universidad central del ecuador carrera de ingenierÍa … · 2019-03-22 · a todos mis amigos,...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN GRÁFICA

Desarrollo de un videojuego 3D para el aprendizaje de los movimientos y fuerzas para

niños de 10 años del colegio Johann Amos Comenios

Trabajo de titulación modalidad Proyecto Integrador previo a la obtención del título de

Ingeniero en Computación Gráfica

AUTORES: Domínguez Castillo Everzon Feiner

Lima Alvear Felipe Josue

TUTOR: Ing. Wagner Vladimir Lucero Navarrete, MIT.

QUITO, 2019

ii

DERECHOS DE AUTOR

Nosotros, DOMÍNGUEZ CASTILLO EVERZON FEINER y LIMA ALVEAR FELIPE

JOSUE en calidad de autores y titulares de los derechos morales y patrimoniales del

trabajo de titulación, Desarrollo de un videojuego 3D para el aprendizaje de los

movimientos y fuerzas para niños de 10 años del colegio Johann Amos Comenios,

modalidad proyecto integrador, de conformidad con el Art. 114 del CÓDIGO

ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,

CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedemos a favor de la Universidad Central del

Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la

obra, con fines estrictamente académicos. Conservamos a nuestro favor todos los

derechos de autor sobre la obra, establecidos en la normativa citada. Así mismo,

autorizamos a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y

publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo

dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior. Los autores declaran

que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de expresión y no

infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por cualquier

reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad de toda

responsabilidad.

Firma: _________________________

Domínguez Castillo Everzon Feiner

CC: 1722107354

[email protected]

Firma: _________________________


CC: 1722101670

[email protected]

iii

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del Trabajo de Titulación, presentado por DOMÍNGUEZ CASTILLO

EVERZON FEINER Y LIMA ALVEAR FELIPE JOSUE, para optar por el Grado de

Ingenieros en Computación Gráfica; cuyo título es: DESARROLLO DE UN

VIDEOJUEGO 3D PARA EL APRENDIZAJE DE LOS MOVIMIENTOS Y

FUERZAS PARA NIÑOS DE 10 AÑOS DEL COLEGIO JOHANN AMOS

COMENIOS, considero que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para

ser sometido a la presentación pública y evaluación por parte del tribunal examinador que se

designe.

En la ciudad de Quito, a los 22 días del mes de enero de 2019.

______________________

Ing. Wagner Vladimir Lucero Navarrete, MIT.

DOCENTE-TUTOR

CC. 1709623282

iv

DEDICATORIA

A Mónica, Carlos y Javier pilares de mi vida y mi

corazón, a quienes amo con todo mí ser.

Felipe Lima

A Evencio, Soraya y Génesis quienes son mi guía

mi ejemplo y mi motivación para seguir adelante.

Everzon Domínguez

v

AGRADECIMIENTOS

A Dios por su amor en cada momento de mi vida, a Mónica mi madre quien me acerca

siempre al éxito por la cual nunca me he rendido, la forzuda que puede con todo, mi apoyo

incondicional mi más grande cariño, la más guapa y la que siempre sonríe. A Carlos mi padre

que es el más fuerte, el apoyo de mi vida, mi gran superhéroe y Javier mi archienemigo más

amado mi hermano y compañero gracias, por tanto.

Si escribo acerca de la amistad es hermoso saber que mis amigos son mi familia y creo sin

temor a equivocarme tengo la familia más hermosa de todos, gracias por cada momento, cada

risa y cada lágrima, por todas esas experiencias que han hecho de mí la persona que soy

ahora.

A todas las personas a las cuales he llegado a conocer y a querer tanto en el transcurso de mi

carrera universitaria, gracias por el apoyo para continuar pues el camino no ha sido fácil

gracias por compartir tantas alegrías y momentos únicos, sé que nos veremos pronto.

Felipe Lima

Porque las obras de Dios son perfectas, sus tiempos justos y su apoyo incondicional. A Él

agradezco primero por darme el valor y la fuerza para culminar esta etapa de mi vida. Mi

familia que supo acompañarme desde temprana edad en mis estudios y formarme como el

ciudadano y estudiante que soy ahora. A mi madre que me hubiera gustado mucho que viera

a donde he llegado y muchos logros más que están por venir. Mi padre Evencio mi más

grande motivación, y uno de los ejemplos más grandes de mi vida, a él dedico todo lo que

soy. Mi hermana mayor Alejandra que ha sabido formarme como persona, y que me ha

brindado tanto cariño que me es poco explicarlo en palabras. Y mi hermana menor Génesis

que por ella he levantado mi cabeza y que me ha servido de motivación para no decaer ante

las adversidades del camino.

vi

A todos mis amigos, desde la escuela, colegio, universidad y del coro que han sido mi mejor

compañía. Cuántos momentos de alegría, que hacen de mi vida un lugar bonito para

compartir. A todos ustedes muchas gracias por permitirme ser su amigo.

A la unidad educativa “Johann Amos Comenios” por formarme como un estudiante decidido

a conseguir sus objetivos. Consideren este como su logro y sigan trabajando arduamente por

el futuro de todos sus estudiantes, así como lo hicieron conmigo.

Everzon Domínguez

A todos quienes conforman el Centro de Física de la Universidad Central del Ecuador

especialmente al director Ph. D. Guillermo Terán Acosta, es tan grato saber que en él

encontramos un amigo, sabio e inteligente quien nos ha dado la confianza de realizar bajo su

tutela nuestros mejores trabajos. Sin su liderazgo no hubiéramos llegado tan lejos y sabemos

que vamos por más, esto apenas es el comienzo. Gracias “Doc”.

A nuestro tutor de tesis Ing. Wagner Lucero MIT, por toda su paciencia y colaboración en

este proyecto.

A aquellas personas que han dado su granito de arena para complementar esta tesis, a Dayana

Vega por colaborar con su voz en la interpretación de “Amelie”, gracias a tu predisposición

por trabajar por los demás, y el cariño que brindas en lo que haces.

Felipe Lima, Everzon Domínguez

vii

CONTENIDO

DERECHOS DE AUTOR __________________________________________________ ii

APROBACIÓN DEL TUTOR _______________________________________________ iii

DEDICATORIA __________________________________________________________ iv

AGRADECIMIENTOS ____________________________________________________ v

CONTENIDO ___________________________________________________________ vii

LISTA DE TABLAS ______________________________________________________ xi

LISTA DE FIGURAS ____________________________________________________ xii

GLOSARIO ____________________________________________________________ xv

RESUMEN ____________________________________________________________ xviii

ABSTRACT ____________________________________________________________ xix

INTRODUCCIÓN ________________________________________________________ 1

CAPÍTULO I ____________________________________________________________ 3

1. Planteamiento del problema ___________________________________________ 3

1.1. Antecedentes _____________________________________________________ 3

1.2. Limitaciones ______________________________________________________ 4

1.3. Objetivos ________________________________________________________ 5

1.3.1. Objetivo Principal _______________________________________________ 5

1.3.2. Objetivos Específicos _____________________________________________ 5

1.4. Justificación ______________________________________________________ 5

1.5. Alcance _________________________________________________________ 6

CAPÍTULO II ____________________________________________________________ 8

2. MARCO TEÓRICO _________________________________________________ 8

2.1. Física Básica _____________________________________________________ 8

2.2. Sistema de unidades ________________________________________________ 9

2.3. Físicos de la Historia ______________________________________________ 10

2.3.1. Galileo Galilei (1564-1642) _______________________________________ 10

2.3.2. Isaac Newton (1642-1727) ________________________________________ 10

2.4. Movimiento _____________________________________________________ 11

2.5. Masa ___________________________________________________________ 12

viii

2.6. Fuerza __________________________________________________________ 12

2.7. Gravedad _______________________________________________________ 12

2.8. Peso ___________________________________________________________ 13

2.9. Máquinas Simples ________________________________________________ 13

2.10. Metodologías educativas _________________________________________ 14

2.11. Videojuegos ___________________________________________________ 16

2.11.1. Breve historia de los videojuegos___________________________________ 16

2.11.2. Géneros de videojuegos __________________________________________ 17

2.12. Producción audiovisual __________________________________________ 18

2.12.1. Guion Narrativo ________________________________________________ 19

2.12.2. Guion técnico __________________________________________________ 20

2.12.3. Guion visual ___________________________________________________ 20

2.12.4. Historia de la animación __________________________________________ 21

2.13. Herramientas de desarrollo________________________________________ 23

2.13.1. Herramientas de modelado, animación y diseño _______________________ 23

2.13.1.1. Blender _____________________________________________________ 24

2.13.1.2. Cinema 4D __________________________________________________ 25

2.13.1.3. Adobe Illustrator ______________________________________________ 26

2.13.2. Herramientas de programación ____________________________________ 27

2.13.2.1. Unity _______________________________________________________ 27

2.14. m-Learning ____________________________________________________ 28

2.15. Aprendizaje significativo _________________________________________ 28

CAPÍTULO III __________________________________________________________ 30

3. Marco metodológico ________________________________________________ 30

3.1. Metodología Extreme Programming (XP) ______________________________ 30

3.2. Fase de planificación ______________________________________________ 31

3.2.1. Origen de la motivación __________________________________________ 31

3.2.2. Historia _______________________________________________________ 32

3.2.3. Guiones_______________________________________________________ 32

3.2.4. Flujo de trabajo_________________________________________________ 32

3.3. Fase de diseño ___________________________________________________ 34

3.3.1. Elaboración de bocetos___________________________________________ 35

ix

3.3.2. Diseño de la interfaz de usuario ____________________________________ 36

3.3.2.1. Plataforma móvil _____________________________________________ 36

3.3.2.2. Contenido ___________________________________________________ 36

3.3.2.3. Identidad gráfica ______________________________________________ 37

3.3.2.4. Distribución reticular __________________________________________ 38

CAPÍTULO IV __________________________________________________________ 40

4. Fase de desarrollo __________________________________________________ 40

4.1. Gama cromática __________________________________________________ 40

4.2. Creación de personajes ____________________________________________ 42

4.2.1. Arquetipos ____________________________________________________ 42

4.2.2. Esquema del personaje ___________________________________________ 43

4.2.3. Modelado 3D __________________________________________________ 44

4.2.4. Texturizado____________________________________________________ 46

Rigging ______________________________________________________________ 48

4.2.5. Skinning ______________________________________________________ 50

4.3. Tutor virtual _____________________________________________________ 53

4.4. Escenarios ______________________________________________________ 54

4.4.1. Modelos 3D y Texturizado ________________________________________ 54

4.4.1.1. Diorama ____________________________________________________ 54

4.4.1.2. La Casa de Newton ____________________________________________ 57

4.4.1.2.1. Planteamiento de la mecánica____________________________________ 57

4.4.1.2.2. Diseño del nivel ______________________________________________ 58

4.4.1.3. Las Mazmorras _______________________________________________ 59


4.4.1.3.2. Diseño del Nivel ______________________________________________ 59

4.4.1.4. El túnel _____________________________________________________ 59


4.4.1.4.2. Diseño del Nivel ______________________________________________ 60

4.4.1.5. Las Praderas de Galileo, Poleas __________________________________ 61


4.4.1.5.2. Diseño del Nivel ______________________________________________ 61

4.4.1.6. Las Praderas de Galileo, Palancas ________________________________ 62

x


4.4.1.6.2. Diseño del Nivel ______________________________________________ 63

4.5. Funcionalidad ____________________________________________________ 63

4.5.1. Condiciones de victoria y pérdida __________________________________ 71

4.5.2. Controles _____________________________________________________ 74

4.5.3. Elementos independientes ________________________________________ 77

4.6. Sonido _________________________________________________________ 78

4.6.1. Banda sonora __________________________________________________ 79

4.6.2. Efectos de sonido _______________________________________________ 81

4.7. Cinemáticas _____________________________________________________ 81

4.7.1. Animación ____________________________________________________ 82

4.7.1.1. Etapa uno, Guion Visual o Story Board ____________________________ 82

4.7.1.4. Etapa cuatro, Animación _______________________________________ 83

4.7.1.5. Etapa 5, Render_______________________________________________ 84

CAPÍTULO V __________________________________________________________ 85

5. Resultados y pruebas ________________________________________________ 85

5.1. Resultados ______________________________________________________ 85

5.2. Pruebas _________________________________________________________ 87

5.3. Resultados del Pre-Test ____________________________________________ 88

5.4. Resultados del Post-Test ___________________________________________ 92

CAPÍTULO VI __________________________________________________________ 96

6. Conclusiones ______________________________________________________ 96

7. Recomendaciones __________________________________________________ 98

BIBLIOGRAFÍA ________________________________________________________ 99

ANEXOS ________________________________________________________________ i

xi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Sistema internacional de unidades (Valera Negrete, 2005) __________________ 9

Tabla 2 Movimientos y su definición (Profesor en Línea, 2015) ____________________ 11

Tabla 3 Tipos de máquinas simples (Montiel, 2000) _____________________________ 14

Tabla 4 Comparación de metodologías educativas (Domínguez & Lima, 2019) _______ 15

Tabla 5 Proceso de producción audiovisual simplificado (Owens, 2017) _____________ 19

Tabla 6 Tabla comparativa de herramientas de desarrollo ________________________ 24

Tabla 7 Reparto de trabajo para desarrollar Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) __ 34

Tabla 8 Arquetipos de los personajes de Fislab Kids ____________________________ 42

Tabla 9 Esquema de personalidad de Amelie, Fislab Kids ________________________ 43

Tabla 10 Esquema de personalidad de Isaac Newton, Fislab Kids __________________ 43

Tabla 11 Esquema de personalidad de Galileo Galilei, Fislab Kids _________________ 44

Tabla 12 Personajes del juego Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) _____________ 53

Tabla 13 Elementos del Diorama, Fislab Kids _________________________________ 56

Tabla 14 Funcionalidades nivel Casa de Newton (Domínguez & Lima, 2019) _________ 65

Tabla 15 Funcionalidades nivel Mazmorras (Domínguez & Lima, 2019) ____________ 67

Tabla 16 Funcionalidades nivel Túnel (Domínguez & Lima, 2019) _________________ 68

Tabla 17 Funcionalidades nivel Poleas (Domínguez & Lima, 2019) ________________ 69

Tabla 18 Funcionalidades nivel Palanca (Domínguez & Lima, 2019) _______________ 71

Tabla 19 Estado de victoria por cada nivel de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) _ 72

Tabla 20 Estado de pérdida por cada nivel de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) _ 73

Tabla 21 Banda Sonora de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) ________________ 80

Tabla 22 Especificaciones técnicas de cinemáticas (Domínguez & Lima, 2019) _______ 81

Tabla 23 Resultados de funcionamiento en dispositivos. (Domínguez & Lima, 2019) ___ 87

Tabla 24 Elementos de la interfaz de usuario (Domínguez & Lima, 2019) ____________ xix

xii

LISTA DE FIGURAS

Ilustración 1 Storyboard secuencia Casa de Newton (Domínguez & Lima, 2019) ______ 21

Ilustración 2 Fotografía de Émile Cohl, fotograma de Fantasmagorie (Cohl, 1908) ____ 22

Ilustración 3 Toy Story, Disney-Pixar (Lasseter, 1995) ___________________________ 23

Ilustración 4 Logotipo de Blender (Roosendaal, 2009) ___________________________ 25

Ilustración 5 Logotipo Cinema 4D (MAXON, 2018) _____________________________ 26

Ilustración 6 Logotipo Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, 2018) ________ 26

Ilustración 7 Logotipo de Unity (Unity Technologies, 2018) _______________________ 27

Ilustración 8 Estructura reducida de la UVE de Gowin (Novak, Gowin, & Otero, 1988) 29

Ilustración 9 Proceso de producción de videojuegos (Bethke, 2003). ________________ 33

Ilustración 10 Boceto de Isaac Newton (Domínguez & Lima, 2019) _________________ 35

Ilustración 11 Esquema de navegación del videojuego Fislab Kids (Domínguez & Lima,

2019) __________________________________________________________________ 37

Ilustración 12 Distribución de elementos IU pantalla de juego, Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019) _____________________________________________________________ 39

Ilustración 13 Gama cromática usada en Fislab Kids (ADESIGN PERÚ, 2010) _______ 40

Ilustración 14 Isotipo de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) __________________ 40

Ilustración 15 Isotipo de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) __________________ 41

Ilustración 16 Uso de la tipografía “Grinched” en el logotipo de Fislab Kids (Domínguez

& Lima, 2019) __________________________________________________________ 41

Ilustración 17 Isologo terminado con su gama cromática (Domínguez & Lima, 2019) __ 42

Ilustración 18 Cuerpo de Amelie, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) ___________ 45

Ilustración 19 Cabello, ojos y dientes en el personaje Amelie, Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019) _____________________________________________________________ 45

Ilustración 20 Mapa UV del Rostro Amelie, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) ___ 46

Ilustración 21 Mapa UV del Cuerpo de Amelie, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) 47

Ilustración 22 Pintura de Texturas con “Texture Paint de Blender” Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 47

Ilustración 23 Modelo Terminado en el Viewport Solido y Renderizado, Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 48

Ilustración 24 Rigging del lado derecho del modelo Amelie, Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019) _____________________________________________________________ 49

Ilustración 25 Cadena de Huesos IK controlada por dos huesos de apoyo, Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 50

Ilustración 26 Mala asignación de los pesos del hueso del muslo derecho de Amelie, Fislab

Kids (Domínguez & Lima, 2019) ____________________________________________ 51

Ilustración 27 Corrección de asignación de pesos a los grupos de vértices, Fislab Kids _ 51

Ilustración 28 Boceto Diorama Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) _____________ 55

xiii

Ilustración 29 Casa natal de Isaac Newton (MIELOST, 2012) _____________________ 57

Ilustración 30 Bosquejo de la mecánica del nivel de la Casa de Newton, Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 58

Ilustración 31 Bosquejo de la mecánica del nivel “Mazmorras” y “El Túnel”, Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 60

Ilustración 32 Bosquejo de la mecánica del nivel de “Poleas”, Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019) _____________________________________________________________ 61

Ilustración 33 Boceto del nivel "Máquinas Simples" de Fislab Kids (Domínguez & Lima,

2019) __________________________________________________________________ 62

Ilustración 34 Nivel máquinas simples Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) _______ 63

Ilustración 35 Mapa de acciones de Amelie del control principal (Domínguez & Lima,

2019) __________________________________________________________________ 74

Ilustración 36 Detector para empujar cofre (Domínguez & Lima, 2019) _____________ 75

Ilustración 37 Detector de caja para ser levantada (Domínguez & Lima, 2019) _______ 76

Ilustración 38 Mapa de acciones de Amelie del control secundario (Domínguez & Lima,

2019) __________________________________________________________________ 76

Ilustración 39 Clase que gestiona el audio en Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) __ 79

Ilustración 40 Gesticulación de la boca en sincronización del audio, Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 82

Ilustración 41 Disposición de los personajes en cada valor de plano, Fislab Kids

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 83

Ilustración 42 Animación de los personajes, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) ___ 84

Ilustración 43 Dope Sheet Blender de una de las secuencias de la cinemática: La Casa de

Newton, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019) _______________________________ 84

Ilustración 44 Fotogramas de la secuencia de La Casa de Newton, Fislab Kids (Domínguez

& Lima, 2019) __________________________________________________________ 84

Ilustración 45 Pantalla de inicio Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez & Lima, 2019) ______ 85

Ilustración 46 Pantalla de selección de nivel Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez & Lima, 2019)

______________________________________________________________________ 86

Ilustración 47 Cinemática Mazmorras Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez & Lima, 2019) __ 86

Ilustración 48 Pantalla de concepto Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez & Lima, 2019) ____ 86

Ilustración 49 Pantallas de cuestionario Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez & Lima, 2019) 87

Ilustración 50 Cómo los estudiantes de la unidad educativa consideran calificaciones

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 88

Ilustración 51 La relación de los estudiantes de la Unidad Educativa con su profesor

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 88

Ilustración 52 Materia preferida de los estudiantes de la Unidad Educativa (Domínguez &

Lima, 2019) _____________________________________________________________ 89

Ilustración 53 Actividades favoritas de los estudiantes de la Unidad Educativa en sus

tiempos libres (Domínguez & Lima, 2019) ____________________________________ 90

Ilustración 54 Percepción de la Física de los estudiantes de la Unidad Educativa

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 90

xiv

Ilustración 55 Resultado de aceptación de la gamificación como metodología educativa

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 91

Ilustración 56 Resultado de la experiencia con el videojuego de los estudiantes de la

Unidad Educativa (Domínguez & Lima, 2019) _________________________________ 92

Ilustración 57 Resultado del apoyo al incremento de niveles en Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019) _____________________________________________________________ 93

Ilustración 58 Resultado del apoyo a impartir las materias mediante el juego (Domínguez

& Lima, 2019) __________________________________________________________ 93

Ilustración 59 Resultado de los encuestados interesados en compartir el juego con sus

amigos (Domínguez & Lima, 2019) __________________________________________ 94

Ilustración 60 Resultado sobre si han aprendido algún concepto nuevo con el videojuego

(Domínguez & Lima, 2019) ________________________________________________ 95

Ilustración 61 Resultado de la consulta si han jugado algo parecido (Domínguez & Lima,

2019) __________________________________________________________________ 95

Ilustración 62 Premios para usuarios _______________________________________ xxii

Ilustración 63 Niños utilizando Fislab Kids ___________________________________ xxii

Ilustración 64 Niños con premios por jugar Fislab Kids _________________________ xxii

xv

GLOSARIO

- Acelerómetro. - Instrumento que sirve para medir la aceleración de movimiento de

un objeto.

- Algoritmo. – Es un conjunto de instrucciones ordenadas que permiten dar solución a

un problema.

- Arquetipo. – Es el primer modelo de alguna cosa.

- Blend tree. – Método para mezclar animaciones de un modelo 3D.

- Boceto. – Trazos simples que resaltan rasgos principales sobre un proyecto que se

quiere realizar.

- Box modeling. – Técnica de modelado 3D para generar figuras complejas a partir de

cajas o cubos.

- Bug. – Error informático que no ha sido controlado.

- Canvas. – Lienzo en donde se dibuja la interfaz de usuario.

- Cinemática directa. – Técnica usada en animación 3D, que consiste en determinar

la posición y rotación de cada hueso explícitamente

- Cinemática inversa. - Técnica usada en animación 3D en la cual se especifica una

cadena de huesos en donde se calcula automáticamente una posible configuración de

rotaciones para estos.

- Cinemática (video). – Composición audiovisual en la que se transmite un mensaje.

- Consola. – Aparato electrónico capaz de reproducir gráficos 3D complejos en tiempo

real.

- Cortometraje. – Producción audiovisual de corta duración.

- Dibujo vectorial. – Bosquejo asistido por algoritmos de computador.

- Diorama. – Maqueta que contiene los elementos de un determinado escenario.

- Edge loops. – Es un ciclo continuo de aristas seleccionadas de un modelo 3D.

- Eje de coordenadas. – Son dos o tres planos perpendiculares entre sí que se cortan

en el origen.

- Encriptación. – Sistema de cifrado de archivos mediante algoritmos.

- Gamificación. - Es una técnica de aprendizaje que traslada la mecánica de los juegos

al ámbito educativo-profesional con el fin de conseguir mejores resultados.

- Heurística. – Método para aumentar el conocimiento.

- Huesos. - Es un componente que modifica los polígonos que están asignados a él

dentro de un modelo 3D.

- IDE. - Es una aplicación informática que proporciona servicios integrales para

facilitarle al programador la producción de software.

- Interfaz. – Conjunto de elementos en pantalla que permiten al usuario interactuar con

el software.

xvi

- Joystick. – Objeto en pantalla que permite controlar el movimiento de los personajes

del juego.

- Jugabilidad. – Término que refiere a la calidad de la experiencia de un jugador

durante su interacción con un videojuego.

- Keyframe. - Es un dibujo que define los puntos de inicio y final de cualquier

transición continua.

- Layout. - Disposición espacial y estética de los personajes dentro de una escena 3D.

- Low Poly. - Modelo 3D de baja carga poligonal.

- Lúdica. - Adjetivo que designa todo aquello relativo al juego, ocio, entretenimiento

o diversión.

- Malla. - Término utilizado para hacer referencia a los polígonos de un modelo 3D.

- Mapa UV. - Es una proyección bidimensional de cada punto correspondiente a la

topología de un modelo 3D.

- Mark seams. – Guías o costuras digitales que permiten desenvolver un modelo 3D

en un mapa de proyección UV.

- Mecánica de juego. – Es el funcionamiento de los componentes que intervienen en

un juego.

- Modelo 3d. – Representación de un objeto tridimensional utilizando conjuntos de

puntos dentro de un espacio 3D.

- Parámetro. – Es una variable que recibe valores los cuales serán empleados por el

método o función.

- Peso. – La cantidad de vértices asignados a un hueso con un porcentaje de incidencia

determinado.

- Postproducción. - Es la manipulación de material audiovisual para aumentar si

calidad gráfica.

- Prefab. – Es un elemento que guarda la información de las propiedades de un objeto.

- Render. - Proceso de generar una imagen bidimensional desde una composición 3D.

- Rigging. – Sistema de huesos que conforman la estructura de movimiento de un

modelo 3D por medio de controladores determinados.

- Rigidbody. – Componente que permite la interacción de la física en un videojuego

en un entorno 2D o 3D.

- Script. - Conjunto de algoritmos.

- Sensor. - Dispositivo que capta magnitudes físicas

- Skinning. – Es la asignación de un grupo de vértices a cada hueso de un sistema de

controladores.

- Software. – Sistema informático que permite realizar tareas determinadas.

- Storyboard. – Conjunto de imágenes mostradas en secuencia que sirven para

entender una historia.

- Stretching. – Técnica utilizada para escalar y empatar una proyección UV a una

textura de alta calidad.

xvii

- Testeo. – Puesta a prueba de un software o un videojuego.

- Topología. - Correcta disposición de los polígonos que contiene un modelo 3D.

- Trigger. – Es un detector cuyo objetivo es desencadenar acciones determinadas.

- Unwrap. – Acción de desenvolver un modelo 3D a un mapa UV.

- Versión Beta. – Versión estable de un software utilizada para encontrar fallos a través

de los usuarios.

- VFX. – Efectos visuales de alta calidad.

- Virtualización. – Trasladar un objeto de la vida real a un espacio 3D ficticio.

- Weight Paint. – Asignación manual de un grupo de vértices que actuarán sobre un

hueso.

xviii

TÍTULO: Desarrollo de un Videojuego 3D para el aprendizaje de los movimientos y fuerzas

para niños de 10 años del Colegio Johann Amos Comenios

Autores: Domínguez Castillo Everzon Feiner


Tutor: Ing. Wagner Vladimir Lucero Navarrete, MIT.

RESUMEN

La tecnología de los videojuegos permite al usuario introducirse en mundos virtuales

llamando la atención de las personas, en especial los niños. El estudio de las ciencias duras,

en específico como lo es la física, es complicado desde cualquier nivel educativo en especial

si no se han impartido los conocimientos básicos desde temprana edad. El siguiente proyecto

integrador ha desarrollado un videojuego 3D orientado a dispositivos móviles para que los

niños aprendan los principios generales de la física jugando. El método utilizado en el

proyecto está fundamentado en la gamificación, que es la enseñanza a través de dinámicas

de juego. Se utilizaron herramientas de desarrollo como Blender y Cinema 4D para los

modelos 3D y el motor de videojuegos Unity para la programación de la funcionalidad del

videojuego. Se puso en práctica la aplicación en niños de 9 a 11 años del colegio “Johann

Amos Comenios” y, además, se planteó probarlo en adolescentes de 12 a 16 años. La

aplicación tuvo una gran aceptación por parte de los niños en donde los conceptos que

propone el juego fueron bien comprendidos. El impacto fue mayor en los adolescentes debido

a que los principios básicos de la física ya habían sido impartidos por sus docentes, por lo

que el juego fortaleció y reafirmó sus conocimientos.

PALABRAS CLAVE: VIDEOJUEGOS/ GAMIFICACIÓN/ MODELOS 3D/

ANIMACIÓN 3D/ EDUCACIÓN/ NIÑOS/ ADOLESCENTES/ PRINCIPIOS DE FÍSICA

xix

TITLE: Desarrollo de un Videojuego 3D para el aprendizaje de los movimientos y fuerzas

para niños de 10 años del Colegio Johann Amos Comenios

Author: Domínguez Castillo Everzon Feiner


Tutor: Ing. Wagner Vladimir Lucero Navarrete, MIT.

ABSTRACT

Videogames technology allows the user to go in virtual worlds, which is an attraction for

people and children. The study of hard sciences, specifically physics, is complicated for any

educational level, mostly if basic knowledge has been provided at early ages. This integrating

project has developed a 3D videogame, intended to mobile devices for children to learn

general principles of physics while they play a game. The method used in the project is based

on gamification, which is the teaching by using games dynamics. Development tools are

used, such as Blender and Cinema 4D for 3D models and Unity videogames motor for

programming functionality of the videogame. The application was used with 9 to 11-year old

children of Colegio “Johann Amos Comenios” and, additionally it was proposed to try it in

12 to 16-year old teenagers. The application was widely accepted by children, and definitions

proposed by the game were well understood. The impact was higher in teenagers, considering

that basic principles of physics have been already thought by their teachers; hence,

videogames consolidated their knowledge.

KEYWORDS: VIDEOGAMES / GAMIFICATION / 3D MODELS / 3D ANIMATION /

EDUCATION / CHILDREN / TEENAGERS / PHYSICAL PRINCIPLES

1

INTRODUCCIÓN

La física es la ciencia que se encarga de estudiar los fenómenos de la naturaleza, cubriendo

temas como la cinemática, dinámica, estática, óptica, hidrostática, electricidad,

electromagnetismo, gases entre muchos tópicos más.

Debido al contenido tan basto que cubre esta ciencia, genera tanto para adultos, jóvenes y

niños problemas al momento de absorber los conocimientos que definen las leyes que rigen

nuestro universo. Esto se debe a que desde temprana edad no se imparten correctamente las

ideas, conceptos o definiciones de la física elemental como las propiedades de la materia o

la energía.

Muchas veces el estudiante se ve intimidado a cursar este tipo de asignaturas “duras” debido

al planteamiento de los problemas y el lenguaje que utilizan los docentes al momento de

impartir su cátedra, que generalmente es extraño en comparación al lenguaje utilizado en su

diario vivir. (Krauss, 1996).

En la actualidad es inevitable que los niños estén rodeados de tecnología. El internet, la

televisión, los celulares o los videojuegos absorben gran parte de su tiempo haciendo que

otras actividades cotidianas se vuelvan menos importantes para ellos. La socialización, la

actividad física, y principalmente el ámbito académico se ve comprometido por el uso

excesivo de estas tecnologías. Su abuso puede traer consecuencias negativas, tales como la

adicción, aislamiento, sedentarismo hasta pueden producir ansiedad o problemas

psicológicos severos (Tejeiro, Pelegrina del Río, & Gómez, 2009).

En este sentido, el proyecto desarrolló una solución ante la problemática antes mencionada

fundamentándose en la metodología “Extreme Programming” (XP) que consta de cuatro

fases iterativas de desarrollo con entregables funcionales al terminar cada ciclo. (Joskowicz,

2008).

El videojuego presenta diferentes niveles donde el usuario desarrollará habilidades motoras,

cognitivas, lógicas y científicas para resolver cada uno de los acertijos que el juego propone.

La finalidad consiste en que el niño aprenda nuevos conceptos básicos a medida que juega.

2

Al finalizar cada nivel se evaluará al jugador para verificar que los conocimientos hayan sido

asimilados y avanzar al siguiente reto.

Se realizaron dos encuestas a los usuarios, la primera se la realizó antes de utilizar la

aplicación, en donde se intenta conocer el ambiente en el cual se desarrollan los niños, y el

posible interés en recurrir a esta metodología de enseñanza. La segunda encuesta se la realizó

después de utilizar la aplicación a manera de retroalimentación, para identificar las

emociones que generaron los niveles del juego en el usuario, y de igual manera conocer el

impacto que este produjo en la transmisión de conocimiento.

Los resultados obtenidos, conclusiones y recomendaciones, son tratados al final del

documento.

3

CAPÍTULO I

1. Planteamiento del problema

1.1. Antecedentes

Muy a menudo se menciona que el uso de tecnologías de la información (TIC) tiene un

impacto muy fuerte en la educación moderna, y cabe mencionar que, al profundizar en estos

temas se mejora significativamente el aprendizaje en los estudiantes.

“En la actual sociedad de la información y del conocimiento, si queremos que los niños y los

jóvenes estén debidamente preparados, es preciso asegurarse no solo de que los maestros

conozcan todas las posibilidades que ofrece la tecnología, sino su utilización pedagógica y

su capacidad para evaluar los resultados.” (Editoriales, 2016). En la educación superior el

estudiante se ve intimidado por las ciencias en especial por la Física o la Matemática, a pesar

de que estas sean las leyes y el lenguaje con el que está escrito el universo. Cada vez más

jóvenes evitan el contacto con esta ciencia, pero como si se tratase de un fantasma, solo

algunos de los alumnos escogen el bachillerato en ciencias.

Así, aunque día tras día experimentamos las leyes de la naturaleza de manera involuntaria, la

Física se presenta como un tema abstracto y teórico. En esta abstracción reside también la

perfección de la naturaleza, pero no por ser abstractas están fuera de contexto de los

problemas de la vida real.

El Ecuador no es una excepción a esta problemática, el índice de reprobación de las

asignaturas concernientes a las ciencias, en específico a esta asignatura, es muy alto, al ver

en conjunto esta necesidad se ha decidido dar una solución al estudiante desde temprana edad

con el fin de que el alumno pueda ser impulsado y motivado a descubrir esta ciencia de forma

lúdica e innovadora. Este software educativo será una respuesta a las necesidades de la

4

sociedad ecuatoriana moderna bajo el concepto de gamificación que es un término

relativamente nuevo, importante y poderoso que funciona como una estrategia para influir y

motivar a grupos de personas. (Bunchball, 2010).

El potencial que tienen estas herramientas educativas en los niños hará que desarrollen

habilidades mediante el juego de acierto y error, a través de estímulos visuales y auditivos.

Fislab Kids (Laboratorio virtual de Física para niños) como se lo ha denominado, es un

videojuego que busca ser una solución a la problemática actual de la educación del país que

se enfoca en las tecnologías de la información como apoyo para el aprendizaje del usuario.

La experiencia de entrar a los módulos de física virtual para niños representará un nuevo

modo emocionante y divertido de enseñar ciencia, que es la principal meta.

1.2. Limitaciones

La escuela Johann Amos Comenios se encuentra ubicada en la ciudad de Quito en la

parroquia de Cumbayá, exactamente en la Av. Interoceánica y Manabí.

Los niños a los cuales está dirigido este aplicativo y los cuales son tomados como primeros

usuarios del juego cursan los niveles de séptimo año de educación básica, es decir, niños

entre 10 a 11 años.

La aplicación está dirigida exclusivamente para dispositivos móviles con sistema operativo

Android 4.4 KitKat o superior, pudiendo ser celulares o tabletas.

Una última limitante del proyecto sería la deficiencia motora, visual o auditiva que

imposibilitaría la utilización del aplicativo, puesto que los niveles del videojuego requieren

reacciones ante estos estímulos.

5

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo Principal

Desarrollar un videojuego 3D para el aprendizaje de los movimientos y fuerzas de Física para

niños de 10 años del Colegio Johan Ammos Comenios.

1.3.2. Objetivos Específicos

Crear un videojuego moderno basado en los principios de diseño y composición de

imagen utilizando software de modelado y animación: Blender y Cinema 4D para que

el usuario pueda desenvolverse en el juego con facilidad.

Implementar un tutor virtual para complementar la utilización de la interfaz dentro

del entorno virtual utilizando los principios de la animación.

Programar la funcionalidad del videojuego con herramientas de desarrollo utilizando

los motores de física de Unity en su versión gratuita.

1.4. Justificación

La física, como ciencia que intenta explicar los fenómenos y procesos naturales, representa

un campo en el cual se trata de explicar el porqué de las cosas, fundamentado en estudios

realizados por científicos de la antigüedad como Galileo Galilei o Isaac Newton, los cuales

han logrado abstraer y comprender algunos fenómenos de la naturaleza, cuyos postulados se

utilizan en la actualidad.

Los niños desde que poseen sus capacidades de comprensión desarrolladas e ingresan a la

escuela, se hacen interrogantes sobre el funcionamiento de un vehículo, avión, barco,

bicicleta o incluso algún juguete, sin darse cuenta de que la física está presente en cada uno

de los elementos mencionados anteriormente.

Todo esto sumado al hecho de que la naturaleza del ser humano es la adaptación al medio en

el que se desenvuelve, se ha adaptado al boom de la tecnología, y lo hará nuevamente cuando

6

los métodos de enseñanza presenten cambios, mejoras o una completa reestructuración de

nuevas metodologías a las cuales, tanto docentes como estudiantes, sabrán aprovechar para

que el aprendizaje sea fácil, eficiente a tal nivel de plantearse nuevos retos a superar y nuevas

metas por cumplir.

En este contexto, Fislab Kids plantea una herramienta educativa pedagógica, con la cual, la

enseñanza de la física se la puede realizar de manera temprana en la formación del ser

humano, es decir desde el ingreso a la escuela y su avance al colegio, basado en el currículo

que plantea el Ministerio de Educación para la educación general básica de experimentar y

describir las propiedades y el movimiento de los objetos, según sus tipos y usos en la vida

cotidiana, e identificar los materiales que los constituyen (Ministerio de Educación, 2016),

fomentando así el interés en esta rama de la ciencia, cultivando conocimientos en los infantes

para que no tenga ese temor hacia la física, sino más bien, que se vuelva fácil su estudio, a

tal punto de llegar a dominar leyes y principios básicos de la física.

Este software basa su creación en el auge de los videojuegos y el impacto que ha tenido en

los niños, jóvenes y adultos actualmente, los cuales se ven envueltos en un mundo

tecnológico que se encuentra en constante desarrollo y evolución de videojuegos, cine , y por

qué no, evolucionar también en los métodos de enseñanza e innovar con nuevas formas de

educación, pues las nuevas generaciones tienen mucho más afinidad a este tipo de

herramientas, las cuales dominan mejor que muchos expertos, en este caso, Fislab Kids no

será tomada sólo como diversión, sino también como una herramienta de aprendizaje de la

física y sus principios.

1.5. Alcance

En el proyecto: “Desarrollo de un videojuego 3D para el aprendizaje de los movimientos y

fuerzas para niños de 10 a 11 años del Colegio Johann Amos Comenios”, se ha requerido

probar la aplicación en las instalaciones de esta unidad educativa. Es bien conocido que los

videojuegos para las generaciones actuales están ligados directamente a los dispositivos

móviles, tales como teléfonos inteligentes o tabletas puesto que desde temprana edad los

niños se familiarizan muy rápido con estos terminales.

7

Fislab Kids tiene una interfaz agradable estética e intuitiva diseñada en Adobe Illustrator.

Se desarrollaron modelos en tres dimensiones con el software Blender v2.79, como

escenarios, personajes y objetos con los que interactuará el usuario dentro del videojuego, así

también la creación de animaciones para brindar un aspecto visual más dinámico para los

niños. Se realizaron cinco cortometrajes animados en Blender v2.79, Adobe Premiere Pro

apoyadas con una banda sonora para una mejor interacción con la historia del videojuego.

Así también se añadió efectos de sonido a las animaciones dentro del juego para una mejor

calidad sensorial dentro de la aplicación. En la mecánica del juego no se contemplaron

aspectos teóricos fuertes tales como toma de datos y uso de fórmulas, sino que se centró

simplemente en la lúdica del aprendizaje. La programación del videojuego fue desarrollada

en Unity 5.6.4 f1 y escrita en lenguaje de programación C#. Esta aplicación está orientada a

terminales con sistema operativo Android, todo esto con el único fin de beneficiar el

aprendizaje de física básica de los estudiantes del colegio “Johann Amos Comenios”, mejorar

sus habilidades motoras, sensoriales y cognitivas.

8

CAPÍTULO II

2. MARCO TEÓRICO

2.1. Física Básica

La física es una ciencia estudia la materia y la energía en sus diversas formas, las

transformaciones de estas y las leyes que las gobiernan. Esta trata de explicar en términos

simples las experiencias del diario vivir, y se mantiene en una constante búsqueda de

explicaciones acerca del comportamiento del universo. Desde partículas tan pequeñas, hasta

galaxias enteras, los principios básicos deberían ser aplicables para ambos casos. En este

sentido, La física puede considerarse como la búsqueda de una explicación general para todo.

(Myers, Leroy , & Rusty, 2006)

La física puede dividirse en dos grandes grupos, la física teórica, que trata de predecir el

comportamiento de los objetos a base de fórmulas y ecuaciones, mientras que la física

experimental se encarga de demostrar a base de experimentos las hipótesis formuladas en la

física teórica. Estas áreas no están del todo separadas, más bien van de la mano para

complementarse la una con la otra.

Galileo Galilei e Isaac Newton fueron las dos figuras clave que establecieron los fundamentos

de la física clásica. Esta puede ser dividida en diferentes ramas como la mecánica,

termodinámica, electromagnetismo, sonido y óptica.

La mecánica estudia el movimiento en general, la cinemática estudia el movimiento puro y

la dinámica las causas que generan este movimiento, como son las fuerzas. (Myers, Leroy ,

& Rusty, 2006)

9

2.2. Sistema de unidades

En la antigüedad cuando se trataba de realizar alguna medición de algo, el hombre utilizaba

las partes de su cuerpo como referencia para medir la longitud. Los egipcios utilizaban la

brazada, los ingleses el pie de su rey y los romanos el paso y la milla. En vista de la gran

variedad de referencias para las mediciones, los científicos decidieron unificar este sistema

en uno solo que se lo utilizara en el mundo, es ahí donde nace el sistema métrico decimal

implantado en 1875 resultado de la convención mundial de ciencia efectuada en Francia,

donde se utiliza el metro, kilogramo y litro como unidades. Así, a lo largo de los años y con

el avance del conocimiento científico nacen nuevos sistemas de unidades, el MKS, o el CGS.

En 1960 se acordó crear un sistema uniforme y acorde a los avances de la ciencia, por lo que

nació Sistema Internacional de Unidades (SI), donde se establecen que existen 7 magnitudes

fundamentales detalladas a continuación. (Montiel, 2000).

Referencia Nombre Símbolo Unidades Abreviatura

Sistema Internacional:

a) Longitud L metro m

b) Masa M kilogramo kg

c) Tiempo T segundo s

Termodinámica:

d) Temperatura T Kelvin K

Electricidad:

e) Intensidad de

corriente I Ampere A

Iluminación (Óptica):

f) Intensidad

luminosa Iu Candela cd

Química:

g) Cantidad de

sustancia n Mol mol

Tabla 1 Sistema internacional de unidades (Valera Negrete, 2005)

10

2.3. Físicos de la Historia

2.3.1. Galileo Galilei (1564-1642)

Galileo es considerado el padre de la física clásica. Desde su nacimiento en Pisa en 1564 tuvo

tutorías privadas, Galileo en un principio estudió medicina, pero pronto se dio cuenta que no

era lo suyo y comenzó su interés por las matemáticas, en especial en los estudios de

Aristóteles. Uno de sus primeros estudios realizados fue el de un péndulo donde realizó sus

primeras notas alrededor de 1588. En una de sus publicaciones más famosas, “De motou”

(El movimiento) donde explica su concepción del movimiento y el uso del método

experimental para probar sus teorías. (Myers, Leroy , & Rusty, 2006).

2.3.2. Isaac Newton (1642-1727)

Un físico inglés apasionado con tratar de explicar la mecánica de los cuerpos celestes y la

influencia de la gravedad en el movimiento, donde descubrió las teorías que cambiarían al

mundo. Vivió una confrontación con Robert Hooke y Christiaan Huygens en la búsqueda de

respuestas. Una de sus obras más conocidas es “Philosophaie Naturalis Principia

Mathematica” que fue presentada en tres libros, de los cuales destaca su publicación sobres

las tres leyes del movimiento, con las cuales pudo explicar la órbita de la luna alrededor de

la Tierra y el movimiento de los cuerpos celestes, además de los conceptos fundamentales

del movimiento como la masa, fuerza, aceleración e inercia con una gran precisión. (Myers,

Leroy , & Rusty, 2006).

11

2.4. Movimiento

Se puede definir el movimiento como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos

a lo largo de un periodo de tiempo, necesariamente respecto a otro cuerpo, o a un sistema de

referencia, que se lo puede denominar como el observador. (Profesor en Línea, 2015)

Existen varios tipos de movimientos los cuales dependen de la trayectoria del cuerpo en

movimiento.

Movimiento Definición

Según la trayectoria del punto:

Rectilíneo La trayectoria es recta

Curvilíneo La trayectoria es curva

Según la trayectoria del sólido:

Traslación Todos los puntos del sólido presentan

trayectorias paralelas

Rotación Todos los puntos del sólido describen

trayectorias circulares

Según la velocidad:

Uniforme La velocidad del movimiento es constante

Uniformemente variado La aceleración es constante

Tabla 2 Movimientos y su definición (Profesor en Línea, 2015)

Para crear cualquier tipo de movimiento anteriormente mencionado, se necesita de la

interacción mínima de dos cuerpos, en los que actúan fuerzas ya sea por contacto o a

12

distancia, donde se puede evidenciar los cambios de posición que tienen los cuerpos a lo

largo del tiempo respecto a un observador y su posición de partida, o de donde se originó el

movimiento. (Profesor en Línea, 2015).

2.5. Masa

Es la cantidad de materia que un cuerpo posee, es muy común que se confunda la masa con

el peso, pero el peso es la fuerza resultante del producto de esta masa con la gravedad P=m·g.

Existen dos tipos de masa que podemos definir: (Valera Negrete, 2005)

- Masa Gravitatoria: Que atrae a los cuerpos entre sí.

- Masa Inercial: Que se opone al cambio de movimiento.

2.6. Fuerza

Es la acción necesaria para producir un cambio en el movimiento o reposo de un cuerpo, es

decir, no existiría la fuerza sin que exista una relación entre dos o más cuerpos. La fuerza

está relacionada con la segunda ley de Newton donde 𝐹 = 𝑚 · 𝑎 expresada escalarmente,

pero la fuerza tiene 3 propiedades: módulo, dirección y sentido, por lo tanto, es una magnitud

vectorial, siendo entonces expresada como �⃗� = 𝑚 · �⃗� (Valera Negrete, 2005).

2.7. Gravedad

Todos los cuerpos de la Tierra caen con una misma aceleración cuando no existe resistencia

del aire, a esto se le denomina fuerza de gravedad la cual apunta hacia el centro del planeta.

Este fue uno de los conceptos que el Físico y astrónomo Galileo Galilei propuso en su estudio

del movimiento de los cuerpos. (Valera Negrete, 2005)

13

Cualquier objeto se acelera al caer debido a la gravedad, que se la denomina fuerza

gravitacional, la cual Isaac Newton formuló en sus estudios creando así la fórmula 𝐹𝑔 = 𝐺 ·

(𝑀 · 𝑚)/𝑟2 que explica la órbita de los planetas alrededor del sol. Los cuerpos solo por el

hecho de poseer masa experimentan una fuerza de atracción hacia otros, siendo el objeto de

menor masa el que es atraído con más fuerza hacia el de mayor masa. (Fernández &

Coronado, 2013)

2.8. Peso

Es una magnitud vectorial que nos indica la fuerza con la que un cuerpo atrae a otro, Al ser

un vector, la dirección de esta fuerza apunta hacia el centro del otro cuerpo que lo atrae. �⃗⃗� =

𝑚 · �⃗� . (Fernández & Coronado, 2013).

2.9. Máquinas Simples

Una máquina simple es un dispositivo que se utiliza para cambiar la magnitud y/o la dirección

en que se aplica una fuerza” (Montiel, 2000).

El hombre siempre ha buscado cómo realizar su trabajo de manera sencilla y con poco

esfuerzo, es ahí cuando se inventaron las máquinas simples, las cuales transmiten la fuerza

ejercida de manera directa. La característica principal de las máquinas simples es la ventaja

mecánica que estas proporcionan, es decir el múltiplo de la fuerza resultante. (Montiel, 2000)

Máquinas Simples

Palanca

Consta de una barra o varilla fija

que se la hace rotar sobre un punto

de apoyo.

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Plano

Inclinado

Consta de una rampa con un ángulo

de inclinación pequeño, mucho

menor a 90º.

Rueda Cuerpo circular que gira alrededor

de un eje que pasa por el centro.

Polea

Está compuesta por un disco que

gira mediante una cuerda que pasa

por el canal del disco.

Tabla 3 Tipos de máquinas simples (Montiel, 2000)

2.10. Metodologías educativas

Existen diversas metodologías que los maestros emplean para impartir sus clases, algunas de

ellas incluso han sido creadas hace mucho tiempo atrás y que aún se utilizan, pero

últimamente con el avance de las tecnologías de la información, estas han tenido que

adaptarse o reinventarse, todo con el fin de garantizar el desarrollo de competencias y

transmitir un aprendizaje significativo a las nuevas generaciones. Algunas de las más

utilizadas se detallan a continuación.

Metodología Características

Aprendizaje con proyectos

- Los proyectos dan respuestas a

problemas de la vida real.

- Desarrollan la comunicación,

colaboración y resolución de

problemas.

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- Críticas constructivas al momento

de la presentación. (EDUforics,

2017)

Aula invertida

- El material educativo lo estudia el

alumno en casa.

- Optimiza tiempos en clase.

- Se presta más atención a las

necesidades de cada alumno en

clase.

- Fomenta el pensamiento

independiente y la generación de

ideas. (GoConqr, 2016)

Gamificación

- Utiliza instrumentos tecnológicos.

- Incrementa la motivación y

esfuerzo.

- Se motiva al estudiante con una

recompensa, y se vuelve

competitivo. (Peris & Francesc,

2015).

Tabla 4 Comparación de metodologías educativas (Domínguez & Lima,

2019)

El presente proyecto utilizó la metodología de la gamificación para impartir un aprendizaje

significativo a los estudiantes. Se utilizaron instrumentos tecnológicos como son los celulares

con sistema operativo Android. Los niveles del juego fueron desarrollados con cierto nivel

de dificultad, motivando al usuario a esforzarse más para pasar de nivel.

16

2.11. Videojuegos

2.11.1. Breve historia de los videojuegos

A finales de los años sesenta la industria de los videojuegos empezaba a surgir con el

desarrollo de las tecnologías de ese entonces, como los sistemas de radar o los PDP

(Programmed Data Processor) que fueron uno de los primeros equipos en ejecutar un

videojuego. Se podían observar los primeros juegos que hoy en día resultarían muy

primitivos, como es el caso “Pong”, lanzado el 29 de noviembre de 1972, que consistía en

una básica partida de tenis de mesa (Ping-Pong).

Cada vez la industria de los videojuegos generaba más ganancias para sus empresas, sin

embargo, en Estados Unidos esta industria experimentaría una crisis la cual duraría desde los

años 1983 a 1985 denominada “la crisis del videojuego”, (Belli & López, 2008).

Al finalizar esta denominada crisis, los usuarios norteamericanos optan por adoptar la

tecnología nipona NES, pero la competencia no espera y surgen nuevas consolas domésticas

como Atari, Commodore y Sega que gozan de entregas las cuales en la actualidad se los

denomina clásicos de los videojuegos (Kent & Steven, 2016).

Luego, con el desarrollo de microprocesadores y consolas dedicadas a los juegos de video,

la empresa Nintendo lanzaba al mercado su consola por excelencia llamada SNES (Super

Nintendo Entertainment System) con una calidad de gráficos apoyados de sonido que en ese

entonces resultaban de un gran agrado estético, y cuya jugabilidad resultaba en el consumidor

adictiva. Una de las entregas más recordadas con gran afecto por el público es Super Mario

World (1990).

Con el desarrollo de nuevas capacidades técnicas, el uso de cartuchos quedaría en el pasado

al implementarse unidades de lectura óptica CD-ROM a las nuevas consolas. Tras los pasos

agigantados de desarrollo de nuevas tecnologías, la empresa Japonesa Sony decide

incursionar en el amplio mundo de los videojuegos, y así se presentó el “Play Station”

sistema de entretenimiento con el cual el usuario podía disfrutar de gráficos 3D en tiempo

17

real, lo cual sin duda marco un antes y un después en esta industria que hoy en día es tan

grande como la de la música o el cine. (Kent & Steven, 2016).

2.11.2. Géneros de videojuegos

La necesidad de llevar diversos tipos de producciones hace que el desarrollador busque

nuevas mecánicas de juego, esto genera la necesidad de clasificar los juegos de video de la

misma manera que los géneros en cine o televisión. Consecuentemente estos son los géneros

más trascendentes: (Garfias Frías, 2010)

- Acción: El principal objetivo de este género es hacer que el jugador use su velocidad

y tiempo de reacción para poder continuar al siguiente nivel. Ejemplos: Uncharted,

Tomb Raider, Shadow of the colossus.

- Aventuras: Lo que predomina en este tipo de videojuegos es la historia que se

desarrolla de una manera lineal, su característica más importante es que se debe

explorar los mapas resolviendo rompecabezas o acertijos interactuando con los

personajes del juego. Ejemplos: The Legend of zelda, Grim Fandango, The Last of

Us.

- Plataformas: Su fin es que el jugador evite obstáculos durante toda la trama

probando así su habilidad por medio de saltos y todo tipo de movimientos acrobáticos,

estas plataformas pueden estar desarrolladas en gráficos 2D O 3D. Ejemplos: Crash

Badicoot, Mario Bros, Ratchet & Clank. Ejemplos: Mario Kart, Need for Speed, Top

gear.

- Disparos: Género que generalmente simula hacer uso de armas de fuego y de esta

manera derribar a sus enemigos. Desde sus comienzos pequeñas naves espaciales

disparaban hacia sus objetivos, en la actualidad han tenido muchas variaciones como

son los juegos de disparos en primera y tercera persona, se puede decir que son de los

más populares. Ejemplos: Resident Evil, Contra, Wolfenstein, Counter Strike.

- Juegos de rol: Uno o varios jugadores desempeñan un papel en el juego, este

personaje evoluciona sus habilidades y características a la medida que va ganando

18

más experiencia mientras completa misiones en la historia del juego, se puede

también ir cambiando la apariencia del jugador a la vez que este avanza. Ejemplo:

Assassin's Creed, Final Fantasy, World of Warcraft.

- Lucha: Se basan principalmente en enfrentamientos de uno contra otro personaje

controlados por un humano o la máquina donde los golpes y patadas son la principal

arma de cada contrincante. Ejemplos: Killer Instinct, Mortal Kombat, Street Figther

- Deportes: Este tipo de videojuegos fueron los precursores de la industria como lo fue

Tennis for two (1958). Con el desarrollo de las tecnologías y las capacidades de las

consolas se ha podido simular cualquier deporte. Ejemplos: FIFA (Fútbol),

Smackdown (Lucha), NBA (Baloncesto).

- Rompecabezas: En este género el objetivo es resolver acertijos para ejercitar la

mente, generalmente se juegan en una pantalla, estos pueden contar una historia.

Ejemplos: Tetris, Dr. Mario, Candy Crush

- Musicales: En los últimos años este género se ha vuelto uno de los más populares en

el mundo, gracias a las licencias para reproducir música de los artistas más famosos

y el uso de simuladores de instrumentos musicales. Últimamente se han vuelto un

canal de distribución para la industria de la música, consisten en desarrollar la

coordinación motora para poder seguir ciertos patrones y de esta manera reproducir

la pista musical. Ejemplos: Guitar Hero, Lips, Rock Band. (GamerDic, 2013).

2.12. Producción audiovisual

Dentro de la producción de videojuegos, últimamente se ha incorporado cinemáticas, las

cuales cuentan una historia a medida que el juego avanza. Estas cinemáticas anteriormente

se las hacía para no cargar de polígonos al juego al momento de animar los modelos y

escenarios, puesto que las antiguas consolas no soportaban dicha carga, por lo que se incluían

videos cada cierto tiempo para que relaten parte de la historia y el juego continúe.

En este sentido, el proyecto se centró con esta filosofía, puesto que, los dispositivos móviles

no cuentan con los aspectos técnicos necesarios para soportar dicha carga de polígonos en

19

una cinemática en tiempo real y con alta calidad, por lo que se han incluido videos que

cuentan parte de la historia a medida que el usuario supera los niveles.

Estos videos han sido realizados bajo las técnicas de edición de audio y video que

actualmente se utilizan para producir cualquier material audiovisual, que básicamente consta

de una preproducción, producción y posproducción.

Proceso de producción audiovisual

Preproducción

(Planificación)

Se empieza con una idea, se organizan y

se planifican los guiones técnicos y

literarios, se arma el escenario a filmar, se

ilumina y se prepara el audio.

Producción

El camarógrafo se basa en el guion técnico

mientras que los actores lo hacen con el

literario, se realizan tantas tomas sean

necesarias de diferentes ángulos para

cumplir el objetivo del video.

Postproducción

Se manipula el material en bruto con

software especializado, se edita, corrige

color, audio y se agregan efectos

especiales de ser el caso.

Tabla 5 Proceso de producción audiovisual simplificado (Owens, 2017)

2.12.1. Guion Narrativo

En la actualidad el cine y los videojuegos tienen una cercana relación que resulta de gran

beneficio para la industria pues cada vez existen más películas basadas en estos. El guion

literario es un documento que es usado por los cineastas, para llevar a cabo de una manera

organizada la historia que en un producto final será la película (González, 2015) , en este

caso se llevó la misma premisa aplicada hacia la narrativa del juego esto con el fin de tener

claro las acciones y diálogos de los personajes, aquí se muestra los escenarios donde ocurrirá

cada nivel, para posteriormente apoyarse en este guion en la producción de las cinemáticas

20

que la aplicación contiene, esta historia ha sido narrada para que resulte fácil de entender sin

llegar a dar demasiados detalles como pueden ser movimientos de cámara, valores de plano,

etc. (Sánchez, 2010) De esto se encarga el guion técnico que será detallado posteriormente.

2.12.2. Guion técnico

Planificar es una parte esencial en una producción audiovisual, y los guiones forman la base

de esa planificación. (Owens, 2017) Los guiones ayudan tanto a productores, actores y

editores a coordinar la producción, el guion técnico intenta mostrar las intenciones del

director plano a plano, conformando escenas, generando ritmo y tensión. (Bestard, 2011)

2.12.3. Guion visual

(Sáenz, 2008). Desde los inicios de la industria audiovisual en específico la producción de

dibujos animados el guion visual juega un rol de gran importancia, pues refleja gráficamente

el contenido del guion técnico y narrativo, el cual debe ser fluido, antes que preciso pues

como una característica de este es que no refleja continuidad solamente expresa lo esencial

de la idea en términos de la acción dibujada. El guion visual comprende tres propósitos:

- Para el realizador, determina el primer esquema planteado de lo que fue su idea

principal, y como esta se desarrollara en la comunicación de su historia.

- Para el animador muestra la calidad de trabajo que deberá de realizar.

- Para el productor determina el esquema del producto que recibirá cuando la película

haya finalizado.

21

Ilustración 1 Storyboard secuencia Casa de Newton (Domínguez & Lima,

2019)

2.12.4. Historia de la animación

Ancestralmente el ser humano ha tratado de representar el movimiento mediante dibujos

rústicos, el hombre de Neanderthal ya se había preocupado por representar el movimiento a

sus pinturas rupestres; para lograr esto, lo dibujó con ocho patas, tenía el concepto

implícitamente de movimiento que necesitaba representarlo de alguna manera. (Sáenz, 2008)

En 1824 el inglés Peter Mark Roget llego a la conclusión que “Todo movimiento se puede

descomponer por medio de imágenes estáticas” con esto investigadores de la segunda mitad

del siglo XIX, se dedicaron a crear artefactos que han ido evolucionando con los años.

(Cámara, 2004).

Pero no sería hasta 1908 cuando el Frances Émile Cohl, conocido por los historiadores como

el verdadero precursor de los dibujos animados con su filme “Fantasmagorie” que

22

implemento personajes hechos con líneas blancas sobre un fondo totalmente negro animado

fotograma a fotograma. (Cámara, 2004).

Ilustración 2 Fotografía de Émile Cohl, fotograma de Fantasmagorie

(Cohl, 1908)

Walt Disney revolucionó la historia de la industria de la animación dándole un giro total,

todo empezaría con un ratón, Mickey Mouse es la insignia de lo que hoy conocemos como

dibujo animado, fue el protagonista del primer filme sonoro llamado: “Steamboat Willie”, la

animación fue hecha por Ub Iwerks y el acompañamiento musical llevado a cabo por Carl

Stalling. (Cámara, 2004)

Varios años más tarde con la aparición de las computadoras un grupo de científicos y artistas

desarrollan en el año de 1995 el primer largometraje totalmente asistido por ordenador, John

Lasseter, Edwin Catmull y Steve Jobs como productor ejecutivo del estudio Pixar en conjunto

con Disney Studio, presentan al mundo Toy Story lo que significaría la revolución de la

animación tradicional que es reemplazada por técnicas de animación computarizada en tres

dimensiones. (Cámara, 2004).

23

Ilustración 3 Toy Story, Disney-Pixar (Lasseter, 1995)

2.13. Herramientas de desarrollo

2.13.1. Herramientas de modelado, animación y diseño

En la actualidad existen en el mercado variedad de programas de modelado y animación 3D

que poseen entornos gráficos intuitivos y herramientas que facilitan el trabajo del usuario,

como son: Autodesk Maya, Cinema 4D, 3DS Max, Rhinoceros y Blender. Prácticamente en

su mayoría estos programas son de licencias monetizadas, a excepción de Blender que al ser

un software de código abierto con Licencia Pública General de (GNU-GPL), posee la

capacidad de brindar al usuario herramientas versátiles y motores de renderizado robustos

para la creación de modelos y animaciones 3D, por esta razón se ha decidido optar por esta

opción para desarrollar los elementos de los entornos virtuales en su gran mayoría, esto pues

debido a que también se ha utilizado el software Cinema 4D para desarrollar animaciones.

24

Característica Blender Cinema 4D 3D Max Z-Brush

Licencia Código Abierto Propietario Propietario Propietario

Sistema

Operativo

Windows,

Linux, Mac

Windows, Mac Windows Windows,

Linux, Mac

Curva de

aprendizaje

Compleja Sencilla Exponencial Compleja

Requerimientos

de hardware

32-bit Dualcore

2Ghz CPU.

64-bit

multicore.

64-bit

multicore.

64-bit

multicore.

2 GB RAM. 4 GB RAM. 4 GB RAM. 8 GB RAM.

200 MB espacio

en disco.

4.1 GB espacio

en disco

6 GB espacio en

disco.

100 GB espacio

en disco.

Tabla 6 Tabla comparativa de herramientas de desarrollo

2.13.1.1. Blender

Ton Roosendaal cofundó el estudio de animación holandés NeoGeo en 1988. Con el tiempo

este se convirtió en el estudio de animación más importante en Holanda y uno de los

referentes más grandes del arte en Europa. Roosendaal se encargaba de la dirección de arte

y el desarrollo de software, después de un exhaustivo análisis, Ton decide que la herramienta

de ese entonces era demasiado vieja y grande para dar mantenimiento, pues esta debía ser

recodificada desde cero. En 1995 empezó con la reescritura de lo que sería una herramienta

para crear modelos 3D, pero Roosendaal se dio cuenta que esta herramienta podía ser

utilizada por otros usuarios que no solamente pertenezcan a Neo Geo, así nació lo que hoy

en día conocemos como Blender. (Blender, 2017).

25

Ilustración 4 Logotipo de Blender (Roosendaal, 2009)

Blender es una completa suite de creación de contenido 3D que ofrece una amplia gama de

herramientas como son: Modelado, animación, renderizado, iluminación, edición de video,

VFX, texturizado, rigging y algunos tipos de simulación de partículas.

- El lenguaje en el que está programado es Phyton.

- Multiplataforma.

- Arquitectura 3D de alta calidad que permite un flujo de trabajo de creación rápido y

eficiente.

- Debido a su ligero peso del ejecutable es de fácil portabilidad.

- Es de código abierto y totalmente gratuito.

2.13.1.2. Cinema 4D

Cinema 4D está desarrollado por la empresa MAXON que es una empresa líder en el

desarrollo de soluciones gráficas para las industrias creativas, es un software de herramientas

3D que ofrece diversidad de funciones para que el usuario pueda desarrollar su trabajo de

una manera sencilla y sin complicaciones, es fácil de aprender y es usado en muchas

producciones con efectos especiales y animación 3D de la industria del cine. Además, es un

software utilizado con fines académicos por las instituciones educativas. (MAXON, 2018).

- Cinema 4D tiene múltiples funciones de modelado que le permite crear prototipos

profesionales sin contar con mucho conocimiento sobre el tema.

- Posee animación fotorrealista, simulador de partículas avanzado y una interfaz simple

para generar efectos especiales VFX.

26

- Cuenta con una herramienta de animación esqueletal de personajes, así como un

simulador de dinámicas de tela llamado “Clothilde”.

- Es un software de pago, que según MAXON en Europa, bordean costos de 950 euros

por 6 meses de uso, en este trabajo se ha usado versiones académicas que posee la

facultad.

Ilustración 5 Logotipo Cinema 4D (MAXON, 2018)

2.13.1.3. Adobe Illustrator

Es un programa dedicado al dibujo vectorial y al diseño de elementos gráficos como:

logotipos, tipografías, iconos, e ilustraciones complejas para cualquier medio. Lleva más de

30 años siendo el programa más utilizado para este tipo de trabajo en la industria del diseño.

(Carretero, 2014).

Ilustración 6 Logotipo Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated,

2018)

- Editor de gráficos vectoriales que funciona sobre un tablero llamado mesa de trabajo

- Permite diseñar y editar tipografías.

27

- Edición por capas

- Configuración del espacio de trabajo.

- Guías inteligentes

2.13.2. Herramientas de programación

2.13.2.1. Unity

Actualmente es uno de los motores de gráficos de videojuegos más populares, cuenta con

algunas herramientas que hacen posible un fluido desarrollo del producto. Permite que

pequeños grupos de artistas, programadores y diseñadores desarrollen juegos para otras

plataformas sin tener que programar el juego en cada área, esto resultaría un sueño unos diez

años atrás y que hoy es posible. (Candil, 2014).

- Motor de renderizado de gráficos 2D y 3D.

- Permite variar el tiempo de cálculo de las colisiones y de todo el motor de física en

general.

- Gestor de audio y video.

- Creación de animaciones dentro de la plataforma.

- Herramientas de diseño de interfaz de usuario.

- Cuentan con un IDE de programación para la escritura del código en lenguaje C#.

Ilustración 7 Logotipo de Unity (Unity Technologies, 2018)

28

2.14. m-Learning

El m-learning puede considerarse como “cualquier disposición educativa donde las

tecnologías únicas o dominantes son dispositivos de mano o de bolsillo” (Traxler, 2005).

El gran alcance de los dispositivos móviles en la sociedad actual ha generado una conexión

entre personas a una gran distancia, pero la conexión por llamadas o texto no lo es todo.

Actualmente con el avance de las tecnologías los celulares cuentan con nuevos recursos

multimedios como son cámaras, audio, video, wifi, y variedad de sensores. De igual manera

la producción de software que funciona con estos recursos también fue evolucionando. Existe

una gran variedad de aplicaciones a disposición de la comunidad, entre ellas, aplicaciones

sociales, edición de imágenes, reproductores multimedios, juegos y también están las

aplicaciones educativas, de las cuales el m-Learning empieza a surgir. (Cruz Flores, 2010)

El m-Learning nace como una opción novedosa para la educación, donde no es indispensable

la presencia del docente para transmitir el conocimiento, pues el dispositivo permite el acceso

al conocimiento en cualquier lugar y en cualquier momento, todo esto a través de las

aplicaciones que día a día se desarrollan para que el usuario aprenda a aprender, se vuelva

autodidacta y se forme profesionalmente. (Cruz Flores, 2010).

2.15. Aprendizaje significativo

Para llevar a cabo el objetivo del presente proyecto, que es enseñar los conceptos básicos de

la física mediante el juego, Fislab Kids se fundamenta en las teorías del aprendizaje

significativo propuesto por Ausubel aplicado al estudio de las ciencias, y para llevar a cabo

este tipo de aprendizaje es necesario que el conocimiento tenga las siguientes características:

- El material se pueda relacionar con algún pensamiento cognoscitivo del estudiante.

- El alumno posea conocimientos previos relacionados al nuevo concepto que va a

aprender.

29

- Que el estudiante esté dispuesto a relacionar el nuevo conocimiento con sus ideas

cognoscitivas. (Ausubel, 1983).

Con el fin que el estudiante comprenda a cabalidad los nuevos conocimientos, este debe

poner en práctica su material cognitivo que ha adquirido a lo largo de su vida, generando así

un proceso de análisis, entre el nuevo conocimiento versus el que ya posee, haciendo

semejanzas, diferencias, modificando y reconstruyendo su conocimiento. (Moreira, 2005).

Fislab Kids utiliza la UVE de Gowin propuesta en 1977, como un recurso heurístico para

entender la estructura y el proceso de creación del conocimiento. Esta herramienta desarrolla

habilidades en los estudiantes como la observación, análisis, investigación, comprobación,

extracción de conclusiones y resultados, generando como consecuencia un aprendizaje

significativo. (Soto & Guardián, 2011).

Ilustración 8 Estructura reducida de la UVE de Gowin (Novak, Gowin, &

Otero, 1988)

30

CAPÍTULO III

3. Marco metodológico

A pesar de no existir una metodología orientada específicamente al desarrollo de

videojuegos, la que más se acopla a nuestras necesidades es “Extreme Programming” (XP),

pues es una metodología ágil y flexible que se utiliza en la gestión de proyectos. Una de sus

características más importantes es la continua relación con el cliente y los continuos cambios

realizados a la aplicación. Se destaca por generar un buen ambiente de trabajo, aprendizaje

continuo y potenciamiento de relaciones personales. “Extreme Programming” se divide en

cuatro fases que se desarrollan a continuación.

3.1. Metodología Extreme Programming (XP)

Primera fase:

Se analiza el problema y se propone metas a corto plazo para resolver un problema en

específico, se acuerda un cronograma donde se realizarán diseño, programación y pruebas

del producto y verificar los objetivos propuestos.

Segunda fase:

Se desarrollan diseños simples y claros destinados a resolver el problema propuesto en la

fase de análisis, se evita desarrollar aspectos del producto que no hayan sido planteados en

la iteración. Se comienza con bocetos que luego serán implementados en la siguiente etapa.

Tercera fase:

Se implementan los diseños propuestos en la anterior fase, es indispensable que el cliente se

involucre en esta etapa para reafirmar detalles del producto final. La programación debe estar

basada en estándares para que sea entendible por otros desarrolladores. Una buena práctica

es documentar el código en caso de que este necesite ser recodificado.

31

Cuarta fase:

Se realiza la fase de pruebas donde se verifica si el objetivo de la iteración se está cumpliendo,

y de no ser el caso, de encontrarse un “bug”, se deberá notificar para su inmediata corrección.

De existir varios problemas el cliente decidirá la prioridad de los errores para ser resueltos.

Por último, se realizan nuevas pruebas para verificar el correcto funcionamiento del

programa.

3.2. Fase de planificación

3.2.1. Origen de la motivación

La idea inicial del videojuego Fislab Kids surgió a partir del software educativo que

desarrolla el Centro de Física de la Universidad Central del Ecuador denominado Fislab, este

consta de simuladores virtuales alojados en una plataforma web dentro del campus

universitario, el cual tienen acceso más de 2000 estudiantes de las diferentes facultades que

realizan física, en Fislab se imparte el conocimiento sobre la física experimental mediante

módulos educativos que abarcan todas las áreas de la física desde cinemática hasta

electromagnetismo, de modo que los estudiantes pueden aprender física en cualquier

momento, repitiendo las experiencias cuantas veces sean necesarias para que el conocimiento

quede bien comprendido.

En este sentido, Fislab Kids propone impartir la física básica a estudiantes de nivel inicial, a

través de un videojuego educativo que explique conceptos como masa, peso, fuerza, gravedad

y máquinas simples, a través de varios niveles desafiantes que pondrán a prueba habilidades

motoras, cognitivas y espaciales a los estudiantes.

32

3.2.2. Historia

“Amelie, una niña de 10 años paseaba por la comarca cuando unos objetos regados por el

suelo llamaron su atención, la curiosidad invadió su mente y caminó al lugar donde se

encontraban los objetos, estos tenían formas extrañas que ella no comprendía, de repente

cada instrumento empezó a flotar sorprendiendo a la niña, la cual cayó sentada al ver que los

objetos volaban en círculo alrededor de ella, al contrario de asustarse una emoción

indescriptible empezó a iluminar sus ojos y una gran sonrisa invadió su rostro. Los objetos

empezaban a alejarse en dirección a una casa con chimenea, Amelie de inmediato se levantó

del piso y corrió hasta la puerta siguiéndolos.

Al entrar se encontró con un señor sentado en un banco que se quejaba pues le dolía la cabeza,

era Isaac Newton, el famoso científico que planteó las tres leyes sobre la física que utilizamos

en la actualidad, pero ella lo desconocía, pronto empezó la aventura de Amelie a través de la

casa, las mazmorras y el túnel, donde le esperan muchas sorpresas y divertidos desafíos.”

(Domínguez & Lima, 2019)

3.2.3. Guiones

Se dividió la historia en cinco partes, correspondientes a cada nivel. Para cada una se realizó

un guion técnico y literario el cual ayudó en el proceso de animación de los personajes.

Además, el guion técnico proporcionó información para la composición de imagen de cada

plano para que las cinemáticas cumplan los principios fundamentales de proporción estética

y continuidad.

3.2.4. Flujo de trabajo

El desarrollo de los video juegos al nivel como existe actualmente requiere de un proceso

evolutivo y estandarizado por las grandes empresas de desarrollo, este consta de 3 grandes

33

fases, la pre-producción, la producción y la post-producción. Se asemeja de gran manera con

la producción de una película de cine, pues actualmente todos o casi todos los videojuegos

cuentan una historia. (Pereira, 2014).

Ilustración 9 Proceso de producción de videojuegos (Bethke, 2003).

Para llevar a cabo el videojuego Fislab Kids se propuso realizar el trabajo en 3 partes

administradas por dos personas (A y B), diseño, programación y testeo las cuales se exhiben

en la siguiente tabla.

34

Reparto del trabajo

Descripción Responsables

- Diseño del juego

- Redacción de la narrativa o

historia del juego

A y B

- Director de arte

- Diseñador de niveles

- Redacción de diálogos

- Diseño de interfaz de usuario

- Modelado 3D

- Artista de texturas

A

- Director de programación

- Líder de mecánicas del juego

- Programador de funcionalidad

- Sonidista

- Editor de cinemáticas

B

- Testeo Alpha y Beta A y B

Tabla 7 Reparto de trabajo para desarrollar Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019)

3.3. Fase de diseño

Todo aquello que conlleva un proceso artístico se desarrolla en esta fase. Generalmente toda

idea parte de un concepto inicial en donde brota una lluvia de pensamientos para llevar a

cabo la creación de los personajes del videojuego, en esta ocasión se ha ideado tres personajes

iniciales con los cuales se desarrollará la historia del juego, cinco escenarios y objetos donde

se desenvolverán los niveles

35

3.3.1. Elaboración de bocetos

En la creación de personajes es indispensable determinar su aspecto físico, esto se realiza

mediante el guion narrativo, el arquetipo y el esquema que se tenga definido. Partiendo de

esto se bosqueja los personajes con un lápiz de carboncillo a manera de prueba y error hasta

encontrar la apariencia correcta que el director tenga en mente, es un proceso meramente

creativo. Estos bocetos son dibujados en una perspectiva ortogonal la cual permite en la etapa

de modelado tridimensional brindar de toda la información necesaria para llevar el modelo

que se encuentra en un papel a un objeto virtual en el computador.

Ilustración 10 Boceto de Isaac Newton (Domínguez & Lima, 2019)

36

3.3.2. Diseño de la interfaz de usuario

El objetivo principal del diseño de la IU es que esta sea atractiva y lo más intuitiva para que

el usuario pueda recorrer la narrativa del videojuego correctamente a través de recursos como

la gráfica, los pictogramas y la simbología, todo sin afectar el funcionamiento técnico

eficiente. (EcuRed, 2015).

3.3.2.1. Plataforma móvil

Al ser dirigido a dispositivos móviles cuya principal característica son sus pantallas táctiles,

se propuso una interfaz de juego que permita explotar de la mejor manera este tipo de

interacción.

3.3.2.2. Contenido

Aquí se define toda la información necesaria para que el usuario pueda manejar la aplicación

con facilidad, se propuso colocar la ayuda de cada nivel, así como la definición de cada

concepto.

37

Ilustración 11 Esquema de navegación del videojuego Fislab Kids


3.3.2.3. Identidad gráfica

Para identificar el producto desarrollado es necesario un elemento gráfico que simbolice

todos los valores que se desea transmitir al usuario para que perdure y con el tiempo se

convierta en la marca que se quiere lograr.

La identidad gráfica del isologo de Fislab Kids está basado en los siguientes conceptos.

- Fuerza

- Movimientos

- Diversión

- Educación

38

3.3.2.4. Distribución reticular

- Pantalla de inicio: Está constituida por 216 cuadrados de tamaño 100 pixeles por

unidad pensado en la relación de aspecto de pantalla 16:10, está sujeta a variaciones

que dependen de la relación de aspecto en otros dispositivos, las guías definen los

limites en los cuales va a estar distribuidas las simbologías de la aplicación.

- Menú principal: La distribución del menú principal está pensada en aprovechar de

la mejor manera la vista del diorama para que el usuario pueda tener una interacción

con los diferentes niveles del juego, los botones de navegación como: siguiente,

anterior y jugar están ubicados en la parte inferior de la pantalla.

- Cinemáticas: En esta vista se presenta el video introductorio a la historia del juego

en cada nivel se presenta una cinemática que introduce al usuario a los logros del

nivel y al hilo narrativo de la historia. Solamente consta de un botón de “Continuar”

en caso de que el usuario no necesite verlo.

- Conceptos e instrucciones: Aquí se muestran las concepciones que el usuario debe

comprender para ganar el nivel, así también las instrucciones para conocer la

funcionalidad del videojuego. En la parte superior derecha está colocado el botón

“continuar” para avanzar a la siguiente pantalla.

- Controles: Básicamente aquí se muestra una descripción de los controles para que el

usuario tenga clara la jugabilidad de cada nivel. Tal como en la pantalla anterior se

incorporó el botón “continuar” en la parte superior derecha.

39

Ilustración 12 Distribución de elementos IU pantalla de juego, Fislab

Kids (Domínguez & Lima, 2019)

40

CAPÍTULO IV

4. Fase de desarrollo

4.1. Gama cromática

Los colores básicos de la gama cromática como son el rojo, azul y verde que constituyen el

esquema elemental de una paleta de colores para niños, a medida que se van mezclando estos

colores la paleta se vuelve más compleja a la par de las destrezas que va adquiriendo el niño.

Ilustración 13 Gama cromática usada en Fislab Kids (ADESIGN PERÚ,

2010)

Este isologo consta de dos partes:

- Isotipo: Es la parte simbólica del elemento gráfico, que por un lado representa la

dirección de la fuerza de la gravedad en un indeterminado objeto y a la vez simboliza

la letra “i” de la palabra “Fislab”.

Ilustración 14 Isotipo de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

41

El siguiente isotipo representa el movimiento de un péndulo simple que representa

simultáneamente la letra “a” de la palabra “Fislab”.

Ilustración 15 Isotipo de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

- Logotipo: Se escogió una tipografía acorde con el objetivo de diseñar un videojuego

enfocado a los niños, inspirado principalmente en la ilustración de cuentos infantiles.

Uno de los grandes exponentes de la línea es Theodor Seuss que fue uno de los

principales escritores y caricaturistas estadounidenses autor de obras como “The cat

in the Hat” o “How the Grinch Stole Christmas!” que ha motivado a generaciones a

la literatura desde niños con sus cuentos en rima. Con esto la tipografía utilizada es

“Grinched” diseñada por Dennis Ludlow Productions y utilizada con fines

académicos en este proyecto. Las palabras más representativas son por supuesto

“Fislab” en referencia al sofware educativo y “Kids” que significa, niños.

Ilustración 16 Uso de la tipografía “Grinched” en el logotipo de Fislab


42

El isologo por definición solamente funciona con el isotipo y logotipo combinados, de esta

forma quedó estructurado de la siguiente forma:

Ilustración 17 Isologo terminado con su gama cromática (Domínguez &

Lima, 2019)

4.2. Creación de personajes

4.2.1. Arquetipos

Para establecer la personalidad de cada uno de los personajes determinamos los arquetipos

de cada uno de ellos, estos son elementos para representar conceptos, no son transferibles

tampoco poseen dualidades positivas o negativas y funcionan tanto para artefactos como para

personajes, a partir de estos moldeamos las conductas y sus formas de pensar.

Personaje Arquetipo

Amelie La niña/ heroína

Isaac Newton Científico excéntrico

Galileo Galilei Científico anciano

Ampere Perro dormilón

Tabla 8 Arquetipos de los personajes de Fislab Kids

43

4.2.2. Esquema del personaje

Ya definido el rol que va interpretar cada personaje desglosamos una serie de características

que definirá los aspectos tanto físicos y psicológicos de cada uno de los actores del juego.

Nombre: Amelie

Edad: 10 años

Genero: Femenino

Estatura: 1,30 m

Color de piel: Caucásica

Color de ojos: Azules

Cabello: Castaño

Vestimenta: Blusa rosa, licra negra, botas rosas

Valores: Valiente, entusiasta, bondadosa

Tabla 9 Esquema de personalidad de Amelie, Fislab Kids

Nombre: Isaac Newton

Edad: 30 años

Genero: Masculino

Estatura: 1,80 m

Color de piel: Caucásica

Color de ojos: Azules

Cabello Castaño claro

Vestimenta: Chaqueta burdeos, pantaloncillos negros,

zapatos negros

Valores: Inteligente, ansioso, risueño

Tabla 10 Esquema de personalidad de Isaac Newton, Fislab Kids

44

Nombre: Galileo Galilei

Edad: 60 años

Genero: Masculino

Estatura: 1,75 m

Color de piel: Trigueña

Color de ojos: Café claro

Cabello Cano

Vestimenta: Mandil blanco, pantalón café, zapatos

negros

Valores: Inteligente, sabio, estricto

Tabla 11 Esquema de personalidad de Galileo Galilei, Fislab Kids

4.2.3. Modelado 3D

Definido los bocetos principales se procede al modelado tridimensional de los personajes,

primeramente, este modelo como todos los siguientes son óptimos, es decir, de ligera carga

poligonal para que, al momento de exportar al motor de videojuegos, estos funcionen sin

ningún problema. La técnica utilizada es el modelado Low Poly, que desde luego parte

primero de un modelado por caja (Box Modeling) teniendo en cuenta la cantidad de polígonos

que utilicemos en la topología del objeto 3D.

Primero, modelamos el rostro de nuestro personaje, iniciamos con una primitiva que, en este

caso, un cubo, le aplicamos simetría y por medio de cortes y extrusiones le damos forma al

rostro del personaje. Se ha tenido en cuenta los “Edge loops” de los ojos como los de la boca

para que el modelo sea funcional.

Luego se modela torso, extremidades superiores e inferiores con los mismos principios, en

una posición en forma de “T” para que al momento de colocar el esqueleto el trabajo sea más

sencillo.

45

Ilustración 18 Cuerpo de Amelie, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

Elementos como cabello, ojos y dientes son modelados a partir de otra primitiva, esto se lo

realiza pensando en el posterior Rigging y Skinning ya que facilita de cierto modo el peso de

los vértices en el modelo.

Ilustración 19 Cabello, ojos y dientes en el personaje Amelie, Fislab Kids


46

4.2.4. Texturizado

Al tener el modelo listo primeramente se realizó el “Unwrap” de la malla 3D, apoyado con

“Mark Seams” o “Costuras” para poder evitar el “Streching” que es la manera de como la

textura se deforma desde una proyección 3D a una imagen bidimensional, culminado este

proceso se logró el mapa UV del modelo.

Haciendo una relación, la pintura de un modelo 3D se asemeja al concepto de pintar una

escultura real, aquí se usa pintura acrílica, pinceles y aerógrafos para darle color a una figura

de yeso, la misma idea ocurre en el modelo virtual solamente que en cambio se utiliza las

funciones de “Texture Paint” del software Blender que permite pintar sobre la malla del

modelo 3D por medio de algunos tipos de pinceles y fusiones de color.

Ilustración 20 Mapa UV del Rostro Amelie, Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019)

47

Ilustración 21 Mapa UV del Cuerpo de Amelie, Fislab Kids (Domínguez

& Lima, 2019)

Ilustración 22 Pintura de Texturas con “Texture Paint de Blender”

Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

48

Es indispensable para esto una proyección UV del modelo puesto que sin este el proceso de

pintura no tendría sentido, ya que al momento de pintar con los pinceles del programa la

información del color se irá registrando en el mapa UV, esto agiliza el proceso de texturizado.

Ilustración 23 Modelo Terminado en el Viewport Solido y Renderizado,


Rigging

En esta parte se dotó de un esqueleto al personaje, se configuro la posición de cada hueso en

su sitio y se determinó la herencias de huesos padres e hijos para que su movimiento sea el

correcto. El esqueleto cuenta con 98 huesos en total, se ha aplicado una simetría a los 49

huesos del lado derecho del modelo.

49

Ilustración 24 Rigging del lado derecho del modelo Amelie, Fislab Kids


Es importante en esta parte realizar las correctas cadenas de movimiento de huesos, esto

consiste en realizar la “Cadenas IK” que no son otra cosa que huesos que controlan el

movimiento de varios huesos a la vez, esto permite la rotación de manera correcta de las

extremidades inferiores del personaje para su movimiento correspondiente.

50

Ilustración 25 Cadena de Huesos IK controlada por dos huesos de

apoyo, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

4.2.5. Skinning

En esta parte del proceso se emparento el esqueleto antes creado a grupos de vértices de la

malla 3D, estos grupos bien pueden ser configurados de forma manual como de forma

automática. Blender brinda la facilidad de emparentar los huesos a la topología de una manera

simple, se utiliza la función de emparentado “Automatic Weigths” o “Pesos automáticos”

entendiendo por peso al conjunto de vértices que le corresponde manejar a cada hueso del

esqueleto, el programa hace los cálculos necesarios y los emparenta, pero este proceso la

gran mayoría de veces no resulta lo esperado ya que el margen de error de esta operación

suele ser alto, lo que obliga a “pesar” los vértices manualmente.

51

Ilustración 26 Mala asignación de los pesos del hueso del muslo derecho

de Amelie, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

Favorablemente Blender también cuenta con una herramienta de “Weight Paint” o “Pintura

de pesos” que es similar a la pintura de textura antes mencionada, solamente se elige el hueso

que está manejando el grupo de vértices y con herramientas como añadir o quitar pintamos

la zona en la cual se quiere lograr el control del hueso, este proceso es tedioso ya que

prácticamente el correcto movimiento de cada una de las partes se encuentra en función del

skinning del modelo.

Ilustración 27 Corrección de asignación de pesos a los grupos de

vértices, Fislab Kids

52

Personaje Modelo 3D Niveles

Isaac Newton

“La casa de Newton”, “Las

Mazmorras”, “El Túnel”

Galileo Galilei

“Las praderas de Galileo,

Poleas”, “Las praderas de

Galileo, Maquinas

Simples”

Amelie usando el traje

anti-gravedad

“El Túnel”

Ampere

“Las praderas de Galileo,

Máquinas Simples”

53

Calavera

“Las Mazmorras”, “El

Túnel”

Tabla 12 Personajes del juego Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

4.3. Tutor virtual

Como refuerzo al aprendizaje y como apoyo didáctico del aplicativo, se ha planteado los

tutores virtuales. Esta función está a cargo de los personajes Galileo y Newton con los

cuales se ha implementado dos secciones del juego.

a) Al principio de cada nivel se plantean conceptos fundamentales con la finalidad que

el jugador los asimile para una comprensión básica del fenómeno que ocurrirá en la

experiencia del videojuego. Y a continuación este explica los objetivos del nivel y

los controles de la interfaz de usuario.

b) En la sección del juego llamada “El sabelotodo” que consiste en realizar preguntas

acerca de los conceptos planteados al principio de cada nivel, el usuario deberá

responder correctamente las preguntas para saber si el conocimiento quedó

aprendido, el resultado de esta función se la verá reflejados en las pruebas de testeo

con los estudiantes.

54

4.4. Escenarios

4.4.1. Modelos 3D y Texturizado

Los modelos están realizados con la técnica de “Box Modeling” basados en los bocetos y la

mecánica del juego que se ha establecido anteriormente.

Todos estos elementos están modelados con un estilo Low Poly que es una tendencia de

diseño en la actualidad, así cada uno de los escenarios ha sido tratado cuidadosamente bajo

estos parámetros, Fislab Kids cuenta con cinco escenarios los cuales son detallados a

continuación.

4.4.1.1. Diorama

Los dioramas generalmente son usados en los museos para recrear ambientes de ecosistemas

lejanos a los locales o también ecosistemas del pasado, como los dinosaurios estos suelen ser

construidos en escala de 1:1 es decir de tamaño exacto al real y muchas de las veces permiten

colocar animales disecados dentro, este concepto ha sido empleado para construir el mapa

ficticio en donde se desarrollan todos los niveles del juego de una manera caricaturesca y

colorida (Interesante, 2018).

Este diorama consta de cinco partes que simbolizan cada nivel que el jugador deberá superar.

El proceso de creación de este como el de los siguientes escenarios es prácticamente el

mismo. El guion narrativo detalla cada uno de los niveles de la historia del juego, entonces

se procede al bosquejo de cada uno de ellos, en este caso el Diorama debe representar todo

el universo que Fislab Kids contiene por ello se ha plasmado un mundo de fantasía que vuela

por la atmosfera de algún lugar en el universo.

Después se modela cada escenario y se texturiza bajo los procesos antes descritos al momento

de modelar los personajes, con la diferencia que en esta parte no se agrega Rigging ni

Skinning puesto que son objetos estáticos.

55

Ilustración 28 Boceto Diorama Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

Los elementos más importantes en el diorama son los siguientes:

Elemento Modelo 3D

Representación de la

casa de Newton

Representación de las

Mazmorras y el

Túnel

56


praderas de galileo,

Poleas


praderas de Galileo,

Palancas

Representación de la

torre de Pisa

Terreno, árboles y

nubes

Tabla 13 Elementos del Diorama, Fislab Kids

57

4.4.1.2. La Casa de Newton

Para modelar en todos sus espacios, la casa de Sir. Isaac Newton se ha tomado como

referencia su vivienda natal ubicada en Woolsthorpe-Lincolnshire, Inglaterra.

Ilustración 29 Casa natal de Isaac Newton (MIELOST, 2012)

4.4.1.2.1. Planteamiento de la mecánica

En este nivel Amelie debe empujar el cofre por el pasillo, evitar los obstáculos de piedra

deslizables y guardar el progreso recogiendo cada manzana que se encuentra en el camino.

Ella evitará los candelabros que caen desde el techo y los libreros que se desploman por el

pasadizo, y al finalizar alcanzará la primera meta que es la entrada a las mazmorras.

58

Ilustración 30 Bosquejo de la mecánica del nivel de la Casa de Newton,


4.4.1.2.2. Diseño del nivel

La referencia de la Casa de Newton a inspirado la creación de un escenario con un entorno

de la época del siglo XVII, es decir, todos los objetos del entorno están pensados en un estilo

rustico el cual se ve reflejado en: pisos, cofres y pilares de madera, candelabros y lámparas

incandescentes, decoraciones en las paredes del pasillo principal, bloques de piedra como

obstáculos, muebles y libreros.

59

4.4.1.3. Las Mazmorras


El sótano de Newton resultó ser un auténtico calabozo lleno de peligros, Amelie deberá

empujar el cofre que se encuentra con un mayor peso, puesto que Isaac Newton colocó algo

dentro de él.

4.4.1.3.2. Diseño del Nivel

Este ambiente consta de algunos elementos, su estilo es tétrico y de cierto modo oscuro, se

han diseñado paredes y pisos llenos de humedad, antorchas en los muros, maquinas

rotatorias, barriles regados por todo el lugar, calaveras, botones dispuestos en el piso o las

paredes que activan rejillas, manzanas que al recogerlas guardan el progreso del videojuego,

ornamentos como hongos y mala hierba colocados por todo el escenario, maquinas escupe

fuego, letreros y bloques de piedra que ayudan al jugador a resolver acertijos.

4.4.1.4. El túnel


Newton al entregar el traje anti-gravedad a Amelie pierde un poco la cordura y ella queda a

su suerte flotando por los aires. La niña deberá evitar todos los obstáculos que se encuentran

en el túnel para llegar hasta la superficie. Sorteará máquinas de tortura y barriles, los cuales

flotan alrededor de todo el nivel. Para esquivarlos Amelie se desplaza de izquierda a derecha

utilizando los propulsores que se encuentran en sus pies.

60

Ilustración 31 Bosquejo de la mecánica del nivel “Mazmorras” y “El

Túnel”, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)


El diseño es continuo y se reutilizó algunos elementos usados en el nivel de las mazmorras,

con excepción de las paredes y muros del túnel los cuales fueron planteados de diferente

manera en este ambiente.

61

4.4.1.5. Las Praderas de Galileo, Poleas


Amelie al salir del túnel es rescatada por Galileo Galilei y este le solicita abrir la puerta ya

que él está muy cansado. Empieza la aventura por una pradera llena de color e ilusión. La

mecánica principal es levantar y colocar cajas para nivelar la polea que permitirá saltar hasta

la siguiente plataforma, y así conseguir la llave que permite continuar al siguiente nivel.

Ilustración 32 Bosquejo de la mecánica del nivel de “Poleas”, Fislab



Al ser una pradera el diseño debe ser muy colorido, en el escenario predominan las montañas,

árboles y cajas regadas por todo el lugar, una polea alta con dos plataformas y engranajes

sujetados por una cuerda que tienen en su estructura unas luces que muestran el peso

62

necesario para equilibrar la plataforma, un plano inclinado que permite llevar las cajas hacia

un lado de la polea.

4.4.1.6. Las Praderas de Galileo, Palancas


El ocaso está cerca y Galileo Galilei camina junto Amelie por la pradera y de repente quedan

atrapados al cerrarse la puerta sin motivo aparente, Amelie se presta para abrir la puerta, ya

que ella tiene mucha práctica en hacerlo. La mecánica en este nivel consiste en buscar la

parte perdida del mecanismo que permite hacer funcionar una máquina dispensadora, que

proporcionará una caja la cual debe ser llevada hasta la palanca y así impulsar la pelota y

despertar al perro “Ampere” para que permita descender la base de la polea que contiene la

llave y así ganar el nivel.

Ilustración 33 Boceto del nivel "Máquinas Simples" de Fislab Kids


63


Los elementos son parecidos a los del nivel anterior, en esta parte se ha diseñado una

arquitectura de piedra en la cual se desenvuelven las acciones. Predominan de la forma

anterior montañas y árboles. Contiene un mecanismo y un tubo dispensador de cajas que

permiten resolver el acertijo, además de incorporar el personaje Ampere que es un perro muy

simpático.

Ilustración 34 Nivel máquinas simples Fislab Kids (Domínguez & Lima,

2019)

4.5. Funcionalidad

En vista de que el juego consta de varios niveles, se detallaron los elementos que contiene

cada nivel, las funcionalidades que posee el personaje principal, detalles de los objetos y del

escenario donde se desarrolla la historia.

64

Elemento Descripción Funcionalidades Referencia

Amelie Personaje principal del

juego

- Moverse

- Saltar

- Empujar

Cofre Objeto al que el personaje

principal empujará a través

del nivel

- Trasladarse

Manzana Fruta distribuida a lo largo

del nivel para guardar

progresos

- Guardar el

progreso de la

partida

Plataformas

Deslizables

Porción de suelo que se

oculta y aparece en un

patrón definido dificultando

el paso al personaje

principal

- Aparecer

- Ocultarse

Ascensor

móvil

Porción de suelo que se

sube y baja en un patrón

definido dificultando el

paso al personaje principal

- Subir

- Bajar

65

Candelabro Lámpara tambaleante que

cae repentinamente

- Caer

Mueble Mobiliario tambaleante que

cae repentinamente

- Caer

Tabla 14 Funcionalidades nivel Casa de Newton (Domínguez & Lima,

2019)



juego

- Moverse

- Saltar

- Empujar

- Presionar

Cofre Objeto el cual el personaje

principal empujará a través

del nivel

- Trasladarse

66

Manzana Fruta distribuida a lo largo

del nivel para guardar

progresos

- Guardar el

progreso de la

partida

Botón Objeto accionable cuando

se lo aplasta

- Activar o

desactivar

objetos dentro

del nivel

Puerta Objeto de metal que impide

el paso a Amelie

- Abrir

- Cerrar

Calavera Esqueleto de hueso con

rostro caricaturesco,

dispuesto en dos formas,

recostado y bailarín

- Descansar,

inofensivo

- Bailar,

peligroso

Máquina

medieval

Máquina rotatoria con dos

masas a los costados que

giran y se trasladan a lo

largo del nivel

- Girar y

trasladarse,

peligroso

Caldero Máquina que escupe fuego - Incinerar

objetos

cercanos

67

Columnas

de piedra

Estructura alta hecha de

piedra

- Trasladarse

- Detener salida

de fuego de

las calderas

Tabla 15 Funcionalidades nivel Mazmorras (Domínguez & Lima, 2019)



juego.

- Trasladarse

- Caer

Barril Objeto flotante que se

traslada de lado a lado.

- Trasladarse

- Golpear al

personaje para

detenerlo

Calavera Esqueleto de hueso con

rostro caricaturesco,

dispuesto en dos formas,

recostado y bailarín.

- Descansar o

Bailar,

inofensivo

68

Máquina

medieval

Máquina rotatoria con

dos masas a los costados

que giran.

- Girar

aleatoriamente

- Flotar

- Golpear al

personaje para

detener su

avance

Tabla 16 Funcionalidades nivel Túnel (Domínguez & Lima, 2019)



juego.

- Moverse

- Saltar

- Levantar

- Soltar

Cajas Objeto con el cual el

personaje principal

interactúa a través del

nivel.

- Aumentar

peso en

plataforma

Polea Máquina compuesta de

dos plataformas

suspendidas a través de

una cuerda y una rueda en

la parte superior

- Nivelar pesos

69

Llave Objeto giratorio utilizable

en puertas

- Acceder al

siguiente

nivel

Tabla 17 Funcionalidades nivel Poleas (Domínguez & Lima, 2019)



juego.

- Moverse

- Saltar

- Levantar

- Soltar

Cajas Objeto con el cual el

personaje principal

interactúa a través del nivel.

- Ninguna

Polea Máquina compuesta de dos

plataformas suspendidas a

través de una cuerda y tres

ruedas en la parte superior

- Nivelar pesos

70

Llave Objeto giratorio utilizable

en puertas

- Acceder al

siguiente nivel

Palanca Plataforma larga apoyada

sobre una piedra

- Levantar

objetos

Pelota Objeto esférico de color

rojo

- Rebotar

Ampere Perro de color anaranjado,

blanco y café

- Dormir

- Jugar

Máquina de

cajas

Objeto que al ser accionado

libera una caja hacia el

suelo

- Liberar caja

71

Interruptor Objeto que acciona la

máquina de cajas

- Accionar

máquina de

cajas

Tabla 18 Funcionalidades nivel Palanca (Domínguez & Lima, 2019)

4.5.1. Condiciones de victoria y pérdida

Los tres primeros niveles fueron realizados para que el jugador gane o pierda, los otros dos

simplemente son desafíos que superar donde no existe un estado de pérdida. Se detallan a

continuación las situaciones para cada nivel.

Nivel Ganar Referencia

Casa de Newton

El momento en que el

cofre llega al final del

pasillo, Amelie grita

“Llegué” indicando el fin

del nivel.

72

Tabla 19 Estado de victoria por cada nivel de Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019)

Mazmorras

El momento en que el

cofre llega al final del

pasillo, Amelie dice

“¿Hola?” indicando el fin

del nivel.

Túnel

Cuando Amelie llega a la

superficie, representando

el final del túnel.

Poleas

Colocar 6 cajas en la

plataforma izquierda de la

polea y recoger la llave.

Máquinas

Simples

Distraer al perro con la

pelota para que se levante

de la plataforma y deje

descender la llave y

recogerla.

73

Tabla 20 Estado de pérdida por cada nivel de Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019)

Nivel Perder Referencia

Casa de Newton

- Amelie o el cofre caen de

las plataformas.

- Amelie o el cofre

impactan con los

candelabros o los

muebles.

Mazmorras

- Amelie o el cofre

impactan con las

calaveras bailarinas,

fuego, o máquinas de

tortura.

Túnel

- Amelie impacta con

barriles o máquinas de

tortura.

74

4.5.2. Controles

Para que el usuario pueda desenvolverse en cada uno de los ambientes del juego se ha

presentado dos tipos de controles, uno principal utilizado en la mayoría de los niveles, y otro

secundario, exclusivo para el nivel del túnel. Estos controles manipulan las acciones que

puede realizar el personaje como moverse, saltar, empujar, etc.

a) Control principal: Consta de dos zonas, la izquierda para el movimiento y la derecha

para las acciones. Un “joystick” controla el movimiento en dos direcciones,

representadas como el plano en el que se desenvuelve el personaje. Mientras que los

botones realizan las acciones, estos pueden ser: saltar, levantar, soltar y accionar.

b) Control Secundario: Utiliza el acelerómetro del celular, un sensor que actualmente

llevan todos los dispositivos móviles, este proporciona la variación entre -1 y 1 del

giro en el eje x del celular, el cual es interpretado como el movimiento del personaje

dentro del juego de derecha a izquierda.

Ilustración 35 Mapa de acciones de Amelie del control principal


i. Caminar: Para que sea posible caminar, Amelie debe estar pisando el suelo, por lo

tanto, en toda la superficie del suelo se envía la información al personaje de que en

Amelie reposo

Saltar Caminar

Empujar

Perder

Soltar Levantar

75

realidad se encuentra en el piso y pueda realizar esta acción. Se controla la velocidad

de la animación de acuerdo con la velocidad a la que se mueve el personaje, caso

contrario se interpreta que no puede caminar y queda en reposo.

ii. Saltar: Para que sea posible el salto, se verifica lo anterior, que el personaje

permanezca en el suelo. Al momento de realizar un salto, esta acción se bloquea hasta

que el personaje nuevamente entre en contacto con el suelo, así evitamos el doble

salto.

iii. Empujar: El cofre contiene un detector a su alrededor que informa cuando el

personaje ingresa en él. Se ejecuta esta acción, y además se controla el empuje de

acuerdo con la velocidad a la que el personaje se desplaza para darle más realismo al

juego. Si el personaje deja de moverse mientras se encuentra dentro del detector, la

animación regresará al reposo.

Ilustración 36 Detector para empujar cofre (Domínguez & Lima, 2019)

iv. Perder: Esta acción se ejecuta al momento que Amelie o el cofre ingresan a un

detector ubicado en la parte inferior del escenario, este está distribuido a lo largo del

pasillo. Además, cuando Amelie o el cofre impactan con los detectores del candelabro

o mueble también se ejecuta ese método. Cuando el personaje pierde se activa la

interfaz de “Inténtalo de nuevo” y se bloquean los controles para evitar movimientos

irreales en el juego.

76

v. Levantar: El método levantar es ejecutable cuando se cumplen dos condiciones. La

primera, cuando el detector de Amelie y la caja colisionan entre sí. Y la segunda,

cuando Amelie no posee algún objeto caja en sus manos.

Ilustración 37 Detector de caja para ser levantada (Domínguez & Lima,

2019)

vi. Soltar: Se habilita si y solo si Amelie está cargando un objeto, una caja o una palanca,

del mismo modo se habilita cuando entra a un detector del lugar en donde puede soltar

el objeto cargado.

Ilustración 38 Mapa de acciones de Amelie del control secundario


i. Flotar: El método de implementación de este comportamiento se lo realizó a través

de un árbol de mezcla o “Blend Tree” el cual combina dos o más acciones de acuerdo

con un valor que varía de un mínimo a un máximo. Para este caso el mínimo (-1) se

Amelie ascenso

Flota izquierda (-1) Flota derecha (+1)

Perder

Flota Centro (0)

77

toma como traslación hacia la izquierda, el máximo (+1) traslación a la derecha, y el

valor por defecto (0) mantiene en línea recta el movimiento, es decir hacia arriba.

ii. Perder: El traje anti-gravedad de Amelie contiene un detector que cada vez que un

objeto ingresa en él se ejecuta la acción perder, se desactivan los propulsores y se

bloquean los controles dando así un realismo de caída en el juego.

4.5.3. Elementos independientes

Cuando se crea un juego existen algunos elementos que se repiten a lo largo de los niveles,

por ejemplo, el gestor de guardado de la partida, las transiciones entre cada nivel, la pantalla

de carga, interfaz de usuario, gestor de efectos de sonido, entre otros. Estos elementos al ser

independientes de las configuraciones propias de un nivel se los puede referenciar desde un

objeto general, al cual se le denomina “prefab”, este objeto general se lo agrega a los niveles

y cualquier cambio realizado y aplicado en el prefab se verá reflejado también en cada una

de las instancias del mismo, o a su vez se pueden realizar cambios locales sin ser aplicados.

A continuación, se detallan estos elementos generales para todas las escenas:

- “LevelChanger”: Este objeto se encarga de realizar las transiciones entre cada

escena del juego, su función es atenuar la pantalla hacia un color negro para mostrar

la pantalla de carga, y una vez cargado el nivel, ocurre lo contrario, este realizará la

transición inversa, es decir, partiendo de un color oscuro negro, se muestra

paulatinamente la escena cargada.

- ControlDeDatos: Un juego siempre debe tener la opción de guardar el progreso, y

este objeto se encarga de realizar dicha actividad. Un arreglo de información de cada

nivel se la encripta y se la almacena en la memoria interna del celular, evitando así la

modificación manual del estado del juego. Solo el creador del arreglo de la

información sabrá cómo interpretar los datos almacenados, caso contrario es una tarea

imposible de realizar.

- AudioManager: Para hacer al juego más realista se ha implementado un objeto que

gestione los sonidos de todos los niveles, y que sea adaptable a cada uno de ellos,

78

pudiendo agregar o quitar nuevos efectos según el nivel que los requiera, esto sin

afectar el funcionamiento general del objeto.

- Canvas: En vista de que la jugabilidad se mantiene en casi en todo el juego, la interfaz

de usuario, o “canvas”, los botones, el joystick, la pantalla de ganar o perder serán las

mismas para todos los niveles, a excepción del Túnel donde se omite el joystick y el

botón saltar. De esta manera se ahorra tiempo de programación pues simplemente se

referencia al primer “canvas” que fue creado, y dependiendo el nivel se realizan

ciertas modificaciones de ser el caso.

- Amelie: En efecto, como el personaje principal tiene funcionalidades similares entre

cada nivel, pues simplemente se instancia al prefab que contiene a este personaje.

Este tomará todas las funcionalidades que tenía para el nivel anterior, a excepción del

Túnel que se creó con una funcionalidad específica. De esta manera cada nivel

llamará a las funciones que necesita, y agregará nuevas de ser necesario.

- Cofre: El cofre aparece en la Casa de Newton y las Mazmorras, por lo que se

referencia al prefab que lo contiene, esto es muy útil pues se ahorra tiempo de

programación ya que la funcionalidad es la misma: ser empujado.

- Cámara: En todos los niveles la cámara debe seguir al personaje, esta lo realiza en

todas las direcciones y dependiendo el nivel rota apuntando hacia el personaje. Se

generalizó la funcionalidad de la cámara con todas las configuraciones de espacio de

color, la forma de renderizado y ciertas partes del script de seguimiento. En ciertos

niveles se modificó algunos aspectos de la cámara pues no se consideraron necesarios,

como la rotación en el túnel.

4.6. Sonido

Existen dos tipos de sonidos que un juego contiene, los efectos de sonido y la banda sonora,

ambos son muy importantes al momento de expresar las acciones que se realizan durante el

juego. El método de implementación del sonido, sea este efecto o banda sonora, se lo realizó

con dos clases, la primera clase gestiona los parámetros de estos sonidos como el volumen,

tono, ciclo y nombre, la segunda instancia todos los componentes de audio en un objeto vacío

79

y agrega los sonidos con sus configuraciones para ser llamados por los detectores dentro del

juego.

Ilustración 39 Clase que gestiona el audio en Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019)

4.6.1. Banda sonora

Los juegos son recordados y queridos por la banda sonora que estos tienen, es muy

importante utilizar música acorde a lo que aparezca en pantalla, si es una persecución pues

sonará una canción dramática, pero al finalizar esta, sonaría una canción relajante. Es vital

transmitir las emociones del nivel a través de la música, y en Fislab Kids se tomó muy en

cuenta aquello a la hora de escoger las canciones. Estas fueron seleccionadas de páginas web

gratuitas que se especializan en crear música para diferentes niveles.

Se escogieron canciones acordes a los niños. Canciones alegres y divertidas son parte de

Fislab Kids, se trató de utilizar pistas afines a la temática tratada en cada nivel, acústica,

tenebrosa, espacial, de sala, etc. Todas las canciones de banda sonora son ejecutadas al

comienzo de cada nivel.

80

Escena Banda Sonora Descripción

Inicio "Memories" - Backgroundloop Canción con un ambiente de

espera.

Menú principal "Classical Bed 2" - DL Sounds Canción alegre para resaltar el

inicio del juego.

Selección de

nivel "Brave World" - DL Sounds

Canción usada para realizar

una transición de ambiente de

cualquier nivel a uno neutral.

Casa de Newton "Classical Bed 1" - DL Sounds Música clásica ambientada en

la época de Isaac Newton.

Mazmorras "Nettleseed" - Free Realms Music

Música tétrica de un ambiente

oscuro, agregado goteos para

dar el efecto de caverna

Túnel "Oniku Loop" - DL Sounds Música espacial que transmite

una sensación de vuelo.

Poleas "Hey You" - Backgroundloop

Música alegre que da un

cambio de escenario a las

praderas de Galileo.

Máquinas

simples "Ducky Duck" - Backgroundloop

Pista divertida en ciclo que

muestra ternura y diversión.

Cuestionario "Patakas World" - DL Sounds Pregunta de sala de espera en

ciclo.

Final "You Win!" - Free Realms Music

Música relajante utilizada

para los créditos del juego y

finalización.

Tabla 21 Banda Sonora de Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

81

4.6.2. Efectos de sonido

Un tema muy importante en la fase de desarrollo de videojuegos es entender la lógica de los

efectos de sonido, cuándo algo debe estallar, sonar un pitido, un salto, un grito, etc. Cada uno

de los efectos de sonido utilizado en Fislab Kids fue obtenido de páginas gratuitas, y otros

fueron creados desde cero, como los sonidos de las expresiones de Amelie y Ampere.

Estos serán ejecutados conforme el personaje descubre nuevos lugares en el escenario,

interacciona con elementos y realiza acciones. En la mayoría de los casos una interacción del

usuario con el juego desencadenará un audio. Esto es posible gracias a los detectores que

tienen los objetos del nivel.

4.7. Cinemáticas

Se realizaron cinco cortos animados utilizando el software Blender para realizar las

animaciones de personajes, armar el escenario, iluminarlo y renderizarlo. El proceso resultó

de la unión de los temas tratados anteriormente, como los efectos de sonido, desarrollo de la

historia en diferentes escenarios, movimientos de Amelie, Newton y Galileo. Estos fueron

creados de acuerdo con el guion técnico y literario propuestos en la fase de diseño.

Se utilizó el software Adobe Premiere Pro CC 2018 para añadir efectos de sonido, corregir

color y sincronizar el audio de los personajes. Como el video va dirigido a celulares se

exportó el video con las siguientes especificaciones:

Especificaciones Detalles

Formato MP4, con códec H2.64

Audio Mono

Relación de aspecto 16:10

Velocidad 24 fotogramas por segundo

Tabla 22 Especificaciones técnicas de cinemáticas (Domínguez & Lima,

2019)

82

4.7.1. Animación

La cinemática es la manera con la cual se explicó la historia del juego, a través de cortos

animados basados en el guion narrativo definido anteriormente, Fislab Kids cuenta con cinco

cinemáticas, que muestran una introducción a los personajes y escenarios de cada nivel, el

proceso de creación consta de las siguientes etapas.

4.7.1.1. Etapa uno, Guion Visual o Story Board

En esta etapa se realizó los dibujos que representan los elementos planteados en el guion

narrativo y técnico, todo esto, para tener una concepción más clara acerca de las secuencias

y cambios de plano dentro de la escena en cada cortometraje que se produjo en el juego.

4.7.1.2. Etapa dos, Locución de diálogos

Se grabaron en un archivo de audio los diálogos de cada uno de los guiones narrativos

correspondientes, con la finalidad de sincronizar el audio con el movimiento de la boca de

los personajes 3D, todo esto antes de dotar de movimiento a los actores.

Ilustración 40 Gesticulación de la boca en sincronización del audio,


83

4.7.1.3. Etapa tres, Layout o disposición

En esta parte se colocó a los personajes que actúan en la escena, se configuraron las cámaras

correspondientes a cada valor de plano estipulado en el guion técnico y visual. Esto ayudó a

tener en claro la secuencia de cómo va a estar constituida la cinemática y dio a conocer si la

idea se está comunicando con eficacia.

Ilustración 41 Disposición de los personajes en cada valor de plano,


4.7.1.4. Etapa cuatro, Animación

En esta parte se dotó de movimiento a los personajes, se lo hizo insertando fotogramas, los

cuales, en cada keyframe capturan la información de posición, rotación y escala de cada

perspectiva. Blender interpola el movimiento de estos dándole la ilusión de continuidad al

movimiento. Se utilizó algunos de los principios fundamentales de la animación tales como:

Puesta en escena que consiste en centrar la atención de la audiencia para dejar en claro lo

más importante de la acción; Anticipación que trata de prever una acción que va a ocurrir

antes de que suceda; El dibujo sólido como es el caso de trabajar con modelos

tridimensionales, en cierto modo esta primicia está asegurada, pues esencialmente se basa en

realizar un dibujo limpio y entendible en cada keyframe lo que es garantizado en el proceso

de render; finalmente la Acción Secundaria que es el movimiento de un objeto como

consecuencia de otra acción.

84

Ilustración 42 Animación de los personajes, Fislab Kids (Domínguez &

Lima, 2019)

Ilustración 43 Dope Sheet Blender de una de las secuencias de la

cinemática: La Casa de Newton, Fislab Kids (Domínguez & Lima, 2019)

4.7.1.5. Etapa 5, Render

En esta parte se realizó el render correspondiente a cada uno de los cortometrajes, el

procesamiento de cada fotograma fluctuó entre 2 a 4 minutos de tiempo de máquina lo que

obligó a realizar el render por partes para poder culminar con los tiempos de entrega. Aquí

se exporta un archivo compacto de video la animación creada para luego llevar el material a

la corrección de color.

Ilustración 44 Fotogramas de la secuencia de La Casa de Newton, Fislab


85

CAPÍTULO V

5. Resultados y pruebas

5.1. Resultados

Una vez culminada la fase de desarrollo se obtuvo la aplicación Fislab Kids v1.0.0 en su

versión beta, un videojuego orientado para niños entre 10 y 11 años el cual enseñará

conceptos básicos de la física basados en los principios de aprendizaje significativo

utilizando como estructura de enseñanza la UVE de Gowin.

La aplicación está orientada a dispositivos móviles con sistema operativo Android 4.4 KitKat

en adelante. A continuación, se presenta su ejecución en un celular Huawei modelo P10 Lite

con sistema operativo Android 8.0 Oreo.

Ilustración 45 Pantalla de inicio Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez & Lima,

2019)

86

Ilustración 46 Pantalla de selección de nivel Fislab Kids v1.0.0


Ilustración 47 Cinemática Mazmorras Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez &

Lima, 2019)

Ilustración 48 Pantalla de concepto Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez &

Lima, 2019)

87

Ilustración 49 Pantallas de cuestionario Fislab Kids v1.0.0 (Domínguez

& Lima, 2019)

5.2. Pruebas

El juego se puso a prueba en diferentes celulares de alta y baja gama, cada uno tuvo una

respuesta diferente a la aplicación las cuales se detallan a continuación:

Celular Procesador RAM GPU Observaciones

Huawei P10

Lite

Kirin 655

2,1GHz 4 GB

Mali-T830

MP2 Funcionamiento correcto.

Huawei P20

Lite

Kirin 659 a

2,36GHz 4 GB

Mali-T830

MP2 Funcionamiento correcto.

Samsung J5

Prime

Quad-core

1.4 GHz

Cortex-A53

2 GB Mali-T720

MP2

Funcionamiento correcto.

Samsung J1

Ace

ARM

Cortex-A53

1 GB Vivante

GC7000UL

Nivel Casa de Newton y

Mazmorras no es posible

ejecutarlo, se traba y no

avanza el cofre.

El resto de niveles no

presenta observaciones.

Tabla 23 Resultados de funcionamiento en dispositivos. (Domínguez &

Lima, 2019)

88

5.3. Resultados del Pre-Test

En la encuesta realizada a 15 estudiantes de entre 10 y 11 años de edad del colegio Johann

Amos Comenios; cuyo objetivo es conocer el entorno de aprendizaje en el cual se

desenvuelven los estudiantes, se obtuvieron los siguientes resultados:

De una muestra total de 15 estudiantes, el 60% considera que su rendimiento o sus

calificaciones son “Buenas”, que no es algo malo, pero el rendimiento debe ser mejor; como

es un criterio personal de cada estudiante se podría corroborar mediante registros oficiales de

calificaciones.

Ilustración 50 Cómo los estudiantes de la unidad educativa consideran

calificaciones (Domínguez & Lima, 2019)

El 53% considera que la relación con los maestros es muy buena y 47% restante normal, que

es un buen recurso para su aprendizaje y rendimiento estudiantil.

Ilustración 51 La relación de los estudiantes de la Unidad Educativa con

su profesor (Domínguez & Lima, 2019)

89

Las materias de preferencia para los estudiantes es Dibujo y Matemáticas, considerando

también un punto importante que en el mismo número de frecuencia se encuentran a 3

personas que les gustan todas ellas y a 3 ninguna, lo que puede ocurrir si tienen alguna

preferencia en alguna materia que no se colocó en contexto en el estudio.

Ilustración 52 Materia preferida de los estudiantes de la Unidad

Educativa (Domínguez & Lima, 2019)

En los momentos libres, la actividad predominante del 60% de estudiantes es jugar

videojuegos, lo cual es un aporte grande para su desarrollo en estrategias y también una

herramienta de aprendizaje; sin embargo, también es importante la motivación a realizar más

deporte pues en este caso el 13% lo considera como una de sus actividades predilectas; y

otros el internet con el 27%, el cuál debe ser manejado mediante cuidado y consideración.

90

Ilustración 53 Actividades favoritas de los estudiantes de la Unidad

Educativa en sus tiempos libres (Domínguez & Lima, 2019)

El 67% de estudiantes considera que la Física estudia las leyes de la naturaleza, lo cual nos

muestra que su conocimiento e ideas con respecto a esta ciencia, no son equívocas;

considerando que en las edades de 10 y 11 años aún no se ha tratado a profundidad la materia.

Ilustración 54 Percepción de la Física de los estudiantes de la Unidad

Educativa (Domínguez & Lima, 2019)

En el caso de las dificultades para entender alguna materia la mayoría busca como soporte el

internet; lo que muestra que el uso del mismo es bastante frecuente a nivel educativo, es

decir, que el avance tecnológico tiene un gran aporte en los estudiantes; sin embargo,

consideran preguntar a padres y amigos y como último recurso a los maestros, esto puede

91

ocurrir debido al “miedo a preguntar” por parte de estudiantes que sigue siendo frecuente, o

en ocasiones la actitud del maestro en su cátedra.

El 93% de los estudiantes le gustaría aprender jugando, lo cual justificaría la respuesta de

que la actividad que realizan frecuentemente es la de jugar videojuegos. De esta manera se

facilita el aprendizaje en el usuario, sin olvidar las actividades recreativas como el deporte o

la lectura.

Ilustración 55 Resultado de aceptación de la gamificación como

metodología educativa (Domínguez & Lima, 2019)

Por último, muchos consideran que es importante estudiar para tener una carrera y

consecuentemente conseguir un trabajo y así en un futuro solventar sus necesidades. Para

otros es trascendental pues aporta al enriquecimiento de su aprendizaje y al desarrollo de su

inteligencia.

92

5.4. Resultados del Post-Test

En este tópico se analiza la experiencia de uso de la aplicación “Fislab Kids” en los 15

estudiantes encuestados del colegio Johann Amos Comenios.

Se define como excelente y muy buena la experiencia con el videojuego, lo que muestra que

es una herramienta importante y puede ser de gran utilidad para los estudiantes; podría

ponerse a consideración el hecho que algunos usuarios definieron como regular la

experiencia con la aplicación, esto puede deberse a que el usuario experimenta una forma

nueva de aprendizaje lo que le resulta algo inusual.

Ilustración 56 Resultado de la experiencia con el videojuego de los

estudiantes de la Unidad Educativa (Domínguez & Lima, 2019)

El 100% considera que debe aumentarse más niveles al videojuego, y podría ser una de las

razones por las que se debería seguir desarrollando la aplicación con más módulos de

aprendizaje. Para algunos, la experiencia con el videojuego haya sido muy buena o regular,

como se mencionó, es algo que se puede tomar en cuenta para el desarrollo del mismo.

93

Ilustración 57 Resultado del apoyo al incremento de niveles en Fislab


El 93% respondió que la mejor manera de aprender algunas materias sería a través de

videojuegos, lo que da una idea a que se pueda desarrollar más aplicaciones con las demás

asignaturas, pues tiene una buena aceptación.

Ilustración 58 Resultado del apoyo a impartir las materias mediante el

juego (Domínguez & Lima, 2019)

94

Si se considera la opción de compartir el videojuego a sus amigos, el 87% si lo hiciera. Lo

cual sería importante analizar para verificar si la aceptación que tiene puede ser mayor o

menor, y mejorar el desarrollo de esta.

Ilustración 59 Resultado de los encuestados interesados en compartir el

juego con sus amigos (Domínguez & Lima, 2019)

De los 15 estudiantes, 11 piensan que con el videojuego aprendieron algo nuevo; en la

encuesta anterior se pudo observar que ellos tenían noción de que estudiaba la física, pero

con la aplicación del videojuego se aportó un poco más sobre esta ciencia.

95

Ilustración 60 Resultado sobre si han aprendido algún concepto nuevo

con el videojuego (Domínguez & Lima, 2019)

Se consultó si antes habían jugado algo parecido 14 de ellos, es decir el 93%, dijo que no, lo

que da un plus para el desarrollo de este tipo de aplicaciones; además, se observa que

concuerda con algunas respuestas anteriores en el desarrollo y aportación que esto puede

tener.

Ilustración 61 Resultado de la consulta si han jugado algo parecido


si7%

no93%

¿Jugaron algo similar?

96

CAPÍTULO VI

6. Conclusiones

- Se ha desarrollado un videojuego 3D para la institución educativa Johann Amos

Comenios teniendo una gran aceptación por parte de sus estudiantes.

- En el aspecto de jugabilidad los niños se sintieron cómodos con las diferentes

mecánicas que el juego ofrece, la historia del juego presentada por cinemáticas ha

sido un punto de gran importancia, pues ayudó al usuario a entender el contexto

de la historia y a introducirse como uno más en esta experiencia virtual, todo esto

gracias a los principios de diseño y composición implementados en el desarrollo

del juego.

- Se implementaron dos tutores virtuales los cuales acompañaron la historia del

videojuego brindando pautas y facilitando la comprensión del usuario con el

manejo del aplicativo.

- Las funcionalidades de cada nivel cumplieron su cometido al propiciar un

ambiente de acierto y error donde el usuario pudo desenvolverse adecuadamente

para resolver los acertijos creados con los motores de física de Unity que

implantaron entornos muy semejantes a la realidad, lo cual facilitó la transferencia

de sensaciones y emociones realistas a los usuarios sobre interacciones físicas

entre objetos.

- El tiempo aproximado necesario para terminar el juego es de 45 minutos a 1 hora,

esto se evidenció al momento de realizar la fase de pruebas en los niños.

- Se confirmó la eficacia de la interfaz de usuario puesto que el jugador no tuvo

problemas al momento de navegar por la aplicación

- Se evidenció que los niños tienen grandes habilidades motoras y cognitivas, tal es

el caso que los más pequeños les resulta más fácil adaptarse al modo de

aprendizaje de Fislab Kids.

- En el Ecuador la industria del desarrollo de videojuegos es aún un campo no

explorado, ya que muchos docentes desconocen los efectos positivos que un

97

videojuego puede causar en los niños, es tal que Fislab Kids parte como una

propuesta innovadora en este aspecto.

- En el ámbito del modelado 3D el mejor método para la generación de estos objetos

virtuales es el modelado por caja, pues permite una mejor interacción con la

geometría del modelo y una amplia percepción del número de polígonos en el

modelo, permitiendo así a la optimización de este.

- También un punto fuerte es la generalización del rigging de un modelo

tridimensional, puesto que con una buena configuración de un solo esqueleto este

podrá ser recursivo en los demás personajes, ahorrando al desarrollador tiempo

considerable.

- El uso de recursos auditivos como música de fondo y efectos de sonido aumentan

la calidad del modo de juego ya que esto aportó a generar emociones en el jugador.

- Blender al ser software libre cumple con todas las expectativas que hemos

generado en este proyecto pues técnicamente está a la altura de muchos programas

de paga.

- Se pudo verificar la transmisión y captación de los conceptos de física en los

niños, pues la evaluación del juego presentó resultados sobresalientes al responder

correctamente a las preguntas de cada nivel.

- Unity es uno de los softwares más utilizados en el mercado de videojuegos, pues

se evidenció que con sus herramientas para el desarrollo podemos conseguir

productos como Fislab Kids en muy poco tiempo.

El aplicativo estuvo muy bien optimizado pues se ejecutó con éxito en celulares con

especificaciones limitadas, o de baja gama, permitiendo una experiencia fluida para el

usuario al momento de jugarlo.

98

7. Recomendaciones

- Puesto que el juego posee efectos de sonido y pistas de audio, es recomendable

utilizar audífonos para una mejor experiencia dentro del juego.

- En el nivel de mazmorras se recomienda aumentar el brillo del celular, al ser

desarrollado en un ambiente oscuro, sería complicado detectar elementos

pequeños que son importantes para avanzar en el nivel.

- Fislab Kids cuenta una historia, y en conjunto a los conceptos que se enseña al

comienzo de cada nivel, brinda mayor facilidad al momento de resolver los

acertijos propuestos, es recomendable prestar mucha atención a estos puntos para

no caer en un cuello de botella que no se podrá pasar a menos que se preste

atención a estos detalles.

- A pesar de que el aplicativo está optimizado para celulares de baja gama, se

recomienda ejecutarlo en un dispositivo que cuente con una pantalla amplia con

una relación de aspecto de 16:9 y una resolución de 1280x720 HD para que el

juego se ejecute sin ningún inconveniente.

- La producción de cinemáticas consumió una gran cantidad de tiempo al ser

renderizadas, por lo que se recomienda hacerlo en partes, producir 100 frames en

una computadora, otros 100 en otra y al final unir las partes en Adobe Premiere

Pro, de esta manera se ahorra tiempo importante que puede ser invertido en el

desarrollo de nuevas funcionalidades.

99

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i

ANEXOS

ANEXO A: Guiones literarios y técnicos de las cinemáticas del juego

ANEXO B: Encuestas realizadas

ANEXO C: Efectos de sonido

ANEXO D: Elementos de la interfaz de usuario

ANEXO E: Aprobación de uso del nombre “Fislab” dentro del tema de tesis

ANEXO F: Fotografías de fase de prueba de Fislab Kids en los niños de la unidad

educativa Johann Amos Comenios

ii

ANEXO A: Guion narrativo

La Casa de Newton

INT. CASA/ COMEDOR – DÍA

La niña ingresa a la habitación y se detiene de inmediato

observando a alguien al final de la habitación, ¡Era Isaac Newton!

El cual voltea lentamente sosteniendo una bolsa de hielo en su

cabeza, mostrando una cara adolorida.

NEWTON

(Newton sonriendo fingidamente y quejándose)

Bienvenida a mi humilde hogar señorita, ¿Qué la trae

por aquí?, siento mucho el desorden, me acaba de caer

una manzana en la cabeza y me duele mucho.

AMELIE

Estaba por el lugar y…

NEWTON

(Gritó interrumpiendo a la niña que lo miró sorprendida)

¡Eureka!

¡Necesito que me hagas un favor, se me acaba de ocurrir

una teoría que cambiará al mundo entero!

AMELIE

(Sonriente y emocionada)

¡Claro!, ¿En qué le puedo ayudar señor?

NEWTON

Ayúdame a llevar este cofre hasta mi sótano, empújalo

con tus brazos y procura cuidar mucho de él, contiene

algo muy importante

AMELIE

¡Está bien! – Respondió la niña arrimando su cabeza a

su hombro y sonriendo

iii

N°

plano

Valor de

plano

Acción Guion

1 Primer

plano

La niña ingresa a la

habitación toda

emocionada y detiene de

inmediato observando a

alguien en la

habitación y girando la

cabeza como

preguntándose ¿Quién

será?

-

2 Contra

plano

Newton voltea con el

saco de hielo en su

cabeza y se detiene

mirando a la niña, la

saluda y da la

bienvenida.

Newton:

Bienvenida a mi

humilde hogar

señorita, ¿Qué

la trae por

aquí?

3 General

Newton pide disculpas

por el desorden de su

habitación

Siento mucho el

desorden…

4 Medio –

Detalle

Newton se soba la

cabeza con la bolsa de

hielo

Me acaba de caer

una manzana en

la cabeza y me

duele mucho

5 Medio La niña responde a la

pregunta de Newton

Estaba por el

lugar y…

6 Primer

plano

Newton interrumpe a la

niña, suelta la bolsa

de hielo y alza los

brazos sonriendo todo

emocionado

¡Eureka!

7

Lateral

medio –

Primer

plano

Newton se acerca a la

niña pidiéndole un

favor muy emocionado

¡Necesito que me

hagas un favor,

se me acaba de

ocurrir una

teoría que

cambiará al

mundo entero!

8 Primer

plano

La niña toda contenta

le contesta

afirmativamente a

Newton

¡Claro!, ¿En qué

le puedo ayudar

señor?

9 General

Newton se separa de la

niña y se dirige hacia

un cofre que está fuera

de la habitación

Ayúdame a llevar

este cofre hasta

mi sótano,

10 Plano medio

Newton le explica cómo

llevar el cofre a la

niña

Empújalo con tus

brazos y procura

cuidar mucho de

él, contiene

algo muy

importante

11 Medio

La niña acepta llevar

el cofre y se prepara

para empujarlo

¡Está bien!

iv

12 General

Newton recoge todas sus

cosas y sale de su

habitación

-

Entrada a las Mazmorras

INT. CASA/CORREDOR – DÍA

Newton yace en la habitación un poco nervioso.

En ese momento entra la niña empujando el cofre, cansada, lo deja

cerca de Newton y se prepara para recostarse en el suelo

arrimándose a la pared.

AMELIE

(En el suelo y la pared, cerrando los ojos como tomando una

siesta después de ese gran esfuerzo de llevar el cofre)

Debo decir que ese cofre estaba muy pesado, el piso de

su casa se movía, sus luces se caían, y sus muebles

temblaban, me costó mucho trabajo llegar hasta aquí,

sentí mucha emoción al pasar cada prueba, pero en verdad

que me siento agotada….

La niña no paraba de relatar su historia al pasar el pasillo de

la casa de Newton, y mientras estaba toda distraída este aprovechó

el momento para introducir un objeto dentro del cofre rápidamente.

AMELIE

¿Falta mucho para llegar a su sótano?

NEWTON

(Con una sonrisa fingida reincorporándose del Cofre el cual

se cerró de golpe como si hubiera ocultado algo en él)

Ehh… no, digo… ya falta muy poco

Por cierto, ¿Cuál es tu nombre pequeña?

AMELIE

Me llamo Amelie

NEWTON

¡Mucho gusto Amelie, Mi nombre es Isaac Newton!

v

N°

plano

Valor de

plano

Acción Guion

1 General

Amelie ingresa cansada

a la habitación al

final del pasillo.

Amelie: Debo

decir que ese

cofre estaba muy

pesado

2 Primer

plano

Amelie explica su

transcurso por el

pasillo de Newton.

Amelie: ¡Hay! El

piso de su casa

se movía, sus

luces se caían,

y sus muebles

temblaban. Me

costó mucho

trabajo llegar

hasta aquí…

3 General

Amelie siente emoción

al haber llegado al

final del pasillo

Amelie: Aunque

sentí mucha

emoción al pasar

cada prueba,

pero en verdad,

me siento

agotada.

4 Medio

Newton saca algo de su

bolsillo y lo esconde

en el cofre sin que

Amelie se de cuenta.

Mientras ella yace en

el piso preguntando

cuánto falta para

llegar al sótano.

Amelie: ¿Falta

mucho para

llegar a su

sótano?

5 General

Newton responde a

Amelie muy nervioso que

falta poco para llegar,

él intenta desviar la

conversación

preguntando el nombre

de la niña.

Newton: Eh, eh…

¡no!, ya falta

muy poco.

Por cierto,

¿Cuál es tu

nombre pequeña?

6 Primer

plano

Amelie responde a

Newton indicándole su

nombre.

Amelie: Me llamo

Amelie

7 Medio

Newton saluda a Amelie

muy cortésmente y le

dice su nombre.

Newton: Mucho

gusto Amelie, mi

nombre es Isaac

Newton.

Medio -

Detalle

La cámara avanza por el

corredor hacia la

puerta indicando la

entrada a las

mazmorras.

-

vi

El Túnel

INT. MAZMORRAS - DÍA

Ha pasado ya algún tiempo de que Amelie empezó a empujar el

cofre de Newton, pero esta vez sintió que estaba más pesado.

Sería el ambiente o simplemente se encontraba cansada, le costó

mucho trabajo llevar el cofre esta vez.

AMELIE

¡Uf! ¡Ya no avanzo más! … (Respira)

¿Qué le pasó el cofre?, hace un momento lo llevé sin

ningún problema, pero ahora…

NEWTON

(Perdiendo la razón)

¡Ah! ¿Notaste que estaba más pesada? ¡Es por la

gravedad!

Newton al darse cuenta de tal descubrimiento empezó a dar

vueltas como loco, pensando y balbuceando. Caminaba de lado a

lado por la habitación y Amelie simplemente lo veía sin entender

que estaba sucediendo.

AMELIE

Eh… Señor Newton, ¿Se encuentra bien?

NEWTON

(Emocionado y ansioso)

Si si… es solo que…¡Eso es!

Newton muy apresurado levantó la tapa del cofre, y se quedó un

momento mirando su interior, para seguidamente sacar el objeto

que había ocultado.

Amelie trataba de mirar por los lados por descubrir que ocultaba

en el cofre, entonces apareció Newton por un lado del cofre,

caminó hacia ella y le mostró el objeto que cargaba en sus manos.

NEWTON

Ten, úsalo – Dijo Newton entregándole un traje.

AMELIE

¿Y qué es? – Respondió sorprendida.

NEWTON

vii

Es un traje antigravedad que yo mismo diseñé

AMELIE

(Colocándose el traje)

Pues veamos…. Yep!... uh!.... Listo!

NEWTON

Y ahora presiona ese botón rojo que tienes en el pecho

Amelie un poco confundida no sabía si presionarlo o no, pero ante

la insistencia de Newton ella accedió, al presionarlo una luz

desprendió del botón y el traje se encendió. El traje, lo que

efectivamente hacía, era inhibir la acción de la gravedad en su

portador, permitiéndole levitar a voluntad por el espacio.

AMELIE

¡Que es esto Señor Newtoooon!

NEWTON

¡Nos vemos arribaaa!

N°

plano

Valor de

plano

Acción Guion

1 Plano

general

La niña llega al final

de la mazmorra

empujando el cofre.

-

2 Primer

plano

Amelie se queja al

haber empujado tanto el

cofre.

Amelie:

¡Uf! ¡Ya no

avanzo más! …

(Respira)

¿Qué le pasó el

cofre?, hace un

momento lo lleve

sin ningún

problema, pero

ahora…

3 Primer

plano

Newton un tanto

emocionado y ansioso

explica a Amelie lo

ocurrido.

Newton:

¡Ah! ¿Notaste

que estaba más

pesada? ¡Es por

la gravedad!

4 Primer

plano

Amelie confundida por

el comportamiento de

Amelie:

viii

Newton le pregunta si

le sucede algo.

Eh… Señor

Newton, ¿Se

encuentra bien?

5 Plano

general

Newton busca excusar su

comportamiento

anterior.

Newton:

Si si… es solo

que…¡Eso es!

Ten, úsalo

6 Plano

detalle

Newton le muestra el

contenido del cofre a

Amelie y le explica de

que trata el

funcionamiento de ese

objeto.

Amelie:

¿Y qué es?

Newton:

Es un traje

antigravedad que

yo mismo diseñé

7 Plano medio

Amelie piensa un poco

antes de ponerse el

traje

Amelie:

Pues veamos…

8

Plano

detalle -

general

Varias tomas de Amelie

colocándose el traje

antigravedad

Amelie:

Yep!... uh!....

Listo!

9 Plano medio

Newton le da

indicaciones a Amelie

sobre cómo utilizar el

traje

Newton:

Y ahora presiona

ese botón rojo

que tienes en el

pecho

10 Plano

general

Amelie presiona el

botón y comienza a

ascender por el túnel

vertical

Amelie:

¡Que es esto

Señor Newton!

11 Primer

plano

Newton ríe y le indica

a Amelie que la

encontrará arriba.

Newton:

¡Nos vemos

arriba!

ix

Poleas de Galileo

EXT. DIORAMA/PRADERAS – DÍA

Amelie atravesó todo el túnel que llevó hasta la superficie, y

tenía mucho temor pues no sabía cómo detenerse y si seguía subiendo

llegaría al espacio.

AMELIE

- ¡Ay! ¡ayuda! Que alguien me baj…

Era un señor de avanzada edad con barba en todo su rostro, el cual

le ayudó a apagar el mecanismo del traje y a aterrizar sus pies

en la tierra.

GALILEO

¡Cuidado pequeña!, un poco más y le hacías compañía a

las nubes – Dijo el señor sonriendo.

AMELIE

Muchas gracias señor – Replicó Amelie – ¿Qué puedo hacer

por usted para agradecérselo?

GALILEO

Oh no es nada, descuida…. pensándolo bien si podrías

ayudarme. Por favor abre la puerta, es algo sencillo,

lo hiciera yo, pero ya me puse el pijama…

AMELIE

No se preocupe señor, ¡déjemelo a mí!

GALILEO

¿Cuál es tu nombre jovencita?

AMELIE

Mi nombre es Amelie

GALILEO

Mucho gusto Amelie, mi nombre es Galileo Galilei.

x

N°

plano

Valor de

plano

Acción Guion

1 Plano

general

Galileo yace sentado en

el borde del túnel

vertical observando los

alrededores, en ese

momento aparece Amelie

pidiendo ayuda.

Amelie:

¡Ay! ¡ayuda! Que

alguien me baje…

2 Plano

general

Galileo salta para

atrapar a Amelie y la

deja en el suelo.

Galileo:

¡Cuidado

pequeña!

3

Primer

plano-

medio

Galileo apaga el trajo

antigravedad de Amelie.

Galileo:

Un poco más y le

hacías compañía

a las nubes

4 Plano

general

Galileo baja del borde

del túnel y conversa

con Amelie.

Amelie:

Muchas gracias

señor ¿Qué puedo

hacer por usted

para

agradecérselo?

5 Plano

Americano

Galileo indica a Amelie

si le puede ayudar

abriendo una puerta.

Galileo:

Oh no es nada,

descuida….

pensándolo bien

si podrías

ayudarme. Por

favor abre la

puerta, es algo

sencillo, lo

hiciera yo, pero

ya me puse el

pijama…

6 Plano

Americano

Amelie muy decidida

contesta favorablemente

a la petición de

Galileo.

Amelie:

No se preocupe

señor, ¡déjemelo

a mí!

7 Plano

Americano

Galileo pregunta por el

nombre de la jovencita.

Galileo:

¿Cuál es tu

nombre

jovencita?

8 Plano

Americano

Amelie contesta con su

nombre y pregunta el de

Galileo.

Amelie:

Mi nombre es

Amelie…

¿Cuál es el

suyo?

9 Plano

Americano

Galileo contesta con su

nombre.

Galileo:

Mucho gusto

Amelie, mi

nombre es

Galileo Galilei.

10 Plano

general

Amelie avanza a las

poleas mientras su

traje antigravedad

desaparece.

-

xi

Máquinas Simples Galileo palancas

EXT. PRADERAS – ATARDECER

Ambos salieron del lugar y caminaron por un sendero lleno de

árboles, mientras Galileo le agradecía por haberlo ayudado.

AMELIE

¡Qué bonito lugar!... ¡Mira esa montaña!,…. ¡Un

pajarito!

GALILEO

Veo que disfrutas mucho del lugar Amelie

AMELIE

Así es señor Galileo, nunca había estado en un lugar

como este.

GALILEO

Pues tienes que ver un lugar que conozco que es aún más

bonito que este…

AMELIE

¿En verdad? ¿Y dónde queda?

GALILEO

Está muy cerca de aqu….

Hablaba Galileo cuando repentinamente se cerró una puerta frente

a ellos.

AMELIE

No se preocupe, ahora soy experta en abrir puertas,

déjemelo a mí.

xii

N°

plano

Valor de

plano

Acción Guion

1 Plano

general

Amelie y Galileo llegan

a una pradera con una

construcción.

-

2 Plano

general

Amelie observa a sus

alrededores

sorprendida.

Amelie:

¡Qué bonito

lugar!...

3 Plano

detalle

Detalles de los objetos

que Amelie observa.

Amelie:

¡Mira esa

montaña!,…. ¡Un

pajarito!

4 Plano

Americano

Amelie y Galileo

conversan al subir las

gradas de la

construcción.

Galileo:

Veo que

disfrutas mucho

del lugar Amelie

Amelie:

Así es señor

Galileo, nunca

había estado en

un lugar como

este.

5 Plano

Americano

Amelie y Galileo

continúan conversando.

Galileo:

Pues tienes que

ver un lugar que

conozco que es

aún más bonito

que este…

Amelie:

¿En verdad? ¿Y

dónde queda?

6 Plano

general

Galileo estaba por

indicarle un lugar a

Amelie cuando la puerta

de salida se cerró

inesperadamente.

Galileo:

Está muy cerca

de aqu….

7 Plano medio

Galileo estaba afligido

por no poder avanzar,

pero Amelie ofreció su

ayuda para abrir la

puerta.

Amelie:

No se preocupe,

ahora soy

experta en abrir

puertas,

déjemelo a mí.

xiii

ANEXO B: Encuestas realizadas

Universidad Central del Ecuador

Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemáticas

Carrera de Ingeniería en Computación Gráfica

Encuesta “Fislab Kids”

Esta encuesta tiene como finalidad conocer el entorno de aprendizaje en el cual se

desenvuelven los estudiantes del colegio Johann Amos Comenios. Por favor, conteste las

siguientes preguntas.

1. ¿Cuántos años tienes?

2. ¿Qué grado estás cursando?

3. ¿Cómo consideras tus calificaciones?

a. Sobresalientes

b. Muy buenas

c. Buenas

d. Regulares

e. Malas

4. ¿Qué materia te gusta más?

a. Matemática

b. Lenguaje

c. Ciencias Naturales

d. Dibujo

e. Todas

f. Ninguna

5. ¿Cómo es tu relación con tus maestros?

a. Muy buena

b. Normal

c. Mala

6. ¿Qué haces en tu tiempo libre? (Elige una o varias opciones)

a. Hacer deporte

b. Jugar Videojuegos

c. Ver televisión

d. Navegar en internet

7. ¿Qué crees que estudia la Física?

a. Las plantas y animales

b. Las leyes de la naturaleza

c. Salud e Higiene personal

d. La historia de la humanidad

8. ¿A quién acudes cuando no entiendes algo? (Elige una o varias opciones)

a. Maestros

b. Amigos

c. Padres

d. Internet

xiv

9. ¿Te gustaría aprender jugando videojuegos?

a. Si

b. No

10. ¿Por qué crees que es importante estudiar?

Universidad Central del Ecuador

Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemáticas

Carrera de Ingeniería en Computación Gráfica

Encuesta “Fislab Kids”

Esta encuesta tiene como finalidad conocer la experiencia del usuario con la aplicación

móvil “Fislab Kids”. Por favor, conteste las siguientes preguntas.

1. ¿Cómo considerarías tu experiencia con el videojuego?

a. Excelente

b. Muy buena

c. Regular

d. Mala

2. ¿Te gustaría que el juego tenga más niveles?

a. Si

b. No

3. ¿Te gustaría aprender otras materias de esta forma?

a. Si

b. No

4. ¿Compartirías este juego con tus amigos?

a. Si

b. No

5. ¿Sientes que has aprendido algo nuevo con el videojuego?

a. Si

b. No

6. ¿Has jugado algo parecido antes?

a. Si

b. No

7. Para cada nivel del juego llena la siguiente tabla con valores del 1 al 10

Niveles Diversión Satisfacción Ansiedad Frustración

Casa de Newton

Mazmorras

Túnel

Poleas

Máquinas simples

xv

ANEXO C: Efectos de sonido

- Casa de Newton:

o Manzana: Cuando el cofre toca la manzana.

o Botón: Cuando se presiona algún botón de la interfaz de pausa.

o Saltar: Al presionar el botón de salto de Amelie.

o Pasos: Los pies de Amelie hacen contacto con el suelo.

o Cofre: Al momento en que el cofre se mueve.

o Perder: Quejido de Amelie al perder el nivel.

o Ganar: Grito de Amelie al ganar el nivel.

o Tarareo1: Al entrar al detector de los muebles, faltando poco para llegar a

la meta.

o Candelabros: Al impactarse contra el suelo.

o Tambaleo mueble: Sonido de tambaleo del mueble.

o Caer mueble: Al impactarse contra el suelo.

- Mazmorras:

o Manzana: Cuando el cofre toca la manzana.


o Botón accionable: Cuando Amelie ingrese al detector del botón.



o Cofre: Al momento en que el cofre se mueve.

o Perder: Quejido de Amelie al perder el nivel.


o Fuego: Sonido de las calderas mientras están encendidas.

o Tarareo: Al entrar al detector de los muebles, faltando poco para llegar a

la meta.

o Goteo: Cuando inicia el nivel.

o Máquina de tortura: siempre activo en el nivel.

o Torre: Sonido de arrastre cuando Amelie empuja la torre de la caldera.

o Recordar: Voz de Amelie cuando entra al detector de los letreros de la

fórmula de fuerza.

o Puerta: Voz de Amelie cuando llega a una puerta de metal cerrada.

o Calacas: Voz de Amelie cuando observa las calacas por primera vez.

xvi

o Tarareo2: Voz de Amelie cuando cruza las máquinas de tortura.

o Fórmula: Voz de Amelie cuando entra al acertijo de la ecuación de fuerza.

o Mmm: Voz de Amelie cuando falla en el acertijo de la ecuación.

o Correcto: Voz de Amelie cuando gana el acertijo de la ecuación.

- Túnel:


o Traje: Sonido constante del traje antigravedad.

o Perder: Voz de Amelie cuando impacta con un objeto flotante que la hace

caer.

o Caer: Sonido agudo cuando Amelie está cayendo.

- Poleas:

o Pajaritos: Sonido ambiental de aves ejecutado al iniciar el nivel.




o Levantar: Voz de Amelie al levantar la caja.

o Soltar: Voz de Amelie al soltar la caja.

o Wow: Voz de Amelie cuando descubre la polea.

o Polea: Voz de Amelie cuando se sube a la segunda plataforma de la polea.


- Máquinas simples:

o Pajaritos: Sonido ambiental de aves ejecutado al iniciar el nivel.




o Palanca perdida: Voz de Amelie cuando entra al detector de la palanca y

esta no se encuentra.

o Buscar palanca: Voz de Amelie cuando entra a la zona de césped para

buscar la palanca.

o Encontrar palanca: Voz de Amelie ejecutada cuando entra al detector de

la palanca encontrada.

o Levantar: Voz de Amelie al levantar la palanca o la caja.

o Soltar: Voz de Amelie al soltar la caja.

xvii

o Poner palanca: Voz de Amelie ejecutada cuando ubica la palanca en su

lugar.

o Activar palanca: Cuando Amelie activa la palanca y esta se baja.

o Pelota: Sonido agudo que se ejecuta cuando la pelota sale disparada.

o Ladrido: Voz de Ampere el perro cuando ve la pelota.

o Jugar perro: Voz de Ampere cuando juega con la pelota.

o Galileo: Voz de Amelie saludando a Galileo cuando se encuentra cerca de

él.


xviii

ANEXO D: Elementos de la interfaz de usuario

Elemento Descripción Función

Isologo para la vista del

menú principal

Identidad del aplicativo

Botón Jugar Empieza la partida en el

juego

Botón créditos Muestra una vista con los

autores del proyecto

Botón Salir Finaliza el proceso de la

aplicación.

Botón Siguiente Permite la navegación en

los niveles dentro del

diorama

Botón Anterior Permite la navegación en

los niveles dentro del

diorama

Botón iniciar Inicia el nivel del juego

Botón Siguiente Permite continuar con las

vistas dentro de los niveles

Botón Pausa Permite pausar el nivel

Botón reseteo Reinicia el nivel

Botón Regreso vista Regresa a la vista anterior

Botón regreso punto de

control

Regresa al último punto de

control alcanzado

xix

Joystick Permite el desplazamiento

del personaje principal

Botón saltar Acciona el salto del

personaje principal

Botón intentar Vuelve al último punto de

control

Botón levantar caja Acciona levantar caja

Botón soltar caja Acciona soltar caja

Botón levantar accesorio Acciona levantar accesorio

Botón colocar accesorio Acciona colocar accesorio

Medidor Mide la velocidad en la

que se desplaza un objeto

Tabla 24 Elementos de la interfaz de usuario (Domínguez & Lima,

2019)

xx

ANEXO E: Aprobación de uso del nombre “Fislab” dentro del tema de tesis

xxii

ANEXO F: Fotografías de fase de prueba de Fislab Kids en los niños de la unidad

educativa Johann Amos Comenios

Ilustración 62 Premios para usuarios

Ilustración 63 Niños utilizando Fislab Kids

Ilustración 64 Niños con premios por jugar Fislab Kids

universidad central del ecuador carrera de ingenierÍa … · 2019-03-22 · a todos mis amigos,...

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