de canales no presenta dificultades, pudiéndose utilizar un mayor número de canales. Calidad de servicio. Las transmisiones analogicas que se alejan de la antena de transmisión presentan mayor ruido en la pantalla de televisión y un gradual deterioro de las imágenes por la debilitada potencia de recepción. Por el contrario, en transmisiones digitales, una baja potencia de recepción, inferior a los niveles mínimos, resulta en una pérdida completa de la recepción en oposición a un deterioro gradual de la calidad de la imagen Desventajas de la Televisión Digital Debido a que los receptores analógicos convencionales no pueden ser utilizados para la recepción de transmisiones digitales, los usuarios deben adquirir nuevos receptores especialmente designados para la transmisión digital. Transmisión de baja potencia. Debido a que las señales digitales son más inmunes a ruidos, la potencia del transmisor puede bajar. Aunque la potencia de transmisión actual depende de la tasa de bits y las condiciones de envío y recepción, se puede decir que normalmente la transmisión terrestre de Televisión Digital puede alcanzar un área de servicio particular para una potencia de transmisión de aproximadamente 1/10 de la potencia de transmisión de televisión analógica. Inversiones en infraestructuras requeridas por estaciones de transmisión. Las empresas de transmisiones deben invertir en distintos tipos de equipos incluyendo aparatos de codificación de video/audio, equipos de producción de programas para transmisión de datos, equipos de operación y equipos de transmisión [11]. 20

21 Requerimientos del usuario para ver Televisión Digital Para acceder a la señal de Televisión Digital se necesita un receptor adecuado. Éste puede ser de dos tipos: Receptor externo o Set-Top Box (STB), el cual se conecta a un televisor analógico convencional. Los STB para Televisión Digital se conectan al televisor analógico normalmente a través de un cable Euroconector, aunque pueden hacerlo también a través de una conexión de antena convencional. Algunos modelos disponen de salida de audio digital que permite conectarlos con un sistema de Home Cinema y disfrutar así de la calidad de sonido multicanal Dolby Digital. Televisor Digital Integrado, que incorpora el receptor digital dentro del chasis del televisor y permite, por tanto, recibir la Televisión Digital además de la TV analógica convencional. El Televisor Digital Integrado permite recibir señales de TV analógica y señales de Televisión Digital Terrestre sin necesidad de adaptador externo, ya que incorpora el receptor digital dentro del televisor. Los Televisores Digitales Integrados son normalmente de formato panorámico y soportan reproducción de sonido de alta calidad. Algunos modelos pueden también conectarse a un equipo de Home Cinema y disfrutar así de sonido multicanal Dolby Digital [12]. 21

22 Plataformas de Televisión Digital Satélite: Se refiere a la transmisión de señales satelitales en formato digital. Los principales operadores a nivel latinoamericano son Telmex, Sky, DirecTV, Telefónica y VTR. La tecnología de satélite es la que cuenta con un mayor número de clientes a nivel mundial, y la que ha adoptado de forma más rápida el proceso de digitalización, gracias en gran medida a su menor coste de actualización. Cable: Se refiere a la transmisión de señales digitales a través de sistemas de televisión por cable, de tipo coaxial o telefónico. Televisión Digital Terrestre: Radiodifusores en VHF y UHF. Las bandas de VHF y UHF son utilizadas para la teledifusión en todo el mundo, tanto para la televisión abierta como para sistemas de TV codificada (estos generalmente en UHF). Se espera que la Televisión Digital Terrestre (TDT) sustituya a la TV tradicional en abierto. Televisión sobre ADSL: La difusión de televisión a través de una conexión de banda ancha es la última opción incorporada en el mercado de la Televisión Digital. Este tipo de servicios ha hecho que el par de cobre o hilo telefónico se consolide como una alternativa válida para recibir canales temáticos de televisión, vídeo a la carta y espectáculos o películas de pago previo (Pay Per View). Los avances tecnológicos en el sistema ADSL permiten mayor velocidad de conexión y la transmisión de centenares de canales, además de diversas posibilidades interactivas, argumentos suficientes para que las compañías de televisión por ADSL hayan apostado por un método de difusión más económico que el cable coaxial, ya que se aprovecha la infraestructura telefónica existente [14]. 22

23 Arquitectura de un Sistema de Televisión Digital En la figura 2.1 se puede apreciar que el sistema cuenta esencialmente con un transmisor que emite la señal de Televisión Digital (aplicaciones incluidas) la cual es recibida por una antena de aire e interpretada por un decodificador para Televisión Digital que muestra las imágenes a través de un televisor, proveyendo una programación con manejo de aplicaciones integradas, dando interactividad al usuario final por medio de un control remoto. Figura 2.1. Sistema Televisión Digital 23

24 Estándares de Televisión Digital La tabla 1.1 muestra una comparación de las principales características de estándares de Televisión Digital existentes actualmente, ATSC (Norteamericano), DVB-T (Europeo), ISDB-T (Japonés), ISDB-Tb (Brasilero) y DTMB (Chino). 24

25 ATSC DVB-T ISDB-T ISDB-Tb DTMB Advanced Televisión System Committee. Digital Video Broadcasting Terrestrial. Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial. Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial built-in. También conocida como ISDTV, International System for Digital Televisión. Digital Terrestrial Multimedia Broadcast. Nombre Lugar de origen Estados Unidos. Europa. Japón. Brasil. República Popular de China. Origen Iniciada en 1992 por la Advanced Televisión System Committee. Iniciada en 1993 por la Digital Video Broadcasting. Desarrollada en Japón en 1999 por la Digital Broadcasting Experts Group (DIBEG), Lanzado en Noviembre de 2003 con el trabajo del Brazilian Commission of Communications of the National Telecommunications Agency (ANATEL). El gobierno chino inició el desarrollo del estándar de Televisión Digital Chino en 1994 mediante la fusión de varias propuestas, completando el proceso en el Países Fue adoptado por otros países además de Estados Unidos, incluyendo Canadá, Corea del Sur y México. Ha sido adoptado en la Unión Europea, Australia, Nueva Zelanda, Malasia, Hong Kong, Singapur, India y Sudáfrica y más de 100 otros países. Hasta la fecha sólo ha sido adoptado en Japón. Adoptado por la mayoría de los países latinoamericanos. Adoptado en la República Popular de China. Modulación Modulación digital 8- VSB, Vestigial Sideband, versión 8. COFDM, Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex. BST-COFDM, Band Segmented Transmission COFDM. Segmentación de frecuencia en 13 segmentos. Uno de ellos es denominado ISDB-T One Seg empleado para recepciones móviles. BST-COFDM, Band Segmented Transmission COFDM. Segmentación de frecuencia en 13 segmentos. Uno de ellos es denominado ISDB-T One Seg empleado para recepciones móviles. TDS-OFDM (Time-domain Synchronous OFDM). Modulación en frecuencia y en el tiempo, teóricamente alta eficiencia espectral. Multiplexación MPEG2. MPEG2. MPEG2. MPEG2. MPEG2 MPEG-2 (transmisión simultánea) y H.264 (HDTV). Codificación de Video MPEG2 MPEG2 MPEG2 MPEG4 Part 10 (H.264) Decisión a discreción del transmisor. Codificación de Audio DOLBY AC3. MPEG2 BC. MPEG2 ACC. MPEG2 ACC. MPEG2 ACC. 25

26 Middleware DASE OpenCable. MHP. ARIB. GINGA. IMP, Interactive Media Platform. Está basado en las plataformas MHP, DASE y ARIB. Portadora Velocidades de transmisión Ancho de banda Portadora única. Velocidades de transmisión de hasta 19 Mbps. Ancho de banda de 6 MHz. Múltiple portadora (2K ó 8K) con 1705 portadoras (sistema 2K) o 6817 portadoras (sistema 8K). Velocidades de transmisión desde 5 a 27 Mbps. Ancho de banda: 8 MHz (compatible con 6 MHz y 7 MHz). Múltiple portadora (2K, 4K ó 8K). Velocidades de transmisión de hasta 34 Mbps. Ancho de banda de 5,6 MHz (compatible con 6 MHz). Múltiple portadora (2K, 4K ó 8K). Velocidades de transmisión de hasta 34 Mbps. Ancho de banda de 5,6 MHz (compatible con 6 MHz). Portadora única y múltiple portadora (1K, 4K). Velocidades de transmisión de hasta 32 Mbps. Canal de 8 MHz (compatible con 6 MHz). Protección de errores Codificación Reed- Solomon usada en los DVD para protección contra errores. Codificación Reed- Solomon. La protección contra errores es prevista por código Reed-Solomon combinado con código convolucionado La protección contra errores es prevista por código Reed-Solomon combinado con código convolucionado Código BCH (Bose- Chaudhuri-Hocquenghem) + código para corrección de errores LDPC (Low Density Parity Check) + LTDI (long time-domain interleaver), Movilidad Concebido para recepción fija. Actualmente está implementando el servicio de recepción en dispositivos móviles. DVB es el único estándar que facilita la TV Digital móvil en forma sinérgica con GSM y 3G, aunque requiere una red auxiliar basada en DVB-H para ello. HDTV o SDTV y la recepción por celular (One- Seg Service) pueden ser transmitidos simultáneamente en un canal. HDTV o SDTV y la recepción por celular (One-Seg Service) pueden ser transmitidos simultáneamente en un canal. Soporte para dispositivos móviles y capacidad de transmitir HDTV de calidad aceptable a vehículos en movimiento a velocidades de hasta 200 Km/h. Ambiente de aplicación declarativo DAE, Declarative Application Enviroment. DVB-HTML. Basada en el estándar ARIB B24 haciendo uso de BML, Broadcast Markup Language. NCL-Lua. HTML y ECMAScript. Ambiente de aplicación procedural PAE, Procedural Application Enviroment. Procesan contenidos con objetos activos para un Máquina Virtual de Java de Sun Microsystems. DVB-J, la cual incluye una Máquina Virtual de Java de Sun Microsystems. Basado en el estándar ARIB B23 y los estándares MHP para DVB y el globalmente ejecutable MHP/GEM. Incluye una Máquina Virtual de Java de Sun Microsystems. Ginga-J, la cual incluye una Máquina Virtual de Java de Sun Microsystems. Máquina Virtual de Java basada en J2ME CDC Foundation Profile. 26

27 Otras características En Julio de 2008, ATSC se actualizó para soportar el códec de video H.264 (MPEG-4). En términos de número de países, es el estándar de transmisión digital terrestre más adoptado. El estándar provee el sistema de EWS (Emergency Warning System), el cual es un sistema de alerta de radiodifusión que activa los receptores digitales, transmitiendo informaciones sobre desastres sin congestión. Está basado en el estándar japonés ISDB-T, con mejoras en la codificación de video en MPEG4. Potencial economía de escala en receptores. Tabla 1.1. Comparación de Estándares de Televisión Digital 27

28 La Televisión Digital Terrestre en Latinoamérica En Argentina en 1998 se eligió el estándar estadounidense ATSC, pero no hubo transmisiones regulares en ese estándar; para el año 2006 dicha decisión fue revocada y consecuentemente la Secretaría de Comunicaciones estableció los criterios para elegir nuevamente el estándar a utilizar. Luego de numerosas pruebas para determinar el estándar más conveniente, finalmente el viernes 28 de agosto de 2009 la Secretaría de Comunicaciones recomienda adoptar el estándar japonés-brasileño ISDB-Tb o SBTVD. El gobierno argentino firmó un convenio con el gobierno de Japón y otro convenio con Brasil, creando un Consejo a nivel gubernamental y Foro Consultivo de los sectores público y privado para hacer el seguimiento de la puesta en marcha de la norma. El 1 de septiembre del 2009 se crea el Sistema Argentino de Televisión Digital Terrestre y se establece el apagón analógico para el 1 de septiembre de Para el año 2011, ya había un buen número de canales en la ciudad de Buenos Aires en formato digital y se están licitando un centenar de canales para el interior del país. De manera simultánea, se está implementando la distribución del mismo paquete de canales de la Televisión Digital Terrestre por medio del satélite AMC- 6 (en norma DVB-S2), para lo cual los usuarios argentinos podrán adquirir (a futuro) una tarjeta desencriptadora. La Televisión Digital Terrestre se está implementando por etapas, comenzando por las principales ciudades del interior del país, que toman las señales del satélite AMC-6 y la distribuyen por aire [37]. Bolivia se suma el 5 de julio de 2010 a la mayoría de países sudamericanos que eligió el estándar japonés-brasileño de Televisión Digital ISDB-Tb y fijó un plazo de hasta 10 años para el "apagón" definitivo de los actuales servicios analógicos. 28

29 En Brasil, país pionero en Televisión Digital en la región, ya se ha comenzado a reemplazar la TV analógica por la Televisión Digital Terrestre, puesto que optaron en abril de 2006 por una versión modificada (SBTVD también denominada ISDB-Tb) del estándar japonés ISDB-T. Con ello cambia el sistema de aplicaciones interactivas por uno desarrollado con Fondos de la Unión Europea denominado Ginga Middleware que se encuentra en proceso de certificación. El apagón analógico está programado para el 29 de junio de En Chile, el 14 de septiembre de 2009, se anunció la adopción de la norma ISDB-Tb creado por Japón y adoptado por Brasil debido a su mejor recepción dadas las condiciones geográficas del territorio. Actualmente 7 canales chilenos de los llamados nacionales transmiten en forma experimental con esta norma, cada uno con sus respectivas señales para teléfonos móviles. Se designa el año 2018 como la fecha para el apagón analógico. En Colombia, el sistema de Televisión Digital elegido es el europeo DVB. La decisión de la Comisión Nacional de Televisión fue anunciada el 28 de agosto de 2008, después de diferentes retrasos y negociaciones. El apagón analógico está programado para el año La comisión tenía previsto iniciar el proceso de implementación de la Televisión Digital terrestre para el año La decisión fue tomada luego de analizar diferentes aspectos, tales como pruebas técnica realizadas con los tres estándares en todo el territorio nacional, un estudio sobre hábitos de consumo en Colombia. A partir del 29 de enero de 2010 comenzó oficialmente la Televisión Digital Terrestre en Colombia, con la emisión de la señal digital de televisión en parte del centro y norte de la ciudad de Bogotá, a través de varios canales públicos. Actualmente se busca extender las transmisiones en 45% del territorio nacional, incluyendo los canales regionales. El 15 de febrero de 2010, la Junta Directiva de la CNTV asignó las frecuencias de Televisión Digital para 29

30 los canales nacionales públicos y privados, regionales, locales con y sin ánimo de lucro, aquellas para ser utilizadas en tecnología digital móvil y liberó los canales comprendidos entre el 64 y el 69, para que el Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, las reasigne en otros servicios de telecomunicaciones. En diciembre del 2010 iniciaron las señales de prueba de los principales canales privados de televisión, en las frecuencias asignadas. En Costa Rica desde el 17 de diciembre del 2009 una subcomisión técnica ha estado a cargo de llevar a cabo pruebas de campo de los estándares estadounidense, europeo y japonés-brasileño, ATSC, DVB-T e ISDB-TB optando finalmente por este último. Tras su publicación el 6 de mayo del 2010 en el boletín oficial La Gaceta, Costa Rica viene a sumarse en el apoyo al ISDB-TB a otros países en América Latina. Se tiene estimado que el apagón analógico se dé en el año Cuba ha anunciado recientemente que en el año 2012 podría dejar definida la norma a utilizar. De momento, especialistas cubanos realizan pruebas en DVB-T pero no se mencionan fechas para una transmisión televisiva oficial ni para el apagón analógico. En Ecuador para abril de 2009, se estaba estudiando el estándar japonés-brasileño ISDB-Tb. El 26 de marzo del 2010, Ecuador firmó convenios de cooperación técnica y de capacitación con los gobiernos de Japón y Brasil, dando visto bueno a la introducción del sistema japonés-brasileño ISDB-Tb, entrando así Ecuador en el proceso de transición a la Televisión Digital Terrestre. El apagón analógico será en una fecha indeterminada entre el año 2016 y el 2020 [7]. En El Salvador, en abril de 2009 se optó por el estándar estadounidense ATSC con ciertas variantes en el sistema de compresión (ATSC 2.0). El apagón analógico está programado para el 30

31 año Actualmente ya posee cadenas de televisión que ya emiten señales en el estándar ATSC. En Guatemala está en estudio el sistema a implementar, donde Brasil busca conversaciones para que adopte su estándar ISDB-Tb. En Honduras se adoptó el estándar estadounidense ATSC igualmente con algunas variantes en el sistema de compresión (ATSC 2.0). El apagón analógico está programado para el Diciembre del En Nicaragua para finales del 2010 se eligió el estándar japonésbrasileño ISDB-Tb. Se prevé el apagón analógico para el En Panamá el 12 de mayo de 2009 se decide adoptar el estándar DVB-T de origen Europeo como norma oficial para todo el territorio nacional. Las transmisiones en Televisión Digital Terrestre iniciaron el día 10 de diciembre del Se tiene estimado que el Apagón Analógico se dé en el En Paraguay el 1 de junio del 2010 se establece de manera oficial la utilización de la norma japonés-brasileña ISDB-Tb dentro de todo el territorio. Para el año 2022 se cree que debe ocurrir el apagón analógico. En Perú, el 21 de febrero de 2007 se conformó una comisión encargada de recomendar el estándar de Televisión Digital Terrestre a utilizar, la cual planteó el desarrollo de pruebas de campo entre finales de 2007 e inicios de 2008 para evaluar los estándares estadounidense (ATSC), europeo (DVB), japonés (ISDB) y chino (DTMB). Inicialmente las pruebas de campo se llevaron a cabo en la ciudad de Lima, realizando transmisiones de los cuatro estándares desde la planta de transmisión de la cadena ATV y luego se realizaron pruebas en Iquitos 31

32 (en la selva peruana) y en Cuzco (en los andes peruanos). La comisión, luego de varias prórrogas, emitió su informe final el 28 de febrero de Finalmente, el jueves 23 de abril de 2009, el Gobierno Peruano anunció que el formato japonés-brasileño ISDB-Tb también conocido como SBTVD, será el que adopte el país para las transmisiones de Televisión Digital Terrestre por ser el sistema recomendado por la comisión multisectorial y que ya se encuentra en marcha el proceso de implementación. El apagón analógico se prevé hacia el año El 30 de marzo del 2010 comenzó oficialmente la Televisión Digital Terrestre en Perú, mediante señales disponibles en varias ciudades del país. De igual forma sólo una cadena televisiva emite desde Mayo de 2010 su señal para teléfonos móviles [37]. En Uruguay, mediante decreto del 27 de agosto de 2007 se optó por el estándar DVB-T / DVB-H de origen europeo. Uruguay fue uno de los países pioneros en seleccionar el estándar de Televisión Digital en América Latina y su decisión se fundamentó en las oportunidades de mercado que ofreció DVB para la creciente industria Uruguaya de contenidos, pues el público potencial de DVB superaba el 67% de la población mundial llegando a más de 3 mil Millones de usuarios del servicio, frente al 5% de ISDB y de 4% de ATSC. El Ministerio de Industria firmó el convenio con la UE el 9 de marzo, más allá de que aún no estaba la última palabra dicha en cuanto a cuál norma de Televisión Digital se adoptaría, si la europea (DVB-T) o la japonesa/brasilera (ISDB-Tb). Posteriormente el 27 de diciembre de 2010 el gobierno uruguayo anuncia la adopción del sistema ISDB-Tb para la transmisión de Televisión Digital, dejando sin efecto la adopción previa del sistema DVB por razones eminentemente geopolíticas y para ser coherentes con el discurso de integración, priorizando las relaciones bilaterales con Argentina, Brasil y el Mercosur. 32

33 En Venezuela, el 21 de julio de 2009 se anuncia la evaluación del sistema japonés, la tecnología europea y un sistema híbrido brasileño basado en el prototipo nipón y el estándar chino. El 6 de octubre de 2009 Venezuela adoptó oficialmente ISDB-Tb (estándar japonésbrasileño) como su estándar de Televisión Digital Terrestre. En la tabla 1.2 se observa la distribución de los estándares de Televisión Digital por país en Latinoamérica así como su correspondiente fecha de apagón analógico. País Estándar de Televisión Digital Apagón analógico Argentina ISDB-Tb 2019 Belice En evaluación ISDB-Tb No disponible Bolivia ISDB-Tb 2020 Brasil ISDB-Tb 2016 Chile ISDB-Tb 2018 Colombia DVB-T 2019 Costa Rica ISDB-Tb 2018 Cuba En evaluación DVB-T No disponible Ecuador ISDB-Tb El salvador ATSC 2019 Guatemala En evaluación ISDB-Tb No disponible Honduras ATSC 2020 México ATSC Nicaragua ISDB-Tb 2019 Panamá DVB-T 2020 Paraguay ISDB-Tb 2022 Perú ISDB-Tb 2023 Uruguay ISDB-Tb 2015 Venezuela ISDB-Tb 2020 Tabla 1.2. Apagones analógicos en Latinoamérica por país. 33

34 A continuación en la Figura 2.2 se puede apreciar gráficamente la distribución geográfica de la Televisión Digital en Latinoamérica. Así mismo, la Figura 2.3 muestra una perspectiva de la Televisión Digital a nivel mundial. Figura 2.2. Distribución de la Televisión Digital en Latinoamérica [37]. Figura 2.3. Distribución de la Televisión Digital en el mundo [37]. 34

35 Elección del Estándar ISDB-Tb para Venezuela En Venezuela se ha decidido adoptar el estándar Brasileño ISDB-Tb por las bondades que presenta, como: La implementación de MPEG-4 para la compresión de audio y video, que es sustantivamente más eficiente que su predecesor, el MPEG-2. Esto posibilita mejor calidad de imagen a igual consumo de ancho de banda del espacio radioeléctrico. Con la tecnología OneSeg para realizar transmisiones a dispositivos móviles no hace falta una cadena de transmisión diferenciada respecto a la utilizada para los dispositivos fijos. Los futuros teléfonos celulares contarán con un sintonizador de televisión así como hoy tienen capacidad para sacar fotos o escuchar música. La variante Brasilera transmite a 30 cuadros por segundo en el segmento para dispositivos móviles, mejorando incluso la norma Japonesa que lo hace a 15 cuadros por segundo. El uso del middleware Ginga para aplicaciones interactivas que es de código abierto lo cual permite que sea adaptable a las necesidades del país que lo implementa. Además el ISDB-Tb ha sido elegido por la mayoría de los países Latinoamericanos como estándar para realizar el cambio a Televisión Digital para garantizar una mayor integración geopolítica de las naciones de la región. 35

36 Programación en el Estándar ISDB-Tb Para crear aplicaciones sobre el estándar japonés-brasilero ISDB-Tb se cuenta con el middleware Ginga que está embebido en los decodificadores de señal digital para este estándar, y es el ambiente bajo el cual se programa Middleware Ginga para el Estándar Brasileño ISDB-Tb El middleware Ginga funciona como una capa de abstracción de software distribuida, que se sitúa entre las capas de aplicaciones y las capas inferiores (sistema operativo y red). Abstrae de la complejidad y heterogeneidad de las redes de comunicaciones subyacentes, así como de los sistemas operativos y lenguajes de programación, proporcionando una API para la fácil programación y manejo de aplicaciones distribuidas. Dependiendo del problema a resolver y de las funciones necesarias, serán útiles diferentes tipos de servicios de middleware [19, 20] Arquitectura del Middleware Ginga Las plataformas de hardware/software de los Set-Top Box o de los Televisores integrados no necesariamente tienen que ser homogéneas, podrían ser de distintos fabricantes y surge la necesidad de tener un middleware que nos permita correr aplicaciones sin importar el hardware/software del sistema que se use. Ginga es el nombre del Middleware abierto del sistema brasileño de Televisión Digital. El middleware Ginga se subdivide en dos subsistemas principales interrelacionados (Figura 2.4), que permiten el desarrollo de aplicaciones siguiendo dos paradigmas de programación diferentes, llamados Ginga-J (para aplicaciones procedurales Java) y Ginga-NCL (para aplicaciones declarativas NCL) [17]. Dependiendo de las funcionalidades requeridas en cada proyecto de aplicación, un paradigma será más adecuado que otro. 36

37 Figura 2.4. Subsistemas de Ginga. El middleware Ginga está estructurado de forma de organizar las partes comunes, que son independientes del lenguaje de programación, como son la seguridad y manejo de audio y video en el Ginga-Common Core. La máquina virtual de Java (JVM) es responsable de la decodificación de los Xlets (aplicaciones en JavaTV), y la máquina de presentación se encarga de las aplicaciones declarativas. En caso de que la aplicación declarativa contenga código procedural Java o viceversa, existe un puente entre las dos máquinas que se ejecutan simultáneamente. Es preciso resaltar que esta arquitectura se aplica a receptores fijos y móviles. Los receptores portátiles no poseen necesariamente JVM. En principio las aplicaciones a ejecutar en los receptores vienen dentro de la señal que reciben por difusión, o en un canal de datos dedicado para las aplicaciones. Este canal, recibe el nombre de carrusel de datos, dado que se va iterando sobre los datos de manera circular enviándolos constantemente. Esto es necesario porque cuando se sintoniza un canal de televisión, el STB debe poder descargar el contenido completo del carrusel. Luego ya sea por voluntad del usuario, o por eventos emitidos desde el broadcaster la aplicación se 37

38 ejecuta. La otra manera para ejecutar aplicaciones es cargarlas a través de un dispositivo USB y ejecutarlas, como hoy en día en un reproductor de DVD podemos mirar fotos o escuchar música Ginga-NCL Ginga-NCL es actualmente el único estándar abierto. El mismo fue creado en la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro (PUC-Rio) y ofrece una infraestructura de presentación de aplicaciones de multimedia/hipermedia desarrolladas sobre el paradigma declarativo, escritas en el lenguaje NCL y el lenguaje de scripting Lua. NCL (Nested Context Language), es un lenguaje declarativo que provee facilidades para especificar aspectos de interactividad, sincronismos espacial/temporal entre objetos de multimedia, adaptabilidad y soporte para múltiples dispositivos Ginga-J Ginga-J es el subsistema de lenguaje procedural de Ginga que procesa el contenido de los objetos Xlet (las aplicaciones desarrolladas en Java para TV). En particular, Ginga-J está compuesto de un conjunto de APIs usadas para desarrollar todas las funcionalidades para la implementación de aplicaciones para la TV digital, incluyendo desde la manipulación de datos multimedia hasta los protocolos de acceso. La arquitectura de Ginga-J está compuesta esencialmente por las librerías que se muestran en la Figura 2.5, la Green API con la librerías de JavaDTV (JavaTV, LWUIT, Transport, etc.), la Yellow API (ARIB B.23 parcialmente y JMF 2.1) y la Red API que contiene las librerías especificas para el estándar ISDB-Tb. 38

39 Figura 2.5. Librerías de Ginga-J Ginga-Common Core El Common Core de Ginga se encarga de agrupar los procesos que son comunes sin importar el lenguaje de programación y las funciones propias de un decodificador de señal digital. Está compuesto por la interfaz de acceso, la interfaz del canal de retorno y la de manejador de contenidos; cuenta también con reproductores de varios formatos de video, audio y HTML, un administrador de actualizaciones y un sintonizador de programación Avances realizados en Venezuela Para llevar a cabo la transición de televisión analógica a digital han sido designados cuatro organismos con tareas especificas: CONATEL (La Comisión Nacional de Telecomunicaciones), RedTV (Red de Transmisiones de Venezuela), CENDIT (Centro Nacional de Desarrollo e Investigaciones en Telecomunicaciones) y CNTI (Centro Nacional de Tecnologías de Información). 39

40 CONATEL se encarga de la implantación de leyes y regulaciones del radioespectro eléctrico, repartición de ancho de banda y estandarizaciones de tecnologías a utilizar para el cambio a Televisión Digital. Actualmente se encuentra en estudio del ancho de frecuencia a usar y como va a ser repartido en las televisoras. El trabajo de instalar y probar transmisores de Televisión Digital recae sobre RedTV. Actualmente ya existe un transmisor de prueba en la localidad de Los Mecedores cuya señal abarca la Gran Caracas, y transmite el canal del estado VTV (Venezolana de Televisión) y Colombeia (Canal educativo) de forma digital, los cuales se usan para probar potencia y alcance. El CENDIT se encarga del diseño y fabricación del decodificador de señal digital. Actualmente se encuentra en fase de diseño del equipo y existe un convenio con la empresa Japonesa TOSHIBA para proporcionar soporte en la elaboración del equipo receptor. Sin embargo, Venezuela y Argentina firman un convenio de interconexión de Televisión Digital, en donde se afirma que un primer lote de entre y decodificadores serán importados desde el país sureño para el beneficio de la población venezolana [38]. El desarrollo del sistema operativo del decodificador y la implementación del middleware Ginga es tarea del CNTI. Actualmente se encuentra en estudio y desarrollo un sistema operativo (una distribución de Linux Debian) y programas prototipos en Ginga para aprovechar la interactividad que proporciona la Televisión Digital Terrestre. El apagón analógico, el momento en que se acaben las transmisiones de televisión analógica y solo se hagan transmisiones digitales en Venezuela, está programado de acuerdo a un comunicado publicado por CONATEL para el miércoles primero de enero del 2020 [37]. 40

41 El 12 de marzo del 2012 Venezuela firmó un convenio con Argentina para traer decodificadores y 13 transmisores de Televisión Digital, para realizar la prueba piloto de lanzamiento de Televisión Digital en Venezuela en 13 ciudades del país [38] Realidad Virtual en Televisión Digital Teniendo en consideración las bondades de la transmisión digital como nuevo paradigma para la difusión de la televisión, ya se puede planear la creación de aplicaciones, juegos, escenarios virtuales e interactividad con el usuario llevando a que éste se sumerja en un gran número de posibilidades informáticas en un medio que antes era unidireccional. La Televisión Digital propone la posibilidad de interactuar con el usuario mediante la pantalla chica dando al usuario una entrada al mundo virtual; algo que estaba hasta hace poco limitado a las computadoras y las consolas de videojuegos. Usando el hardware decodificador de señal digital cada televisor tendrá la posibilidad de ejecutar programas, y mostrarlos en su pantalla con una interfaz virtual en 2D o 3D y retroalimentarse con información que le proporcione el televidente para moldearse a sus respuestas y darle interactividad, ofreciéndole un grado de inmersión en un mundo de Realidad Virtual que antes no tenía Realidad Virtual La Realidad Virtual es un tema muy discutido y polémico actualmente, en un mundo lleno de avances tecnológicos e ideas innovadoras renovándose constantemente, su concepto va cambiando y tomando distintos matices a medida que la sociedad y la informática evolucionan. Desglosando el término tenemos que en sí podría ser algo antagónico siendo la realidad la existencia 41

42 real y efectiva de algo y lo virtual algo que tiene virtud para producir un efecto, aunque no lo produce realmente, frecuentemente en oposición a lo efectivo o real, que tiene existencia aparente y no real como lo define el diccionario, pero de acuerdo a esto se podría decir que es una Realidad No Real algo contradictorio pero que si se toma en cuenta que se está hablando de un tema informático donde muchos de sus objetos son lógicos intangibles no físicos, como bases de datos, figuras 3D, animaciones, proyecciones, entre otros, su significado toma una validez y un sentido acorde al campo en el que está planteado. La Realidad Virtual es un método para interactuar con un ambiente simulado por computadora [21]. La idea fundamental, para lo cual fue desarrollada la Realidad Virtual, ha sido desde siempre lograr la creación y construcción de un mundo simulado, por lo que se le ha dotado de objetos que poseen relaciones entre ellos y permiten la interacción de las personas en dicho universo real [29]. Por lo general un mundo ficticio generado o accedido por computadora que cumple normas y leyes propias, relaciones entre objetos de su espacio y que permiten al usuario interactuar con él para obtener respuestas y reacciones en tiempo real Características de la Realidad Virtual Principales características de la Realidad Virtual que debe presentar un sistema de realidad virtual: Presencia Es la sensación de estar en el entorno virtual. Los sujetos que pasan por entornos de Realidad Virtual no tienen la sensación de observar éstos desde fuera, sino de formar parte de ellos. Hay diferentes factores que 42

43 contribuyen a incrementar la sensación de presencia en un entorno virtual. Algunos de ellos son de carácter perceptivo y otros motores. Aquellos ambientes que limitan la entrada de estímulos del ambiente real y potencian la correspondiente al entorno virtual disminuyen, por mecanismos perceptivos, la sensación de presencia en el mundo real e incrementan la presencia en el entorno virtual. Esta característica ha hecho pensar a los investigadores que la simulación de situaciones fóbicas mediante Realidad Virtual podría ser empleada como una forma de terapia [22] Interactividad Es la capacidad que tiene el sistema de reaccionar ante el usuario. Su comportamiento es dinámico y opera en tiempo real de acuerdo a las acciones del que lo utiliza. Un alto grado de interacción es exigido para mantener el interés y sustentar el contacto del paseante con el medio, incluyendo su capacidad para intervenir los objetos y situaciones que contiene el "universo" virtual en el cual se encuentra inmerso. Para ello, la Realidad Virtual ha sido desarrollada con la capacidad de emitir infinidad de reacciones ante las acciones ejecutadas por los usuarios, brindando un marco que ofrezca una experiencia inmersiva, interactiva y multisensorial Percepción Es la interfaz del sistema para comunicarse a través de los sentidos del usuario (vista, oído, olfato, gusto y tacto) [22]. Según la complejidad del sistema los elementos externos utilizados para producir estas sensaciones serán más o menos simples pudiendo ser un simple ratón de computadora o unos audífonos, más sensores de posición en una cabina virtual. Actualmente los sentidos más usados para interactuar son la vista y el oído, debido a su 43

44 simpleza, comodidad y economía, aunque ya existen prototipos de interfaces para exaltar también otros sentidos Tipos de Sistemas de Realidad Virtual Sistemas Ventanas (WoW: Window On World) Sistemas ventanas, sistemas de escritorio (OnDesk) o sistemas WoW (Window on World) son sistemas no inmersivos que presentan el entorno digital en una pantalla de algún dispositivo tecnológico. Este tipo de Realidad Virtual es la más usada por su simplicidad y bajo costo. Estos sistemas son los más comunes, se pueden encontrar en los juegos o aplicaciones de escritorio. Consiste en presentar imágenes sin necesidad de equipos especiales o específicos para Realidad Virtual (RV). La imagen puede estar en un monitor o directamente proyectada en otra superficie. El usuario puede interactuar o navegar por él. Algunos videojuegos muestran cómo puede conseguirse una sensación de inmersión psicológica aún cuando no exista inmersión sensorial completa. Son plataformas adecuadas para el diseño industrial y otras aplicaciones que requieran sistemas avanzados de visualización [23]. Figura 2.6. Sistema de Realidad Virtual Window on World[8]. 44

45 Sistemas Inmersivos Consiste en conseguir un alto grado de inmersión mediante periféricos (gafas, posicionadores, HMDs, etc.), hasta el punto de desaparecer el mundo real. Para esto el equipo utilizado debe estar equipado con dispositivos capaces de engañar (o estimular) el mayor número de sentidos posible. Los más avanzados sistemas de Realidad Virtual sumergen completamente la visión del usuario en el mundo artificial [31]. Suelen estar equipados con un casco, lentes o máscara que contiene dispositivos visuales y auditivos como Head Mounted Display o HMD. Una variación de estos sistemas emplea grandes pantallas de proyección para crear una cueva o cuarto donde se encuentra el usuario. La primera aplicación de este tipo fue llamada el armario de la catedral por la habilidad de crear la ilusión de ambientes gigantescos en un espacio físico de escasas dimensiones. Figura 2.7. Sistema inmersivo de Realidad Virtual[29]. 45

46 Figura 2.8. Sistema CAVE para Realidad Virtual inmersiva[29] Sistemas de Mapeo de Movimiento Es una variación del sistema ventana (Window on World), el cual mezcla una conexión de video de la silueta del usuario con un gráfico de computadora. En estos sistemas se utiliza un aparato que captura los movimientos del usuario y los proyecta en el mundo virtual pudiendo tener interacciones y reacciones en tiempo real. En el monitor se observará el cuerpo del individuo relacionándose con el mundo virtual, como ejemplo podríamos mencionar comercialmente el Kinect de Microsoft. Figura 2.9. Sistema Kinect de Microsoft para mapeo de movimiento[30]. 46

47 Sistemas de Telepresencia Es una variante en la visualización de mundos generados por computadora. Funciona a través de la conexión de sensores entre un operador humano y un robot u otra clase de dispositivo remoto. Son sistemas mediante los cuales el usuario toma el control e interactúa con la realidad remotamente. Entre los usos de la telepresencia se encuentran los vehículos controlados a distancia por bomberos empleados para manejar situaciones peligrosas y los instrumentos empleados por los cirujanos para realizar intervenciones quirúrgicas sin hacer cortes mayores en los pacientes; estos instrumentos poseen una pequeña cámara de video al final. Los robots equipados con sistemas de telepresencia han cambiado la exploración volcánica y marina. Por otra parte, la NASA usa telerobótica para la exploración espacial. Figura Telepresencia dirigida por robot[30]. 47

48 Sistemas de Realidad Aumentada o Mixta La combinación de sistemas de telepresencia, la interactividad y la virtualización de la Realidad Virtual da como resultado la Realidad Mixta. En este caso las entradas generadas por el computador son mezcladas con telepresencia y/o con la visión del usuario del mundo real. Son sistemas que toman imágenes del mundo real y las fusionan, comparan y analizan con datos de cómputo para crear una realidad mezclada para mostrarle al usuario. Esto se consigue a través de un dispositivo que cuente como mínimo con la combinación de una cámara y una pantalla. Al visualizar la realidad a través de la pantalla (de un móvil, o unos lentes) observamos la misma realidad en tiempo real, pero el dispositivo se encarga de añadir información adicional. Ejemplos de estos sistemas pueden encontrarse en las intervenciones quirúrgicas de cerebro, donde los neurocirujanos pueden monitorear el proceso a través de imágenes producto de escaneos de detección asistida por computador (Computer-Aided Detection, CAD) y ultrasonido en vivo. Así mismo, los pilotos de combate observan mapas y datos generados por computadora proyectándose en sus cascos visores o en las pantallas de la cabina. También es altamente aplicable en campos como: Turismo: Al observar un paisaje el dispositivo nos puede informar de lugares que podemos visitar y a qué distancia estamos de los mismos. Objetos Virtuales: Mediante un trozo de papel en el que hay dibujado una figura geométrica simple, el software puede recrear un objeto virtual y este puede ser añadido a la realidad para ser observado. Existen en la actualidad aplicaciones útiles en este campo que van desde los juegos a probadores de relojes. 48

49 Educación: Por ejemplo al visitar un museo podemos visualizar un cuadro o una escultura a través del dispositivo que estemos utilizando y este nos ofrecerá información en pantalla acerca del autor, fecha, estilo, entre otros. Medicina: A un cirujano le puede aportar información útil de un paciente en tiempo real, como por ejemplo el número de latidos, temperatura, bordes de un tumor, entre otros. Figura Realidad Aumentada en dispositivos móviles[30]. 49

50 Capítulo 3 Diseño y Desarrollo de la solución Propuesta El presente capítulo tiene por objetivo señalar los dispositivos, herramientas y plataforma empleados en el diseño y desarrollo de la aplicación. Se mostrará el modelo estructural del simulador y las clases utilizadas para lograr los objetivos propuestos Plataforma de Hardware Para el desarrollo de aplicaciones bajo el paradigma de Ginga-NCL en el computador se recomienda un hardware como el que se describe a continuación: Arquitectura Intel, Pentium GHz o superior, HyperThreading recomendado (Dual Core o superior), memoria RAM de 1 GB o más (2 GB o superior recomendado). Tarjeta aceleradora de vídeo con 64Mb o más, disco duro con 5Gb libres, tarjeta de sonido [27]. La aplicación fue desarrollada en un computador con procesador Intel Core 2 Duo de 2.00GHz, 3 GB de memoria RAM, tarjeta de video integrada de 256Mb y Microsoft Windows de 32 bits Plataforma de Software A continuación se especifican los lenguajes de programación utilizados y las formas de emular el funcionamiento de la aplicación directamente en el computador de manera virtualizada. 50

51 Lenguajes de Programación Para el desarrollo de la aplicación, siguiendo el paradigma de programación declarativa del Ginga-NCL del estándar brasileño ISDB-Tb, se utilizó el lenguaje NCL complementado con Lua. simplicidad. El código NCL-Lua es editado con el editor de texto Notepad++ por su Ambiente de Ejecución Para el proceso de prueba de la aplicación se hizo uso de una máquina virtual Ginga bajo Linux Ubuntu. Se usó la versión de Ginga argentina ginga.ar que es una variante de la brasilera, debido a que Venezuela usara esta norma vía convenio con dicho país como ya se explico anteriormente en el capítulo 3 Avances en Venezuela Diseño de la Aplicación Para alcanzar la solución deseada se tomaron en cuenta todos los pasos que se deben realizar en el sistema real de votación actual para poder generar los escenarios de la simulación. Luego se crearon diversas entidades y clases que permitieran representar los objetos que modelarían las escenas Identificación de Interfaces En esta sección se muestra un prototipo de las interfaces necesarias a modelar para realizar la simulación de un proceso de votación electoral y su 51

52 navegabilidad a través de los distintos escenarios con una breve descripción (Ver Figura 3.1). 52

53 53

54 Figura 3.1. Prototipo de interfaces del programa 54

55 Diagrama de Clases A pesar de que el lenguaje Lua no fue diseñado orientado a objetos, se emplearon diversas técnicas que simulan dicho comportamiento, permitiendo aprovechar los beneficios de la instanciación, polimorfismo, encapsulamiento y modulación. A continuación se muestra en la Figura 3.2 el diagrama de clases empleado para el desarrollo de la aplicación, así como las relaciones que existen entre ellas. Figura 3.2. Diagrama de clases Clase app: en ella se encuentra la acción principal que inicia la aplicación Lua. Define el objeto encargado del renderizado y el manejador de eventos. Clase render: define el ciclo principal del programa. Se encarga del dibujado de la escena, sus objetos y el usuario en ella. Clase scenemanager: es la clase que gestiona los escenarios y los eventos que en ellos se generan. Mantiene los valores de la escena que 55

56 se está ejecutando en un momento determinado y aplica las acciones necesarias en caso de que se deba realizar un cambio de escenario. Clase scene: posee todos los valores que requiere un escenario para ser dibujado, junto a los objetos que en él se encuentran. Clase player: agrupa todas las variables del usuario necesarios para su posicionamiento y movimiento en el escenario. Además provee los métodos requeridos para actualizar el ciclo de animación de la imagen del usuario y manipular objetos en la escena. Clase object: provee los valores y métodos requeridos para posicionar los objetos en un escenario y permite la animación y movimiento de ellos en caso de ser necesario Diseño de las Clases A continuación se explican las clases identificadas en la sección anterior detallando sus atributos y explicando sus métodos. Clase app: es la clase que recibe el mando del módulo NCL luego de la reproducción del video inicial. En la Figura 3.3 se puede detallar su especificación. Figura 3.3. Clase app Descripción de los métodos: main: se encarga de iniciar la aplicación haciendo un llamado a la instancia encargada del dibujado y el ciclo principal de la aplicación. Además asigna el controlador de eventos que capture las interacciones del control remoto. 56

57 Clase render: agrupa los métodos para dibujar todos los objetos involucrados en la simulación. Figura 3.4. Clase render Descripción de los métodos: Init: inicia el ciclo principal de la aplicación. Loop: representa el ciclo principal de la aplicación que se ejecutará indefinidamente en todo el lapso de vida del programa. Cada iteración permite la actualización de los estados de las animaciones de los objetos y el usuario. DrawScene: dibuja el escenario activo para ese momento con los objetos y mensajes auxiliares que se encuentran en él. DrawPlayer: dibuja la imagen representativa del usuario en el escenario que se encuentra activo en ese instante y aplica las acciones necesarias para actualizar el estado de la animación del mismo. DrawObject: recibe un objeto específico para su dibujado en la escena. Posee las acciones necesarias para actualizar el estado del objeto en caso de ser animado. 57

58 Clase scenemanager: agrupa los escenarios y menús en un listado para su administración. Así mismo mantiene un apuntador al escenario que se encuentra activo en un momento determinado. Además administra los eventos que el usuario genera a través del control remoto. Figura 3.5. Clase scenemanager Descripción de los métodos: processkey: recibe las pulsaciones que realiza el usuario en el control remoto y realiza las acciones correspondientes al botón presionado según el escenario activo. changescene: cambia el escenario actual por otro en específico. preparechangescene: prepara el contexto para permitir el cambio del escenario activo. Clase scene: representa la clase base de todo escenario de la aplicación. Agrupa todos los objetos, mensajes y objetivos correspondientes a una escena. 58

59 Figura 3.6. Clase scene Descripción de los métodos: escenario. Init: inicializa todos los valores y objetos que se encuentran en el VerifyAction: verifica el estado de la escena luego de haberse generado un evento por el control remoto. escenario. SetGoal: asigna el objetivo activo que debe realizar el usuario en el processkey: recibe el control de los eventos del control remoto en caso de que el escenario deba gestionar acciones específicas del usuario dentro de su contexto. MovePlayer: realiza los cálculos correspondientes para mover al usuario por el escenario. 59

60 VerifyCollisions: verifica las colisiones del usuario con los objetos dentro del escenario y realiza las acciones correspondientes en caso de haberlas. Clase player: representa al usuario en el escenario mediante variables de estado y posición. Además se encarga de dar la sensación de movimiento a la imagen mediante las animaciones. Figura 3.7. Clase player Descripción de los métodos: MovePosition: recibe las coordenadas X, Y para modificar la posición del usuario en el escenario. UpdatePosition: se ejecuta en cada iteración de la aplicación para desplazar al usuario en cada comando de movimiento de forma fluida. UpdateAnimation: se ejecuta en cada iteración de la aplicación para actualizar el estado de la animación de la imagen del usuario. 60

61 GrabObject: enlaza un objeto al usuario permitiendo que ambos se desplacen simultáneamente en la misma dirección y bajo los mismos eventos. DropObject: deshace la acción del método anterior. Libera los objetos que están asociados al usuario. Translate: desactiva el desplazamiento del usuario e inicia una animación de traslación del mismo entre dos posiciones dadas. Clase object: representa un objeto del escenario, animado o no, con sus respectivas variables de posicionamiento. Figura 3.8. Clase object Descripción de los métodos: MovePosition: recibe las coordenadas X, Y para modificar la posición del objeto en el escenario. UpdatePosition: se ejecuta en cada iteración de la aplicación para desplazar al objeto en cada comando de movimiento de forma fluida. 61

62 UpdateAnimation: se ejecuta en cada iteración de la aplicación para actualizar el estado de la animación de la imagen del objeto Modelado de los Gráficos del Sistema Los gráficos de las escenas se hicieron mediante el programa Google SketchUp 8 como modelador 3D con apoyo del software Adobe Photoshop CS2 para retoque de imágenes. Ginga actualmente no cuenta con soporte a 3D por lo que se decidió tomar fotos cuadro por cuadro del usuario, los escenarios y los objetos para luego simular el efecto de animación y obtener mejor ambientación, La imagen representativa del usuario es creada como un conjunto de sprites de imágenes que giran bajo su propio eje para dar la sensación de animación, tal como se muestra en la Figura 3.9. La aplicación luego se encargará de recortar la imagen para sólo mostrar una instancia del personaje a la vez que va cambiando de manera fluida. Figura 3.9. Imagen de animación del usuario Luego se diseñaron los artefactos en base a imágenes de modelos reales que participan en el proceso de votación electoral. En cada tira de imágenes se ve que a la izquierda se encuentra la imagen del objeto real seguida por una imagen en el medio de ese mismo objeto siendo modelado en SketchUp y la última imagen nos muestra el modelo final ya en su posición en el escenario. 62

63 Modelado de la caja de votaciones: Figura Caja de votación real Figura Modelando caja de votación Figura Caja de votación virtual Modelado de la máquina de votación: Figura Máquina de votación real Figura Modelando máquina de votación Figura Máquina de votación virtual Modelado del tarjetón electoral: Figura Tarjetón Real Figura Modelando tarjetón Figura Tarjetón virtual 63

64 Modelado de la máquina captahuellas: Figura Nueva máquina captahuella Figura Modelando nueva máquina captahuella Figura Máquina captahuella virtual. Modelado del cuarto de elección de puerta correspondiente al último dígito de cédula: Figura Modelado de cuarto de puertas Figura Modelado 2 de cuarto de puertas Figura Cuarto de puertas virtual. Cuarto de votación electoral: Figura Modelando cuarto de votaciones. Figura Cuarto de votaciones vacío. Figura Cuarto de votaciones con objetos 64

65 3.5. Desarrollo de la Aplicación El ciclo de vida de la aplicación se divide principalmente en una etapa de inicialización y una etapa de ejecución. La etapa de inicialización corre bajo el lenguaje de programación NCL y define los objetos multimedia y de procesamiento iniciales que se ejecutarán en el programa. Finalmente en la etapa de ejecución es donde se encuentra la lógica de la aplicación en el lenguaje Lua Etapa de inicialización Como primer paso, el documento NCL define las regiones de la pantalla donde los objetos multimedia serán mostrados. El siguiente código se detalla la distribución y posicionamiento de las regiones que se utilizarán en la aplicación: <region id="regmain" width="100%" height="100%" zindex="1" /> <region id="regsec" width="100px" height="100px" zindex="1" right="25px" top="50px" /> En el código anterior se especifica una región principal llamada regmain en donde se realizará el dibujado de las escenas. También se provee de una región secundaria encargada de reproducir audios y sonidos de la aplicación. A continuación se nombran los descriptores que detallan la forma en que los objetos multimedia deben ser representados en las regiones: <descriptor id="desmain" region="regmain" focusindex="1"> <descriptorparam name="transparency" value="1.0" /> </descriptor> <descriptor id="desmusic" region="regsec"> <descriptorparam name="soundlevel" value="0.1" /> </descriptor> 65

66 El descriptor desmain asociado a la región regmain configura la transparencia con que los objetos serán dibujados en ella. Así mismo, el descriptor desmusic provee los valores de volumen para los sonidos. Los objetos multimedia y de procesamiento son definidos asignándoles su correspondiente descriptor. <media id="medinitvideo" src="media/videos/vrdtv_hd.mp4" descriptor="desmain" /> <media id="medmusic" type="audio/mp3" src="media/sounds/music.mp3" descriptor="desmusic" /> <media id="medlua" type="application/x-ginga-nclua" src="lua/app.lua" descriptor="desmain" /> El objeto multimedia llamado medinitvideo especifica el video inicial que aparecerá al inicio de la aplicación. Luego se define el archivo de audio medmusic y el módulo medlua bajo el lenguaje Lua. A continuación se identifica, a través de un puerto llamado prtinit, el primer nodo a ser dibujado o ejecutado en la aplicación. <port id="prtinit" component="medinitvideo" /> En este caso, al iniciar la aplicación, el primer objeto en ser dibujado es el video medinitvideo. Para establecer mecanismos de sincronismo entre los distintos objetos multimedia se emplean los conectores y enlaces, las cuales señalan los eventos y efectos a desencadenar entre ellos mismos. 66

67 <causalconnector id="onendstart"> <simplecondition role="onend" /> <simpleaction role="start" /> </causalconnector> <link id="startlua" xconnector="onendstart"> <bind role="onend" component="medinitvideo" /> <bind role="start" component="medlua" /> </link> De esa manera, mediante el conector onendstart y el enlace startlua, se especifica que la aplicación Lua iniciará su ejecución al finalizar la reproducción del video inicial medinitvideo. El proceso anterior contenido en el documento NCL puede ser detallado gráficamente por medio de las siguientes imágenes. En la Figura 3.28 se representan las regiones, descriptores que describen como serán mostrados los objetos multimedia en pantalla. Figura Representación de los objetos multimedia en la pantalla. 67

68 Finalmente la Figura 3.29 muestra las relaciones que poseen los objetos entre sí dentro del documento NCL mediante los puertos, conectores y enlaces. Figura Representación de la interacción de los objetos Etapa de Ejecución Una vez que finaliza el video inicial definido en el documento NCL, el foco de la aplicación es delegado al módulo Lua, donde se realizan las siguientes acciones: Inicio del ciclo principal de la aplicación. Dibujado de los objetos en pantalla. Detección de comandos de control remoto. Movimiento del usuario por el escenario. Detección de colisiones del usuario con los objetos en la escena. Comunicación del escenario con el usuario mediante mensajes auxiliares que responden a eventos. 68

69 Estos pasos se ejecutan en cada iteración del ciclo principal de la aplicación, permitiendo al usuario recorrer los escenarios a medida que completa objetivos específicos en cada paso de la simulación. La inicialización del módulo Lua es definida en la acción principal de la clase app, y a su vez se asigna el correspondiente manejador de eventos del control remoto, así como se describe el siguiente código: app.render = render app.render:init() event.register(app.render.handlermovement) continuación: Las acciones que realizaron dichas líneas de ejecución se describen a 1. app.render es la instancia del renderizador. 2. Se inicializa el renderizador mediante render:init(). 3. Se registra el manejador de eventos del control remoto al método render.handlermovement(). render: Cada iteración del ciclo ejecuta el siguiente código contenido en la clase function render.loop() render.drawscene(render.scenemanager.currentscene) render.drawplayer(render.scenemanager.currentscene.player) canvas:flush() event.timer(update_rate,render.loop) end 69

70 continuación: Las acciones que realizaron dichas líneas de ejecución se describen a 1. render.drawscene() dibuja el escenario junto a los objetos que éste contiene. 2. render.drawplayer() dibuja al usuario en el escenario y maneja los procesos necesarios para su animación. 3. canvas:flush() obliga al proceso a finalizar todas las instrucciones que hasta ahora se han invocado. 4. event.timer es un temporizador que se ejecuta cada cierto intervalo de tiempo determinado y simula el ciclo de la aplicación. Por cada botón presionado en el control remoto, el manejador de eventos de cada escenario verifica si existe alguna acción asociada a través del siguiente código: function scene:processkey(key) if self.player ~= nil then if self.player.canmove == true then local x = 0 local y = 0 if key == 'CURSOR_UP' then x = 0 y = -1 elseif key == 'CURSOR_DOWN' then x = 0 y = 1 elseif key == 'CURSOR_LEFT' then x = -1 y = 0 elseif key == 'CURSOR_RIGHT' then x = 1 y = 0 end 70

71 self:moveplayer(x, y) end end return self:verifyaction(key) end continuación: Las acciones que realizaron dichas líneas de ejecución se describen a 1. La función scene:processkey(key) recibe como parámetro el string key que representa el valor de la tecla presionada por el usuario en el control remoto. 2. Se verifica que exista un usuario en el escenario (distinto de nulo) y que pueda moverse, verificando la variable player.canmove. 3. Dependiendo de la tecla presionada se especifica las coordenadas hacia donde se debe mover el usuario mediante las variables x e y. 4. self.moveplayer(x, y) es el método encargado de mover el usuario según las coordenadas x e y. 5. Finalmente el método self:verifyaction(key) verifica si existe alguna acción específica que se debe realizar en dicho escenario luego del movimiento del usuario. Una vez que se realice la acción asociada al botón del control remoto presionado (por ejemplo, mover al usuario), se verifica el estado de la escena para comprobar su validez mediante la detección de colisiones con los objetos y la confirmación de los objetivos alcanzados por el usuario para ese momento. Cada escenario verifica el estado de las colisiones entre el usuario y los objetos que se encuentran en él mediante el siguiente código: 71

72 function scene:verifycollisions() if self.objects ~= nil then for i, obj in ipairs(self.objects) do if obj.visible == true then if obj.collisionsenabled == true then if self:isinsideobject(self.player, obj) then return false end end end end end return true end continuación: Las acciones que realizaron dichas líneas de ejecución se describen a 1. Se verifica que la lista de objetos de la escena no esté vacía (distinto de nulo). 2. Mediante un ciclo que recorra todos los objetos, se verifica por cada objeto si es visible y si posee las colisiones habilitadas. 3. Finalmente se retorna el valor devuelto por self:isinsideobject(self.player, obj), la cual indica si hubo colisión en caso de que algún vértice de la imagen del usuario se encuentre dentro de los límites de la imagen del objeto. 72

73 Capítulo 4 Pruebas y Resultados Una vez terminada la etapa de diseño y desarrollo podemos probar la aplicación. En este capítulo se hace una descripción de los escenarios del programa y su navegación en el proceso de una simulación, además se hace referencia a pruebas realizadas sobre un decodificador real Descripción de los Escenarios La simulación tiene una duración promedio de 70 a 90 segundos y la interacción del usuario con la aplicación se realiza mediante el control remoto usando los botones de navegación para moverse, el botón de acción para seleccionar y el teclado numérico para introducir números. A medida que se va realizando la simulación van apareciendo mensajes informativos sobre los errores más comunes de las personas durante el proceso de votación, así como mensajes de cuál es el objetivo del escenario en el que se encuentra el usuario. Aparece un menú inicial para comenzar la simulación con la opción Iniciar (ver Figura 4.1). 73

74 Figura 4.1. Menú principal El usuario mediante el control remoto introduce el último dígito de su cédula de identidad (ver Figura 4.2), luego el sistema le indica la puerta donde debe dirigirse (ver Figura 4.3). Figura 4.2. Introduzca el último dígito de su cédula 74

75 Figura 4.3. Sala de puertas según terminal de cédula Aparece el escenario principal con sus estaciones y una flecha que indica cual estación corresponde actualmente en el proceso de votación (ver Figura 4.4). Dependiendo de la estación se mostrará un escenario distinto con una meta que cumplir para continuar con la simulación. Figura Cuarto de votación En la primera estación se debe entregar la cédula al miembro de mesa (ver Figura 4.5). 75

76 Figura 4.5. Entrega cédula En la siguiente estación debe colocar el pulgar en la máquina captahuellas (ver Figura 4.6). Figura 4.6. Paso de captahuellas La meta de la tercera estación es elegir un(os) candidato(s) y votar (ver Figuras 4.7, 4.8 y 4.9). 76

77 Figura 4.7. Paso máquina de votación Figura 4.8. Tarjetón electoral 77

78 Figura 4.9. Tome su comprobante. Ahora se debe introducir el comprobante de votación en la urna electoral (Figura 4.10). Figura Introduzca su comprobante en la caja electoral El siguiente paso consiste en dirigirse al cuaderno de actas y firmar para dejar constancia de su voto (ver Figura 4.11). 78