UNIVERSIDAD UTE
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA INFORMÁTICA Y
CIENCIAS DE LA COMPUTACION
APLICACIÓN MÓVIL MULTIPLATAFORMA PARA UN JUEGO
SERIO CON REALIDAD AUMENTADA: PROBLEMÓN UTE
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO EN INFORMÁTICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACION
JOSE ALEJANDRO MACIAS SORNOZA
DIRECTOR: ING. DIEGO ORDÓÑEZ
DERECHOS DE AUTOR
© Universidad UTE. 2019
i ÍNDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN ... 1
ABSTRACT ... 2
1. INTRODUCCIÓN ... 3
1.1. OBJETIVO GENERAL ... 3
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ... 3
1.3. ALCANCE ... 4
1.4. MARCO TEORICO ... 4
1.4.1. ANDROID ... 4
1.4.2. IOS ... 5
1.4.3. C# ... 5
1.4.4. XAMARIN STUDIO ... 5
1.4.5. VUFORIA ... 6
1.4.6. UNITY ... 6
1.4.7. REALIDAD AUMENTADA. ... 6
1.4.8. TIPOS DE REALIDADES ALTERNATIVAS VIRTUALES: ... 7
1.5. HISTORIA DE LA REALIDAD AUMENTADA. - ... 7
1.6. ALGUNAS APLICACIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA ... 8
1.6.1. USO DE REALIDAD AUMENTADA EN CASOS MATEMÁTICOS……….8
1.6.2. USO DE REALIDAD AUMENTADA EN ENSAMBLADO DE PRODUCTOS: ... 8
1.7. JUEGOS SERIOS ... 8
1.7.1. JUEGOS SERIOS FORMALES:... 9
1.7.2. JUEGOS SERIOS INFORMALES ... 9
1.8. APLICACIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA EN JUEGOS DE VIDEO ... 9
ii
1.8.1. GEOCACHING ... 10
1.8.2. IBUTTERFLY ... 10
1.8.3. POKEMON GO ... 10
1.9. APLICACIONES DE APRENDIZAJE ... 11
1.9.1. APLICACION “APRENDIENDO MUSICA DE FORMA EFECTIVA” ... 11
1.9.2. APLICACIÓN INTERACTIVA DE APRENDIZAJE MOVIL EN EDUCACIÓN A DISTANCIA ... 11
1.9.3. MOTIVACIÓN EN EL PROCESO DE APRENDIZAJE ... 11
1.10. GAMIFICACIÓN ... 11
1.10.1. JUEGOS Y LA GAMIFICACIÓN DESDE LA PERSPECTIVA DEL ESTUDIO DE JUEGOS ... 12
1.11. SERVIDOR WEB PARAMETRIZABLE ... 12
1.12. ESTADO DEL ARTE ... 13
1.13. METODOLOGIAS DE DESARROLLO ... 13
1.13.1. METODOLOGÍA EN CASCADA ... 13
1.13.2. METODOLOGÍA ÁGIL ... 14
1.13.3. MOBILE-D ... 14
1.14. METODOLOGIA DESCRIPTIVA EN ENCUESTAS ... 135
2. METODOLOGÍA ... 16
2.1. BENEFICIOS DEL USO DE MOBILE-D ... 16
2.2. FASE DE EXPLORACIÓN ... 17
2.2.1. ESTABLECER LAS PARTES INTERESADAS ... 17
2.2.2. DEFINICIÓN DEL ALCANCE DENTRO DE LA METODOLOGÍA MOBILE-D ... 17
2.2.3. ESTABLECER REQUISITOS INICIALES ... 18
2.2.4. ETAPA DE ESTABLECIMIENTO DEL PROYECTO ... 18
2.3. FASE DE INICIALIZACIÓN ... 19
2.3.1. PONER EN MARCHA EL PROYECTO ... 19
2.3.2. COMUNICACIÓN CON EL CLIENTE ... 19
iii
2.4.1. PLANIFICACION DE PROCESOS ... 20
2.4.2. INTEGRACIÓN CONTINUA ... 22
2.4.3. PRUEBAS PRE-LANZAMIENTO ... 23
2.5. FASE DE ESTABILIZACIÓN ... 24
2.6. FASE DE PRUEBAS ... 24
2.6.1. PRUEBAS UNITARIAS ... 24
2.6.2. PRUEBAS DE INTEGRACIÓN... 25
2.6.3. PRUEBAS FUNCIONALES ... 25
2.7. USO DE METODOLOGÍA DESCRIPTIVA EN EL PROCESO DE ANALISIS DE LAS ENCUESTAS ... 246
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 27
3.1. ARQUITECTURA DEL APLICATIVO ... 27
3.2. SERVIDOR WEB ... 27
3.3. CLIENTE ... 27
3.4. ANALISIS DE REQUISITOS ... 28
3.4.1. VALIDACION DE REQUISITOS ... 28
3.5. IMPLEMENTACIÓN ... 28
3.5.1. APLICATIVO CLIENTE EN XAMARIN FORMS ... 28
3.6. DISEÑO DEL APLICATIVO MÓVIL. ... 29
3.6.1. MÓDULO DE CREDENCIALES ... 29
3.6.2. MÓDULO CREAR NUEVO USUARIO ... 31
3.6.3. MÓDULO MENÚ PRINCIPAL ... 31
3.6.4 MÓDULO ATRAPAR POKEMON ... 33
3.6.5. CONEXIÓN REST ENTRE EL APLICATIVO Y EL SERVIDOR (SERIALIZACIÓN Y ENVIO) ... 36
3.6.6. CONEXIÓN REST ENTRE EL SERVIDOR Y EL APLICATIVO (DESERIALIZACIÓN Y RECEPCION) ... 37
iv
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 45
4.1 CONCLUSIONES ... 45
4.2 RECOMENDACIONES ... 46
5. BIBLIOGRAFÍA ... 47
6. ANEXOS ... 50
6.1. ENCUESTA DE SATISFACCIÓN ... 50
6.2. INTERFACES GRÁFICAS INICIALES ... 53
v ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Dos Ejemplos Del Dominio De Competencias Especificando La Caracterización De Metas Conforme A Los Juegos Serios Por Wiemeyer Y Hardy ... 9 Tabla 2. Procesos De Desarrollo De Software Móvil Basado En Metodologías Ágiles Y Sus Implementaciones ... 16 Tabla 3. Mapeo De Temas Ágiles Base Y Rasgos De Desarrollo De Software Móvil. ... 17 Tabla 4. Procesos De La Fase De Exploración Del Proyecto Problemón Ute... 20 Tabla 5. Procesos De La Fase De Inicialización Del Proyecto Problemón Ute... 20 Tabla 6. Procesos De La Fase De Producción Del Proyecto Problemón Ute
... 21 Tabla 7. Procesos De La Fase De Estabilización Del Proyecto Problemón Ute... 21 Tabla 8. Procesos De La Fase De Pruebas Del Proyecto Problemón Ute
... 21 Tabla 9. Procesos De La Fase De Finalización Del Proyecto Problemón Ute... 22 Tabla 10. Cuadro comparativo de metodología Descriptiva y metodología exploratoria..………...26 Tabla 11. Servicios a consumir en el aplicativo móvil……….30
Tabla 12. Explicación A Detalle De La Pregunta ¿Cuál Es Su Edad?...39
vi ÍNDICE DE FIGURAS
viii ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Captura De La Encuesta “Satisfacción De Juego De Realidad
Aumentada Problemón Ute Parte 1” ... 50
Anexo 2. Captura De La Encuesta “Satisfacción De Juego De Realidad Aumentada Problemón Ute Parte 2” ... 51
Anexo 3. Captura De La Encuesta “Satisfacción De Juego De Realidad Aumentada Problemón Ute Parte 3” ... 52
Anexo 4. Ventana Menú Principal Problemónute (Inicial) ... 53
Anexo 5. Módulo Atrapar Pokemon Problemónute (Inicial) ... 53
Anexo 6. Ventana Menú Principal (Obtener Localización)... 54
Anexo 7. Diagrama De Flujo Del Proyecto Problemón Ute. ... 57
1
RESUMEN
Problemón UTE, consiste en un juego móvil multiplataforma con uso de realidad aumentada, enfocado en el área de la tecnología e ingeniería, cuya meta es el fomentar la enseñanza y aprendizaje dentro del ámbito educativo, mediante gamificación. El juego le permitirá al usuario incrementar sus conocimientos mientras aprende en un ambiente divertido.
Con el crecimiento de la tecnología casi todas las personas tienen dispositivos móviles a su alcance, haciendo que las aplicaciones convencionales de escritorio vayan quedado obsoletas dando paso a tener todo un mundo de posibilidades dentro de un pequeño espacio llamado “celular”; esto da cabida a un sinnúmero de aplicaciones como juegos, los mismos que día con día se convierten en herramientas para la facilitación de procesos hacia los usuarios. El aplicativo puede brindar las herramientas necesarias dentro del sector educativo para innovar en el proceso de aprendizaje, todo esto mediante incentivos en forma de puntaje, gracias a su sistema de niveles y de complejidad variable, creando en el usuario una sensación de reto constante por obtener conocimiento.
Mediante el uso de la geolocalización y la realidad aumentada el jugador interactuará con su entorno, moviéndose conforme al espacio en el que se encuentre en tiempo real, visualizando objetos que no existen dentro del mismo, brindando la sensación de inmersión del videojuego dentro de la realidad.
Con el uso de la metodología de aprendizaje mediante videojuegos y la gamificación, el usuario potencia la creatividad para la solución de problemas mediante objetivos, fomenta la investigación permitiendo la obtención de nuevos conocimientos, mejorando el proceso de enseñanza / aprendizaje con respecto a las metodologías tradicionales.
2
ABSTRACT
Problemón UTE, is a multiplatform mobile game that uses augmented reality and gamification, focused on the area of technology and engineering, whose goal is to promote teaching and learning within the educational field, improving student performance and abilities. The game will allow you to increase your knowledge while learning in a fun environment.
With the growth of technology almost all people have mobile devices within reach, making conventional desktop applications become obsolete giving way to have a whole world of alternatives within a small space called “cell phone”, opening the possibilities for a number of applications, which are becoming our day by day tools to make processes easier to the users.
The application can provide the necessary tools within the educational sector to innovate in the learning process, all this through incentives in the form of a score thanks to its system of levels and variable complexity, creating in the user a feeling of constant challenge to obtain knowledge .Through the use of geolocation and augmented reality, the game will develop in a physical environment, moving according to the space in real time and interacting with objects that do not exist within the real world, providing the sensation of immersion of the video game within our reality.
With the use of the learning methodology through video games and gamification, the user enhances creativity to solve problems through objectives, encouraging research by obtaining new knowledge, improving the teaching / learning process usually provided by traditional methodologies.
3
1.
INTRODUCCIÓN
En la actualidad la tecnología está avanzando a pasos agigantados, especialmente en el área de la realidad aumentada y realidad virtual ya que esta no ha sido explotada en su totalidad, su demanda cada día se incrementa debido al interés que despierta en el usuario utilizar una aplicación con tales características.
Los métodos de aprendizaje tradicionales con el paso del tiempo van disminuyendo su eficiencia, dando apertura a una nueva metodología, la de enseñanza mediante videojuegos con uso de gamificación, misma que demuestra un mejor desempeño educativo en comparación con las metodologías tradicionales, asegurando la retención de conocimiento, permitiendo el desarrollo del aprendizaje creativo y de pensamiento “fuera de lo usual”. El instituto de tecnología de Massachusetts mediante una investigación en 2010 arrojo información del desempeño de la enseñanza mediante videojuegos apreciando las siguientes características: (Coates, H., James, R., & Baldwin, G. 2005).
- Incremento de auto confianza del usuario en un 20%. - Mejora del conocimiento conceptual en un 11%.
- Aseguramiento de la retención de información en un 90%.
- Generación aproximada de un 300% más de tareas completadas. Esta aplicación basada en realidad aumentada puede brindar las herramientas necesarias para mejorar el proceso de enseñanza en temas de interés dentro del ámbito al que se lo enfoque, generando conocimiento en el usuario, motivándolo a la investigación y al alcance de metas mediante un videojuego de aprendizaje.
1.1. OBJETIVO GENERAL
Crear una aplicación móvil multiplataforma para un videojuego serio con realidad aumentada mediante el intercambio de información desde un sistema web al dispositivo móvil aplicando gamificación.
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Desarrollar una aplicación móvil utilizando realidad aumentada mediante el uso de Xamarin, Unity 3D y Vuforia.
4 - Implementar el aplicativo para dispositivos móviles compatible con iOS y Android.
- Validar el funcionamiento y estabilidad del aplicativo móvil con los servicios de ubicación, realidad aumentada y el servidor web centralizado. 1.3. ALCANCE
Se creará una aplicación para dispositivos móviles multiplataforma compatibles con iOS y Android con realidad aumentada y conexión a un servidor web para intercambio de información y validación de datos. Se utilizarán servicios de localización y GPS los cuales permitan validar la posición del jugador para interactuar con la aplicación. Se utilizará la cámara la cual permite interactuar al jugador con el entorno y responder a los problemas planteados.
El proyecto tecnológico está enfocado hacia los estudiantes de la Universidad UTE, y con él se busca demostrar la importancia de realizar aplicaciones con características educativas junto con el uso de tecnologías innovadoras como lo es la realidad aumentada.
Mediante el uso de Xamarin se desarrollará el juego, mismo que obtendrá valores de la ubicación del jugador dentro de la Universidad UTE, activando la opción de utilizar la cámara trasera del dispositivo para proceder a analizar el entorno.
Analizando el entorno con la cámara, Vuforia se encargará de mostrar en la pantalla objetos en tiempo real, sobreponiéndolos y permitiendo la interacción con los mismos.
La aplicación se comunicará con el servidor web intercambiando información de los datos del usuario, su ubicación y las preguntas a responder, así como la validación de estas.
El juego busca fomentar al conocimiento con la finalidad de promover la investigación en el usuario, todo esto de una forma entretenida mediante un videojuego.
1.4. MARCO TEORICO 1.4.1. ANDROID
Android es un sistema operativo móvil basado sobre el kernel de Linux, utiliza controladores, realiza gestión de memoria, gestión de procesos y administración de redes. Android trabaja mediante bibliotecas nativas de C y C++. Lo que le permite a Android ser de alto rendimiento y de funcionamiento dinámico es el uso de interfaces de código compilado nativamente.
5 extensión “.tex” los cuales son de compresión mínima y de mayor eficiencia en memoria que los conocidos “.class” en java, en su capa de aplicaciones soporta telefonía, geo localización, navegación y servicio de correo email (Fledel, Shabtai, Potashnik, & Elovici, 2012).
1.4.2. IOS
iOS o iPhone OS 1.0 como fue inicialmente concebido, fue lanzado oficialmente en junio del 2007, está basado en el sistema operativo Mac OS X y comparte la mayor parte de su arquitectura central, aunque la innovación que brinda este sistema operativo móvil es su interfaz de usuario de la API de Cocoa Touch, está diseñada específicamente para dispositivos iPhone y cuenta también con framework de acelerado el cual optimiza el funcionamiento del hardware.
Este sistema operativo tiene como núcleo el kernel de XNU el cual es amplio y complejo, su composición es de arquitectura por capas las cuales se dividen en tres componentes de gran volumen. El anillo interno del kernel conocida también como capa base, la cual brinda únicamente los servicios fundamentales como gestión del procesador y programación de procesos de intercomunicación.
La segunda capa conocida como BSD o también conocida como anillo externo es la encargada de mostrar la interfaz de usuario a las aplicaciones. Finalmente y el más complejo componente es el kit de entrada/salida el cual provee un entorno de trabajo orientado a objetos para los controladores de los dispositivos de entrada/salida del dispositivo (Halvorsen, Clarke, Halvorsen, & Clarke, 2012).
1.4.3. C#
Este lenguaje de programación es conocido gracias a su gran simplicidad, está orientado a objetos. C# tiene fundamentos en lenguajes como lo son C, C++ y Java, también se encuentra estandarizado por normas como la ECMA-334, ISO e IEC-23270.
C# es característico debido a que la construcción de programas en este lenguaje brinda aplicaciones robustas, también posee un recolector de basura para liberar memoria que utilice memoria de objetos en desuso, incluso incluye manejo de excepciones para detectar en tiempo de ejecución errores y poder mantener estado estable al aplicativo (Hejlsberg, Scott, & Golde, 2008). 1.4.4. XAMARIN STUDIO
6 Se debe tener en consideración que comparten el mismo cuerpo o núcleo de programación, más las interfaces de cada una de las aplicaciones deben ser diseñadas de manera independiente para cada plataforma. La reutilización de código utilizando Xamarin según datos estadísticos es próxima al 85% (Delía, Galdamez, Thomas, Corbalan, & Pesado, 2014).
1.4.5. VUFORIA
Es probablemente la plataforma para realidad aumentada más utilizada. Esta aplicación tiene como fundamento el reconocimiento de imágenes mediante imágenes destino o “targets”, detectando características naturales en la misma y comparándola con los “targets” en la base de datos ya almacenados con anterioridad. Vuforia posee un servicio web en el cual se almacena, se procesa y se evalúa la imagen mediante un proceso de reconocimiento de estrellas basadas en características de la imagen, entre mayor sea el número de estrellas, más exacta será la precisión del “target” (Kjellmo, 2013).
Vuforia posee una gama de aplicaciones las cuales utilizan su motor de juego y de análisis de imágenes entre los cuales se pueden mencionar:
- MekaMon (Reach Robotics). - ReBlink (Impossible Things).
- AskMercedes (Mercedes-Benz USA). 1.4.6. UNITY
Unity es un potente motor para la creación de juegos de video el cual fue creado por Unity Technologies, soporta entornos de compilación para distintas plataformas. Se utiliza a menudo junto a aplicaciones de modelado 3D como lo son Blender, Cinema 4D, entre otros, los cuales crean objetos para utilización dentro de Unity.
Unity por conveniencia es la opción perfecta para aquellos que quieran desarrollar videojuegos a escala pequeña, ya que existen distintos tipos de versionado para esta plataforma, siendo la más básica completamente gratis, y las demás de pago (Blackman, 2011).
1.4.7. REALIDAD AUMENTADA.
7 Figura 1. Marco de Referencia MDA
(Hunicke et al. 2004)
Como se muestra en la Figura.1, lo que propone el modelo MDA para aplicaciones con realidad aumentada es: (Matallaoui, Hanner, & Zarnekow, 2016)
- Integrar componentes de medición de progreso y experiencia. - Retroalimentación Rápida y Continua.
- Planteamiento de objetivos a largo y a corto plazo.
- Mecanismo de recompensas no anticipado y no determinista. 1.4.8. TIPOS DE REALIDADES ALTERNATIVAS VIRTUALES:
1.4.8.1. Realidad Aumentada. - Es una experiencia interactiva en el mundo real en el cual se interactúa con objetos generados por computadora, esta experiencia puede ser visual, auditiva, sensorial y olfativa.
1.4.8.2. Realidad Virtual. - Es una simulación generada por computadora en tres dimensiones en el cual se puede interactúa de manera similar a la que lo haría en el mundo real, la diferencia entre la realidad aumentada y la virtual es que esta necesita de equipos electrónicos como visores y guantes con sensores.
1.4.8.3. Realidad Mixta. - También se la conoce como realidad híbrida, en la cual se fusiona el mundo real con el mundo virtual generando un nuevo entorno de visualización e interacción donde el mundo físico y el mundo digital pueden funcionar como uno e interactuar en tiempo real.
1.5. HISTORIA DE LA REALIDAD AUMENTADA. -
Esta tecnología es el resultado de muchos años de evolución. Su comienzo fue en la década de los cincuenta en donde Morton Heilig, quien fue un reconocido director de fotografía, tuvo un gran interés en mejorar la experiencia cinematográfica creando así “Sensorama”, siendo esta la primera máquina inmersiva existente permitiendo interacción con nuestros sentidos utilizando cortometrajes estereoscópicos o en 3D (Ma, Lakhmi, & Anderson, 2014).
Mecánicas Dinámicas Estéticas
8 1.6. ALGUNAS APLICACIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA
Existen muchos aplicativos que utilizan realidad aumentada tales como educación, robótica, carácter militar, entretenimiento entre otros como: 1.6.1. USO DE REALIDAD AUMENTADA EN CASOS MATEMÁTICOS Se determinó la influencia de la realidad aumentada en estudiantes de secundaria y el cómo se mejora el proceso de aprendizaje mediante esta (Cai, 2016).
1.6.2. USO DE REALIDAD AUMENTADA EN ENSAMBLADO DE PRODUCTOS:
Se utilizó para simular tareas de ensamblado de piezas que pueden resultar con errores al momento de crearlas, para lo cual se simulan eventos de falla y de éxito en determinadas situaciones de control y mantenimiento (Ong & A.Y.C, 2004).
1.7. JUEGOS SERIOS
Los juegos serios simulan mundos en los cuales se puede aprovechar contenido educativo para poder enseñar habilidades tanto técnicas como cognitivas en los jugadores. Este tipo de enseñanza se vuelve atractiva ya que promueve la interacción del jugador con un entorno en el cual le permitan proponer soluciones en entornos difíciles teniendo en cuenta seguridad, ética y tiempo. Los primeros juegos de esta categoría fueron basados en cuestionarios, selección de cartas entre otros (Ma et al., 2014).
Los juegos serios son herramientas de gran potencial de interacción en la actualidad sobre el desempeño cultural-social. Actualmente este rol lo ocupa en su mayoría los videojuegos, permitiéndoles a los jugadores adquirir habilidades para facilitar la enseñanza de procesos de gran complejidad de manera eficiente. Aquellos juegos de video los cuales están enfocados al cumplimiento de este tipo de aprendizaje se los conoce como Juegos Serios, ya que su principal función es el de capacitar personal en sectores como instituciones de índole pública y privada (Marcano Beatriz, 2008).
Según la asociación estadounidense de psicología, los videojuegos tienen la habilidad de incrementar habilidades tanto sociales como de ámbito educativo, y en caso de Pokemon GO la salud (Serino, Cordrey, McLaughlin, & Milanaik, 2016).
9 Tabla 1. Dos ejemplos del dominio de competencias especificando la
caracterización de metas conforme a los juegos serios Wiemeyer y Hardy (2013).
Se debe tener en consideración que los juegos serios están basados hacia un cierto de grupo de personas específico, generando una distinción entre dos tipos:
1.7.1. JUEGOS SERIOS FORMALES: aquellos enfocados hacia la educación y el aprendizaje.
1.7.2. JUEGOS SERIOS INFORMALES: aquellos enfocados a la simulación y entrenamiento de campos específicos de uso.
Las características principales de los juegos serios están enfocadas en ser atractivas para el usuario y efectivas al momento de generar conocimiento sin comprometer la experiencia de juego (Dörner, Göbel, Effelsberg, & Wiemeyer, 2016).
1.8. APLICACIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA EN JUEGOS DE VIDEO
La utilidad de la realidad aumentada dentro de los videojuegos es la de generar un lazo entre la tecnología y nuestro entorno, haciendo que lo que usualmente nos rodea esté habitado por elementos digitales como lo son objetos superpuestos en un entorno de juego. Existen diferentes maneras de poder mezclar entornos.
Competencias Cognitivas y de Percepción
• Mejora de percepción de ambientes y espacios. • Incremento de atención en el
individuo.
• Mejora de entendimiento en situaciones específicas. • Mejora de pensamiento
estratégico para resolución de problemas.
Competencias Sensoriales-Motrices
• Coordinación ojo-mano/ojo pie
• Incremento de empatía • Mejora de interacción y
comunicación.
10 Existen juegos los cuales se han encargado de traer al alcance de un dispositivo inteligente esta tecnología, entre los cuales encontramos:
1.8.1. GEOCACHING
Es una aplicación la cual promueve la actividad creativa entre usuarios mediante el uso de su dispositivo móvil y el sistema de posicionamiento global GPS, en los cuales la aplicación oculta “pequeños regalos o geocatches” en lugares conocidos en todo el planeta.
Se encuentran objetos físicos en ubicaciones especificadas por otros jugadores en el sistema, los cuales deberán ser únicamente buscados mediante la brújula que se muestra en realidad aumentada en la cámara aplicación. La aplicación resulta bastante simple ya que no contiene mucha utilidad de realidad aumentada, únicamente su proceso de ubicación con la brújula simulada, pero con gran robustez en su sistema de posicionamiento y premiación por encontrar el tesoro (Apps en Google Play – Geocatching, 2000).
1.8.2. IBUTTERFLY
Es un juego en realidad aumentada, el mismo que permite visualizar en el entorno del jugador mariposas, las cuales deberán ser capturadas tocando la pantalla del dispositivo. También cuenta con un modo de visualización para poder atraer una mariposa hacia tu mano para poder observarla más de cerca. La aplicación no es de ámbito educativo ya que no muestra ninguna información acerca de las mariposas, haciéndola una aplicación básica de cómo funciona la realidad aumentada y su interacción con ella (Revisión de mariposas en vivo - Atrapa e interactúa con mariposas virtuales en AR, 2018). 1.8.3. POKEMON GO
Lanzado el 7 de Julio de 2016 fue y sigue siendo un fenómeno cultural de gran impacto tecnológico. Dentro de su primera semana de lanzamiento obtuvo más de 65 millones de usuarios, entre ellos niños.
11 1.9. APLICACIONES DE APRENDIZAJE
El aprendizaje que puede generarse a través de un juego ha impactado a la forma ortodoxa que ha tenido la enseñanza convencional, ya que no solo estimula el cerebro con nuevo conocimiento, más bien lo entretiene en el proceso.
Los juegos serios mejoran el conocimiento y la retención cognitiva, ya que en la enseñanza convencional los estudiantes recuerdan textos o notas que se estén dictando durante el proceso de aprendizaje, pero los alumnos que aprendieron mediante un juego desarrollan mayor nivel de procesamiento de los conocimientos.
1.9.1. APLICACION “APRENDIENDO MUSICA DE FORMA EFECTIVA” Esta aplicación permite a los usuarios el aprendizaje de música de forma interactiva, despertando intereses en los estudiantes a su afición de tocar algún instrumento musical, todo esto mediante este aplicativo de dispositivos móviles. El juego brinda una plataforma en el cual se les da pruebas y ejercicios para los usuarios desarrollando su atracción hacia la música. Lo que lo posiciona en una aplicación de aprendizaje son sus tres partes: (Ng, Lui, & Lo, 2013).
- Introducción de instrumentos musicales - Lectura de partituras
- Reconocimiento de claves de sol y Piano virtual.
1.9.2. APLICACIÓN INTERACTIVA DE APRENDIZAJE MOVIL EN EDUCACIÓN A DISTANCIA
Es una aplicación educativa que utiliza el modelo de resolución de problemas de forma creativa, todo esto mediante aprendizaje móvil mejorando el pensamiento creativo para gestionar y crear soluciones, esta herramienta está diseñada para mejorar la capacidad de pensamiento en los estudiantes en puntos creativos, de expresión y de interacción con el entorno (Vinaja, 2016). 1.9.3. MOTIVACIÓN EN EL PROCESO DE APRENDIZAJE
Influenciar al jugador para que al generar conocimiento en la persona sea más agradable lo hace una forma viable de enseñanza. ¿Cómo se genera motivación en el alumno? La forma más adecuada es recompensarlo con puntos dentro del videojuego, los cuales sean gracias a cumplir un logro o alcanzar un objetivo (Molen, Wildeman, Goei, & Hoo, 2017).
1.10. GAMIFICACIÓN
12 entorno de no-juego, aquellos aspectos susceptibles de ser convertidos en juego o dinámicas lúdicas. Todo ello para conseguir una vinculación especial con los usuarios, incentivar un cambio de comportamiento o transmitir un mensaje o contenido. Es decir, crear una experiencia significativa y motivadora"
La gamificación ha sido una herramienta que ha despertado el interés tanto en el mundo académico como en el tecnológico. Han existido casos de éxito en empresas que utilizan gamificación, tales como Foursquare y Nike, sin embargo, su utilidad no se ve enfocada hacia los videojuegos.
1.10.1. JUEGOS Y LA GAMIFICACIÓN DESDE LA PERSPECTIVA DEL ESTUDIO DE JUEGOS
Para entender el cómo puede la gamificación funcionar dentro de los juegos de video hay que entender que es un video juego.
A un juego se lo define como “Un sistema en que jugadores se involucran en un conflicto artificial, definido por reglas, en el cual ese resultado llega a ser cuantificable” Juul (2003).
Dentro del proceso de entretenimiento el jugador realiza un esfuerzo considerable para influir en el resultado de este y las consecuencias de este serán opcionales y negociables. Se tiene que definir el cómo está construido el juego y la interacción humana con el video juego (Sieben, 2012).
1.11. SERVIDOR WEB PARAMETRIZABLE
Es un sistema web creado específicamente para aplicaciones las cuales son de índole colaborativa como lo son los juegos serios, su finalidad es el de enseñar y generar conocimiento dentro de una comunidad educativa, con la motivación de generar entusiasmo y un plus llamativo en el estudiante, esta plataforma será administrada por un determinado instructor, en la cual se crearán juegos especificando metas a cumplir hacia un determinado grupo de estudiantes.
13 1.12. ESTADO DEL ARTE
La realidad aumentada ha sido una opción bastante llamativa al momento de trabajar con video juegos, ya que brinda un proceso de enseñanza y aprendizaje, en el cual el estado del arte de una aplicación móvil abre las posibilidades a nuevas opciones en áreas investigativas aun no estudiadas del ámbito educativo (Prendes Espinosa, 2015).
Los juegos serios son herramientas importantes para el desempeño social y cultural, en las cuales se brinda a los usuarios o jugadores la destreza o la estrategia para aprovechar y realizar los procesos educativos más efectivos. Estos también son de gran ayuda en el área de la simulación en diferentes campos como desarrollos científicos, médicos y hasta psicológicos, permitiendo proponer una visión simulada para casos de la vida real en la cual se necesiten tomar decisiones en corto tiempo y con alto grado de rentabilidad (Martín Barbero, 2009).
La realidad aumentada no es algo de la actualidad solamente, esta empezó a mediados de los años 70 con aplicaciones que podían generar ciertas cualidades de realidad aumentada. El proyecto piloto fue el “Sensorama”, el cual tenía 5 películas, estas interactuaban con el espectador mediante sonido, vibración y olores (Tamayo, 2016).
1.13. METODOLOGIAS DE DESARROLLO
Son un conjunto de prácticas y estándares las cuales se utilizan en el desarrollo de software, también es conocido como el ciclo de vida del mismo. Estas metodologías se bifurcan en la siguiente clasificación:
1.13.1. METODOLOGÍA EN CASCADA
Este modelo se caracteriza de tener procesos bien definidos en el tiempo, se utilizan mayormente en construcción, manufactura y otras ingenierías. Su utilidad es la de tener en control cada proceso de forma secuencial y tienen un orden específico, un proceso comienza solo si su antecesor ha terminado su etapa.
14 Figura 2. Proceso común en cascada
(Crookshanks & Crookshanks, 2014). 1.13.2. METODOLOGÍA ÁGIL
Esta metodología se enfoca en que en cualquier parte del ciclo de vida del software pueden existir cambios y que pueden ocurrir, más bien pueden esperarse y detectarse. Lo que busca esta metodología es el retroalimentar de forma permanente cada etapa para poder cumplir el objetivo final del proyecto. Entre las metodologías agiles más utilizadas según (Crookshanks & Crookshanks, 2014), se enlistan las siguientes:
- XP (Extreme Programming) - Distribución Grupal.
- Mobile D - KanBan.
1.13.3. MOBILE-D
Es una metodología de desarrollo para aplicaciones móviles con bases en Programación Extrema y Metodologías de Cristal y de Proceso unificado racional RUP). Es utilizado en proyectos de corta duración para su desarrollo mediante un conjunto de pasos secuenciales y ordenados.
15 Figura 3. Fases del proceso de desarrollo de software en Mobile-D.
(Corral, Sillitti, & Succi, 2013)
Lo que se busca mediante estas iteraciones es ir mejorando el producto final con la realización de pruebas continuas, encontrando errores en un producto final para minimizarlos en la mayor cantidad posible, generando en un lapso de tiempo corto aplicaciones semi-robustas con mayor eficiencia (Corral et al., 2013).
1.14. METODOLOGÍA DESCRIPTIVA EN ENCUESTAS
Esta metodología se basa en un estudio de estado, la misma que está basada en la premisa de requerimientos que pueden ser resueltos mediante un proceso de observación, análisis y descripción de una encuesta.
La investigación genera datos cualitativos que van a definir el estado de un entorno en un determinado momento, esto hace énfasis en el proceso de como suceden las cosas, todo basado en la actitud, los pensamientos y las creencias de las personas dándole un sentido a experiencias para interpretar el mundo que los rodea (Koh, E. T., & Owen, W. L. ,2000).
Esta metodología cuenta con las siguientes etapas: (Koh, E. T., & Owen, W. L. ,2000).
• Selección de las variables del entorno a estudiar.
• Definición de una población para extracción de una muestra a partir de esta.
16
2.
METODOLOGÍA
Mobile-D es una metodología de desarrollo para aplicaciones móviles la cual cuenta con fundamentos en Programación Extrema y Metodologías de Cristal y de Proceso unificado racional RUP). Es utilizada en proyectos de corta duración para su desarrollo mediante un conjunto de pasos secuenciales y ordenados.
Existen otras metodologías las cuales son aplicables a un entorno real de un proyecto, no obstante Mobile-D comparada con un grupo de metodologías agiles posee mayor y mejor soporte al momento de su utilización e implementación cuando ya están en producción. Mobile-D almacena registros sobre proyectos de software creados utilizando esta metodología, incluye trabajos de investigación de empresas como Nokia, Philips, F-Secure.
Como se muestra en la Tabla 2, SCRUM y otras metodologías en casos de estudio no muestran gran número de implementaciones en sus proyectos. MASAM y otras metodologías híbridas no muestran casos de estudios y no han sido citadas por ningún reporte. Esto afecta de gran manera la fiabilidad de éxito en un ambiente real de implementación (Corral et al., 2013).
Tabla 2. Procesos de desarrollo de software móvil basado en metodologías ágiles y sus implementaciones
(Corral et al., 2013).
2.1. BENEFICIOS DEL USO DE MOBILE-D
Las metodologías ágiles son las más adecuadas para desarrollo de aplicaciones móviles, teniendo ventajas destacables sobre otras pertenecientes a su mismo tipo, las cuales se detallan en la Tabla 3.
Metodología
Año
Casos de Estudio
Citas
Mobile-D
2004
16
17
MASAM
2008
0
3
Hibrida
2008
0
9
SCRUM
2010
1
4
17 Tabla 3. Mapeo de Temas Ágiles Base y Rasgos de desarrollo de software
móvil
(Corral et al, 2013).
2.2. FASE DE EXPLORACIÓN
2.2.1. ESTABLECER LAS PARTES INTERESADAS
Se realizaron reuniones con los interesados del proyecto, los mismos que se comprometieron a su participación y permanencia dentro del mismo hasta su finalización.
2.2.2. DEFINICIÓN DEL ALCANCE DENTRO DE LA METODOLOGÍA MOBILE-D
El aplicativo Móvil ProblemónUTE contempla que será un juego para dispositivos multiplataforma Android y iOS. El mismo que constará con las siguientes características:
• Uso de Geolocalización y servicios de Ubicación en tiempo real
• Uso de cálculo de distancias entre puntos de interés como lo son preguntas, Pokemon.
• Uso de Realidad aumentada mediante camera posterior del dispositivo móvil.
• Sistema de preguntas con respuestas de opción múltiple con contenido de cultura general.
• Conexión con sistema de Base de Datos hacia MongoDB mediante consumo de servicios web REST para intercambio de información entre las partes.
Característica Ágil Ideal Móvil Desarrollo de Software Móvil
Dinámica de alta volatilidad ambiental Entorno dinámico, con cientos de teléfonos móviles en el mercado cada año
Equipos de Desarrollo Pequeños
Gran parte del software móvil se desarrolla en micro o pequeñas y medianas empresas o
en equipos de desarrollo
Identificación del cliente de desarrollo orientado a objetos no crítico para la seguridad
La mayoría del software móvil existente es para fines de entretenimiento. Los terminales móviles no son fiables.
Software de nivel de aplicación pequeños
sistemas Son aplicaciones independientes
Sistemas pequeños
El tamaño de las aplicaciones móviles varían, pero usualmente contienen menos de
10.000 líneas de código
18 2.2.3. ESTABLECER REQUISITOS INICIALES
En el siguiente apartado se detallan de forma puntual los requisitos necesarios para el desarrollo de aplicativo móvil.
2.2.3.1. Requisitos del Aplicativo Móvil
• Uso de geolocalización mediante latitud y longitud para posicionamiento del jugador.
• Módulo de realidad aumentada mediante uso de la cámara posterior del dispositivo móvil.
• Conexión al servidor web parametrizable desde el aplicativo para intercambio de información.
• Módulo de preguntas al usuario con premiación en aciertos y consecuencias en fallos.
2.2.3.2. Requisitos del Sistema Web Parametrizable • Gestión de usuarios.
• Gestión de preguntas. • Gestión de Ubicaciones.
• Gestión de premios y consecuencias.
2.2.4. ETAPA DE ESTABLECIMIENTO DEL PROYECTO
Como podemos observar en la Figura 4, se estableció cada uno de los procesos para el desarrollo del aplicativo teniendo como base la línea de tiempo de desarrollo del proyecto y la estimación de inversiones.
19 2.2.4.1. Línea base del Proyecto
Figura 5. Línea base del proyecto con etapas y tiempos. 2.2.4.2. Documentación
El aplicativo debe contar con un manual de usuario el cual le permitirá utilizarlo de forma más fácil e intuitiva evitando posibles errores de parte de este y mejorando la experiencia de juego.
2.3. FASE DE INICIALIZACIÓN
2.3.1. PONER EN MARCHA EL PROYECTO
Teniendo como base los requisitos planteados por el cliente, se puso a disposición los equipos informáticos necesarios, así como el software para la realización del proyecto.
HARDWARE
• Computadora Laptop Dell Inspiron 5567. • Teléfono Móvil con Android.
• Teléfono Móvil con iOS. • Infraestructura de Red.
SOFTWARE
• Microsoft Xamarin (Visual Studio). • Unity 3d.
• Vuforia.
2.3.2. COMUNICACIÓN CON EL CLIENTE
La interacción con el cliente se la realizó mediante reuniones planeadas cada 15 días, presentando prototipos o avances en cada iteración por etapas del ciclo de desarrollo del proyecto.
2.4. FASE DE PRODUCCIÓN
20 módulo verificando si satisfacen los requisitos y cumplen de forma óptima con cada tarea asignada.
2.4.1. PLANIFICACION DE PROCESOS
Se planifico el contenido del proyecto, sus respectivos módulos, las actividades a realizar los cuales van cumpliendo requisitos y a posterior minimizando errores.
2.4.1.1. PLANIFICACIÓN DE LA FASE DE EXPLORACIÓN
Se detallaron los interesados del proyecto, sus requisitos principales y los pilares fundamentales para la realización del mismo. Esta fase consta de 23 días distribuidos en procesos de la planificación, los cuales se detallan en la Tabla 4.
Tabla 4. Procesos de la fase de Exploración del proyecto Problemón UTE.
2.4.1.2. PLANIFICACIÓN DE LA FASE DE INICIALIZACIÓN
Se detallaron todos los pasos a seguir y cada una de las herramientas utilizadas para el proceso de realización del proyecto. Esta fase consta de 20 días distribuidos en procesos de la planificación, los cuales se detallan en la Tabla 5.
21 2.4.1.3. PLANIFICACIÓN DE LA FASE DE PRODUCCIÓN
En esta etapa se detallaron cada uno de los procesos que deberá tener el aplicativo móvil y también el servicio web. Esta fase consta de 18 días distribuidos en procesos de la planificación, los cuales se detallan en la Tabla 6.
Tabla 6. Procesos de la fase de Producción del proyecto Problemón UTE
.
2.4.1.4. PLANIFICACIÓN DE LA FASE DE ESTABILIZACIÓN
En esta etapa el proyecto se encuentra sometido a pruebas de funcionamiento de forma modular. Esta fase consta de 8 días, los cuales se detallan en la Tabla 7.
Tabla 7. Procesos de la fase de Estabilización del proyecto Problemón UTE
2.4.1.5. PLANIFICACIÓN DE LA FASE DE PRUEBAS
En esta etapa del proyecto el sistema se encuentra en completo funcionamiento y se proceden a someterlo a pruebas para encontrar posibles errores y corregirlos. Esa fase consta de 30 días, los cuales se detallan en la Tabla 8.
Tabla 8. Procesos de la fase de Pruebas del proyecto Problemón UTE
22 Tabla 9. Procesos de la fase de finalización del proyecto Problemón UTE
2.4.2. INTEGRACIÓN CONTINUA
En el proceso de desarrollo del aplicativo, en cada iteración se implementó las características planteadas por el cliente y se integró cada módulo independiente en un solo núcleo, el cual trabaja como uno solo permitiendo la comunicación entre ellos.
En la Figura 6. y Figura 7. Se muestran de forma visual las interfaces iniciales del aplicativo en ejecución.
23 Figura 7. Capturas de pantalla de los módulos de Atrapar Pokemon y
Preguntas
Cada uno de los módulos fue desarrollado de forma independiente, para lo cual su integración como un sistema único hace que su adaptabilidad sea notable.
2.4.3. PRUEBAS PRE-LANZAMIENTO
24 Figura 8. Captura de pantalla del módulo Ventana Principal consumiendo los
servicios el Servicio Web y Geolocalización. 2.5. FASE DE ESTABILIZACIÓN
Se realizaron las integraciones finales del sistema para asegurar que el aplicativo funcione de forma correcta y de la forma óptima posible, también se culmina el proceso de documentación detallándolos en sus respectivos manuales e informes.
2.6. FASE DE PRUEBAS 2.6.1. PRUEBAS UNITARIAS
Se gestionaron y realizaron pruebas para cada módulo correspondiente validando el correcto funcionamiento de los mismos de forma independiente haciendo más sencillo el proceso de mejora e integración.
25 2.6.1.1. PRUEBAS DEL MÓDULO DE LOGIN
• Lectura de Usuarios (Validación de Credenciales).
2.6.1.2. PRUEBAS DEL MÓDULO DE NUEVO USUARIO • Creación de nuevo usuario
2.6.1.3. PRUEBAS DEL MÓDULO VENTANA PRINCIPAL • Funcionamiento de Geolocalización.
• Funcionamiento de Cálculo de Distancia entre Pregunta y Localización en tiempo real.
• Funcionamiento de Lectura y Muestra de Información del usuario obtenida de MongoDB.
• Funcionamiento de redireccionamiento entre Aplicaciones.
2.6.1.4. PRUEBAS DEL MÓDULO DE PREGUNTAS
• Lectura y muestra de Información de la pregunta desde MongoDB. • Funcionamiento de Caso de Éxito y Fracaso en responder pregunta. • Agregar o Quitar puntos al jugador.
2.6.1.5. PRUEBAS DEL MÓDULO ATRAPAR POKEMON • Carga del Modelo de Pokemon.
• Carga de Información desde el servidor. • Animación a Modelo Pokemon.
• Reproducción de Sonidos. • Conteo de Intentos (Pokebolas).
• Funcionamiento de Pokemon Atrapado e Incremento de puntaje. • Funcionamiento de Pokemon Huyó y decremento de puntaje.
2.6.2. PRUEBAS DE INTEGRACIÓN
Se verificó la funcionalidad del proyecto trabajando de forma unificada con los módulos intercambiando información entre ellos dando como resultado información correcta, precisa y trabajando de forma óptima.
2.6.3. PRUEBAS FUNCIONALES
26 2.7. USO DE METODOLOGÍA DESCRIPTIVA EN EL PROCESO DE ANALISIS DE LAS ENCUESTAS
Como se detalla en la Tabla 10, se utilizó la metodología descriptiva ya que en comparación con la exploratoria se muestran las siguientes ventajas y características.
Tabla 10. Cuadro comparativo de metodología Descriptiva y metodología exploratoria.
Chakrabarti, A., & Wallace, K. M. (1998). Bases de Comparación Investigación exploratoria Investigación Descriptiva Significado investigación realizada
para formular un problema para una
investigación más clara.
investigación que explora y explica un
individuo, grupo o situación Objetivo Descubrir ideas y
pensamientos
Descubrir características y
funciones
Diseño Flexible Rígido
Proceso de Investigación
No estructurado Estructurado Muestra No probabilística Probabilística Diseño Estadístico No planificado para
análisis
Planificado para análisis
Esta metodología nos va a permitir analizar cada uno de los puntos planteados en un proceso de encuestas y brindará información estadística la misma que nos servirá para determinar un determinado estado en un momento específico, generando información de un grupo en cuestión o muestra de una población.
2.8. SERVIDOR WEB (INSTALACIÓN, CONFIGURACIÓN Y CONEXIÓN) La instalación y configuración del servidor web se muestra en el Anexo 8 de forma detallada, especificando los parámetros para el correcto funcionamiento del mismo.
La conexión para el intercambio de información desde el aplicativo al servidor y viceversa se realizó mediante los Nugget Microsoft.Net.Http y Newtonsoft.Json, mismos que brindan las características principales para:
- Serialización y envío de información del aplicativo al servidor web. - Recepción y deserialización de información desde el servidor web al
27
3.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. ARQUITECTURA DEL APLICATIVO
El aplicativo consta de tres partes, el aplicativo en Xamarin, el aplicativo de Unity 3D y la conexión con el servidor, mismos que se ejecutan en el sistema operativo permitiendo el funcionamiento de Unity 3D, Vuforia y Xamarin Forms, teniendo en consideración que se han trabajado en sus versiones community y no se toman en cuenta costos ya que sus tipos de licencias son gratuitas.
El aplicativo gestiona la conexión para el intercambio de información sobre los usuarios, las preguntas y sus ubicaciones, directo hacia el servidor de aplicaciones, el mismo que se ejecuta en NODE JS mediante arquitectura REST, el mismo que se basa en protocolo estándar HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto), en el cual se transfiere la información en la red. La base de datos se encuentra en Framework Loopback 3 y este se encarga de gestionar la conexión hacia el servidor de base de datos y el manejo de las peticiones hacia la misma. La base de datos fue creada en MongoDB ya que al ser utilizada por gran variedad de aplicativos los cuales trabajaran con distintos tipos de datos, utilizar bases NoSQL es la mejor opción para parametrizar los mismos. MongoDB es de uso libre y de paga dependiendo de su uso y la velocidad de transferencia con la que se trabaje.
Por el lado del aplicativo cliente se utilizó Xamarin Forms, mismo que es de código abierto para la creación de aplicaciones multiplataforma, el cual trabaja sobre lenguaje C# que gracias a su gran variedad de herramientas genera aplicaciones robustas y de mayor atracción visual.
3.2. SERVIDOR WEB
El servidor fue implementado en PHP 7.2 y se encuentra almacenado en un servidor apache, el mismo que es de código abierto.
3.3. CLIENTE
28 3.4. ANALISIS DE REQUISITOS
Se detallaron los puntos importantes para que nuestro aplicativo funcione de forma óptima y satisfaciendo todas las necesidades del usuario.
3.4.1. VALIDACION DE REQUISITOS
Mobile-D se retroalimenta constantemente de las iteraciones que se van realizando en las primeras fases de análisis del producto, estableciendo los requisitos planteados en las reuniones con los clientes para mejorar estos servicios que brinda el aplicativo, los cuales se detallan en la Tabla 11.
Tabla 11. Servicios a consumir en el aplicativo móvil.
Servicio Metodo Accion
Usuarios Get / Post Acceso y Registro al Sistema Preguntas Get Obtener preguntas parametrizadas
3.5. IMPLEMENTACIÓN
El desarrollo del aplicativo se estructura y desglosa a continuación: 3.5.1. APLICATIVO CLIENTE EN XAMARIN FORMS
Visual Studio 2017 en nuestro aplicativo Cross-Platform trabaja bajo archivos XAML los cuales permiten implementar interfaces visuales, creando aplicaciones más llamativas y sencillas en su proceso de creación, soportan animaciones, audio y eventos en los objetos que estos contienen.
Estos archivos de interfaz se ven complementados con su respectivo archivo en C# los cuales interactúan con estos objetos ejecutando procesos, procedimientos y las respectivas llamadas a aplicaciones externas.
29 Figura 9. Desglose de proyectos en Visual Studio.
3.6. DISEÑO DEL APLICATIVO MÓVIL.
Cada interfaz de usuario se realizó en XAML detallando en sus objetos su posicionamiento y demás instanciación para una correcta visualización y coherencia gráfica, los cuales se desglosan a continuación:
3.6.1. MÓDULO DE CREDENCIALES
En este módulo se pueden detallar las siguientes características: - Validación de Usuarios.
- Creación de Usuarios
Esta es la parte principal del proyecto siendo el primer encuentro con el aplicativo, familiarizándose con una interfaz amigable y con un sistema de credenciales para ingresar al juego o crear nuestro usuario.
30 Figura 10. Diagrama de Flujo del Módulo Login del Aplicativo.
Validación de Credenciales
Obtener información de usuarios
Validar Usuario y Contraseña en Base de Datos
Redirección a Menú Principal
Fin Validación de Credenciales
Ingresar usuario
Ingresar Contraseña
Mostrar Usuario/Contraseña
Incorrectos
Validación
Correcta
31 3.6.2. MÓDULO CREAR NUEVO USUARIO
En esta sección del programa, tal y como se muestra en la Figura 11, el usuario puede proceder a la creación de su cuenta desde el aplicativo, ingresando sus credenciales como son “usuario” y “contraseña”, por defecto el sistema acredita 0 a su puntaje.
Figura 11. Diagrama de Flujo del Módulo Crear Usuarios del Aplicativo. 3.6.3. MÓDULO MENÚ PRINCIPAL
En esta sección del programa y como se muestra en la Figura 12, se encuentra la ventana principal del juego, junto con el mapa y la ubicación del jugador con un botón para invocar al método de búsqueda de Pokemones.
Crear Usuario
Leer usuario
Leer Contraseña
Envío petición Http Client para inserción de usuario/contraseña en base
de datos.
Error al ingresar usuario Petición
Exitosa
Correcta
Incorrecta
Usuario creado exitosamente
Redirección a Ventana Login
32 Figura 12. Diagrama de Flujo del Módulo Menú Principal.
33 3.6.4 MÓDULO ATRAPAR POKEMON
Esta sección es completamente independiente al resto del programa en Xamarin, ya que esta es una aplicación de Unity 3D Y Vuforia con su programación en C#, observando la Figura 13 el jugador entra en un mundo de realidad aumentada atrapando un Pokemon que se encuentra en nuestro entorno mediante el uso de la cámara, cada Pokemon cuenta con animaciones y eventos, los mismos que cuentan con sistema de partículas como humo, explosiones, y ondas expansivas haciéndolo más llamativo y con sonidos peculiares de esté gran juego de nuestra infancia.
3.6.4.1 MOSTRAR POKEMON
Figura 13. Diagrama de Flujo de Inicio de Problemón UTE Atrapar Pokemon (giroscopio.cs).
Se calculan números aleatorios los cuales se evalúan y se les asigna un Pokemon a cada uno, en el cual, cada vez al ejecutar la aplicación mostrará uno distinto cada vez.
Cada Pokemon tiene su respectiva animación y sus indicadores de nombre y puntos de combate.
Mostrar Pokemon
Calcular un número aleatorio
Número mayor
que 0 Reintentar búsqueda
Mostrar Modelo de Pokemon asignado al
número aleatorio
Falso
Verdadero
Animar Pokemon
Reproducir Sonido de Pokebola Lista
34 3.6.4.2 LANZAMIENTO DE POKEBOLA, ANIMACIÓN DE ATRAPAR E INTENTOS
En la Figura 14, se detalla el algoritmo que al presionar el botón de Pokebola en el módulo Atrapar Pokémon.
Figura 14. Diagrama de Flujo de Proceso de Atrapar Pokémon, Animaciones e Intentos. Atrapar Pokémon Animar Pokebola Pokebola Presionada Falso Verdadero Lanzar Pokebola
Sonido Atrapar Pokemon
Pokebola Colisiona o
Desaparece Quitar un intento
Intentos menores que cero Verdadero Falso Verdadero Aparecer Pokebola Falso Atrapar Pokemon Animar Explosión Pokebola
Mostrar Presionar Atrás para Continuar…
Botón Atrás Presionado
Fin Atrapar Pokemon
Verdadero
35 3.6.4.3. MÓDULO DE PREGUNTAS
En la Figura 15, se muestra el algoritmo en el cual se carga la información de la pregunta tanto como la del del usuario desde la base de datos, así como lo ocurrido al seleccionar la opción correcta o la de fallo.
Figura 15. Diagrama de Flujo del proceso de Responder Preguntas (Módulo Preguntas).
En el Anexo 7, se muestra el algoritmo global del aplicativo, integrando cada módulo del sistema en un solo núcleo.
Módulo Preguntas
Cargar pregunta por nivel
Cargar información de la pregunta
Mostrar “Opción Correcta”
Opción Correcta Presionada
Agregar 100 puntos al usuario e incrementar nivel
Verdadero
Falso
Mostrar “Oh no… Intente nuevamente”
Quitar 50 puntos al usuario
Redirección a Ventana Principal
36 3.6.5. CONEXIÓN REST ENTRE EL APLICATIVO Y EL SERVIDOR (SERIALIZACIÓN Y ENVIO)
En la Figura 16 se muestra el algoritmo para consumir un servicio REST y realizar el envío de información hacia el servidor.
Figura 16. Diagrama de Flujo del proceso del proceso de conexión hacia el servidor para envío de información.
Enviar Información
Encapsular la información a enviar en
un objeto de la clase.
Serializar el objeto en formato JSON.
Serializar el objeto en formato JSON.
Llamar peticion REST mediante URL enviando
JSON
Petición Exitosa
Verdadero
Falso
Mostrar Error al gestionar la petición
37 3.6.6. CONEXIÓN REST ENTRE EL SERVIDOR Y EL APLICATIVO (DESERIALIZACIÓN Y RECEPCION)
En la Figura 17 se muestra el algoritmo para consumir un servicio REST y obtener información del servidor hacia el aplicativo.
Figura 17. Diagrama de Flujo del proceso del proceso de conexión desde el servidor hacia el aplicativo para obtención de información.
Recepción Información
Encapsular la información a recibir en
un objeto de la clase. De serializar el JSON en
objeto de la clase.
Extraer información del objeto y mostrarlo o
trabajar sobre el
Información Correcta
Verdadero
Falso
Mostrar Error al gestionar la petición
Fin Recibir Información Llamar peticion REST
38 3.7. ANÁLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE METODOLOGÍA DESCRIPTIVA
SELECCIÓN DE LAS VARIABLES DEL ENTORNO A ESTUDIAR.
Se realizaron encuestas con los estudiantes de la Universidad UTE para las cuales se debió calcular el tamaño de la muestra mediante la fórmula detallada en la Figura 18:
Figura 18. Fórmula para calcular el número de personas a realizar la encuesta.
DEFINICIÓN DE UNA POBLACIÓN PARA EXTRACCIÓN DE MUESTRA n = Es el tamaño de la muestra poblacional a obtener.
N = Es el tamaño de la población total.
𝜎 = Representa la desviación estándar de la p oblación. En caso de desconocer este dato es común utilizar un valor constate que equivale a 0.5 Z = Es el valor obtenido mediante niveles de confianza. Su valor es una constante, usualmente se tienen estos valores dependiendo el grado de confianza que se requiera siendo 99% el valor más alto (este valor equivale a 2.58) y 95% (1.96) siendo este el valor mínimo aceptado para considerar la investigación como confiable.
e = Es el límite aceptable de error muestral, fluctúa entre 1% (0.01) y 11% (0.11), siendo 5% (0.05) el valor estándar usado en las investigaciones (questionpro, 2018).
De lo anterior estipulado se tomaron los siguientes valores:
SELECCIÓN DE MUESTRA DE CARÁCTER REPRESENTATIVO PARA GENERALIZAR LOS RESULTADOS.
N=200 estudiantes de la Universidad UTE. 𝜎 = 0.5
Z= 95% valor mínimo para considerar la investigación confiable e= 0.114
𝑛 = 0.95
2∗ 0.52∗ 200
39 Dándonos como resultado una muestra de 17 estudiantes teniendo un error de 11.4%.
Una vez realizadas las encuestas, tal y como se muestra en el Anexo 1, se obtuvieron los siguientes resultados los cuales se explican en detalle a continuación.
Tal como se muestra en la Figura 19, se detallan las edades de los estudiantes, las mismas que se comprenden desde los 22 hasta los 29 años.
Figura 19. Resultados de la Encuesta en pregunta “¿Cuál es su Edad?” Como se puede observar en la Tabla 12, la mayoría de las personas encuestadas tiene 25 años.
Tabla 12. Explicación a Detalle de la pregunta ¿Cuál es su edad?
En la Figura 20, podemos observar que 17 personas (89.5%), son hombres, mientras 2 personas (10.5%) son mujeres.
Edad Frecuencia Absoluta Frecuencia Absoluta Acumulada Frecuencia Relativa Frecuencia Relativa Acumulada
22 2 2 0.105263158 0.105263158
23 1 3 0.052631579 0.157894737
24 4 7 0.210526316 0.368421053
25 5 12 0.263157895 0.631578947
26 1 13 0.052631579 0.684210526
27 3 16 0.157894737 0.842105263
28 1 17 0.052631579 0.894736842
29 2 19 0.105263158 1
40 Figura 20. Resultados de la Encuesta en pregunta “¿Sexo?”
Como se puede observar en la Figura 21, 18 personas (94.7%) están de acuerdo en que los videojuegos incentivan al estudio, por otro lado 1 persona (5.3%) creen que no es incentivo al estudio.
Figura 21. Resultados de la Encuesta en pregunta “¿Usted cree que los videojuegos permiten incentivar al estudio mientras se juega?”
41 Figura 22. Resultados de la encuesta en pregunta “¿Cree usted que estas
aplicaciones deberían ser implementadas en otras carreras de la universidad?”
Podemos observar en la Figura 23, 16 personas (84.2%) obtuvieron conocimiento que no tenían anteriormente, mientras 3 personas (15.8%) no aprendieron nada nuevo mientras jugaban.
Figura 23. Resultados de la Encuesta en pregunta “¿El juego le permitió aprender nuevas cosas que anteriormente no conocía?”
42 Figura 24. Resultados de la encuesta en pregunta “¿Qué tan intuitivo es el
aplicativo para el usuario?”
Analizando la Figura 25, 12 personas (63.2%) están completamente de acuerdo en que los videojuegos les permiten aprender de forma más sencilla y mientras se divierten, no obstante 7 personas (36.8%) a pesar de estar de acuerdo aceptan el hecho de aprender mediante estos aplicativos, pero en una calificación de menor valor.
Figura 25. Resultados de la encuesta en pregunta “¿Está usted de acuerdo en que los juegos serios son una opción para aprender de una forma más
43 Como se puede observar en la Figura 26, para 10 personas (52.6%) el juego fue sencillo en su jugabilidad y completamente atractivo, por otro lado 5 personas (26.3%) encontraron al juego atractivo y fácil, pero en menor valoración, por otro lado 4 personas (21.1%) encuentran al juego con complejidad de uso, y poco atractivo.
Figura 26. Resultados de la encuesta en pregunta “¿El juego resulta atractivo en su funcionalidad y facilidad de uso?”
Observando la Figura 27, El usuario encuentra al videojuego atractivo y de fácil utilización, no obstante, el jugador requiere de mayor cantidad de opciones dentro del juego tales como:
• Menú Pokémon Atrapado
• Implementación de preguntas por facultad
También el poder eliminar mensajes emergentes por colores dentro de la interfaz del usuario al fallar o acertar las preguntas con “verde” o “rojo” respectivamente.
44 Figura 27. Resultados de la encuesta en pregunta “¿Qué recomendación
puedes brindar para lograr mejorar aún más el aplicativo?”
Analizando la Figura 28. 15 personas (78.9%) consideran importante añadir preguntas de Cultura General dentro del aplicativo, por otro lado 3 personas (15.8%) consideran que se debe añadir preguntas de Historia, no obstante 1 persona (5.3%) considera que se deben implementar preguntas Institucionales.
Figura 28. Resultados de la encuesta en pregunta “¿Qué tipo de preguntas debería existir dentro del juego, tratándose de una aplicación dentro de la
45
4.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1 CONCLUSIONES
• Las bases de datos no relacionales, al trabajar con peticiones REST mostraron una mayor eficiencia en el desempeño del aplicativo, evitando tiempo de procesamiento en conversiones de tipos de datos y haciendo que las solicitudes sean utilizables para distintos sistemas operativos con diferentes arquitecturas.
• Xamarin Forms se utilizó para la compilación del aplicativo enfocado a Android y iOS, ya que permitió el desarrollo de un solo núcleo de programación para su posterior compilación hacia distintas arquitecturas de sistemas operativos, evitando así la programación para cada arquitectura de forma independiente.
• Unity 3D brindó el entorno gráfico más adecuado para los elementos visuales del aplicativo ya que en conjunto con la librería Vuforia hizo posible el uso de la cámara posterior mostrando elementos no reales en el entorno físico y permitiendo la interacción con ellos, haciendo al aplicativo más llamativo y entretenido para el usuario.
• Unity 3D junto con Xamarin Forms y el Servidor Web parametrizable demostraron poder trabajar de forma unificada intercambiando información entre ellos, demostrando la adaptabilidad de distintos entornos de programación entre sí y su ejecución como uno solo.
• El crear aplicaciones multiplataforma con un núcleo de programación tanto para Android como iOS, amplía la gama de posibles
• usuarios, permitiendo que el sistema pueda ser ejecutado en una gran variedad de dispositivos.
• Mediante el proceso de investigación se ha analizado que la metodología Mobile-D es la que más cumple con los requerimientos del sistema, adaptándose correctamente al ciclo de vida del proyecto y a cada una de sus etapas.
46 4.2 RECOMENDACIONES
• Para ampliar el campo de alcance del aplicativo se deben utilizar servidores web de pago que permitan la ejecución de servicios Node JS y Loopback en la nube, permitiéndole tener un mayor alcance para el uso de esta a nivel mundial.
• Para mejorar la experiencia de juego, al momento de trabajar con geolocalización es importante activar la opción de “Modo de alta precisión” en el dispositivo brindando un posicionamiento más exacto para los cálculos internos del aplicativo.
• Para mejorar el tiempo de respuesta del aplicativo se debe almacenar la base de datos de forma local, reduciendo el tiempo de latencia al obtener los resultados de cada petición.
