universidad central del ecuador facultad de … · cuadro comparativo de motores de videojuegos ......
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA EN CIENCIAS FÍSICAS Y
MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA EN COMPUTACION GRÁFICA
APLICACIÓN PARA PERSONAS CON DISCAPACIDADES AUDITIVAS
BASADA EN ANIMACIÓN 3D Y REALIDAD AUMENTADA ENFOCADA
AL APARATO RESPIRATORIO DEL CUERPO HUMANO
TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO EN COMPUTACIÓN GRÁFICA
AUTOR: WALTER DAVID CARRERA FUERTES
TUTOR: ING. ZOILA DE LOURDES RUIZ CHÁVEZ
QUITO, ABRIL 27
2016
ii
DEDICATORIA
!! EL SACRIFICIO DE HOY ES EL ÉXITO DE MAÑANA ¡¡
Este proyecto es el fin a un largo camino que lo dedico:
A Dios por protegerme y guiarme durante todo mi camino y darme
fuerzas para superar obstáculos y dificultades a lo largo de toda mi
vida.
A mi esposa Raquel y mi princesita Amelia, quienes son el motor
de mi vida para seguir adelante y nunca rendirme.
A mis padres Sonia y Walter quienes siempre me inculcaron
principios y valores; este logro se los debo a ustedes.
A mi hermana Vero y a mi sobrina Danny, quienes a pesar de las
dificultades de la vida siempre me apoyan y me ayudan en todo
momento.
A toda mi familia que siempre tuvieron palabras de aliento hacia
mi persona.
iii
AGRADECIMIENTOS
Este proyecto de graduación es un trabajo final a toda una carrera universitaria, en la
que participaron muchas personas de distintas maneras, por tal motivo quiero
agradecer:
- A Dios por su infinita bondad y amor además de haberme permitido llegar
hasta este punto y darme salud para lograr mis objetivos.
- A mis dos amores Raquel y Amelia por la paciencia que me han tenido y por
no poder compartir muchos momentos juntos a ustedes, este esfuerzo y
sacrificio que realizo se los dedico a ustedes.
- A mi madre Sonia, que sin duda alguna en el trayecto de mi vida me ha
demostrado su amor, su confianza y su apoyo, corrigiendo mis faltas y
celebrando mis triunfos.
- A mi padre Walter, que siempre me ha brindado su ayuda en los momentos
que he necesitado.
- A Verito que en muchas etapas de mi vida me brinda un consejo o un abrazo,
y me anima a seguir a pesar de las dificultades
- A mi Danilu que con sus risas y ocurrencias dan alegría a mi vida.
- A la Ing. Zoila Ruiz y al Ing. Jaime Salvador quienes han sido mi guía y un
pilar fundamental para mi formación profesional.
- A mi familia y mis amigos, quienes me apoyan de forma constante e
incondicional en toda mi vida, espero retribuir todo lo que me han brindado y
nunca defraudarlos.
iv
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, WALTER DAVID CARRERA FUERTES, en calidad de autor del proyecto
integrador “APLICACIÓN PARA PERSONAS CON DISCAPACIDADES
AUDITIVAS BASADA EN ANIMACIÓN 3D Y REALIDAD AUMENTADA
ENFOCADA AL APARATO RESPIRATORIO DEL CUERPO HUMANO”,
autorizo a la Universidad Central del Ecuador, hacer uso de todos los contenidos que
me pertenecen o parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente
académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los
artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la
digitalización y publicación de este trabajo de investigación en el repositorio virtual,
de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación
Superior.
En la ciudad de Quito, a los 11 días del mes de Abril del 2016
Walter David Carrera Fuertes
C.I.: 171542693 – 6
Teléfono: 0995668577
v
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
Yo, ZOILA DE LOURDES RUIZ CHÁVEZ, en calidad de tutor del trabajo de
titulación “APLICACIÓN PARA PERSONAS CON DISCAPACIDADES
AUDITIVAS BASADA EN ANIMACIÓN 3D Y REALIDAD AUMENTADA
ENFOCADA AL APARATO RESPIRATORIO DEL CUERPO HUMANO”,
elaborado por el estudiante WALTER DAVID CARRERA FUERTES de la
Carrera de Computación Gráfica, Facultad de Ingeniería en Ciencias Físicas y
Matemática de la Universidad Central del Ecuador, considero que el mismo reúne los
requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico y en el campo
epistemológico, para ser sometido a la evaluación por parte del jurado examinador
que se designe, por lo que lo APRUEBO, a fin de que el trabajo integrador sea
habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la Universidad
Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los 11 días del mes de Abril del 2016
Zoila de Lourdes Ruiz Chávez
C.I.: 171192655 – 8
vi
APROBACIÓN DEL JURADO O TRIBUNAL
vii
viii
ix
x
xi
xii
xiii
CONTENIDO
pág.
DEDICATORIA .................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTOS ........................................................................................ iii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL ..................................... iv
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ................... v
APROBACIÓN DEL JURADO O TRIBUNAL ................................................... vi
CONTENIDO ......................................................................................................xiii
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... xvi
LISTA DE TABLAS .......................................................................................... xviii
RESUMEN ........................................................................................................... xix
ABSTRACT .......................................................................................................... xx
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 1
1. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA .............................................................. 5
1.1. Antecedentes .................................................................................................... 5
1.2. Formulación ..................................................................................................... 5
1.3. Descripción Del Problema ............................................................................... 6
1.4. Justificación...................................................................................................... 7
1.5. Preguntas Directrices ....................................................................................... 8
1.6. Objetivos Generales ......................................................................................... 8
1.7. Objetivos Específicos ....................................................................................... 9
1.8. Alcance ............................................................................................................. 9
1.9.- Limitaciones................................................................................................... 10
2. MARCO TEORICO ......................................................................................... 12
xiv
2.1. Fundamentación Teórica ................................................................................ 12
2.1.1. Tecnología en la educación ...................................................................... 12
2.1.2. Realidad Aumentada ................................................................................ 14
2.1.3. Modelamiento 3D..................................................................................... 15
2.1.4. Aparato Respiratorio – Generalidades ..................................................... 17
3. MARCO METODOLOGICO ......................................................................... 25
3.1. Elaboración y desarrollo de fases ................................................................... 25
3.1.1. Planificación ............................................................................................. 25
3.1.2. Diseño ...................................................................................................... 31
3.1.3. Desarrollo ................................................................................................. 31
3.1.4. Pruebas ..................................................................................................... 32
4. ANALISIS DE LAS HERRAMIENTAS ......................................................... 36
4.1. Herramientas de Modelado y Animación ...................................................... 36
4.1.1. 3D Studio Max.- ....................................................................................... 36
4.1.2. Blender.- ................................................................................................... 36
4.1.3. Maya.- ...................................................................................................... 37
4.1.4. Cinema4D.- .............................................................................................. 37
4.2. Herramientas de Programación ...................................................................... 39
4.3. Herramientas para programación de Realidad Aumentada ............................. 40
4.3.1. Software para Realidad Aumentada .......................................................... 40
4.3.2. Librerías de realidad aumentada para programadores. ............................. 41
5. DISEÑO E IMPLEMENTACION DEL APLICATIVO ................................. 43
5.1. Diseño de la Interfaz de Usuario. .................................................................... 43
5.2. Modelamiento del Aparato Respiratorio ......................................................... 46
5.3.- Creación de los marcadores ........................................................................... 49
5.4. Codificación para realidad aumentada ........................................................... 50
xv
6. RESULTADOS, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................. 58
6.1. Resultados que habilitan el uso de la aplicación ............................................ 58
6.2. Conclusiones .................................................................................................. 63
6.3. Recomendaciones ........................................................................................... 64
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 65
ANEXOS A ........................................................................................................... 72
ANEXOS B ............................................................................................................ 75
xvi
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Aparato Respiratorio .................................................................................... 18
Figura 2. Fosa Nasal ...................................................................................................... 18
Figura 3. Boca ................................................................................................................ 19
Figura 4. Faringe .......................................................................................................... 19
Figura 5. Laringe ........................................................................................................... 20
Figura 6. Tráquea ......................................................................................................... 20
Figura 7. Pulmones ....................................................................................................... 21
Figura 8. Bronquios ....................................................................................................... 22
Figura 9. Bronquiolos .................................................................................................... 22
Figura 10. Alvéolos ....................................................................................................... 23
Figura 11. Inspiración y Espira ..................................................................................... 24
Figura 12. Metodología XP ............................................................................................ 25
Figura 13. Logo de la aplicación .................................................................................... 44
Figura 14. Menú Inicial ................................................................................................. 44
Figura 15. Actividades ................................................................................................... 45
Figura 16. Ayuda ........................................................................................................... 46
Figura 17. Sistema Respiratorio completo .................................................................... 49
Figura 18. Marcadores .................................................................................................. 49
Figura 19. Entorno de Unity 3D .................................................................................... 51
Figura 20. Cuadro comparativo de IDENTIDAD ........................................................ 59
Figura 21. Cuadro comparativo de CONTENIDO ....................................................... 59
Figura 22. Cuadro comparativo de NAVEGACIÓN .................................................... 60
Figura 23. Cuadro comparativo de GRÁFICAS .......................................................... 61
Figura 24. Cuadro comparativo de UTILIDAD ........................................................... 61
xvii
Figura 25. Estadistica final ............................................................................................ 62
Figura 26. Marcador para el Aparato Respiratorio ..................................................... 75
Figura 27. Marcador para las Fosas Nasales ................................................................ 75
Figura 28, Marcador de la tráquea .............................................................................. 76
Figura 29. Marcador para los pulmones ....................................................................... 76
Figura 30. Marcador para los bronquios ..................................................................... 77
xviii
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Historia de Usuario 1 ............................................................................................. 26
Tabla 2. Historia de Usuario 2 ............................................................................................. 26
Tabla 3. Historia de Usuario 3 ............................................................................................. 27
Tabla 4. Historia de Usuario 4 ............................................................................................. 27
Tabla 5. Historia de Usuario 5 ........................................................................................... 28
Tabla 6. Historia de Usuario 6 ............................................................................................. 28
Tabla 7. Historia de Usuario 7 ............................................................................................. 28
Tabla 8. Historia de Usuario 8 ............................................................................................. 29
Tabla 9. Plan de Entrega ...................................................................................................... 29
Tabla 10. Plan de Entrega 2 ................................................................................................ 30
Tabla 11. Iteraciones ........................................................................................................... 30
Tabla 12. Tarjetas CRC ........................................................................................................ 31
Tabla 13. Prueba 1................................................................................................................ 33
Tabla 14. Prueba 2................................................................................................................ 34
Tabla 15. Prueba 3................................................................................................................ 35
Tabla 16. Cuadro comparativo de herramientas para modelado .......................................... 38
Tabla 17. Cuadro comparativo de motores de videojuegos ................................................. 40
Tabla 18. Resumen de características de los SDK analizados ............................................. 42
Tabla 19. Promedio de encuestas en la etapa de IDENTIDAD .......................................... 58
Tabla 20. Promedio de encuestas en la etapa de CONTENIDO ......................................... 59
Tabla 21. Promedio de encuestas en la etapa de NAVEGACIÓN ...................................... 60
Tabla 22. Promedio de encuestas en la etapa de GRÁFICAS ............................................. 60
Tabla 23. Promedio de encuestas en la etapa de UTILIDAD ............................................. 61
Tabla 24 CUADRO FINAL ................................................................................................. 62
xix
RESUMEN
APLICACIÓN PARA PERSONAS CON DISCAPACIDADES AUDITIVAS
BASADA EN ANIMACIÓN 3D Y REALIDAD AUMENTADA ENFOCADA
AL APARATO RESPIRATORIO DEL CUERPO HUMANO
Autor: Walter David Carrera Fuertes
Tutor: Ing. Zoila De Lourdes Ruiz Chávez
En el presente trabajo de titulación, se desarrolla una aplicación del aparato
respiratorio del cuerpo humano basada en el modelado 3D y la realidad aumentada
enfocada para los niños y niñas con capacidades especiales de noveno año de
Educación General Básica del Instituto Nacional de Audición y Lenguaje, quienes se
van a ver beneficiados del proyecto, haciendo evidente que gracias a los avances
tecnológicos que existe en la última década se ha permitido que ellos cuenten con
diferentes recursos para acceder al mundo virtual.
En el Gobierno del presidente Rafael Correa se implementa la educación inclusiva, la
cual es un derecho que tiene todo niño de recibir una formación de calidad sin
importar la capacidad o discapacidad que posea, con este antecedente este proyecto
busca estimular las capacidades y las habilidades de los niños que estudian en el
INAL para entender una parte del cuerpo humano como es el aparato respiratorio;
enfocados en el hecho que al tener una discapacidad auditiva se desarrollan mejor
otros sentidos; en especial el de la vista.
PALABRAS CLAVES: / REALIDAD AUMENTADA / MODELADO 3D /
DISCAPACIDAD AUDITIVA / APARATO RESPIRATORIO / UNITY
xx
ABSTRACT
APPLICATION FOR HEARING IMPAIRED PEOPLE BASED 3D
ANIMATION AUGMENTED REALITY AND FOCUSED TO BREATHING
APPARATUS OF THE HUMAN BODY
Autor: Walter David Carrera Fuertes
Tutor: Ing. Zoila De Lourdes Ruiz Chávez
In the present work degree, an application of the respiratory system of the human
body based on 3D modeling and focused augmented reality for children with special
capabilities ninth year of Basic General Education National Institute for Hearing and
Speech develops, who is going to benefit from the project, making clear that thanks to
technological advances in the last decade there has allowed them to have different
resources to access the virtual world.
In the government of President Rafael Correa inclusive education is implemented,
which is a right of every child to receive a quality education regardless of ability or
disability you have, with this background this project seeks to stimulate the abilities
and skills children studying in the INAL to understand a part of the human body such
as the respiratory tract; focused on the fact that other senses hearing impairment are
best developed; especially that of sight
KEYWORDS: / AUGMENTED REALITY / 3D MODELING / HEARING
IMPAIRED / RESPIRATORY SYSTEM / UNITY
I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original document in
Spanish
Carlos René Fuertes Obando
Certified Translator
ID:1001939113
1
INTRODUCCIÓN
El término “discapacidad” significa una deficiencia física, mental o sensorial, ya sea
de naturaleza permanente o temporal, que limita la capacidad de ejercer una o más
actividades esenciales de la vida diaria, que puede ser causada o agravada por el
entorno económico y social. El término discapacidad ha evolucionado en cuanto a
definiciones y modelos de atención; desde un paradigma tradicional, pasando por un
enfoque médico, hasta un modelo social y de derechos. (CONADIS, 2013)
La discapacidad a lo largo de la historia, ha sido considerada a través de diferentes
puntos de vista, y aunque la forma de abordarla ha cambiado radicalmente, en cada
etapa histórica han existido actitudes de apoyo o discriminación hacia las personas
con discapacidad. La pérdida auditiva es la incapacidad para recibir adecuadamente
los estímulos auditivos del medio ambiente. Desde el punto de vista médico-
fisiológico, la pérdida auditiva consiste en la disminución de la capacidad de oír; la
persona afectada no sólo escucha menos, sino que percibe el sonido de forma
irregular y distorsionada, lo que limita sus posibilidades para procesar debidamente la
información auditiva de acuerdo con el tipo y grado de pérdida auditiva.
(DISCAPACIDAD AUDITIVA, 2010)
La gente con discapacidad auditiva de nacimiento es capaz de reprogramar las áreas
de su cerebro asignadas al oído para mejorar su visión. Tanto las personas con
discapacidad auditiva como las invidentes frecuentemente afirman que, para
compensar, sus otros sentidos son más agudos, la mejora en la visión periférica, que a
menudo dicen tener las personas con sordera, podría generarse en la zona cerebral
que normalmente se encarga del oído periférico. (BBC Ciencia, 2010)
Por otra parte, considerando que los apoyos tecnológicos son todo tipo de equipos o
servicios que pueden ocuparse para favorecer las capacidades funcionales de las
2
personas con discapacidad para mejorar su calidad de vida; y brindarles mayor
independencia. Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), tales
como la prensa, el cine, el radio, la televisión, los celulares, tabletas y por supuesto la
computadora, incluyendo el internet, los blog, las redes sociales, los objetos de
aprendizaje, el software educativo, los materiales digitalizados y enriquecidos con
elementos multimedia, la realidad virtual, la realidad aumentada, los Códigos de
Respuesta Rápida (QR), el Servicio de Mensajes de Texto Cortos (SMS); por sí
mismas no tienen como objetivo central ofrecer accesibilidad para las personas con
discapacidad, pero poco a poco incorporan más elementos, aplicaciones e
innovaciones que favorecen la inclusión. (LUNA KANO, 2013)
Hoy en día con el desarrollo de los recursos tecnológicos las herramientas
anteriormente mencionadas han evolucionado e incorporan nuevas técnicas de
visualización y aprendizaje siendo una de ellas el uso de figuras u objetos en tres
dimensiones, enfocadas para facilitar la inserción de las personas con discapacidad al
mundo tecnológico.
La animación 3D convierte las fórmulas matemáticas en imágenes digitales, hace
referencia a un tipo de animación que simula las tres dimensiones que son ancho, alto
y profundidad y se trata de la descripción de los objetos de un modelo 3D a lo largo
del tiempo. Para que exista animación, esa descripción debe variar en algo con
respecto al tiempo, movimiento de objetos y/o cámaras, cambio de luces y formas.
Cada vez son más los usos que se le da a la animación, de hecho está muy presente en
nuestras vidas ya que se intenta imitar a la realidad basado en cosas ya existentes
mediante referencias fotográficas, o se pueden generar basados en sentido común,
gusto personal o una mezcla de los dos; debemos observar todo hasta los más
mínimos detalles para que nuestra animación sea muy parecida tanto en forma, color,
tamaño y textura.
3
Para poder observar un objeto en 3D en la actualidad se está haciendo uso de la
realidad aumentada, que se refiere a la inclusión, en tiempo real, de elementos
virtuales dentro del universo físico. Utilizando dispositivos especiales,
una persona puede observar el mundo real con ciertos elementos agregados, que
aparecen en la pantalla a modo de información digital, basándonos en esto podemos
conocer el concepto de realidad aumentada, el cual se refiere a un incremento de la
información que un ser humano puede obtener por sí mismo al interactuar con el
mundo físico. El sistema aporta más datos de aquellos que pueden registrarse a través
de los sentidos. (REALIDAD AUMENTADA, 2008)
Por eso es importante que el uso de la tecnología sea aplicado en el ámbito de escolar,
para lograr un máximo interés por parte de los estudiantes y dotarles de una
herramienta que les permita conocer el cuerpo humano de una manera diferente a la
habitual y llamativa.
La Medicina es arte y en ocasiones surgen iniciativas tan curiosas como aprender
anatomía en 3D, que va a ser diseñada para facilitar el aprendizaje del cuerpo
humano, poder observar los órganos no en vivo y en directo pero si una simulación
del mismo en tiempo real siendo útil para el aprendizaje de la materia.
La anatomía, es una de las ciencias básicas de la vida, está relacionada con la
medicina y con otras ramas de la biología. La anatomía es conveniente subdividirla
en distintos aspectos, porque comprende un campo de exposición grande y tiene que
estudiarse en toda su extensión sin olvidar ningún detalle. Una clasificación se basa
según el tipo de organismo en estudio; en este caso las subdivisiones principales son
la anatomía de las plantas y la anatomía animal. A su vez, la anatomía animal se
subdivide en anatomía humana y anatomía comparada, que establece las similitudes y
diferencias entre los distintos tipos de animales. La anatomía humana es la ciencia de
carácter práctico y morfológico principalmente dedicada al estudio de las estructuras
4
macroscópicas del cuerpo humano; dejando así el estudio de los tejidos a la histología
y de las células a la citología y biología celular. (ALMAN)
5
1. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA
1.1. Antecedentes
El trabajo de García (2014) sobre la estimulación hacia los niños con capacidades
especiales (auditiva) que servirá de apoyo en el proceso de enseñanza – aprendizaje
(García Enriquez, 2014) y el trabajo de Sánchez (2005) también en niños con capacidades
especiales (auditivas), acerca de una aplicación que logre conseguir un efecto en la
optimización de la producción de los fonemas vocálicos (Sánchez Raya, 2005). En estos
trabajos se crearon aplicaciones que ayudan a las personas con discapacidades
auditivas en su proceso de aprendizaje; haciendo uso de la tecnología existente y
facilitando su forma de estudiar y aprender. Al evaluar y conocer el área de la
pedagogía estos problemas, se pueden lograr resultados positivos, porque en algunos
aspectos de la educación a través de aplicaciones informáticas, se desarrollan
destrezas por partes de los estudiantes y generan reacciones favorables tanto en el
ámbito escolar como familiar.
1.2. Formulación
Para el Instituto Nacional de Audición y Lenguaje el proceso de aprendizaje de sus
alumnos juega un papel fundamental para el entorno educativo. Las metodologías
utilizadas y detalladas a lo largo de su pensum académico garantizan un nivel de
conocimiento y comprensión básico, presentando problemas notorios en el
cumplimiento de tiempos y de objetivos iniciales.
Al mantener el sistema de enseñanza actual, los estudiantes se ven limitados al uso de
la tecnología existente, ocasionando repercusiones no solo en el ámbito escolar sino
en su desarrollo social e integral, generando que estos alumnos se encuentren en
desventaja de conocimientos respecto al resto de niños de su edad.
6
Para esto la introducción de nuevas herramientas tecnológicas en el entorno educativo
permiten ir solventando las falencias de las metodologías utilizadas, una de ellas es la
inserción de la animación 3D mediante la realidad aumentada, la misma que según
estudios mejora la compresión y retención de conocimiento en niños que padecen
discapacidad auditiva, fomentando a su vez el interés por el estudio y la tecnología.
1.3. Descripción Del Problema
El Gobierno del Economista Rafael Correa Delgado implementó la Educación
Inclusiva, la cual es un derecho que tiene todo niño de recibir una formación de
calidad sin importar la capacidad o discapacidad que posea. La enseñanza es
primordial en la vida por tal motivo los estudiantes con capacidades especiales
(auditiva) de noveno año de Educación General Básica del INSTITUTO
NACIONAL DE AUDICION Y LENGUAJE (INAL) estudian la anatomía humana,
sus órganos y aparatos, sus funciones, problemas y soluciones que se pueden dar.
Para el estudio de la anatomía humana la manera tradicional utiliza láminas escolares,
dibujos de libros o imágenes que se encuentran en internet, el nivel de captación de
conocimiento mediante estas herramientas es mínimo, sobretodo en niños con
capacidades especiales, esta metodología no logra mantener la atención por mucho
tiempo.
En la actualidad los estudiantes hacen uso de la tecnología ya sea mediante celulares,
tablets o laptops; por este motivo se quiere aprovechar al máximo todos los avances
tecnológicos que existen para ayudar al alumno en su proceso educativo, creando
aplicaciones que sean útiles y despierten el interés por su estudio.
Existen aplicaciones que ayudan a aprender la anatomía humana, pero están
desarrollados en un sistema operativo móvil (iOS) de la empresa Apple Inc, dichas
aplicaciones tienen un costo elevado y las personas tienen que pagar para poder
7
descargarse y utilizarla; por este motivo se propone desarrollar este aplicativo que va
a ser accesible a los estudiantes sin ningún costo.
La implementación de diferentes herramientas tecnológicas que aportan al proceso
educativo es sin duda parte de la misión de la carrera, ya que lograrán potenciar el
conocimiento de los estudiantes de acuerdo a sus habilidades.
1.4. Justificación
En la actualidad nuestra sociedad se ve involucrada en el desarrollo vertiginoso de la
tecnología, aplicaciones que antes eran limitadas para ciertas industrias hoy en día las
vemos empleadas en casi todos los ámbitos de nuestro entorno, un claro ejemplo son
las aplicaciones de simulación en 3D que eran utilizadas en el área de entretenimiento
y actualmente las vemos inmersas en los campos de la educación, salud, negocios,
etc. permitiéndonos acceder a la información de una forma rápida, sencilla; sobre
todo interactiva, dinámica pero lo más importante son herramientas de fácil uso.
El Instituto Nacional de Audición y Lenguaje está iniciando un proceso de inserción
tecnológica y desea hacer uso de las herramientas existentes en el mercado digital,
cabe mencionar que en este aspecto existen varias aplicaciones basadas en
animaciones 3D, que se las puede adquirir en los diferentes portales de compras en la
web con un elevado costo, pero no todas las personas o en este caso una institución
pública tienen los recursos necesarios para acceder a estos programas, razón por la
cual la idea de realizar una animación 3D sin ningún costo para el INAL y con el
valor agregado de que se presentará mediante realidad aumentada, lo cual representa
un proyecto que generará mucha aceptación en las personas que lo usen.
Todas las personas con capacidades especiales (auditiva) desarrollan mejor sus otros
sentidos, en especial el de la vista y con el avance tecnológico que se ha tenido en la
última década ha permitido que las personas cuenten con diferentes recursos para
acceder a este mundo virtual; por ello lo que se pretende lograr con esta aplicación es
8
que los estudiantes accedan al estudio del aparato respiratorio mediante la realidad
aumentada con la utilización de los “marcadores” y de esta forma puedan impulsar su
interés por conocer y entender parte de su cuerpo.
La Carrera de Computación Gráfica y el Instituto Nacional de Audición y Lenguaje
son beneficiadas con esta aplicación; la primera aporta el talento humano formado
académicamente para poder crear sin ningún problema el aplicativo; mientras que la
segunda se beneficia al lograr que sus estudiantes se instruyan de mejor manera al
momento de estudiar la anatomía humana; la Universidad Central del Ecuador
también es favorecida al apoyar a las personas con discapacidades auditivas
brindándoles una educación de calidad con el uso de los recursos tecnológicos.
1.5. Preguntas Directrices
- ¿Cuáles son las necesidades que se quiere satisfacer en los estudiantes del Instituto
Nacional de Audición y Lenguaje (INAL)?
- ¿Cómo ayudaría este proyecto a los estudiantes de noveno año de la materia de
Ciencias Naturales del INAL?
- ¿En qué ayudaría esta aplicación para la carrera de Computación Gráfica?
1.6. Objetivos Generales
Analizar, desarrollar e implementar una aplicación para dispositivo móvil que permita
la simulación del aparato respiratorio en 3D mediante realidad aumentada enfocada a
la Materia de Ciencias Naturales del Instituto Nacional de Audición y Lenguaje,
estimulando la capacidad y la habilidad de entender parte del cuerpo humano.
9
1.7. Objetivos Específicos
Cumplir con uno de los objetivos de la Materia de Ciencias Naturales del
Instituto Nacional de Audición y Lenguaje, que se basa en evaluar y explicar
la estructura del aparato respiratorio, a través de piezas anatómicas,
ilustraciones y material audiovisual con responsabilidad, exactitud y espíritu
crítico.
Desarrollar una aplicación informática para la simulación del aparato
respiratorio, en el cual se pueda distinguir las partes que lo conforman, sus
funciones y características.
Poner en práctica los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas
como son: Programación Gráfica I y II, Física para Videojuegos I y II,
Proyecto de Desarrollo de Video Juegos, Animación 2D y 3D.
Promocionar la Carrera de Computación Gráfica dentro del Instituto Nacional
de Audición y Lenguaje.
1.8. Alcance
Dentro del alcance del proyecto se va a considerar lo siguiente:
Análisis de las diferentes herramientas informáticas para realizar el proyecto.
El modelado del aparato respiratorio en 3D se realizará en el programa
Blender, la aplicación para la realidad aumentada se desarrollará en la
plataforma Unity y la imagen de los marcadores se creará en Adobe
Illustrator.
10
La aplicación servirá 100% en los dispositivos móviles.
La aplicación va dirigida directamente a los estudiantes de noveno año de
Educación General Básica del Instituto Nacional de Audición y Lenguaje.
Esta aplicación va a concentrarse en el modelado 3D del aparato respiratorio
y la visualización mediante realidad aumentada de las partes que lo
conforman; en los cuales se va a indicar el nombre específico de cada órgano.
La aplicación cuenta con un video en lenguaje de señas y lenguaje oral por
cada órgano del cuerpo humano, en el que se explica que parte estamos
observando y para qué funciona.
La aplicación cuenta con dos actividades que le permiten al usuario final
poner en práctica los conocimientos adquiridos.
La imagen de los marcadores se imprimirá en una hoja de papel bond del
tamaño de 9 x 6 cm.
1.9.- Limitaciones
La aplicación solo tendrá las opciones de zoom y rotación en X y en Y de los
modelos en 3D contemplados.
Si la imagen del marcador no tiene una excelente calidad en forma, color y
nitidez de impresión, no se generará el modelado en realidad aumentada
asociada a dicho gráfico.
La aplicación se crea exclusivamente para dispositivos móviles; existen
emuladores para que la aplicación funcione en computadoras de escritorio o
11
laptop, pero no se garantiza que la aplicación funcione al 100% como lo es en
un celular o Tablet.
12
2. MARCO TEORICO
2.1. Fundamentación Teórica
2.1.1. Tecnología en la educación
La presencia de las nuevas tecnologías en todos los ámbitos de nuestra sociedad hace
inevitable su uso en entornos educativos y, por tanto, exige una profunda reflexión en
busca de sus mejores potencialidades educativas y su adaptación a la actividad
educativa cotidiana. La introducción del ordenador como proyecto de innovación en
un centro educativo conlleva modificaciones en las diferentes estructuras, en la
organización de los medios, en la formación del profesorado, en su colaboración en
proyectos comunes. (FERNANDEZ PRIETO, 2001)
Por otra parte la tecnología, en los últimos años, ha sufrido un considerable e
imparable avance, tanto en lo que se refiere a la investigación y el conocimiento del
hombre y de la naturaleza como en lo que tiene que ver con los medios y recursos. El
avance que la informática ha impuesto al mundo actual hace revisar todos los
esquemas científicos y filosóficos ya que atañe directamente a la misma estructura
mental del ser humano.
Para relacionar tecnología y educación actual hay que intentar buscar nuevos
conceptos y procedimientos que globalicen a todas las tecnologías. Hay un elemento,
fundamental y esencial, que integra los aspectos más comunes de todas las
tecnologías existentes: la planificación. «La tecnología tiene que ver con ordenar lo
que posee la mente humana» (Walter Ong).
Si damos por válida la observación de Ong, podemos pensar que el acto de ordenar y
caracterizar el pensamiento es un acto tecnológico que se manifiesta al exterior a
13
través de hechos tangibles: libros, máquinas, diagramas, programas, organigramas,
sistemas, o lo hasta ahora se ha dado en llamar tecnología.
No hay máquina sin pensamiento humano. De esta forma aceptamos y
comprendemos la idea de que el pensamiento humano es la verdadera materia prima
de la tecnología, sin la cual se haría imposible la manipulación de los
medios. (MACLUHAN)
Es primordial ir a la par con el avance tecnológico a nivel mundial, por ello debemos
incursionar en la implementación de nuevas herramientas informáticas que sean un
aporte significativo en el proceso de aprendizaje, obteniendo mejores resultados en la
enseñanza.
El uso de las TICs en la educación se está centrando casi exclusivamente en la
enseñanza, fomentando el aprendizaje significativo a través de herramientas
tecnológicas. Además, se afirma que la posibilidad de utilizar de manera cotidiana las
TIC, nos permite llevar a cabo una orientación más personalizada. (DANVILA DEL
VALLE & AHEDO RUIZ, 2013)
Los software educativos son las herramientas mediadoras del proceso enseñanza
aprendizaje utilizadas por maestros y alumnos, que contribuyen a la participación
activa, tanto individuales como colectivas, sobre el objeto de conocimiento. Los
medios no solamente son usados por los maestros, sino que deben resultar de utilidad
a los alumnos para el desarrollo de la interacción y habilidades específicas.
La computadora puede interactuar con el usuario mediante estímulos textuales,
gráficos, color, sonido, animaciones; es capaz de procesar la información y
mostrar el resultado de lo que el usuario pidió hacer. La interactividad es una cualidad
que la diferencia de otros medios, debe ser considerado como principal indicador para
su uso. (DURO NOVOA, 2013).
14
2.1.2. Realidad Aumentada
Desde que vivimos en la presente era digital, en constante evolución, cada día nos
encontramos con términos que todavía no estamos familiarizados. La realidad
aumentada o conocida como RA no es más que lo que vemos en nuestro dispositivo
móvil. Se llama realidad aumentada porque combina información física y digital en
tiempo real y en el mismo espacio. De esta manera, podemos obtener mayor
información de los elementos de nuestro entorno.
Dicho de otra forma, la realidad aumentada busca ampliar nuestra percepción
mediante imágenes, vídeos o información digital con ayuda de dispositivos móviles
como Smartphone, tablets, u ordenadores. Es decir, convertir nuestro mundo físico en
interactivo y digital. Lo que la diferencia de la realidad virtual, es que ésta no
sustituye la realidad, sino que superpone los datos informáticos al mundo real sobre la
marcha.
Debido a que se basa en la percepción física real, la RA tiene un montón de
utilidades. Basta con tener un dispositivo móvil para poder disfrutarla. Debido a la
enorme penetración de estos dispositivos en nuestra vida cotidiana es que cada vez
más aparecen muchas aplicaciones basadas en esta tecnología.
Para que podamos hablar de Realidad Aumentada deben existir 5 elementos:
- Pantalla: Muy importante para poder visualizar la información.
- Cámara: Será la que capte la realidad y proporcione la información a la
aplicación. Necesaria para activar cualquier sistema de RA.
- Marcador: Será el elemento que ponga en funcionamiento la aplicación de
Realidad Aumentada. Puede ser una imagen hecha con la cámara o un punto
geográfico.
15
- Información virtual: Es lo que recibe el usuario una vez que se activa el
marcador ya sea mediante la cámara o el GPS.
- Software: Es el mecanismo o programa informático que interpreta la
aplicación y la muestra en el dispositivo móvil.
Todos estos elementos han de converger para que pueda existir una aplicación de
Realidad Aumentada. Muchas industrias ya han visto en estas aplicaciones un gran
futuro, por ello han optado por aprovechar las oportunidades que ofrece este mercado
y los smartphones son la herramienta perfecta para poder disfrutar de este aumento de
realidad en tiempo real, de ahí el aumento de las aplicaciones que permiten involucrar
esta tecnología.
Lo que es evidente es que este tipo de tecnologías no tienen límite, ya que cada vez
más van apareciendo terminales electrónicos que utilizan este tipo de realidad para
facilitar nuestra vida cotidiana, aunque adaptarse a ello sea un poco complicado
(QODE, 2014)
2.1.3. Modelamiento 3D
En computación, un modelo en 3D es un "mundo conceptual en tres dimensiones".
Un modelo 3D puede "verse" de dos formas distintas. Desde un punto de vista
técnico, es un grupo de fórmulas matemáticas que describen un "mundo" en tres
dimensiones. Desde un punto de vista visual, valga la redundancia, un modelo en 3D
es un representación esquemática visible a través de un conjunto de objetos,
elementos y propiedades que una vez procesados (renderización), se convertirán en
una imagen en 3D o una animación 3d. Por lo general, el modelo visual suele ser el
modelo 3d que las diseñadores manejan, dejando las fórmulas a procesos
computacionales. (ALEGSA, 2010).
16
Proceso para el modelado
Preparación: Antes de comenzar con el proceso de modelado en 3D, el
modelador debe crear una serie de bocetos para el proyecto. Para ello, él debe
consultar con su cliente o empleador, acerca de todo lo relacionado con el
proyecto. Por ejemplo, si un director quiere una criatura para una película, el
modelador deberá echar un vistazo al guión y al story board para saber lo que
se espera del modelo.
Imágenes de referencia: El modelador toma los bocetos y los escanea en su
computadora. Las imágenes se importan a un programa de modelado y se
colocan en el programa como referencias. Esto se puede hacer de dos maneras
que consisten en que el modelador aplica las imágenes a superficies planas
como texturas, para luego ubicarlas en la escena o a través de la utilización de
un programa tal como Hexagon, en el cual se pueden aplicar imágenes a las
redes preexistentes hechas para el este propósito.
Modelado inicial: Con las imágenes de referencia ubicadas, el modelador 3D
comienza el modelado. Existen varias técnicas utilizadas en el modelado 3D y
una de las utilizadas se conoce como modelado de caja. En este proceso, se
crea un solo cubo (caja) en la pantalla y luego, utilizando diversas
herramientas de modelado tales "Extrusion", "Tessellate" y "Bisel", el
modelador expande gradualmente las diversas caras (polígonos) del cubo en
cualquier forma básica que se requiera.
Refinamiento del modelo: Una vez que se crea la forma básica, el modelador
puede empezar a refinarlo. Esto significa que el ajuste de los puntos y los
bordes debe quedar bien para cuando la figura requiera moverse. En general
es necesario utilizar la herramienta de teselación "Line" para agregar líneas
17
adicionales de polígonos alrededor de las secciones de modelos vivos
(personas, vacas, peces) que se requieran doblar.
Suavizado: Otra parte importante del proceso para la creación de un modelo
3D, es el que se conoce con el nombre de "Suavizado" y se relaciona con
otros modelos vivos. La mayoría de los modeladores 3D tienen esta función,
aunque puede tener un nombre diferente. Cuando el suavizado se aplica a un
modelo, el programa construye un número de polígonos para éste, creando un
aspecto más natural y más suave y facilitando así la construcción de modelos
3D vivos. (KETCHUM, 2013).
2.1.4. Aparato Respiratorio – Generalidades
El sistema respiratorio o aparato respiratorio es el conjunto de los órganos y músculos
que se encarga de captar el oxígeno a través de la inspiración y de eliminar el dióxido
de carbono mediante la exhalación tras el proceso de metabolismo celular.
Un ser vivo puede estar varias horas sin comer, dormir o tomar agua, pero no puede
dejar de respirar más de tres minutos. Esto grafica la importancia de la respiración
para nuestra vida.
En el sistema respiratorio del ser humano puede distinguirse entre el sistema de
conducción y el sistema de intercambio. Éste último es conocido como la zona no
respiratoria, ya que allí no hay intercambio gaseoso. (Definición.DE, 2008)
Nuestras células consumen oxígeno para obtener energía de los alimentos que
comemos y producen dióxido de carbono que hay que sacar al exterior.
18
Figura 1. Aparato Respiratorio (MEIRO, 2014)
Partes del aparato respiratorio
El aparato respiratorio está formado por las siguientes partes:
Fosas nasales
Figura 2. Fosa Nasal (ICARITO, 2013)
Está situada en la cabeza (por encima de la cavidad bucal), las cavidades de la
nariz están separadas por un tabique y se comunican con el exterior a través de las
19
narinas. Constituyen el tramo inicial del aparato respiratorio, sirviendo para la entrada
y salida de aire, además de contener el órgano del olfato. En su interior, las fosas
nasales están tapizadas por una membrana mucosa (respiratoria y olfativa). Cabe
aclarar que la parte superficial (recubierta de piel) y anterior de las fosas nasales es
la nariz, en tanto el resto está formado por dos cavidades óseas ubicadas en el interior
del cráneo.
Boca.-
Figura 3. Boca (El cuerpo humano, 2008)
Si bien la cavidad bucal forma parte del aparato digestivo, también realiza funciones
del aparato respiratorio, ya que el aire puede inhalarse a través de ella.
Faringe.-
Figura 4. Faringe (CAÑIZAREZ)
20
Es un conducto muscular membranoso que transporta el aire a la laringe y el alimento
al esófago, por lo que forma parte de los aparatos respiratorio y digestivo a la vez.
Laringe.-
Figura 5. Laringe (Partes del Sistema Respiratorio Humano)
También llamada caja de la voz, es la parte superior del conducto del aire y contiene
un par de cuerdas vocales que vibran para producir sonidos.
Tráquea.-
Figura 6. Tráquea (Anatomía y Fisiología Respiratoria, 2008)
21
Sus paredes están reforzadas con rígidos anillos cartilaginosos que la mantienen
abierta; igualmente, está revestida de cilios (vellosidades) que eliminan los fluidos y
las partículas extrañas que hay en la vía respiratoria para que no entren en
los pulmones. Se extiende hacia abajo desde la base de la laringe; se divide en dos
conductos principales llamados bronquios.
Pulmones
Figura 7. Pulmones (El cuerpo humano, 2008)
Su función primaria es proporcionar oxígeno y eliminar dióxido de carbono de la
sangre. Los pulmones (derecho e izquierdo) son suaves y esponjosos; si están sanos,
por lo general tienen color moteado rosado grisáceo. Contienen tejidos elásticos que
les permiten inflarse y desinflarse sin perder la forma, y están cubiertos de una
membrana denominada pleura. En su interior, los pulmones albergan a bronquios,
bronquiolos y alvéolos (en conjunto forman una red conocida como árbol bronquial).
22
Bronquios.-
Figura 8. Bronquios (Cuerpo Humano, 2008)
En el interior de los pulmones, los bronquios se ramifican en vías más pequeñas que
se dividen varias veces más, hasta formar tubos diminutos llamados bronquiolos.
Bronquiolos.-
Figura 9. Bronquiolos (VALENZUELA, 2012)
Pequeños conductos dentro de los pulmones en cuyas terminaciones se ubican
diminutos sacos elásticos de aire (alvéolos).
23
Alvéolos.-
Figura 10. Alvéolos (Portal Educativo)
El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono dentro de los pulmones tiene lugar
en estas minúsculas bolsas de aire. Cada pulmón alberga cerca de 300 millones
de alvéolos, que si pudieran extenderse sobre una superficie plana, cubrirían área
aproximada al tamaño de una cancha de tenis. (Aparato Respiratorio, 2016)
Funcionamiento del aparato respiratorio
El intercambio de oxígeno y de dióxido de carbono (hematosis) tiene lugar entre los
alvéolos y los capilares del pulmón a través de la membrana alveolocapilar, que es
semipermeable. Con la inspiración, el aire ingresa a los pulmones porque la presión
dentro de ellos es menor a la presión atmosférica.
Inspiración.-
Se contraen el diafragma, los músculos intercostales externos, los serratos anteriores
y los pectorales. La cavidad torácica se expande. Los pulmones se dilatan al entrar
24
aire oxigenado. Tras la inspiración, el oxígeno llega a los alvéolos y pasa a los
capilares arteriales.
Espiración.-
Intervienen los músculos intercostales internos, los oblicuos abdominales y el recto
abdominal. El diafragma, los músculos pectorales y los intercostales externos se
relajan. La cavidad torácica se reduce en volumen. Los pulmones se contraen al salir
aire desoxigenado. Con la espiración el aire sale de los pulmones porque la presión en
los alvéolos es mayor que la atmosférica.
La inspiración es un proceso activo, ya que necesita del trabajo muscular. Antes de
cada inspiración, la presión intrapulmonar es casi igual a la existente en la atmósfera.
La espiración es un fenómeno pasivo, que solo depende de la elasticidad de los
pulmones. Antes de cada espiración, la presión intrapulmonar es mayor a la
atmosférica.
Figura 11. Inspiración y Espiración (GARCIA, 2008)
25
3. MARCO METODOLOGICO
La programación eXtreme Programming (XP) es la metodología más destacada de
los procesos ágiles de desarrollo de software. La metodología XP describe un
conjunto de prácticas para un desarrollo óptimo, ya que define con exactitud los
requerimientos del usuario. Esta metodología difiere de las demás ya que tiene las
siguientes características que son muy importantes para el proyecto planteado: se
basan en la simplicidad, la comunicación y la realimentación o reutilización del
código desarrollado y potenciado en sus 4 fases.
3.1. Elaboración y desarrollo de fases
Figura 12. Metodología XP (CARRERA FUERTES, 2016)
3.1.1. Planificación
HISTORIAS DE USUARIO.- representan una breve descripción del
comportamiento del sistema, se emplean para hacer estimaciones de tiempo y
para el plan de lanzamientos.
PLANIFICACIÓN Historias de
Uso Plan de
Entregas Velocidad
de Proyecto Iteraciones Rotaciones Reuniones
DISEÑO Metafora
del Sistema Tarjetas
Soluciones Puntuales
Funcionalidad Minima Reciclaje
CODIFICACIÓN Disponibilidad
del Cliente Unidad de
Puebas Programación
por parejas Integración
PRUEBAS Implantació
n Pruebas de Aceptacion
26
Historia de Usuario
Numero: 1 Usuario: Profesores
Nombre de Historia: Maquetaciones iniciales modelos 2d
Prioridad en Negocio: Media Puntos Estimados: 0.8
Riesgos en Desarrollo: Media Iteración Asignada: 1
Descripción: Después del respectivo estudio de piezas anatómicas en base a
investigación con supervisión del doctor Marco Guerrero jefe de laboratorios de la
cátedra de anatomía de la Carrera de Medicina de la Facultad de Ciencias Médicas, se
realizan bocetos y su visualización en un panorama 2d, este proceso es esencial para
iniciar con el modelamiento 3d.
Observaciones:
Tabla 1. Historia de Usuario 1 (CARRERA FUERTES, 2016)
Historia de Usuario
Numero: 2 Usuario: Profesores
Nombre de Historia: Maquetaciones iniciales interfaz de usuario
Prioridad en Negocio: Alta Puntos Estimados: 1.2
Riesgos en Desarrollo: Media Iteración Asignada: 1
Descripción: Manteniendo conversaciones con las autoridades del Instituto Nacional
de Audición y Lenguaje (INAL) y consolidando las necesidades sugeridas de manera
gráfica se realiza la maquetación de la interfaz de usuario que tendrá el aplicativo
respetando las normas que rigen al diseño de aplicativos multimedia, obteniendo un
nivel alto de estética y funcionalidad.
Observaciones:
Tabla 2. Historia de Usuario 2 (CARRERA FUERTES, 2016)
27
Tabla 3. Historia de Usuario 3 (CARRERA FUERTES, 2016)
Historia de Usuario
Numero: 4 Usuario: profesores
Nombre de Historia: Modelamiento piezas anatómicas 3D
Prioridad en Negocio: Alta Puntos Estimados: 3.8
Riesgos en Desarrollo: Media Iteración Asignada: 2
Descripción: Posterior a los modelos 2D, se inicia el modelado en tres dimensiones
de los órganos humanos que serán parte del estudio del sistema respiratorio, tomando
en cuenta el material de apoyo basado en fotografías, piezas anatómicas y órganos
humanos que garantizaran la estructuración del modelado.
Observaciones:
Tabla 4. Historia de Usuario 4 (CARRERA FUERTES, 2016)
Historia de Usuario
Numero: 3 Usuario: Profesores y Estudiantes
Nombre de Historia: Pruebas maquetaciones iniciales
Prioridad en Negocio: Alta Puntos Estimados: 1.0
Riesgos en Desarrollo: Media Iteración Asignada: 1
Descripción: Después de realizar las maquetaciones iniciales se presentan los
modelos realizados a las autoridades del Instituto Nacional de Audición y Lenguaje
(INAL), para ser sometidos a variaciones y por consiguiente ser aprobados
Observaciones: Esta fase está sujeta a las variaciones solicitadas por el personal a
cargo, debido a funcionalidades y necesidades especiales de los estudiantes.
28
Historia de Usuario
Numero: 5 Usuario: profesores
Nombre de Historia: Aprobaciones de modelos anatómicos
Prioridad en Negocio: Alta Puntos Estimados: 2.2
Riesgos en Desarrollo: Media Iteración Asignada: 2
Descripción: En esta fase se solicita la presencia continua del doctor a cargo quien es
la persona que apruebe los modelos a presentarse.
Observaciones:
Tabla 5. Historia de Usuario 5 (CARRERA FUERTES, 2016)
Historia de Usuario
Numero: 6 Usuario:
Nombre de Historia: Creaciones de marcadores realidad aumentada.
Prioridad en Negocio: Baja Puntos Estimados: 1.0
Riesgos en Desarrollo: Baja Iteración Asignada: 3
Descripción: Se realiza el modelado de la estructura que tendrán las tarjetas
“marcadores”, el diseño se lo realiza en Adobe Ilustrador.
Observaciones:
Tabla 6. Historia de Usuario 6 (CARRERA FUERTES, 2016)
Historia de Usuario
Numero: 7 Usuario: Profesores
Nombre de Historia: Codificación y desarrollo del aplicativo.
Prioridad en Negocio: Alta Puntos Estimados: 4.0
Riesgos en Desarrollo: Alta Iteración Asignada: 3
Descripción: Se inicia la etapa de desarrollo e implementación de líneas de código
que nos permitan general las diversas herramientas y usos de la aplicación, esto se lo
realizara en Unity, programa que nos permite trabajar en tiempo real con los modelos
3D que fueron realizados en otras fases
Observaciones:
Tabla 7. Historia de Usuario 7 (CARRERA FUERTES, 2016)
29
Historia de Usuario
Numero: 8 Usuario: Profesores y Estudiantes
Nombre de Historia: Revisión y correcciones del aplicativo mediante pruebas con el
usuario final.
Prioridad en Negocio: Alta Puntos Estimados: 1.5
Riesgos en Desarrollo: Alta Iteración Asignada: 4
Descripción: Reuniones programadas con los usuarios finales para realizar pruebas
que confirmen el nivel de funcionalidad, compresión, tiempo de respuesta, calidad
visual.
Observaciones:
Tabla 8. Historia de Usuario 8 (CARRERA FUERTES, 2016)
PLAN DE ENTREGAS
Modulo Historia de Usuario
Maquetación Inicial
1. Maquetaciones iniciales modelos 2d
2. Maquetaciones iniciales interfaz de usuario
3. Pruebas maquetaciones iniciales
Modelamiento 3D
4. Modelamiento piezas anatómicas 3D
5. Aprobaciones de modelos anatómicos
Desarrollo de la
aplicación
6. Creaciones de marcadores para realidad aumentada
7. Codificación y desarrollo del aplicativo
Pruebas 8. Revisión y correcciones del aplicativo mediante
pruebas con el usuario final
Tabla 9. Plan de Entrega (CARRERA FUERTES, 2016)
30
Modulos 1 Iteracion
04 de enero
- 22 de
Enero
2 Iteracion
25 de
enero - 4
de marzo
3 Iteracion
6 marzo -14
de abril
4 Iteracion
14 de abril -
25 de abril
Maquetacion Inicial v.1.0 terminado
Modelamiento 3D v.1.0 terminado
Desarrollo de la
aplicación v.1.0 terminado
Pruebas v.1.0 terminado
Tabla 10. Plan de Entrega 2 (CARRERA FUERTES, 2016)
ITERACIONES - VELOCIDADES
Iteración Historia de Usuario Pto. Est
1
1 Maquetaciones iniciales modelos 2d 0.8
2 Maquetaciones iniciales interfaz de usuario 1.2
3 Pruebas maquetaciones iniciales 1.0
2
4 Modelamiento piezas anatómicas 3D 3.8
5 Aprobaciones de modelos anatómicos 2.2
3
6 Creaciones de marcadores realidad aumentada 1.0
7 Codificación y desarrollo del aplicativo 4.0
4 8 Revisión y correcciones del aplicativo mediante
pruebas con el usuario final 1.5
Tabla 11. Iteraciones (CARRERA FUERTES, 2016)
31
3.1.2. Diseño
TARJETAS CRC
Modulo Interacción
Funcionalidades Colaboradores
Llamar_camara() Usuario
Reconocer_marcador()
Mostrar_objeto()
Mostrar_video()
Imprimir()
Menu_ayuda()
Mover_objeto()
Tabla 12. Tarjetas CRC (CARRERA FUERTES, 2016)
3.1.3. Desarrollo
CODIFICACIÓN
La codificación debe hacerse ateniendo a patrones de codificación ya creados,
programar bajo estándares mantiene el código consistente lo que facilita su
comprensión y escalabilidad, crear test que prueben el funcionamiento de distintas
partes del código implementado. La optimización del código siempre se debe
dejar para el final.
32
3.1.4. Pruebas
PRUEBA FUNCIONAL
Numero Prueba: 1 Numero de Historia de Usuario: 3
Nombre de la Prueba: Pruebas maquetaciones iniciales
Descripción: Se presenta al usuario los resultados de las maquetación de la interfaz,
en donde se muestra el desglose de las pantallas que conforman el aplicativo:
Inicio/ presentación
Menú General
Aparato respiratorio con realidad aumentada
Modalidad Individual de las partes
Actividades
Ayuda
Condiciones de ejecución: Ninguna
Entrada:
El usuario ingresa a la aplicación, da clic en el icono de inicio y aparecerá la
ventana de Menú General.
El usuario deberá seleccionar cualquiera de las cuatro opciones que se le
presenta para trabajar: Realidad Aumentada-Partes-Actividades-Ayuda.
Al seleccionar la opción realidad aumentada, la cámara del equipo se
activará inmediatamente, el usuario deberá mostrar el marcador previamente
impreso y aparecerá el modelo cargado y listo para interactuar.
En esta opción se proporciona de un video en lenguaje de señas y una imagen
del marcador que debe utilizar para esta herramienta.
Si se da clic en la flecha de la esquina inferior izquierda nos lleva a otra
pantalla que nos permite interactuar con el modelo en 3D sin necesidad de
cámara ni marcadores, aquí podemos girar en X y Y
Al seleccionar la opción partes, al usuario se le desplegará un menú de
imágenes respectivas a las partes que conforman el aparato respiratorio, al
seleccionar cualquiera de ellas se cargará el modelo seleccionado.
En esta opción se proporciona de un video en lenguaje de señas y una imagen
33
del marcador que debe utilizar para esta herramienta.
Si se da clic en la flecha de la esquina inferior izquierda de cualquiera de las
partes del aparato respiratorio ,nos lleva a otra pantalla que nos permite
interactuar con el modelo en 3D sin necesidad de cámara ni marcadores, aquí
podemos girar en X y Y
Al seleccionar la opción actividades, al usuario se le desplegará un menú con
dos opciones para jugar.
La primera es rompecabezas consiste en volver a armar el aparato respiratorio
en 2D.
La segunda es ubícalo, consiste en colocar el nombre de una parte del aparato
respiratorio en el lugar correcto.
Al seleccionar la opción ayuda, el usuario puede visualizar un menú con las
opciones de ayuda, de forma textual y en video en lenguaje de señas.
Resultado Esperado: Las imágenes de las maquetaciones deberán ser amigables e
intuitivas.
Evaluación de la prueba: Prueba Satisfactoria
Tabla 13. Prueba 1 (CARRERA FUERTES, 2016)
PRUEBA FUNCIONAL
Numero Prueba: 2 Numero de Historia de Usuario: 3
Nombre de la Prueba: Aprobaciones de modelos anatómicos
Descripción: Se presentan los modelos 3d terminados al Dr. Marco Guerrero, estos
modelos son:
Fosas Nasales
Faringe
Laringe
Tráquea
Pulmones
Bronquios
Bronquiolos
Alveolos
34
Condiciones de ejecución: Ninguna
Entrada:
El doctor a cargo deberá interactuar con los modelos en Blender, observando su
estructura, texturas y formas especiales.
Resultado Esperado: Los modelos deben cumplir con las especificaciones
anatómicas propias de cada órgano.
Evaluación de la prueba: Prueba Satisfactoria
Tabla 14. Prueba 2 (CARRERA FUERTES, 2016)
PRUEBA FUNCIONAL
Numero Prueba: 8 Numero de Historia de Usuario: 3
Nombre de la Prueba: Revisión y correcciones del aplicativo mediante pruebas con
el usuario final.
Descripción: Se presenta al usuario los resultados de las maquetación de la interfaz,
en donde se muestra el desglose de las pantallas que conforman el aplicativo:
Inicio/ presentación
Menú General
Aparato respiratorio con realidad aumentada
Modalidad Individual de las partes
Actividades
Ayuda
Condiciones de ejecución: Ninguna
Entrada:
El usuario ingresa a la aplicación
Da clic en el icono de inicio y aparecerá la ventana de Menú General
El usuario tiene cuatro opciones para trabajar: Realidad Aumentada-Partes-
Actividades-Ayuda
En la opción realidad aumentada, la cámara del equipo se activara inmediatamente, el
usuario deberá mostrar el marcador previamente impreso y aparecerá l modelo
cargado y listo para interactuar.
35
El usuario tiene la opción de dar clic en la flecha de la esquina inferior izquierda, en
la pantalla se cargará el modelo en 3D, aquí podemos girar en los ejes X y Y.
En esta opción se proporciona de un video en lenguaje de señas y una imagen del
marcador que debe utilizar para esta herramienta.
En la opción partes, al usuario se le desplegará un menú de imágenes respectivas a las
partes que conforman el aparato respiratorio.
Si se da clic en la flecha de la esquina inferior izquierda nos lleva a otra pantalla que
nos permite interactuar con el modelo en 3D, aquí podemos girar en los ejes X y Y.
En la opción actividades, al usuario se le desplegará un menú con dos opciones para
jugar.
La primera es rompecabezas y el usuario tiene que armar el aparato respiratorio en
2D.
La segunda es ubícalo, el usuario tiene que colocar el nombre de una parte del
aparato respiratorio en el lugar correcto.
Al seleccionar la opción ayuda, el usuario puede visualizar un menú con las opciones
de ayuda, de forma textual y en video en lenguaje de señas.
Resultado Esperado: El usuario asocie de manera intuitiva las herramientas a usar.
Así como comprobar que la interfaz sea amigable.
Evaluación de la prueba: Prueba Satisfactoria
Tabla 15. Prueba 3 (CARRERA FUERTES, 2016)
36
4. ANALISIS DE LAS HERRAMIENTAS
4.1. Herramientas de Modelado y Animación
Existen multitud de herramientas de modelado 3D en el mercado, muchas de ellas
enfocadas a sectores concretos:
4.1.1. 3D Studio Max.-
Fue originalmente escrito por Kinetix (una división de Autodesk) como el sucesor
de 3D Studio para DOS. Más tarde Kinetix se fusionaría con la última adquisición
de Autodesk, Discreet Logic. Es el líder en el desarrollo 3D de la industria del
videojuego y es muy utilizado a nivel amateur. (Wikipedia, 2015)
4.1.2. Blender.-
Blender es la suite libre y abierta de creación 3D fuente. Es compatible con la
totalidad de la tubería de modelado 3D, aparejos, animación, simulación,
renderizado, composición y seguimiento de movimiento, incluso la edición de
vídeo y creación de juegos. Los usuarios avanzados emplean API de Blender para
secuencias de comandos de Python para personalizar la aplicación y escribir
herramientas especializadas. Blender es muy adecuado para los individuos y
pequeños estudios que se benefician de su estructura unificada y el proceso de
desarrollo de capacidad de respuesta. Ejemplos de muchos proyectos basados en
Blender están disponibles en el escaparate.
Blender es multiplataforma y funciona igual de bien en ordenadores Linux,
Windows y Macintosh. Su interfaz utiliza OpenGL para proporcionar una
experiencia coherente. Para confirmar la compatibilidad específica, la lista de
plataformas soportadas indica los evaluados periódicamente por el equipo de
desarrollo. (Blender, 1999)
37
4.1.3. Maya.-
Mejor conocido como Maya o Maya 3D y en algunos casos con su nombre
completo, Autodesk Maya, es un programa dedicado al desarrollo de modelos en
3D mediante una computadora, efectos especiales y sobre todo, animación.
Es importante destacar que es posible conseguir el programa completo de forma
gratuita en el sitio oficial de Autodesk, bajo la licencia “Personal Learning
Edition”, las imágenes renderizadas por esta versión tiene el logotipo de la
compañía impreso como marca de agua.
El software Maya de animación, modelado, simulación y renderización en 3D
ofrece a los realizadores un completo conjunto de herramientas creativas. Estas
herramientas suponen un punto de partida para hacer realidad su visión en el
modelado, la animación, la iluminación y los efectos visuales. (Frank, 2014)
Es quizá el software más popular en la industria, por lo menos hasta 2003. Es
utilizado por multitud de importantes estudios de efectos visuales en combinación
con RenderMan, el motor de render fotorrealista de Pixar. (Wikipedia, 2015)
4.1.4. Cinema4D.-
Cinema 4D Studio es lo mejor que MAXON tiene para ofrecer a los artistas
profesionales del 3D. Si quiere hacer gráficos avanzados en 3D pero necesita un
apoyo para asegurarse de crear asombrosos gráficos de forma rápida y fácil,
entonces esta es la opción ideal.
Además de contener todas las características de Cinema 4D Prime, Visualize y
Broadcast, Cinema 4D Studio añade herramientas avanzadas de caracteres, pelo,
un motor físico e ilimitados clientes de render. El resultado final es que Cinema
4D Studio puede abordar cualquier proyecto con facilidad. (Computer & MAXON ,
2000)
38
CUADRO COMPARATIVO DE HERRAMIENTAS DE MODELADO
Autodesk
Maya Blender 3D Autodesk 3dmax
Maxon Cinema 4D
GENERALES
Plataformas Windows-Mac-Linux
Windows-Mac-Linux Windows Windows- Mac
Idiomas Ingles varios idiomas Ingles Frances CZ EN FR GE IT PL SPJP
Interfaz Flexible, potente pero no intuitiva
Flujo de trabajo rápido, pueden ser más intuitivo
Estilo CAD, limpio y potente
Limpia e intuitiva
Documentaciones Excelente Bueno Bueno Muy Bueno
IMPORTACION
3DS Muy bueno Bueno Muy bueno Muy Bueno
FBX Muy bueno Muy bueno Muy bueno Muy Bueno
OBJ Muy bueno Bueno Muy bueno Muy bueno
RENDERIZACION
Render Internal Render,MentalRay Internal Render
Internal Render,MentalRay Internal Render
Calidad Excelente Bueno Excelente Bueno
EXTENSIONES ESPECIALES
Herramientas de la animación Excelente Bueno Muy Bueno Bueno
UV herramientas Excelente Excelente Muy Bueno Excelente
Pintura Muy Bueno Bajo Ninguno Excelente
Modelado Muy Bueno Bueno Excelente Muy Bueno
Modificadores Muy Bueno Bueno Excelente Bueno
NURBS Muy Bueno Bajo Bajo Ninguno
Dinamic/Cuerpo Rigidos Excelente Muy Bueno Muy Bueno Muy Bueno
Cuerpos Blandos Muy Bueno Bueno Muy Bueno Bueno
PAQUETE PARA DISEÑAR
Paquete Completo Estandar Estandar Bundle
PAQUETE PARA ESTUDIANTES
Paquete Ilimitado Estandar Estandar Bundle
APLICACIONES
Juegos Muy Bueno Bajo Excelente Bajo
3D tiempo real Muy Bueno Bueno Excelente Bajo
Tabla 16. Cuadro comparativo de herramientas para modelado (TDT3D , 1999)
39
4.2. Herramientas de Programación
Los juegos y las aplicaciones gráficas interactivas en tiempo real, están viviendo
uno de los momentos más importantes de su historia. El desarrollo de aplicaciones
gráficas que exigen altas prestaciones, en especial juegos, requieren de
herramientas de desarrollo altamente especializadas y complejas. Estas
herramientas deben garantizar estrictas condiciones, algunas se enumeran a
continuación:
Obtener el máximo rendimiento gráfico de los dispositivos sobre los
que se ejecuta la aplicación o juego.
Aprovechar las características más avanzadas de las unidades de
procesamiento gráfico que les permita los mejores resultados visuales y
realismo.
Ofrecer un conjunto de herramientas que permitan a los desarrolladores
aprovechar las características anteriores con el menor esfuerzo posible,
con un potente editor, un poderoso lenguaje de programación o scripting, y
con una amplia gama de complementos: importación de modelos,
imágenes, sonidos y otros medios, motor de físicas, edición de terrenos,
sistemas de partículas, herramientas de inteligencia artificial, etc.
Multiplataforma tanto en las herramientas de desarrollo como en su
capacidad de exportar la aplicación final a diversas plataformas:
escritorio, web, dispositivos móviles y consolas.
Si bien en el mercado existe una amplia lista de motores de video juegos con
diversas características como son:
Unity3D (http://unity3d.com)
OGRE (http://www.ogre3d.org) Open Source
XNA (http://msdn.microsoft.com/en-us/centrum-xna.aspx)
40
CUADRO COMPARATIVO DE MOTORES DE VIDEOJUEGOS
2D/3D IDE Lenguaje
Plataformas de
Distribución
Motor Físico
Licencia
Unity 3D
2D y 3D
Sí (Mac y Windows)
C#, Boo, JS
Mac, Windows, Linux, iOS, Android, PS3, XB360, PSP, Wii, PSVita, Flash, Web
PhysX
Comercial. Versión básica gratuita (desktop y web) y versiones PRO y plataformas móviles y consolas con un pago único
OGRE
2D y 3D
Mediante las herramientas de desarrollo de la plataforma
C++, .NET (MOGRE), python (Python-Ogre), java (Ogre4j), Lua (Lugre)
Windows, Mac y Linux, iOS
Integración con OgreBullet, OgreNewt, NXOgre (PhysX Wrapper), OgreODE No funcionan en todas las plataformas soportadas por ogre
Open Source - LGPL con excepciones. A partir de la versión 1.7 licencia MIT (http://opensource.org/licenses /mit-license.php)
XNA – Librería
2D y 3D
XNA Game Studio
C# Oficial y .NET
Windows, Windows Mobile Phone, Xbox 360
Integración con JigLix (3D/2D), Farseer (2D)
Comercial. Para distribuir aplicaciones en las plataformas de Microsoft, hay que ser miembro del Microsoft XNA Creator Club.
Tabla 17. Cuadro comparativo de motores de videojuegos (PEREZ, 2016)
4.3. Herramientas para programación de Realidad Aumentada
4.3.1. Software para Realidad Aumentada
Existen varios software de escritorio para crear contenidos de realidad aumentada,
entre los más utilizados son los siguientes:
Buildar: http://www.buildar.co.nz/
41
Armedia: http://www.inglobetechnologies.com/en/index.php
Aumentaty: http://www.aumentaty.com/
4.3.2. Librerías de realidad aumentada para programadores.
Artoolkit.-
Es el proyecto original del que surgieron gran parte de los desarrollos, es de uso
libre mientras lo desarrollado no tenga propósitos comerciales. ARToolKit es una
biblioteca de software para la creación de aplicaciones de Realidad Aumentada
(AR). Estas son aplicaciones que implican la superposición de imágenes virtuales
en el mundo real.
Andar.-
Es un proyecto que permite la Realidad Aumentada en la plataforma Android.
Todo el proyecto se distribuye bajo la Licencia Pública General de GNU. Esto
significa que puede disponer de ella en cualquiera de sus proyectos, siempre y
cuando ellos licencia bajo la misma licencia, esto significa que la GPL. Ya que es
un proyecto Open Source ningún contribuciones de código de que son
bienvenidos. ARToolworks ofrece licencias comerciales para la ARToolKit
subyacente.
Vuforia.-
Es el único SDK libre y gratuito disponible para crear soluciones de RA. No se
pueden incluir contenidos geolocalizados, con coordenadas absolutas, pero sí con
coordenadas relativas gracias al giroscopio, la brújula y el acelerómetro de los
dispositivos. Junto con Unity 3D, se pueden crear contenidos para diversos tipos
de plataformas y aplicaciones móviles.
Metaio Sdk Mobile.-
METAIO SDK es otra opción a considerar, puede desarrollar en Android, Iphone
y Windows. Al igual que Vuforia también se puede integrar con el motor
Unity3D. Integra también un potente motor de renderizado en 3D. Dispone de
42
servicio en la nube como Vuforia y al igual que él también implementa los
llamados Frame Markers. Como plataformas para desarrollar se encuentra
Unity, Eclipse y una plataforma propia llamada Metaio Creator. Ésta última
dispone de una versión de prueba gratuita y está pensada para desarrolladores sin
conocimientos de programación. (CASTRO, 2013)
CUADRO COMPARATIVO DE CARACTERISTICAS DE SDK
Tabla 18. Resumen de características de los SDK analizados (SERRANO, 2012)
ANDAR
NYARTOOL
KIT-
ANDROID
VUFORIA METAIO SDK
MOBILE
Licencia Libre Libre Libre Libre con
restricciones
Marcadores
Marcas
Naturales
Tracking 3D Pendiente de
incluir
Formatos 3D OpenGL,
obj
.mqo, md2
(animación),
obj.
Open GL
OpenGL,
md2(animacion),
obj.
Multiplataforma No (solo
Android)
SI:Android,
Java, C#,
C++,AS3,
Processing
Android/ iOS Android/ iOS
Documentación Limitado Solo en
japonés Completa Completa
Soporte a
desarrolladores Si mediante
API Si mediante API
En desarrollo
Comunidad de
desarrolladores
43
5. DISEÑO E IMPLEMENTACION DEL APLICATIVO
Para la creación de la aplicación se necesitó un grupo de herramientas detalladas
anteriormente y que se encuentran comprendidas en las siguientes etapas:
- Diseño de Interfaz de Usuario
- Modelamiento del Aparato Respiratorio
- Creación de los Marcadores
- Codificación para Realidad Aumentada
5.1. Diseño de la Interfaz de Usuario.
En esta fase se plantea la maquetación inicial de la aplicación y se establece el
conjunto de elementos que se usarán como son el número de ventanas, botones y
herramientas, además se establece el imagotipo y los colores que identificarán a la
aplicación, siguiendo las normas que rigen al diseño para aplicaciones móviles,
bajo estos lineamientos y después de varias reuniones con la Institución se
aprueban las tipografías e imágenes finales.
Se creó la maquetación de las pantallas en Adobe Ilustrador (Ai), definiendo las
configuraciones iniciales como colores que va a tener la aplicación, tamaño de
resolución, imágenes que debemos cargar o dibujar, etc; una vez definidas estas
características principales creamos de los gráficos y el texto, para los cuales se
utilizó las siguientes herramientas básicas de maquetación entre las más
importantes está el uso de la pluma, herramientas para creación de rectángulos,
herramientas de ajustes de texto, transparencia, degradado, herramientas para
recortar, uso de colores panton, herramientas para trazo. Obteniendo lo siguiente:
44
Carga inicial del logo de la aplicación
Figura 13. Logo de la aplicación (CARRERA FUERTES, 2016)
Menú Inicial en el que se presenta las opciones que tiene la aplicación: Aparato
Respiratorio – Partes – Actividades - Ayuda (Fig. 14).
Figura 14. Menú Inicial (CARRERA FUERTES, 2016)
En la opción Aparato Respiratorio visualizamos el modelado del Aparato
Respiratorio completo, con todas las partes que forman el mismo de manera
agrupada y con una textura de transparencia del cuerpo humano para tener una
idea precisa del lugar donde se encuentra ubicado estos órganos.
En la opción Partes visualizamos un grupo de órganos distribuidos de la siguiente
forma: Fosas Nasales – Faringe – Laringe – Tráquea – Pulmones - Bronquios
– Bronquiolos – Alveolos
45
En las opciones Aparato Respiratorio y Partes ubicamos la imagen del marcador
a usar, de forma automática se activa la cámara del dispositivo que permite
observar la el aparato o parte según opción escogida mediante realidad aumentada
e interactuar con la aplicación mediante la manipulación del marcador (rotar,
mover, desplazar, etc): además presenta la opción que nos permite visualizar el
video que brinda un pequeño resumen del órgano que se está observando tanto en
audio con en lenguaje de señas, sin embargo si por algún motivo tenemos
problemas con la realidad aumentada, problemas con la cámara, mala resolución
del marcador, la aplicación nos da la opción de poder interactuar con el objeto 3D
mediante el uso de flechas que se encuentran en los bordes, las cuales permiten
obtener una rotación del objeto.
En la opción Actividades visualizamos las dos dinámicas determinadas:
Rompecabezas – Ubícalo (Fig. 15).
Figura 15. Actividades (CARRERA FUERTES, 2016)
En las actividades Rompecabezas y Ubícalo nos despliega unas dinámicas, las
cuales sirven para poner en práctica los conocimientos adquiridos anteriormente o
para despejar algún tipo de duda acerca del aparato respiratorio y sus partes; en las
dos actividades muestra un mensaje que indica si lo hemos hecho de una manera
correcta o no.
46
En la opción Ayuda, encontramos tres opciones adicionales: Herramientas -
Marcadores – Videos, en cada uno de estos visualizamos un video en lenguaje de
señas y audio que explica cuáles son las opciones de ayuda existentes, con su
debida descripción en forma de texto.
Figura 16. Ayuda (CARRERA FUERTES, 2016)
5.2. Modelamiento del Aparato Respiratorio
Blender puede usarse para crear visualizaciones 3D, tanto imágenes estáticas
como videos de alta calidad, mientras que la incorporación de un motor 3D en
tiempo real permite la creación de contenido interactivo que puede ser
reproducido independiente de Blender, además de contar con herramientas para el
modelado, texturizado, iluminación, animación y post-procesado de vídeo en un
paquete.
Para el modelamiento de los órganos del aparato respiratorio se utilizó varias
técnicas de modelado; como por ejemplo “Verts to Verts” (vértice por vértice),
que consiste en crear vértices y e ir acomodándolos en su sitio hasta poder dar
forma al objeto.
Otra técnica de modelado que se utilizó es “Box Modelling”, que consiste en
empezar a modelar desde lo general hasta lo particular, por ejemplo, si queremos
47
crear un ser humano primero hacemos muy básicamente todo el cuerpo, para
después ir detallando parte por parte. Es una técnica muy buena para crear
agradables proporciones y tener un vistazo de cómo va a quedar el modelo antes
de detallar.
Por último la más importante Rotoscopía, que consiste en tener dibujos o
referencias de frente, perfil y si es posible de arriba de un mismo elemento e ir
creando caras y acomodando según lo que vemos en la imagen, esto podemos
hacerlo usando “verts to verts”, o “Box Modelling”. Esta es una técnica que
requiere al menos dos vistas de un objeto pero lo ideal son las tres vistas
principales (superior, frontal y lateral) y consiste en colocar progresivamente
vértices donde se necesita e irlos posicionando alternativamente en las vistas del
objeto y una vez colocados los vértices convenientemente se procede a generar las
caras luego de lo cual sigue el proceso de pulido de la malla obtenida y por último
se da el terminado deseado. (Yoel, 2015).
Para el proyecto se hizo uso de las tres técnicas de modelamiento explicadas
anteriormente, ya que partimos de fotografías obtenidas de los órganos de
diferentes vistas, para luego utilizar la técnica de Box Modelling y para realizar un
modelado acorde con la realidad se hizo uso de la técnica verts to verts.
Para proporcionar luz a nuestra escena usamos la luz ambiental, que es el
resultado del sol y lámparas esparciendo fotones a todos lados, reflectando y sus
ondas siendo absorbidas por los objetos
Para el uso de texturas se tiene El mapeo UV (UV mapping) que es el proceso de
"desenvolver" un modelo 3D para generar un mapa UV el cual representa la malla
del modelo en un mapa 2D que se usa de referencia para determinar cómo colocar
la textura en la malla, es como los modelos armables de papel que vienen en una o
varias hojas y hay que recortar, doblar y pegar, el proceso de mapeo UV es similar
pero invertido.
El nombre UV se refiere a que en los mapas se denomina a estas letras como los
ejes, es decir, el equivalente de X, Y y Z en 3D, sin embargo para evitar
48
confusiones entre los ejes del espacio 3D y los del mapa UV se le denomina U a
lo que vendría a ser X y V a Y, aunque a veces se agrega la W al nombre (UVW)
está realmente carece de uso ya que al ser un mapa 2D no existe profundidad que
medir. Los objetos al ser creados no tienen un mapa UV. Una vez tenemos el
mapa UV podemos ponerle una textura y en el modelo esta aparecerá una parte en
cada cara según donde esté cada cara de la malla UV.
Para hacer un mapa UV en blender primero debemos tener nuestro modelo y
estando en modo edición seleccionamos toda la malla (presiona A hasta que se
seleccione todo) y presiona la tecla U, aparecerá un menú con las siguientes
opciones:
Unwrap
Smart unwrap
Lightmap pack
Follow active quads
Cube projection
Cylinder projection
Reset
Para la aplicación se hizo uso del Unwrap que es un método el cual calcula
automáticamente la mejor forma de crear el mapa UV en base a la malla
seleccionada y puede servir para objetos simples y regulares, sin embargo para
mallas más complejas y de formas más orgánicas no da tan buenos resultados por
sí sola, para eso hay que marcar costuras (seams) en la malla para que el
algoritmo las use como líneas de corte y pueda separar la malla con menor
distorsión. (D4rB, 2014)
Implementando las técnicas de modelado y el resto de componentes para la
escena, se obtiene lo siguiente:
49
Figura 17. Sistema Respiratorio completo (CARRERA FUERTES, 2016)
5.3.- Creación de los marcadores
Para la creación de marcadores usados en realidad aumentada se tomó en cuenta el
trazado, este no debe ser simétrico para que no existan conflictos con la detección
de la cámara. Los marcadores pueden ser cromáticos o monocromáticos, se
pueden usar palabras o figuras existentes, no existe un programa establecido para
la realización de los modelos de los marcadores, estos pueden ser realizados en
cualquier software gráfico.
En la aplicación se creó marcadores cromáticos; adicional contiene texto para
identificar de manera precisa y exacta que marcador pertenece a determinada
escena; además cada tarjeta contiene una imagen diferente para que la cámara
pueda distinguir un marcador de otro; y por último la regla más importante ningún
marcador es simétrico en ningún eje.
Figura 18. Marcadores (CARRERA FUERTES, 2016)
50
5.4. Codificación para realidad aumentada
Unity 3D es una de las motores para desarrollar videojuegos más completas que
existen. Permite la creación de juegos para múltiples plataformas a partir de un
único desarrollo, incluyendo el desarrollo de juegos para consola (PlayStation,
Xbox y Wii), escritorio (Linux, PC y Mac), navegador, móviles y tabletas (iOS,
Android, Windows Phone y BlackBerry).
Es posiblemente la tecnología de mayor crecimiento en estos momentos, en
especial con la reciente actualización que facilita el desarrollo de juegos 2D.
* Entorno de Unity3D
El editor de Unity 3D es uno de los más sencillos y potentes del mercado. Se
divide en 5 vistas principales:
Explorador: Lista todos los elementos (o activos) de tus proyectos.
Permite ordenar de forma sencilla tu aplicación. En esta vista se
encuentran tus imágenes, escenas, scripts, audios, prefabs, texturas, atlas y
todos los elementos que usarás o podrás usar en tu juego o aplicación.
Inspector: Muestra y define las propiedades de los elementos de tu
proyecto. Modifica valores de forma rápida, cambia texturas arrastrando
ficheros desde el Explorador, añade scripts, guarda prefabs,…
Jerarquía: Lista jerárquica de los elementos de tu escena.
Escena: Diseño y maqueta de tu juego completo o una pantalla o sección
de éste. Cada escena representa un nivel o sección diferente del juego
(portada, nivel 1, nivel 2, login,…). Simplemente arrastra tus activos desde
el Explorador y edita sus variables desde el Inspector.
Juego: Visualiza tu juego a distintas resoluciones. Es una vista
WYSIWYG de tu juego. (MOCHOLI, 2014)
51
Figura 19. Entorno de Unity 3D (MOCHOLI, 2014)
* Multiplataforma
Una de las mayores ventajas de Unity 3D es que permite desarrollar juegos para
muchas plataformas con realmente muy poco trabajo extra. A diferencia de otras
tecnologías, con Unity 3D prácticamente no hay que hacer casi ajustes para
adaptar compilar un juego para iOS teniéndolo ya para Android, salvo que
queramos usar funcionalidades específicas de alguna de estas plataformas.
Las plataformas permitidas son prácticamente todas las existentes actualmente y
se pueden dividir en 4 grupos.
Móviles y tablets: Unity 3D permite desarrollar para iOS, Android,
Windows Phone 8 y BlackBerry 10. Las licencias completas
para Windows Phone y BlackBerry están incluidas en la licencia básica de
Unity 3D, principalmente porque de no ser así muy pocos desarrolladores
harían esta inversión para estos dispositivos. iOs y Android, sin embargo,
requieren licencias adicionales para hacer desarrollos completos.
52
Navegador: Unity 3D permite desarrollos para navegador y por tanto para
Facebook. Todos los navegadores modernos permiten reproducir estos
juegos: Google Chrome, Firefox, Internet Explorer y Safari.
Escritorio: También puedes compilar para PC, Mac y Linux. En este caso
el trabajo extra a realizar es prácticamente nulo, salvo en el caso de Mac,
que requiere (de nuevo) de unos pasos adicionales.
Consola: Recientemente Unity 3D ha anunciado que es posible desarrollar
sin coste adicional juegos para PS3/PS4, Wii U y Xbox 360. Actualmente
los desarrollos para consola realizados con Unity son aquellos de menor
presupuesto, enfocados a descargas desde las tiendas online de las 3
consolas. Los primeros juegos ofrecidos por Sony para usuarios Plus de
PS4 estaban hechos con Unity 3D. Los juegos más potentes de estas
consolas usan otros motores, como Unreal.
La aplicación se creó con “UNITY 3D” que es una plataforma de contenidos 3D
interactivos, se cargó las imágenes de la maquetación inicial de la interfaz y los
marcadores elaborados en Illustrator, los modelados en 3D que anteriormente se
crearon en Blender; se utilizó Vuforia que es un sistema de desarrollo (SDK) para
la creación de realidad aumentada; una vez que se tuvo todos los elementos listos
se procedió a la creación de la aplicación, uniendo todos nuestro elementos;
además se creó los scripts que nos permite dar diferente tipo de instrucciones u
órdenes a la aplicación.
* Scripts usados en el aplicativo
La programación de scripts es un ingrediente esencial en todos los juegos. Incluso
el juego más simple necesitará scripts para responder a entradas del jugador y
asegurar que los eventos del juego se ejecutan en el momento adecuado. Además,
los scripts pueden ser usados para crear efectos gráficos, controlar el
53
comportamiento físico de objetos o incluso implementar un sistema de
inteligencia artificial para los personajes del juego. (Unity Documentation, 2015)
Existen 3 funciones básicas para los scripts:
Función Update( ): función que define el bucle principal del juego por lo
cual se ejecuta una vez por cada frame que se renderize.
Función Awake( ): Las variables definidas dentro de esta función se
inicializarán justo antes de que empiece el juego. Esta función se
ejecutará una sola vez durante el tiempo que dure la instancia del script.
Función Start( ): Esta función es muy parecida a “Awake( )” pero tiene
una diferencia vital; solamente se ejecutará si la instancia del script está
habilitada. Esto nos permitirá retardar la inicialización de algunas
variables de estado del juego. También debemos tener presente que la
función “Start()” siempre se ejecutará después de que haya terminado la
función “Awake()”. (OUAZZANI, 2012)
La aplicación cuenta con varios scritps entre los más importantes tenemos:
Script para arrastrar las imágenes y texto
Método que nos permite seleccionar una imagen y arrastrar por cualquier parte del
canvas, una vez que hemos elegido una imagen esta se va a ocultar de su posición
inicial hasta que soltemos y aparecerá en su nueva posición, nos sirve para las dos
actividades de Rompecabezas y Ubícalo.
void Start () {
}
public void OnBeginDrag(PointerEventData eventData){
paneles = GameObject.FindGameObjectsWithTag("panel");
Debug.Log("OnBeginDrag");
paneles = GameObject.FindGameObjectsWithTag("panel");
54
GetComponent<CanvasGroup> ().blocksRaycasts = false;
foreach (GameObject p in paneles){
p.SetActive(false);
}
panel.SetActive (true); }
public void OnDrag(PointerEventData eventData){
this.transform.position =
eventData.position; }
public void OnEndDrag(PointerEventData eventData){
Debug.Log("OnEndDrag");
GetComponent<CanvasGroup> ().blocksRaycasts = true;
foreach (GameObject p in paneles){
p.SetActive(true);
} }
public void activarPaneles(){
foreach (GameObject p in paneles){
p.SetActive(true);
}
}
}
Script para arrastrar las imágenes o texto
Método que nos permite comparar si la imagen o texto está en la posición
correcta; si es afirmativa esta se bloquea y se llama al método contar, si es
negativa la imagen o el texto se puede seguir moviendo por todo el canvas.
public void OnDrop(PointerEventData eventData){
if (parte.name.Equals (nombre)) {
parte.transform.SetParent(this.transform);
parte.GetComponent<Drag>().activarPaneles();
Destroy(parte.GetComponent<Drag>());
this.transform.gameObject.tag = "Untagged";
this.GetComponent<CanvasGroup>().blocksRaycasts
= false;
eventSystem.GetComponent<ContarRompecabezas>().aumentarMarca
dor(); }
}
}
55
Script para contar en el juego rompecabezas
Método que nos permite ir sumando una cada vez que se ubica en el lugar correcto
una imagen, al final si los aciertos son igual a 9 nos va a salir una imagen y un
texto de “BIEN HECHO”
public void compruebaGano(){
if (aciertos == 9) {
ganaste.GetComponent<CanvasGroup>().alpha = 1;
} }
public void aumentarMarcador(){
print ("aumentar");
aciertos++;
compruebaGano ();
}
Script para contar en el juego ubícalo
Método que nos permite ir sumando una cada vez que se ubica en el lugar correcto
una palabra, al final si los aciertos son igual a 10 nos va a salir una imagen y un
texto de afirmación.
public void compruebaGano(){
if (aciertos == 10) {
ganaste.GetComponent<CanvasGroup>().alpha = 1;
}
}
public void aumentarMarcador(){
print ("aumentar");
aciertos++;
compruebaGano ();
Script para rotar la cámara
Método que nos permite rotar la cámara ya sea en el eje de las X o en eje de las Y
cada vez que aplastemos en las flechas que se encuentran en los extremos.
void Start () {
cameraPosition = GetComponent<Transform>();
cameraPosition.position = new Vector3
((float)Mathf.Cos (mover) * distancia, altitud, (float)Mathf.Sin
(mover) * distancia);
56
cameraPosition.LookAt (Vector3.zero);
limite = distancia;
}
// Update is called once per frame
void Update () {
if (moverIzq) {
mover = mover + paso; }
if (moverDer) {
mover = mover - paso; }
if (moverArr) {
if (altitud < limite && altitud>=0) {
distancia -= paso;
altitud += paso; }
if (altitud<0) {
distancia += paso;
altitud += paso; } }
if (moverAba) {
if (altitud>0) {
distancia += paso;
altitud -= paso; }
if (altitud > -limite && altitud<=0) {
distancia -= paso;
altitud -= paso; } }
if (zoomIn) {
if(distancia>=0) {
distancia -= paso;
limite-=paso;
}
}
if (zoomOut) {
distancia += paso;
limite+=paso;
}
cameraPosition.position = new Vector3
((float)Mathf.Cos (mover) * distancia, altitud, (float)Mathf.Sin
(mover) * distancia);
cameraPosition.LookAt (Vector3.zero); }
public void moverIzqSi(){
moverIzq = true; }
public void moverIzqNo(){
moverIzq = false;}
public void moverDerSi(){
moverDer = true; }
public void moverDerNo(){
57
moverDer = false; }
public void moverArrSi(){
moverArr = true; }
public void moverArrNo(){
moverArr = false; }
public void moverAbaSi(){
moverAba = true; }
public void moverAbaNo(){
moverAba = false; }
public void ZoomInSi(){
zoomIn = true; }
public void ZoomInNo(){
zoomIn = false; }
public void ZoomOutSi(){
zoomOut = true; }
public void ZoomOutNo(){
zoomOut = false; }}
58
6. RESULTADOS, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. Resultados que habilitan el uso de la aplicación
En base al estudio y a los resultados obtenidos en las encuestas realizadas a un
grupo de 35 personas que harán uso de la aplicación, se debe indicar que en la fase
preliminar el nivel obtenido dentro de la escala de rendimiento es “REGULAR”
en base al valor general de 42.04% presentando dificultades en todas las etapas de
evaluación (Identidad – Contenido – Navegación, Gráficas y Utilidad).
Se realizan las correcciones de los errores presentados y se incluyen bajo estudio
las recomendaciones realizadas por los evaluados, para la fase final se realiza
nuevamente la encuesta al mismo grupo presentado en la fase preliminar y en esta
instancia se refleja un incremento considerable en la escala de rendimiento, siendo
este de un 83,12% que indica un nivel “ALTO”. Con estos resultados la
aplicación esta lista para el uso de los estudiantes y personal docente.
IDENTIDAD
PR
EGU
NTA
1
PR
EGU
NTA
2
PRIMERA ENCUESTA 1,69 2,74
SEGUNDA ENCUESTA 4,09 4,11
Tabla 19. Promedio de encuestas en la etapa de IDENTIDAD
59
Figura 20. Cuadro comparativo de IDENTIDAD
CONTENIDO
PR
EGU
NTA
3
PR
EGU
NTA
4
PR
EGU
NTA
5
Primera Encuesta 1,83 2,29 2,89
Segunda Encuesta 4,09 4,11 4,11
Tabla 20. Promedio de encuestas en la etapa de CONTENIDO
Figura 21. Cuadro comparativo de CONTENIDO
PREGUNTA 1 PREGUNTA 2
1,69 2,74
4,09 4,11
IDENTIDAD
Primera Encuesta Segunda Encuesta
PREGUNTA 3 PREGUNTA 4 PREGUNTA 5
1,83 2,29
2,89
4,09 4,11 4,11
CONTENIDO
Primera Encuesta Segunda Encuesta
60
NAVEGACIÓN
PR
EGU
NTA
6
PR
EGU
NTA
7
Primera Encuesta 1,77 2,14
Segunda Encuesta 4,09 4,17
Tabla 21. Promedio de encuestas en la etapa de NAVEGACIÓN
Figura 22. Cuadro comparativo de NAVEGACIÓN
GRÁFICAS
PR
EGU
NTA
8
PR
EGU
NTA
9
PR
EGU
NTA
10
Primera Encuesta 1,66 1,74 2,11
Segunda Encuesta 4,03 4,11 4,26
Tabla 22. Promedio de encuestas en la etapa de GRÁFICAS
PREGUNTA 6 PREGUNTA 7
1,77 2,14
4,09 4,17
NAVEGACIÓN
Primera Encuesta Segunda Encuesta
61
Figura 23. Cuadro comparativo de GRÁFICAS
UTILIDAD
PR
EGU
NTA
11
PR
EGU
NTA
1
2
PR
EGU
NTA
13
PR
EGU
NTA
1
4
PR
EGU
NTA
1
5
PR
EGU
NTA
16
Primera Encuesta 1,69 2,40 2,57 2,23 1,94 1,94
Segunda Encuesta 4,18 4,26 4,03 4,37 4,29 4,20
Tabla 23. Promedio de encuestas en la etapa de UTILIDAD
Figura 24. Cuadro comparativo de UTILIDAD
PREGUNTA 8 PREGUNTA 9 PREGUNTA 10
1,66 1,74 2,11
4,03 4,11 4,26
GRÁFICAS
Primera Encuesta Segunda Encuesta
PREGUNTA11
PREGUNTA12
PREGUNTA13
PREGUNTA14
PREGUNTA15
PREGUNTA16
1,69 2,40 2,57 2,23 1,94 1,94
4,18 4,26 4,03 4,37 4,29 4,20
UTILIDAD
Primera Encuesta Segunda Encuesta
62
PR
OM
EDIO
DE
PR
EGU
NTA
S
VA
LOR
TO
TAL
PO
RC
ENTA
JE
Primera Encuesta 2,1 5 42,0 %
Segunda Encuesta 4,16 5 83,2 %
Tabla 24 CUADRO FINAL
Figura 25. Estadistica final
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
PORCENTAJE
Primera Encuesta 42,0
Segunda Encuesta 83,2
ESTADISTICA FINAL
63
6.2. Conclusiones
- Una vez realizada esta aplicación del Aparato Respiratorio en 3D se puede
concluir que esta herramienta puede ser considerada como alternativa a los
sistemas tradicionales de enseñanza, tanto para profesores y estudiantes
del Instituto Nacional de Audición y Lenguaje (INAL); ya que cuenta con
funcionalidades que les ayudan a mejorar la compresión de ciertos órganos
del cuerpo humano de forma rápida e interactiva.
- El uso de software libre como lo es Unity y Blender permite la creación de
proyectos de bajo costo y que implica un gran beneficio para el INAL o
cualquier institución que no cuente con presupuesto para licencias,
adicional cumple con las políticas gubernamentales con respecto al uso de
software libre para instituciones públicas.
- El uso de la metodología Programación Extrema (XP), fue de gran utilidad
porque permite desarrollar el sistema en base a las necesidades reales de
los usuarios (estudiantes y docentes), en base a la recolección inicial de
información; y luego en relación a las “historias de los usuarios” se puede
realizar cambios a fin de tener mejoras en la aplicación.
- La aplicación se creó para dispositivos móviles por lo que los estudiantes y
profesores pueden hacer uso de la misma solo con tener un celular con
cámara y la aplicación instalada.
- El proyecto es muy intuitivo por lo que no se requiere necesariamente
revisar previamente un manual de usuario para poder utilizar esta
aplicación, está hecho en lenguaje oral y lengua de señas para una mejor
interacción entre la aplicación y los usuarios.
64
6.3. Recomendaciones
- Es recomendable continuar con el desarrollo de más órganos del cuerpo
humano en versiones posteriores de la aplicación, siempre tomando en
consideración las necesidades que tienen los estudiantes con
discapacidades auditivas.
- Para la creación de nuevos modelos del cuerpo humano se recomienda
tener la asesoría de un especialista en anatomía y la ayuda de modelos
reales en 3D.
- Investigar nuevas herramientas para la creación de aplicaciones móviles o
de escritorio que ayuden a niños con capacidades especiales (auditivas) en
otras materias escolares.
- Cuando se desarrolla una aplicación para dispositivos móviles es
importante tener en cuenta la limitación de recursos, para optimizarlos y
obtener aplicaciones de calidad.
65
BIBLIOGRAFÍA
1. ALEGSA, L. (12 de Mayo de 2010). Definición de Modelo en 3D.
Obtenido de Definición de Modelo en 3D:
http://www.alegsa.com.ar/Dic/modelo%20en%203d.php
2. ALEGSA, L. (12 de Mayo de 2010). Definición Modelado 3d. Obtenido
de http://www.alegsa.com.ar/Dic/modelo%20en%203d.php
3. ALMAN, S. (s.f.). Obtenido de almansol.galeon.com/
4. Anatomía y Fisiología Respiratoria. (06 de Noviembre de 2008). Obtenido
de https://ctabio4d3.wordpress.com/
5. Aparato Respiratorio. (12 de Enero de 2016). Obtenido de Salud
Medicina: http://www.saludymedicinas.com.mx/centros-de-salud/asma-y-
epoc/esquemas/organos-aparato-respiratorio.html
6. BBC Ciencia. (16 de Octubre de 2010). Los sordos se programan para ver
mejor. Obtenido de
www.bbc.com/mundo/noticias/2010/10/101015_sordos_cerebro_men.sht
ml
7. Bernardo, A. (26 de Marzo de 2013). Los avances en tecnología 3D están
revolucionando la medicina. Recuperado el 10 de 10 de 2015, de Los
avances en tecnología 3D están revolucionando la medicina:
http://blogthinkbig.com/avances-en-tecnologia-3d-medicina/
8. Blender. (1999). Blender org. Obtenido de
https://www.blender.org/features/
9. Blender. Análisis General. (3 de Septiembre de 2008). Obtenido de 3D
Proyection: https://3dproyection.wordpress.com/tag/comparativa/
10. CAÑIZAREZ, O. (s.f.). Sistema respiratorio( Parte l). Obtenido de Portal
Educativo Cubano:
66
http://biologia.cubaeduca.cu/index.php?option=com_content&view=articl
e&id=11542%3Asistema-respiratorio-parte-1&Itemid=101
11. CARRERA FUERTES, W. D. (2016). Ecuador.
12. CASTILLO, L. (13 de Septiembre de 2014). LA INFLUENCIA DE LA
TECNOLOGIA EN LA MEDICINA. Obtenido de LA INFLUENCIA DE
LA TECNOLOGIA EN LA MEDICINA:
http://influenciateconlogiaenlamedicinalecj.blogspot.com/
13. CASTRO, M. (21 de 02 de 2013). Plataformas web para crear contenidos
de realidad aumentada. Obtenido de Enlaces para crear contenidos de
Realidad Aumentada.: http://mocadele.net/enlaces-para-crear-contenidos-
de-realidad-aumentada/
14. Computer, M., & MAXON , C. (2000). Cinema 4D Studio. Obtenido de
http://www.maxon.net/es/products/cinema-4d-studio.html
15. CONADIS. (2013). Obtenido de Agenda Nacional para La Igualdad en
Discapacidades: www.planificacion.gob.ec/wp-
content/uploads/downloads/2014/09/Agenda-Nacional-para-
Discapacidades.pdf
16. Cuerpo Humano. (2008). Obtenido de
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/respira.htm
17. CHEN, M. . (19 de Mayo de 2014). La tecnología a través del tiempo.
Recuperado el 15 de 10 de 2015, de La tecnología a través del tiempo:
http://es.slideshare.net/MazzaChen/la-tecnologa-a-travs-del-tiempo-
34863440
18. D4rB. (02 de 08 de 2014). Uso de texturas en blender (II) - UV. Obtenido
de http://www.g-blender.org/uso-de-texturas-en-blender-ii-uv
19. DANVILA DEL VALLE, I., & AHEDO RUIZ, J. (15 de Octubre de
2013). Las nuevas tecnologías como herramientas que facilitan la
comunicación en la educación. Obtenido de
67
www.seeci.net/cuiciid2013/PDFs/UNIDO%20MESA%202%20DOCENC
IA.pdf
20. DEFINICION DE MODELADO 3D. (22 de Septiembre de 2015).
Obtenido de DEFINICION DE MODELADO 3D:
http://agenciamono.com/2015/09/22/definicion-de-modelado-3d/
21. Definición.DE. (2008). Obtenido de http://definicion.de/sistema-
respiratorio/
22. DISCAPACIDAD AUDITIVA. (2010). Obtenido de Guía didáctica para la
inclusión en educación inicial y básica:
www.conafe.gob.mx/educacioncomunitaria/programainclusioneducativa/d
iscapacidad-auditiva.pdf
23. DURO NOVOA, V. (02 de Julio de 2013). Uso del software educativo en
el proceso de enseñanza y aprendizaje. Obtenido de
www.gestiopolis.com/uso-del-software-educativo-en-el-proceso-de-
ensenanza-y-aprendizaje/
24. El cuerpo humano. (2008). Obtenido de
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/digesti.htm
25. El cuerpo humano. (2008). Obtenido de
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/ssvv/respi7.ht
m
26. FERNANDEZ PRIETO, M. S. (06 de Junio de 2001). La aplicación de las
nuevas tecnologías. Obtenido de Departamento de Didáctica y Teoría de la
Educación:
http://www.tendenciaspedagogicas.com/Articulos/2001_06_06.pdf
27. FERNANDEZ RUIZ, M. (2011). Modelado, texturizado y ajuste de malla.
Obtenido de Modelado, texturizado y ajuste de malla: http://e-
archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/12936/modelado_fernandez_201
1_pp.pdf;jsessionid=E8CE7B1AB7706E9C79A5553B8F0EAC33?sequen
ce=1
68
28. Frank, A. (15 de 10 de 2014). ¿Qué es Maya 3D? Obtenido de
http://edumac.com.mx/2014/09/25/que-es-maya-3d/
29. GARCIA ENRIQUEZ, M. C. (Noviembre de 2014). Universidad de
Guayaquil. Obtenido de Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas:
http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/6514/1/TesisCompleta%20-
%20525.pdf
30. GARCIA, L. (12 de 2008). Anatomía y Fisiología del Sistema
Respiratorio. Obtenido de Ciencias Biológicas:
http://hnncbiol.blogspot.com/2008/12/sistema-respiratorio.html
31. Generalidades. (Abril de 2008). Obtenido de Dica de Anatomía Humana:
www.ensinodicas.com.br/2008/04/dica-de-anatomia-humana-
generalidades.html
32. GONZALEZ MORCILLO, C. (13 de Julio de 2009). Técnicas de
Modelado. Obtenido de Técnicas de Modelado:
http://www.esi.uclm.es/www/cglez/fundamentos3D/02.02.Tecnicas.html
33. GONZALEZ, P. (31 de Enero de 2014). QUÉ ES EL MODELADO 3D.
Obtenido de QUÉ ES EL MODELADO 3D:
https://paolaglz.wordpress.com/2014/01/31/que-es-el-modelado-3d/
34. GUERERO, Julio; MUÑOZ, Ileana Amell; ANDALIA, Rubén Cañedo;.
(9 de Julio de 2004). Tecnología, tecnología médica y tecnología de la
salud: algunas consideraciones básicas. Recuperado el 10 de 10 de 2015,
de Tecnología, tecnología médica y tecnología de la salud: algunas
consideraciones básicas:
http://bvs.sld.cu/revistas/aci/vol12_4_04/aci07404.htm
35. GUIRALDES, H.; ODDO, H.; MENA, B.; VELASCO, N. & Paulos, J.
(01 de Agosto de 2001). Revista chilena de anatomía. Recuperado el 15 de
10 de 2015, de Revista chilena de anatomía:
http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0716-
98682001000200013
69
36. Herramientas de Modelado 3D. (9 de Noviembre de 2009). Obtenido de
Herramientas de Modelado 3D:
http://es.slideshare.net/gbgarcia/herramientas-de-modelado-3d-2455690
37. ICARITO. (25 de Enero de 2013). Función de las estructuras del Sistema
respiratorio. Obtenido de
http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/segundo-ciclo-basico/ciencias-
naturales/estructura-y-funcion-de-los-seres-vivos/2013/01/60-9735-9-
quinto-ano-funcion-de-las-estructuras-del-sistema-respiratorio.shtml
38. Informática, T. d. (26 de Mayo de 2014). Cuál es la definición de
modelado 3D. Obtenido de Cuál es la definición de modelado 3D:
http://www.osflash.com/cual-es-la-definicion-de-modelado-3d/
39. KETCHUM, D. (08 de Agosto de 2013). Modelado 3d. Obtenido de
http://www.ehowenespanol.com/definicion-del-modelado-3d-
sobre_365295/
40. LEON, R. (14 de Agosto de 2015). TEXTURA. Obtenido de TEXTURA:
http://igad.edu.ec/animacion2/?p=22
41. LUNA KANO, M. d. (1 de Diciembre de 2013). Revista Digital
Universitaria. Obtenido de Tecnología y discapacidad: Una mirada
pedagógica: www.revista.unam.mx/vol.14/num12/art53/
42. LLINARES PELLECIER, Jordi ; MARTINEZ PEREZ, Juan Vicente;
CANDELA MOLTO, Arturo ;. (24 de Septiembre de 2012). GRÁFICOS A
LA MÁXIMA POTENCIA: UNA COMPARATIVA ENTRE MOTORES DE
JUEGOS. Obtenido de Revista de investigación: www.3ciencias.com/wp-
content/uploads/2012/09/graficos-max-potencia.pdf
43. MACLUHAN, M. (s.f.). Nueva concepción de la tecnología educativa.
Obtenido de
http://www.uhu.es/cine.educacion/didactica/0015tecnologiaeducativa.htm
44. MEIRO, G. (2014). Aparato respiratorio del ser humano. Obtenido de
http://www.e-junior.net/articulo/324/aparato-respiratorio-del-ser-humano
70
45. MOCHOLI, A. (28 de 07 de 2014). Desarrollo de juegos con Unity 3D
¿Cómo funciona esta herramienta? Obtenido de
https://www.yeeply.com/blog/desarrollo-de-juegos-con-unity-3d/
46. OUAZZANI, I. (29 de Agosto de 2012). Manual de creación de
Videojuego con Unity 3D. Obtenido de Universidad Carlos III de Madrid:
e-
archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/16345/PFC_Iman_Ouazzani.pdf?
sequence=1
47. Partes del Sistema Respiratorio Humano. (s.f.). Obtenido de
BIBLIOTECA DE INVESTIGACIONES:
https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/biologia/sistemas-y-
aparatos-del-cuerpo-humano/sistema-respiratorio/
48. PEREZ MUJICA, C. (10 de Marzo de 2008). Universidad de los Andes,
Facultad de Medicina. Obtenido de Anatomía Radiológica del Cráneo:
http://www.medic.ula.ve/imagenologia/craneo_huesos_craneales.pdf
49. PEREZ, M. B. (01 de 2016). Estudio de motores de videojuegos. Obtenido
de http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/5481/1/T-UCE-0011-
11.pdf
50. Portal Educativo. (s.f.). Obtenido de Sistema respiratorio:
http://www.portaleducativo.net/quinto-basico/14/Sistema-respiratorio
51. QODE. (31 de 05 de 2014). qodeblog. Obtenido de qode.pro/blog/que-es-
la-realidad-aumentada/
52. REALIDAD AUMENTADA. (2008). Obtenido de Definición.DE:
http://definicion.de/realidad-aumentada/
53. ROMERO SANTILLAN, P. A. (2014). GUÍA METODOLÓGICA DE
MODELADO Y ANIMACIÓN 3D PARA MUNDOS. GUÍA
METODOLÓGICA DE MODELADO Y ANIMACIÓN 3D PARA
MUNDOS. Riobamba, Chimborazo, Ecuador.
71
54. SANCHEZ RAYA, A. (2005). Universidad de Córdoba. Obtenido de
Facultad de Ciencias de la Educación:
http://helvia.uco.es/xmlui/bitstream/handle/10396/263/13222181.pdf;jsessi
onid=B7E4DB26AA20CC1CA2EBA4AFBE6ADD97?sequence=1
55. SERRANO, A. (09 de 2012). Herramientas de desarrollo libres para
aplicaciones de Realidad Aumentada con Android. Análisis comparativo
entre ellas. Obtenido de Universidad Politécnica de Valencia:
https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/18028/Memoria%20TFM%2
0Ana%20Serrano.pdf?sequence=1
56. TDT3D . (1999). Obtenido de cg & art Community:
http://www.tdt3d.be/articles.php?CT=1
57. Unity Documentation. (2015). Obtenido de Scripting:
http://docs.unity3d.com/es/current/Manual/ScriptingSection.html
58. VALENZUELA, S. (18 de Septiembre de 2012). Anatomia del sistema
respiratorio. Obtenido de http://es.slideshare.net/EricaJimenez/anatomia-
del-sistema-respiratorio-14969794
59. Wikipedia. (17 de Diciembre de 2015). Obtenido de
https://es.wikipedia.org/wiki/Software_de_gr%C3%A1ficos_3D
60. YOEL, C. (04 de 01 de 2015). Técnicas de modelado en Blender.
Obtenido de http://www.cav.jovenclub.cu/comunidad/node/321
72
ANEXOS A
Encuesta
La siguiente encuesta tiene como propósito el conocer el nivel de satisfacción de
los estudiantes y profesores que hicieron uso de la herramienta de realidad
aumentada. Dicha información servirá como apoyo para la retroalimentación y
corrección de errores de la aplicación.
Instrucciones generales:
Por favor, no deje ningún inciso sin responder, conteste lo más honestamente
posible, dado que sus respuestas serán totalmente anónimas.
Marque con una “X” el nivel de satisfacción que presente cada uno de los
aspectos a evaluar.
Las posibles respuestas van del 1 a 5, siendo “1” el menor nivel de satisfacción y
el “5” el máximo.
Muy poco Poco Regular Aceptable Muy aceptable
1 2 3 4 5
Qué nivel de satisfacción le brindan los siguientes aspectos:
1 2 3 4 5
IDENTIDAD
¿De los elementos que muestra esta
aplicación hay algo que usted crea que
está fuera de lugar?
¿Cree que los colores utilizados en la
aplicación llaman la atención de los
estudiantes?
73
CONTENIDO
¿Le parece adecuada la selección de
contenidos destacados en la portada?
¿Al ver la portada del sitio, pudo
distinguir de una sola mirada cuál era el
contenido más relevante que se ofrecía?
¿Los modelos 3D de los órganos del
aparato respiratorio presentados en la
aplicación tienen semejanza con la
realidad?
NAVEGACIÓN
¿Existen elementos dentro de la
aplicación, que le permitan saber
exactamente dónde se encuentra dentro
de este sitio y cómo volver atrás sin usar
los botones del programa navegador?
¿Puede ver en la portada y las demás
páginas, la forma en que se navega por el
sitio?
GRÁFICAS
¿Le pareció adecuada la forma en que se
muestran las imágenes en la aplicación?
¿Las imágenes grandes se demoraron
más de lo esperado?
¿Se fijó si el sitio tenía gráficas con
animaciones?
74
UTILIDAD
¿Tras una primera mirada, le queda claro
cuál es el objetivo del aplicativo?
¿Cree que los contenidos y servicios que
se ofrecen en este sitio son de utilidad
para su caso personal?
¿Nivel de complejidad del contenido?
¿La aplicación ayuda en el proceso de
enseñanza – aprendizaje?
¿Considera que el uso de la Realidad
Aumentada capta más la atención
durante la clase?
¿Considera que se debe utilizar Realidad
Aumentada en otras asignaturas?
RECOMENDACIONES:
75
ANEXOS B
Marcadores
Marcadores que se utilizan en la aplicación del Aparato Respiratorio
Figura 26. Marcador para el Aparato Respiratorio
Figura 27. Marcador para las Fosas Nasales
76
Figura 28, Marcador de la tráquea
Figura 29. Marcador para los pulmones
77
Figura 30. Marcador para los bronquios