4. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA CONCEPTUAL
4.4. Herramientas
Android es una plataforma de software y un sistema operativo para dispositivos móviles basada en un kernel Linux, desarrollada por Google y más tarde por la Open Handset Alliance. Esta plataforma permite a los desarrolladores escribir código en Java que se ejecute en móviles mediante las librerías Java desarrolladas por Google. También se pueden escribir aplicaciones en otros lenguajes, como por ejemplo C, para posteriormente ser compiladas en código nativo ARM y ejecutarlas, aunque este proceso de desarrollo no está soportado oficialmente por Google. La mayor parte de la plataforma de Android está disponible bajo licencia de software libre de Apache y otras licencias de código abierto (García, 2013).
4.4.1.1. Características de Android
Amplia variedad de diseños (V GA, librerías de gráficos 2D y 3D…) Almacenamiento de datos en BBDD SQLite [9]
Conectividad (GSM/EDGE, CDMA, EV-DO, UMTS, Bluetooth y Wi-Fi) Mensajería (SMS y MMS)
Navegador Web
Máquina virtual de Java
Las aplicaciones escritas en Java pueden ser compiladas y ejecutadas en la máquina virtual de Dalvik, la cual es una especializada máquina virtual diseñada para uso en dispositivos móviles.
Soporte de formatos (MPEG-4, H.264, MP3, AAC, OGG, AMR, JPEG, PNG, GIF ) Soporte para hardware adicional (cámaras de video, pantallas táctiles, GPS,
acelerómetros....).
Entorno de desarrollo (emulador, herramientas de depuración, perfiles de memoria y funcionamiento, plugin para Eclipse IDE).
4.4.1.2. Componentes de una aplicación de Android
Dentro de una aplicación de Android hay cuatro componentes principales: Activitity, Listeners, Servicios y Content Provider. Todas las aplicaciones de Android están formadas por algunos de estos elementos o combinaciones de ellos.
4.4.2. Unity 3D
El editor de Unity es el centro de la linea de producción, ofreciendo un completo editor visual para crear juegos. El contenido del juego es construido desde el editor y el gameplay se programa usando un lenguaje de scripts. Esto significa que los desarrolladores no necesitan ser unos expertos en C++ para crear juegos con Unity, ya que las mecánicas de juego son compiladas usando una versión de JavaScript, C# o Boo, un dialecto de Python (unity3d, 2018)
Los juegos creados en Unity son estructurados en escenas como el motor Gamebryo. En Unity una escena puede ser cualquier parte del juego, desde el menú de inicio como un nivel o área del juego.
El motor también incluye un editor de terrenos, desde donde se puede crear un terreno (como una hoja en blanco), sobre la que los artistas podrán esculpir la geometría del terreno usando herramientas visuales, pintar o texturizar, cubrir de hierba o colocar árboles y otros elementos de terreno importados desde aplicaciones 3D como Blender, 3DS Max o Maya.
4.4.2.1. Características de Unity 3D
Unity es un sistema de desarrollo unico. Es enfocado en los assets y no en el codigo, el foco en los assets es similar al de una aplicación de modelado 3D.
Un juego construido en Unity se compondrá de un proyecto. Contiene todos los elementos de su proyecto, tales como los modelos, guiones, planos, menus, entre otros. Normalmente, un archivo único contendrá todos los los elementos del juego. Cuando se inicia Unity, lo primero que hace es abrir un Archivo de proyecto. Cada proyecto contiene uno o más documentos llamados "Escenas". Una sola escena contendrá un nivel de juego y elementos principales como una interfaz de usuario.
Los menús de juego, secuencia de "Game over" o escenas importantes También pueden estar en los propios archivos de escena. Juegos complejos incluso puede usar escenas
enteras solo para fines de inicialización. Así, todos los niveles en un juego muy probablemente serán escenas, pero no todas las escenas necesariamente será un nivel de juego. Incluso se pueden hacer niveles con más de una escena, cargándolas y descargándolas poco a poco a medida que el jugador avanza, para disminuir la carga del juego.
4.4.2.2. Arquitectura de Unity 3D Assets
Son los bloques constructivos de todo lo que el Unity posee en sus proyectos. Se guardan en forma de archivos de imagen, modelos del 3D y archivos de sonido, el Unity se refiere a los archivos que se usarán para crear su juego como activos.
Game Objects
Cuando un activo es usado en una escena de juego, se convierte en un "Game Object". Todo GameObjects contiene al menos un componente con el que comenzar, es decir, el componente Transform. Transformacion simple la cual le dice al motor de Unity la posición, rotación, y la escala de un objeto.
Components
Los componentes vienen en formas diversas. Pueden ser para crear comportamiento, definiendo apariencia, e influenciando otros aspectos de la función de un objeto en el juego. Los componentes comunes de producción de juego vienen construidos dentro del Unity, desde el Rigidbody, hasta elementos más simples, como luces, las cámaras, los emisores de partículas, y más.
Scripts
El Scripting es una parte esencial de Unity ya que define el comportamiento del juego. Este tutorial introducirá los fundamentos del Scripting usando JavaScript. No se requiere ningún conocimiento previo de JavaScript o Unity. El Scripting es la forma en la que el usuario define el comportamiento del juego (o las normas) en Unity. El lenguaje de programación recomendado para Unity es JavaScript, aunque C# puede ser igualmente usado. En Mac, es llamado como Unitron, y en PC, Uniscite.
Prefabs
Almacena los objetos como activos para ser reusado en partes diferentes del juego, y luego creados o copiados en cualquier momento.
4.4.3. Vuforia
Vuforia es un SDK que permite construir aplicaciones basadas en la Realidad Aumentada; una aplicación desarrollada con Vuforia utiliza la pantalla del dispositivo como un "lente mágico" en donde se entrelazan elementos del mundo real con elementos virtuales (como letras, imágenes, etc.). Al igual que con Wikitude, la cámara muestra a través de la pantalla del dispositivo, vistas del mundo real, combinados con objetos virtuales como: modelos, bloque de textos, imágenes, etc.
4.4.3.1. Que nos ofrece Vuforia
Una aplicación desarrollada con Vuforia ofrece la siguiente experiencia: Reconocimiento de Texto.
Reconocimiento de Imágenes.
Rastreo robusto. (el Target fijado no se perderá tan fácilmente incluso cuando el dispositivo se mueva).
Detección Rápida de los Targets.
Detección y rastreo simultáneo de Targets. 4.4.3.2. Arquitectura
Una aplicación desarrollada con Vuforia está compuesta de los siguientes elementos: Cámara:
La cámara asegura que la imagen sea captada y procesada por el Tracker. Base de datos:
La base de datos del dispositivo es creada utilizando el Target Manage; ya sea la base de datos local o la base de datos en la nube, almacena una colección de Targets para ser reconocidos por el Tracker.
Target:
Son utilizadas por el rastreador (Tracker) para reconocer un objeto del mundo real; los Targets pueden ser de diferentes tipos; entre los principales tenemos:
Image Targets:
Imágenes; tales como: fotos, páginas de revistas, cubierta de libros, poster, tarjetas, etc. Word Targets:
Elementos textuales que representen palabras simples o compuestas: Libros, revistas, etc. Hay dos modos de reconocimiento posible: la palabra entera o por caracteres.
Hay muchas otras, en este artículo, sólo nombramos las principales; las demas podras encontrarlas en el siguiente enlace: Create Targets.
Tracker:
Analiza la imagen de la cámara y detecta objetos del mundo real a través de los frame de la cámara con el fin de encontrar coincidencias en la base de datos (vuforia, 2016). 4.4.4. Blender
Blender. Programa informático multiplataforma, dedicado especialmente al modelado, animación y creación de gráficos tridimensionales. El programa fue inicialmente distribuido de forma gratuita pero sin el código fuente, con un manual disponible para la venta, aunque posteriormente pasó a ser software libre. Actualmente es compatible con todas las versiones de Windows, Mac OS X, GNU/Linux, Solaris, FreeBSD e IRIX (blender, 2016).
4.4.4.1. Características de Blender
Multiplataforma, libre, gratuito y con un tamaño de origen realmente pequeño comparado con otros paquetes de 3D, dependiendo del sistema operativo en el que se ejecuta.
Capacidad para una gran variedad de primitivas geométricas, incluyendo curvas, mallas poligonales, vacíos, NURBS, metaballs.
Junto a las herramientas de Animación se incluyen Cinemática inversa, deformaciones por armadura o cuadrícula, vértices de carga y partículas estáticas y dinámicas.
Edición de Audio y sincronización de video.
Características interactivas para juegos como detección de colisiones, recreaciones dinámicas y lógica.
Posibilidades de renderizado interno versátil e integración externa con potentes trazadores de rayos o "raytracer" libres como Kerkythea, YafRay o Yafrid.
Lenguaje Python para automatizar o controlar varias tareas.
Blender acepta formatos gráficos como TGA, JPG, Iris, SGI, o TIFF. También puede leer ficheros Inventor.
Motor de juegos 3D integrado, con un sistema de ladrillos lógicos. Para más control se usa programación en lenguaje Python.
Simulaciones dinámicas para softbodies, partículas y fluidos.
Modificadores apilables, para la aplicación de transformación no destructiva sobre mallas.
Sistema de partículas estáticas para simular cabellos y pelajes, al que se han agregado nuevas propiedades entre las opciones de shaders para lograr texturas realistas.
5. METODOLOGÍA 5.1.Tipos de Investigación. 5.1.1. Método Deductivo
En el presente proyecto se utilizó el método deductivo en la cual se analizó proyectos semejantes donde interviene la lectura, para utilizar estos modelos en la RA desarrollada para el Instituto.
5.1.2. Método Inductivo
Además se empleó el método inductivo por medio del análisis de los procesos dentro del Instituto para lograr saber los requerimientos a llevar a cabo por medio de lo cual se tomó presente al instante del avance de la RA cumpliendo con las expectativas de los niños y niñas especiales.
5.1.3. Método Cuantitativo
De la misma manera se llevó a cabo un estudio cuantitativo el cual permitió el análisis desde datos recopilados de los instrumentos de recolección de información como son las entrevistas y encuestas, consiguiendo argumentos de prominente valor de la verdad de hoy.
5.1.4. Método Cualitativo
En conjunto se llevó a cabo un análisis cualitativo de la solución propuesta para determinar el fomento en la lectura en los niños y niñas especiales en el Instituto.
5.2.Población y muestra 5.2.1. Población
Para determinar la población se toma como referencia los docentes del Instituto el mismo que tiene una cantidad de 34 docentes y en la provincia de Imbabura donde se obtiene un valor de 1862 niños especiales según los datos analizados del INEC en el 2010.
Tabla 8:
Población total.
Elementos Población Técnica
Rectora.
MSc. Gladis Sosa
1 Entrevista
Docentes 34 Encuestas
Niños Especiales 1862 Observación
Fuente: Instituto de Educación Especial de Ibarra.
5.2.2. Cálculo de la muestra Nivel de confianza (Z) = 1.96 Grado de error (e) = 0.1
Universo (N) =1862 Probabilidad de ocurrencia (p) = 0.5 Probabilidad de no ocurrencia (q) = 0.5 Formula: n = 𝑍2∗ (𝑝 ∗ 𝑞) 𝑒2+𝑍2 ∗ (𝑝 ∗ 𝑞) 𝑁 n = 1.962∗ (0.5 ∗ 0.5) 0.12 +1.962 ∗ (0.5 ∗ 0.5) 1862 n = 3.8416 ∗ 0.25 0.01 +3.8416 ∗ 0.257462 n = 0.9604 0.01 + 0.00051578 n = 96 5.3.Técnicas y herramientas Las técnicas utilizadas son: La Observación
La Entrevista La Encuesta
Los instrumentos utilizados son: Cuestionarios
Guía de Observación. 5.4.Análisis de Resultados
Una vez aplicadas tanto la encuesta como la entrevista se procede a investigar uno a la vez los ítems de estos de estos instrumentos para comprender la herramienta y el requerimiento de una aplicación con RA. Estos se los encuentra en el Anexo 2, 3 y 4 6. PROPUESTA
6.1.Metodología XP
La programación extrema es una metodología de desarrollo ligero basada en una serie de valores y de prácticas de buenas maneras que persigue el objetivo de aumentar la productividad a la hora de desarrollar programas. Este modelo de programación se basa en una serie de metodologías de desarrollo de software en la que se da prioridad a los trabajos que dan un resultado directo y que reducen la burocracia que hay alrededor de la programación, la misma que está compuesta de las siguientes fases:
Planificación Diseño Desarrollo Pruebas
6.1.1. Planificación
En esta primera fase se debe hacer primero una recopilación de todos los requerimientos del proyecto, también debe haber una interacción con el usuario, y se debe planificar bien entre los desarrolladores del proyecto que es lo que se quiere para el proyecto para así lograr los objetivos finales
6.1.1.1. Historias de usuario Acceso y control al sistema
Historia de Usuario Historia: 1 Beneficiario: Gerente
Nombre: Acceso y control a la aplicación
Preferencia : Alta Peligro en proceso: Baja Plazos estimados: 4 Iteración establecida: 1 Desarrollador responsable: Víctor Chamorro
Representación:
El usuario tendrá acceso a un formulario LOGIN, el cual comprobará, si los datos Introducidos corresponden al usuario real; previo ingreso hacia la aplicación. Figura 3: Historia de usuario 1.
Fuente: Autor.
Creación de personajes
Historia de Usuario Historia: 2 Beneficiario: Gerente
Nombre: Creación de personajes
Preferencia : Alta Peligro en proceso: Alta Plazos estimados: 20 Iteración establecida: 1 Desarrollador responsable: Víctor Chamorro
Representación: Modelado de personajes Figura 4: Historia de usuario 2.
Renderizado de animaciones
Historia de Usuario Historia: 3 Beneficiario: Gerente
Nombre: Renderizado de animaciones
Preferencia : Alta Peligro en proceso: Baja Plazos estimados: 1 Iteración establecida: 1 Desarrollador responsable: Chamorro Víctor
Representación:
Renderizado de animaciones 1 dia por escena Figura 5: Historia de usuario 3.
Fuente: Autor
Aplicación de realidad aumentada
Historia de Usuario Historia: 4 Beneficiario: Gerente
Nombre: Aplicación de realidad aumentada
Preferencia : Media Peligro en proceso: Baja Plazos estimados: 2 Iteración establecida: 1 Desarrollador responsable: Chamorro Víctor
Representación:
Aplicación de RA 2 dias por escena Figura 6: Historia de usuario 4. Fuente: Autor.
6.1.1.2. Asignación de responsabilidades
Beneficiario (Instituto de Educación Especial de Ibarra) Escribe “Historias ” y especifica Pruebas
Establece preferencias de Historias
Tiene autoridad para elegir cuestiones que se relacionan con las Historias Busca dar más grande valor al instituto
Puede ser o no colega final Programador (Chamorro Víctor) Hace estimaciones sobre las Historias
Define tareas desde las Historias y hace estimaciones Implementa las Historias y las Pruebas Unitarias Asesor (Ing. Marco Antonio Checa Cabrera. MBA) Responsable del desarrollo global
Debe proveer guías de manera que se apliquen las practicas XP y se siga el desarrollo de manera correcta.
Observa todo, identifica advertencias de riesgo, se afirma que el emprendimiento sigue en curso.
Da anuncios cuando se necesita
Encargado de rastreo (Ing. Marco Antonio Checa Cabrera. MBA)
Monitoriza el avance del programador, toma acción si las cosas tienden a escaparse de su senda.
Las acciones tienen dentro reuniones con el cliente, pedir asistencia al tutor u al programador
Proporciona realimentación al grupo.
Verifica el nivel de acierto entre las estimaciones llevadas a cabo y el mismo instante dedicado, para hacer mejor futuras estimaciones.
Realiza el rastreo del avance de cada iteración Encargado de pruebas (Chamorro Víctor) Implementa y corre las pruebas funcionales
Presenta graficas de los resultados y se afirma de que la multitud conoce cuando los resultados empiezan a decaer.
Es responsable de las utilidades de sustento para pruebas Gestor (Chamorro Víctor)
Planifica las reuniones (plan de iteraciones, lanzamientos-releases), anota los resultados de la actividad social para futuros reportes y los pasa al Tracker, su tarea fundamental es de sincronización.
Asiste a las reuniones, contribuye información servible anterior Es el vínculo entre usuarios y programador.
6.1.1.3. Cronograma de actividades
Figura 7: Cronograma de actividades. Fuente: Autor.
6.1.1.4. Supuestos del proyecto Tabla 9:
Supuestos Del Proyecto.
SUPUESTOS Nombre de la actividad Porque tiene teóricos
Manual de usuario Va a recibir oportunamente la documentación, capacitación asesoría primordiales para hacer las ocupaciones consignadas en el plan del proyecto.
Distribución del proyecto Luego de terminada la etapa de exámen y diseño se cerrará la especificación del sistema.
Distribución del proyecto El Instituto asumirá el valor de nuevos requerimientos o variantes de los especificados.
Administración del instituto Aceptación del proyecto por parte del gerente de la rectora del Instituto.
Elementos tecnológicos El Hardware y Software referenciado que cumple con las pretensiones.
Diseños de diagramas La llegada considerada al principio es el que se detalla en el presente archivo y otorga cubrimiento a las utilidades, según los requerimientos planteados.
Administración de la información
Se tendrá la disposición de parte de los individuos para la documentación de procesos, identificación de
pretensiones y su posterior validación. Fuente: Autor
6.1.1.5. Requerimientos
Requerimientos de instalación
Será compatible con cualquier Smartphone siempre que cumpla los siguientes requisitos mínimos: Tabla 10: Requerimientos de instalación. Requerimiento Descripción Velocidad CPU 1.2GHz RAM (GB) 2 GB
Cámara principal – Resolución 13 Mpx
Interna (GB) 200 MB
Externa Poder aceptar MicroSD para ampliar la
memoria en caso de necesidad.
Localización Google Play Services
Versión Android 6, preferiblemente con Android 7
Resolución 2.160 x 1.080
Modo desarrollador Activado Fuente: Autor.
6.1.1.6. Estudio Financiero
En el siguiente estudio se analizará las características del proyecto para el desarrollo, analizando los costos que generaran para desarrollar los procesos del proyecto, los gastos en la mano de obra, conocer cuáles son los que intervienen en las inversiones.
Mano de obra directa
Todos los colaboradores directos que han colaborado con su respectiva función en el desarrollo de la aplicación de realidad aumentada.
Tabla 11:
Mano de obra directa
Nombres Función
Víctor Chamorro Programador, Diseñador
Ing. Marco Checa.MBA Asesor
Fuente: Autor
Mano de obra indirecta
La mano de obra indirecta donde abordan todos los participantes que permitieron recopilar información para el desarrollo de la aplicación de realidad aumentada.
Tabla 12:
Mano de obra indirecta
Intervienen Función
Directora Dar a conocer información del instituto
Docentes Dar a conocer como realiza el proceso de
enseñanza
Niños especiales Usuarios finales de la RA
Fuente: Autor
Equipo utilizado para el desarrollo del proyecto
El equipo invertido por los colaboradores a lo largo del desarrollo de la aplicación de realidad aumentada.
Tabla 13:
Equipo utilizado para el desarrollo del proyecto
Interviene Lugar Procesador Disco Duro Memoria Ram Víctor Chamorro Vivienda Core i7 2 TB. 8 GB Fuente: Autor
Costo de Recursos Humanos
Teniendo en cuenta el tiempo y los recursos invertidos en la aplicación se calculó un valor de costo, cabe recalcar que la aplicación no tuvo costo alguno para el Instituto de Educación Especial de Ibarra
Tabla 14:
Costo de Recursos Humanos
Nombre Función Hora por Día Días Precios
por hora Víctor Chamorro Programar,
diseñar
2 horas 80 días $ 4.00
Total $ 640.00
Fuente: Autor
6.1.2. Diseño
Se sugiere que hay que conseguir diseños simples y sencillos. Para procurar hacerlo todo lo menos complicado posible para el usuario o cliente, para conseguir un diseño fácilmente entendible e impleméntable que a la larga se estimará menos tiempo y esfuerzo para desarrollarlo. En esta fase se logrará crear parte del proyecto la parte física (lo bonito) la interfaz que tendrá el usuario o cliente con el proyecto.
6.1.2.1. Marco Lógico Tabla 15:
Marco Lógico.
OBJETIVOS INDICADORES MEDIOS DE
VERIFICACIÓN SUPUESTOS FINALIDAD Fomentar la lectura en los niños especiales del instituto Procedimientos recientes no suficientes Investigaciones llevadas a cabo Se asistió a promover la lectura a niños especiales PROPOSITO Brindar novedades tecnologías Uso de RA para el libro de cuentos Estadísticas del de la aplicación Se incentiva la lectura a los niños especiales COMPONENTES Y RESULTADOS Pack con el ejecutable de la aplicación (apk) Paquete instalador con documentación técnica. Instalador de la aplicación y documentación realizada en todo el Instalador de la aplicación y registro efectuado en el avance del proyecto.
avance del emprendimiento. GESTIONES Análisis de las herramientas que ya están en el mercado. Diseño de la composición de la aplicación. Interacción de objetos. Funcionalidad de la aplicación. Elaboración de los documentos. Creación de diagramas. Desarrollo de componentes atributos y métodos. Revisión y verificación. Documento de especificaciones funcionales del proyecto. Documento de la definición y arquitectura y diseño. Documentación de archivos, clases y librerías. Elaboración de manuales.
Los recursos que se utilizaron durante el desarrollo del proyecto son mano de obra de los programadores. Identificación de realidad aumentada Fuente: Autor
6.1.2.2. Modelado de Caso de Uso
Figura 8: Modelado de caso de uso nivel 0. Fuente: Autor.
Descripción de diagrama de caso de uso.
El diagrama de casos de uso está compuesto por todos los actores que intervienen dentro del funcionamiento de la aplicación para lo cual cada uno de estos cumple con funciones determinadas de acuerdo al nivel de intervención dentro de los procesos de la aplicación. Docente: Es el actor secundario el cual es encargado de realizar el respectivo ingreso con