Propuesto de Abordaje Creativo y Pedagógico de la Solución Desarrollada – proyecto PVRA

Partimos de la interrogante:

  • ¿Qué efectos genera el uso de una aplicación de Realidad Aumentada sobre el desarrollo de las capacidades de movimiento y expresión en los niños?
  • ¿Qué efectos genera el uso de una aplicación de Realidad Aumentada sobre el desarrollo de las capacidades reconocimiento y clasificación de figuras geométricas en los niños?
  •  ¿Cómo apoya la Realidad Aumentada en la presentación de contenidos sobre la forma, el color y el tamaño en clase?

La respuesta a estas interrogantes permite entender que existen espacios dentro de la formación integral para responder al reto de desarrollar diferentes capacidades usando las TIC dentro de una didáctica lúdica y novedosa.

La metodología propuesta está orientada a:

  •  Que exista un trabajo colaborativo entre los diferentes grados positivando que los niños más grandes puedan apoyar a los más pequeños
  • Que los niños  usen la aplicación de Realidad Aumentada para desarrollar sus capacidades kinestésicas de manera  natural y mediante el juego controlado.
  • Que los niños se expresen mediante el dibujo y la música en un ambiente aumentado (combinando lo real y lo virtual).
  • Que los niños reconozcan y clasifiquen figuras geométricas en un entorno aumentado a través del juego.
  • Presentar información sobre los colores, las formas y tamaño.

La estrategia para probar las aplicaciones desarrolladas se basó en los retos comunicativos y el  juego dirigido que consistía en que los niños y niñas mayores apoyan a sus pares menores en de desarrollo de las actividades de uso de la Realidad Aumentada. El alumno aprende y desarrolla sus capacidades cooperando, el aprendizaje se construye en la interacción con los compañeros y los profesores. Los niños mayores apoyan a los menores posibilitando el esfuerzo e interés por comunicar ideas, procedimientos y tareas a realizar.

 El papel de docente es el organizador del contexto. El docente desarrolla los recursos de realidad aumentada, planifica las secuencias, organiza tiempos.

La escuela como medio facilitador del desarrollo de las capacidades a través de la provisión de los espacios, recursos pedagógicos y tecnológicos necesarios.

 La innovación y la creatividad que llevan a investigar nuevas formas de usar la tecnología en el espacio educativo.

 Hay que destacar que cada una de las actividades propuestas en el proyecto se fue construyendo de manera lenta pues conllevaban una enorme dificultad técnica teniendo como guía la fase inicial que era la identificación de la competencia y la propuesta de solución planteada.

CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRATEGIA

El juego, como método de enseñanza, es muy antiguo, ya que en la Comunidad Primitiva era utilizado de manera empírica en el desarrollo de habilidades en los niños y jóvenes que aprendían de los mayores la forma de cazar, pescar, cultivar, y otras actividades que se trasmitían de generación en generación. De esta forma los niños lograban asimilar de una manera más fácil los procedimientos de las actividades de la vida cotidiana.

A finales del siglo XX se inician los trabajos de investigación psicológica por parte de K. Groos, quien define una de las tantas teorías acerca del juego, denominada Teoría del Juego, en la cual caracteriza al juego como un adiestramiento anticipado para futuras capacidades serias.

El juego es una actividad amena de recreación que sirve de medio para desarrollar capacidades mediante una participación activa y afectiva de los estudiantes, por lo que en este sentido el aprendizaje creativo se transforma en una experiencia feliz.

La idea de aplicar el juego con la Realidad Aumentada dentro de la Escuela es una idea nueva, pero no así en el ámbito extraescolar pues los nuevos sistemas de video juego interactivo como kinect o nintendo son una realidad en varios países desde los dos últimos años y usan los mismos conceptos de la Realidad Aumentada.

Desde el punto de vista del desarrollo intelectual, esperamos que nuestras los niños aprendan, ya que mediante la Realidad Aumentada obtienen nuevas experiencias, se les ofrece oportunidad para cometer aciertos y errores, para aplicar sus conocimientos y para solucionar problemas. Los juegos que implementamos crean y desarrolla estructuras de pensamiento, originan y favorece la creatividad infantil; es un recurso nuevo que esperamos que aplicados sistemáticamente permitan el logro de las capacidades planteadas.

El segundo aspecto en que se sustenta la metodología es el trabajo entre niños, con poca intervención del docente (los niños del cuarto grado guiaron a sus compañeros del segundo grado), se basa en los estudios de los procesos cognitivos y socio afectivos; segunda estos estudios con un enfoque cognitivo-evolutivo, concluyendo que este tipo de interacción contribuye positivamente al desarrollo cognitivo-moral. Estas, investigaciones subrayan que cuando los niños interactúan con otros en la realización de una actividad grupal, surgen conflictos originados por su egocentrismo. En opinión de Piaget (1932/1974), estos conflictos provocan reestructuraciones cognitivas internas, que promueven el desarrollo intelectual, siendo también, este tipo de interacción fuente de desarrollo moral, ya que potencia el desarrollo de la moralidad autónoma. Además, en esta situación grupal de discusión y debate los niños desarrollan el proceso de adopción de perspectivas, a partir del cual se construye el conocimiento de sí mismo y el de los demás (Kohlberg, 1982)

Finalmente para tener un criterio más profundo sobre el concepto de juego y aplicarlo a la Realidad Aumentada se tomó uno de sus aspectos más importantes del juego, su contribución al desarrollo de la capacidad creadora en los jugadores, toda vez que este influye directamente en sus componentes estructurales: intelectual-cognitivo, volitivo- conductual, afectivo-motivacional y las aptitudes.

– En el intelectual-cognitivo se fomentan la observación, la atención, las capacidades lógicas, la fantasía, la imaginación, la iniciativa, los conocimientos, las habilidades, los hábitos, el potencial creador, etc.

– En el volitivo-conductual se desarrollan el espíritu crítico y autocrítico, la iniciativa, las actitudes, la disciplina, el respeto, la perseverancia, la tenacidad, la responsabilidad, la audacia la sistematicidad, la regularidad, el compañerismo, la cooperación, la lealtad, la seguridad en sí mismo, estimula la emulación fraternal, etc.

– En el afectivo-motivacional se propicia la camaradería, el interés, el gusto por la actividad, el colectivismo, el espíritu de solidaridad, dar y recibir ayuda, etc.

FASES DE LOS JUEGOS DIDÁCTICOS CON LA REALIDAD AUMENTADA:

1.-Introducción:

Comprende los pasos o acciones que posibilitarán comenzar o iniciar el juego, incluyendo los acuerdos o convenios que posibiliten establecer las normas o tipos de juegos. A la vez que el cuidado de los equipos con que se cuenta; los niños mayores enseñan a los menores lo importante de mantener y cuidar el equipo informático.

2.-Desarrollo:

Durante el mismo se produce la actuación de los estudiantes en dependencia de lo establecido por las reglas del juego.

3.-Culminación:

El juego culmina cuando un jugador o grupo de jugadores logra alcanzar la meta en dependencia de las reglas establecidas, o cuando logra completar un reto del juego, demostrando un mayor dominio de los contenidos y desarrollo de habilidades.

PRINCIPIOS BÁSICOS QUE RIGEN LA ESTRUCTURACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS JUEGOS DE REALIDAD AUMENTADA:

* La participación: Es el principio básico de la actividad lúdica que expresa la manifestación activa de las fuerzas físicas e intelectuales del jugador, en este caso el niño o niña. La participación es una necesidad intrínseca del ser humano, porque se realiza, se encuentra a sí mismo.

* El dinamismo: Expresa el significado y la influencia del factor tiempo en la actividad lúdica. Todo juego tiene principio y fin, por lo tanto el factor tiempo tiene en éste el mismo significado primordial que en la vida. Además, el juego es movimiento, desarrollo, interacción activa en la dinámica del proceso pedagógico.

* El entretenimiento: Refleja las manifestaciones amenas e interesantes que presenta la actividad lúdica, las cuales ejercen un fuerte efecto emocional en el estudiante y puede ser uno de los motivos fundamentales que propicien su participación activa en el juego.

* El valor didáctico de este principio consiste en que el entretenimiento refuerza considerablemente el interés y la actividad cognoscitiva de los estudiantes, es decir, el juego no admite el aburrimiento, las repeticiones, ni las impresiones comunes y habituales; todo lo contrario, la novedad, la singularidad y la sorpresa son inherentes a éste.

* El desempeño de roles: Está basado en la modelación lúdica de la actividad del estudiante, y refleja los fenómenos de la imitación y la improvisación.

* La competencia: Se basa en que la actividad lúdica reporta resultados concretos y expresa los tipos fundamentales de motivaciones para participar de manera activa en el juego. El valor didáctico de este principio es evidente: sin competencia no hay juego, ya que ésta incita a la actividad independiente, dinámica, y moviliza todo el potencial físico e intelectual del estudiante.

VENTAJAS FUNDAMENTALES DE LOS JUEGOS CON REALIDAD AUMENTADA:

– Permiten comprobar el nivel de conocimiento alcanzado por los estudiantes, éstos rectifican las acciones erróneas y señalan las correctas.

– Aumentan el interés de los estudiantes y su motivación por los aspectos lógicos de la asignatura (Matemática).

– Permiten solucionar los problemas de correlación de las actividades de dirección y control de los profesores, así como el autocontrol colectivo de los estudiantes.

– Desarrollan habilidades y capacidades en el orden práctico.

– Permiten la adquisición, ampliación, profundización e intercambio de conocimientos, combinando la teoría con la práctica de manera vivencial, activa y dinámica.

-Mejoran las relaciones interpersonales, la formación de hábitos de convivencia y hacen más amenas las clases.

-Aumentan el nivel de preparación independiente de los estudiantes y el profesor tiene la posibilidad de analizar, de una manera más minuciosa, la asimilación del contenido impartido.

– Mejorar ciertas habilidades kinestésicas o en su defecto muestra cuáles son esos defectos

FUNDAMENTACION TEORICA DE NUESTRA PROPUESTA

INTELIGENCIA KINESTESICA

La inteligencia Kinestésica está vinculada con la capacidad para controlar nuestro cuerpo en actividades físicas coordinadas como la deportiva, la danza, las habilidades manuales, entre otras. A través de la inteligencia Kinestésica corporal adquirimos información que, por efecto del movimiento y la vivencia, se convierte en aprendizaje significativo. Esta es una de las principales inteligencias a desarrollar en la etapa de la niñez.

Características de las personas que presentan este tipo de inteligencia

Un niño o persona adulta que posee esta inteligencia, se caracteriza por desarrollar mejor las siguientes actividades:

  • Explora el entorno y los objetos por medio el tacto y el movimiento.
  • Desarrolla su coordinación y sentido el ritmo.
  • Aprende mejor por medio de la experiencia directa y la participación.
  • Disfruta de las experiencias concretas de aprendizaje, tales como salidas al campo, construcción de modelos o participación en dramatizaciones y juegos, montaje de objetos y ejercicio físico.
  • Demuestra destreza en tareas que requieren de empleo de motricidad fina o gruesa.
  • Es sensible y responde a las características de los diferentes entornos y sistemas físicos.
  • Demuestra condiciones para la actuación, el atletismo, la danza, la costura, el modelado o la digitalización.
  • Exhibe equilibrio, gracia, destreza y precisión en la actividad física.
  • Tiene capacidad para ajustar y perfeccionar su rendimiento físico mediante la inteligencia de la mente y el cuerpo.
  • Comprende y vive de acuerdo con hábitos físicos saludables.
  • Demuestra interés por carreras como las de atleta, bailarín, cirujano o constructor.
  • Inventa nuevas maneras de abordar las habilidades físicas o nuevas como la danza, deporte u otra actividad física.
  • Se debe tomar en cuenta que todos los niños tienen necesidad de manifestarse por medio del movimiento, y aquellos que literalmente “aprenden tocando las ideas” tienen en la educación tradicional actual pocas oportunidades de entrenar sus habilidades. Y es que el aprendizaje multisensorial no se produce en el aula, porque la mayoría de los maestros no fueron educados en él y desconocen los procesos, carecen de modelos de rol kinestésico que puedan emular recursos para capacitarse.
    Sin embargo, es este tipo de aprendizaje que más disfruta la mayoría de los niños y el que deja en el recuerdo las experiencias más poderosas, placenteras y memorables para todos.

LA EXPRESION PLASTICA

La expresión es una necesidad vital en el niño que le hace posible, en primer lugar, adaptarse al mundo y posteriormente, llegar a ser creativo, imaginativo y autónomo. La expresión es un instrumento de desarrollo y comunicación del ser humano que se manifiesta por medio de diferentes lenguajes. La expresión plástica, como forma de representación y comunicación, emplea un lenguaje que permite expresarse a través del dominio de materiales plásticos y de distintas técnicas que favorecen el proceso creador. Lo fundamental en este proceso es la libre expresión, no la creación de obras maestras.

El color, la línea, el volumen y la forma constituyen elementos básicos del lenguaje plástico. Siendo uno los puntos donde incidimos más con  PVRA

El COLOR

En la etapa esquemática de 6 a 9 años, el color empieza a relacionarse con los objetos (cielo azul, sol amarillo…) para S García Bermejo  el color se desarrolla al borde de la forma y sitúa entre 6 y 7 años la aparición en la relación color-objeto y la sistematización cromática a los 8 años.

LA CREATIVIDAD

La expresión plástica es un cauce fundamental para el desarrollo de la creatividad, aunque no el único. La educación infantil permitirá este desarrollo, así como el proceso que implica la solución de los problemas.

La expresión plástica está ligada al arte pero, en la etapa infantil, no tiene como fin lograr artistas, sino el desenvolvimiento del proceso interior del niño que desarrolla distintas capacidades. “lo fundamental no es el producto, sino el proceso”. Los aspectos técnicos deben de estar supeditados a los diversos objetivos de disfrute, expresión y comunicación, sin que eso suponga privar al pequeño de los conocimientos y el uso de las técnicas que favorezcan su maduración.

LOS BLOQUES LOGICOS

Los bloques lógicos son un conjunto que  se define por cuatro variables: color, forma, tamaño y grosor. Cada una tiene unos valores:

  • El color: rojo, azul y amarillo.
  • La forma: cuadrado, círculo, triángulo y rectángulo.
  • El tamaño: grande y pequeño.
  • El grosor: grueso y delgado. (este concepto no lo pudimos trabajar).

Los bloques lógicos sirven para poner a los niños ante unas situaciones que les permitan llegar a determinados conceptos matemáticos. A partir de las actividades los niños llegan a:

  • Nombrar y reconocer cada bloque.
  • Reconocer las variables y valores de éstos.
  • Clasificarlos atendiendo a un solo criterio.
  • Comparar los bloques estableciendo semejanzas y diferencias.
  • Realizar seriaciones siguiendo unas reglas.
  • Establecer la relación de pertenencia a conjuntos.
  • Emplear los conectivos lógicos (conjunción, negación, disyunción, implicación).
  • Definir elementos por la negación.
  • Introducir el concepto de número.

LA PROPUESTA CURRICULAR  DE TRABAJO

Se trabajó teniendo  como base el Diseño Curricular Nacional de la Educación Básico Regular, considerando las áreas de Educación Artística y Educación Física del III  Ciclo fundamentalmente y atendiendo en parte de las IV Ciclo:

ARTE

  • COMPETENCIA: Expresa con espontaneidad y creatividad sus vivencias, ideas, sentimientos y percepción del mundo, haciendo uso de recursos artísticos para explorar los elementos del arte vivenciándolos con placer.
  • CAPACIDADES:
    • Explora y experimenta con materiales de expresión gráfico plástica; con objetos sonoros del entorno…
    • Observa y describe las características visuales, sonoras y cinéticas (de movimiento) de elementos naturales y objetos de su entorno.
    • Reconoce y describe diversas producciones manuales y artísticas desarrolladas en el entorno familiar o comunitario.

EDUCACION  FISICA

  • COMPETENCIA: Comprende su cuerpo de forma integral, lo utiliza en la ejecución de actividades físicas sencillas, valorándolas como medio de cuidar su salud.
  • CAPACIDADES:
    • Utiliza su cuerpo como totalidad en la realización de actividades lúdicas
    • COMPETENCIA. Domina su cuerpo y utiliza sus posibilidades de movimiento para resolver tareas motrices simples, orientarse en el espacio y en el tiempo, expresarse corporalmente y manipular objetos; mostrando espontaneidad en actuar.
    • CAPACIDADES:
      • Reconoce la lateralidad en su cuerpo experimentando con diferentes actividades.
      • Identifica y utiliza conceptos de ubicación espacial básicos al realizar movimientos y desplazamientos.

LOGICO MATEMATICA

    •  COMPETENCIA: Reconoce, nombra y describe figuras geométricas, asociándolas con objetos de su entorno
    •   CAPACIDADES:
      • Identifica elementos esenciales de figuras geométricas planas: rectángulo, cuadrado, triangulo.
Juan Cadillo
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Herramientas Utilizadas

I. HERRAMIENTAS DE MODELAMIENTO, DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN USADAS PARA NUESTROS PROYECTOS DE REALIDAD AUMENTADA

ARGOUML.

ArgoUML es una aplicación de diagramado de UML escrita en Java y publicada bajo la Licencia BSD. Dado que es una aplicación Java, está disponible en cualquier plataforma soportada para Java.

SIMPLE DIAGRAMS

SimpleDiagrams es una herramienta creada por McQuillen Interactive, LLC y permite crear diagramas simples de manera rápida y fácil.

II. HERRAMIENTAS DE PROGRAMACION

PROCESSING

Processing es un lenguaje de programación y entorno de desarrollo integrado de código abierto basado en Java, de fácil utilización, y que sirve como medio para la enseñanza y producción de proyectos multimedia e interactivos de diseño digital. Fue iniciado por Ben Fry y Casey Reas a partir de reflexiones en el Aesthetics and Computation Group del MIT Media Lab.

Processing es desarrollado por artistas y diseñadores como una herramienta alternativa al software propietario. Puede ser utilizado tanto para aplicaciones locales así como aplicaciones para la web (Applets). Se distribuye bajo la licencia GNU GPL.

OPENCV

OpenCV es una biblioteca libre de visión artificial originalmente desarrollada por Intel. Desde que apareció su primera versión alfa en el mes de enero de 1999, se ha utilizado en infinidad de aplicaciones. Desde sistemas de seguridad con detección de movimiento, hasta aplicativos de control de procesos donde se requiere reconocimiento de objetos. Esto se debe a que su publicación se da bajo licencia BSD, que permite que sea usada libremente para propósitos comerciales y de investigación con las condiciones en ella expresadas.

III. HERRAMIENTAS DE HARDWARE

–          Equipo de Cómputo: Laptop ADVANCE, Intel Pentium P6100 – 2.0Ghz

–          Cámara Web Genius Eye 110 Instan Video (No recomendado)

La cámara web Genius Eye 110 es una de las cámaras que se utilizó en el proyecto, más no  brindo una buena performance  a la hora de detectar colores, los que eran mostrados en tonos diferentes.

Características:

  • conectividad USB 2.0
  • resolución máxima 640×480 pixeles,
  • compatibilidad con Win Vista y Win 7,
  • girable 360 grados,
  • aplicación directa para messenger,
  • gran flexibilidad de su material y su soporte
  • posibilidad de grabar en WMV y sacar fotos en JPEG con el soft incluido

–          Cámara Web Longitech WebCam Pro 9000

Cámara Web Recomendada

El éxito o no de un algoritmo de visión por ordenador depende en gran medida de la calidad de la imagen sobre la que se trabaja. Es por ello que en este proyecto se cambió de la cámara Genius Eye 110 Instan Video (que ofrecía una baja calidad en la representación del color real en la pantalla) a una cámara de video de contrastada validez como la Logitech QuickCam Pro 9000. Esta cámara es capaz de producir un video fluido y natural e instantáneas de hasta 8 megapíxeles. Y gracias a su enfoque automático de gama alta las imágenes son siempre nítidas.

Especificaciones:

  • Optica Zeiss con enfoque automático.
  • Sensor nativo de alta resolución de 2 megapíxeles.
  • Video en alta definición (hasta 1600 x 1200*).
  • Modo de pantalla panorámica de 720p (con sistema recomendado).
  • Fotos de hasta 8 megapíxeles (mejoradas desde el sensor de 2 megapíxeles).
  • Microphone con tecnología Logitech RightSound.
  • Video de hasta 30 cuadros por segundo.
  • Certificación USB 2.0 de alta velocidad.

Otra cámara utilizada es la Microsoft LifeCam VX-5500, con un desempeño similar a la Cámara Web Genius Eye 110, con la dificultad que no funcionó con las librerías de OpenCV en Window 7.

Nuestros Objetivos para el Desarrollo del Probador Virtual

Para el desarrollo de nuestro proyecto definimos nuestros objetivos y nos planteamos un conjunto de conceptos, los que nos guiaron a lo largo del proyecto:

Objetivo General:


Desarrollar un conjunto de aplicaciones  de realidad aumentada que permitan apoyar diferentes capacidades de los niños de la Educación Primaria.

Objetivo Específico:

  • Desarrollar una aplicación de realidad aumentada que permita mejorar las habilidades kinestésicas fundamentalmente de  ubicación.
  • Desarrollar una aplicación que apoye el reconocimiento y trabajo con colores.
  • Desarrollar una aplicación que permita trabajar con bloques lógicos.
  • Desarrollar una aplicación que permita mostrar en marcadores diferentes aspectos sobre el color, la forma y tamaño.

Justificación:

El proyecto presentado es una incubadora de Ideas sobre la Aplicación de la Realidad Aumentada en la Escuela para desarrollar a través del juego diversas competencias en los niños.

Partimos de la necesidad de construir un proyecto que fuera capaz de utilizar ideas propias, de colegas y muchas otras que están dispersas y se conocen a través de Internet. El reto inicial era conocer más sobre la Realidad Aumentada y poder aplicarla en nuestro entorno local a través de aplicaciones personalizadas que respondan a las necesidades de nuestros niños y niñas.

Lo pedagógico guió al  emprendimiento tecnológico, pero desconocíamos a  priori los resultados de la aplicación de esta tecnología. Esto es fundamentalmente a que no existen estudios o son muy poco difundidos; no tenemos referencias contextualizadas de los logros y aplicaciones conseguidas de la Realidad Aumentada. Lo que se puede observar sobre la tecnología son gran cantidad de videos muchos de ellos de carácter comercial, en los que se muestra marcadores (hojas de papel con símbolos que el software interpreta) y algún objeto que se muestra sobre estos como videos, fotografías, animaciones en 3D.

La tecnología de la Realidad Aumentada todavía es inmadura y el proyecto apunta a aportar en su uso dentro del aula para conocer sus ventajas y desventajas con niños dentro de un ambiente que cuenta con limitados recursos tecnológicos pero mucho ánimo de aprender cómo es nuestra Escuela.

Los lineamientos guía que fundamentan el desarrollo son:

–    El desarrollo de las capacidades de kinestésicas
–    El desarrollo de la expresión creativa.
–    El desarrollo de habilidades matemáticas y lógicas básicas.
–    Mostrar información diversa a través de Marcadores. 

Todo dentro de una estrategia global de juego apoyado en lo didáctico.

.

REQUERIMIENTOS FUNCIONALES DE LA SOLUCION

  • El usuario deberá tener la posibilidad de dibujar usando su dedo o algún dispositivo que permita realizar trazos en el aire y estos deben ser representados en la pantalla.
  • El sistema deberá proveer el espacio dentro de la pantalla que permita un trabajo adecuado  para realizar los trazos pertenecientes al dibujo.
  • El sistema debe proveer pinceles que permitan realizar el pintado sobre el trazo.
  • Es deseable que la selección de cualquier elemento de dibujo o pintura sea también implementado mediante reconocimiento visual o detección de movimiento.
  • El sistema debe posibilitar el reconocimiento de los conceptos de lateralidad.
  • El sistema debe permitir trabajar  reflejos y movimiento kinestésico.
  • El sistema debe permitir el reconocimiento de los colores, formas y tamaños.
  • El sistema debe de retroalimentar la selección de un color con imágenes de dicho color.

REQUERIMIENTOS NO FUNCIONALES DE LA SOLUCION

  • El sistema debe poder ser usado por niños desde el primer grado.
  • El sistema debe proveer un bajo número de fallas en el reconocimiento de los trazos.
  • El sistema debe estar en capacidad de permitir en el futuro el desarrollo de nuevas funcionalidades, modificar o eliminar sus funcionalidades después de su construcción y puesta en marcha inicial.

REQUERIMIENTOS DE DOMINIO DE LA SOLUCION

  • Se debe procurar que la solución a desarrollar esté basada en Software Libre para evitar gastos por licencias.

LIMITACIONES DEL PROYECTO

Las limitaciones a las que está sujeta la aplicación son:

  • El tiempo desarrollo de la solución.
  • El desarrollo  de los algoritmos de visión artificial: la detección y seguimiento del movimiento es un área  investigación reciente por lo que  la información es limita.
  • Necesidad de una buena Cámara: una limitación muy importante  es la calidad de la cámara que realiza la captura; el éxito de la aplicación depende de este factor.

10 videos que nos inspiraron sobre la Realidad Aumentada

El proyecto se inspiro en un conjunto de videos, de los cuales se ha selecciona 10 de los que considero más relevantes para el  proyecto:

Video 1

Video 2

Video 3

video 4

Video 5

Video 6

Pero dimos un paso más y los siguientes videos nos mostraron el camino posible, la visión artificial es un concepto que no se menciona en la Realidad Aumentada pero muchos de sus logros se deben a ella. Nosotros para el proyecto usamos explícitamente el concepto.

Video 7

Video 8

Video 9

Video 10 . Este es el video que nos inspiro más. No conocemos mucho de la tecnología  y sus algoritmos que permiten su realización; pero avanzamos hacia poder usar los conceptos con nuestros niños y añadirlos a la realidad aumentada:

Juan Cadillo león

Reconocimiento de Colores mediante el uso de la Realidad Aumentada

Dentro del desarrollo del proyecto PVRA (PINTURA VIRTUAL PARA REALIDAD AUMENTADA) se ha desarrollado una aplicación en processing que permite el reconocimiento de colores se tomó  como base  el libro “Learning Processing A Beginner’s Guide to Programming Images, Animation, and Interaction” de Daniel Shiffman quién propone un algoritmo de selección de color y su seguimiento del mismo en el video; el algoritmo fue adaptado para usarse con openCV. Si bien podemos seguir el color mediante la comparación de pixeles nos quedó el problema de poder identificar el color exacto; esto debido a las diferentes tonalidades que distingue el ojo humano; el modelo RGB (rojo, verde y azul) usado por los programas de diseño no  fue  eficiente para poder reconocer adecuadamente los colores debido a las variaciones de luz e intensidad a la hora de reconocer  los colores básicos, por lo que se tuvo que recurrir a una transformación del RGB al modelo CIElab, en el que se mejoró los resultados; pero sigue existiendo problemas con la cantidad de luz a la que es expone el objeto (ambiente oscuro o ambiente con demasiada luz).

El fragmento más resaltante e interesante que se desarrolló en este subsistema es el de transformación de un pixel del modelo RGB al CIElab:

//definimos la clase
//declaramos las variables de la clase
//inicializamos la clase
class transformaColor
{
  float x;
  float y;
  float z;
  //Colores RGB
  float rojo;
  float azul;
  float verde;
  //colores lab
  float l;
  float a;
  float b;
  float cab;
  float hab;
  transformaColor(color pixelColor){//inicializacion
    rojo = red(pixelColor);
    azul =  blue(pixelColor);
    verde = green(pixelColor);
    }
   void rgbAxyz(){
    float rojo1;
    float azul1;
    float verde1;
    //transformando
     rojo1 = rojo/255;
     azul1 = azul/255;
     verde1 = verde/255;
    if(rojo1>0.04045){
          rojo1 = (rojo1+0.055)/1.055;
          rojo1 = pow(rojo1,2.4);
     }
       else{
          rojo1 = rojo1/12.92;
     }
     if(verde1>0.04045){
          verde1 = (verde1+0.055)/1.055;
          verde1 = pow(verde1,2.4);
     }
       else{
          verde1 = verde1/12.92;
     }
          if(azul1>0.04045){
          azul1 = (azul1 + 0.055)/1.055;
          azul1 = pow(azul1,2.4);
     }
     else{
          azul1 = azul1/12.92;
     }
     azul1 *= 100;
     verde1 *= 100;
     rojo1 *= 100;
     //xyz definidos según estándar
     x = rojo1 * 0.4124 + verde1 * 0.3576 + azul1 * 0.1805;
     y = rojo1 * 0.2126 + verde1 * 0.7152 + azul1 * 0.0722;
     z = rojo1 * 0.0193 + verde1 * 0.1192 + azul1 * 0.9505;
  }
  //transformando a CIElab
  void xyzAlab(){
      float x1 = 0.0;
      float y1= 0.0;
      float z1= 0.0;
     x1 = x/95.047;
     y1 = y/100.0;
     z1 = z/108.883;
     if(x1 > 0.008856){
          x1 = pow(x1,1.0/3);
     }
       else{
          x1 = 7.787 * x1 + 16.0/116;
     }
     if(y1>0.008856){
          y1 = pow(y1,1.0/3);
    }
       else{
          y1 = (7.787*y1) + (16.0/116);
     }
     if(z1>0.008856){
          z1 = pow(z1,1.0/3);
    }
       else{
          z1 = 7.787 * z1 + 16.0/116;
   }
     //los valores lab
     l= 116 * y1 -16;
     a= 500*(x1 -y1);
     b= 200*(y1 - z1);
      println ("lab" + l + " " +a+ " " + b);
     //calculo la distancia
     cab = sqrt(sq(a)+sq(b));
   println ("cab" + cab);
    //calculado el {ángulo
    float angle = atan2(bra);
    hub = degrees(angle);
    println ("hab" + hab);
  }
}
    //función para diferenciar colores
    float diferenciaSegun1994 (float[] lab1, float [] lab2){
      float c1,c2,dc,dl,da,dh,db,first,segundos,third;
     c1 = sqrt(lab1[1]*lab1[1]+lab1[2]*lab1[2]);
     c2 = sqrt(lab2[1]*lab2[1]+lab2[2]*lab2[2]);
     dc = c1-c2;
     dl = lab1[0]-lab2[0];
     da = lab1[1]-lab2[1];
     db = lab1[2]-lab2[2];
     dh = sqrt((da*da)+(db*db)-(dc*dc));
     println ("dh" + dh);
     first = dl;
     segundos = dc/(1+0.045*c1);
     println ("segundos" + segundos);
     third = dh/(1+0.015*c1);
     println ("third" + third);
     println("AQUI" + sqrt(first*first+segundos*segundos+third*third));
     return(sqrt(first*first+segundos*segundos+third*third));
}
Para reforzar el reconocimiento de colores, el niño o niña que selecciona un color en el espacio (aula) podrá distinguir un elipse que se desplaza a través de la pantalla ubicándose en objetos cuyo color es similar al seleccionado con el mouse. En caso de ser un color básico: ROJO, AMARILLO O AZUL (Concepto tradicional sobre los colores básicos), o VERDE, NEGRO O BLANCO se le mostrará un video que muestre objetos y su respectivo nombre del mismo color seleccionado.
Aquí el video de Demostración:

Ing. Juan Cadillo

La realidad Aumentada en la Educación

El objetivo  es estas lineas  compartir con Ustedes algunos artículos dispersos por la Red, que nos dan una visión de la aplicación de la Realidad Aumentada en la Educación:

  • X. Basogain, M. Olabe, K. Espinosa, C. Rouèche y J.C. Olabe

La Realidad Aumentada es una tecnología que complementa la percepción e interacción con el mundo real y permite al usuario estar en un entorno real aumentado con información adicional generada por el ordenador. Esta tecnología está introduciéndose en nuevas áreas de aplicación como son entre otras la reconstrucción del patrimonio histórico, el entrenamiento de operarios de procesos industriales,  marketing, el mundo del diseño interiorista y guías de museos. Leer el artículo completo.

  • Raul Reinoso:
  • Rubén Fernández Santiago, David González Gutiérrez, Saúl Remis García.

En este trabajo se va a mostrar un pequeño estudio sobre la Realidad Aumentada. Se comienza con una visión general así como su comparación con un concepto similar, la Realidad Virtual. Analizaremos las diferentes arquitecturas utilizadas en estos sistemas. Se realizará una valoración de diferentes aplicaciones y plataformas de desarrollo de las mismas. Finalmente, se estudiará el futuro de los sistemas de Realidad Aumentada. Leer artículo completo

La Realidad Aumentada

Concepto

Realidad Aumentada (RA) es el término que se usa para definir una visión directa o indirecta de un entorno físico del mundo real, cuyos elementos se combinan con elementos virtuales para la creación de una realidad mixta en tiempo real. Consiste en un conjunto de dispositivos que añaden información virtual a la información física ya existente, es decir, añadir una parte sintética virtual a lo real. Esta es la principal diferencia con la realidad virtual, puesto que no sustituye la realidad física, sino que sobreimprime los datos informáticos al mundo real.

Dispositivos de realidad aumentada

Para manejar la realidad aumentada es necesario contar con un dispositivo electrónico que cuente, como mínimo, con los siguientes componentes:

  • Un monitor o pantalla que será donde se verá la suma de lo real y lo virtual que da como resultado la realidad aumentada.
  • Una cámara web, el dispositivo que toma la información del mundo real y la transmite al software de realidad aumentada.
  • El software que hace posible la suma de los mundos real y virtual. Este software, permite el registro de imágenes, captando las del mundo real y atribuyendo las imágenes virtuales a lugares del mundo real.
  • Memoria, pues los sistemas de realidad aumentada necesitan una unidad CPU potente y una gran cantidad de memoria RAM para procesar toda la información.

Además, los sistemas ás modernos de realidad aumentada cuentan con otras tecnologías como: sensores ópticos, acelerómetros, GPS, giroscopios o brújulas de estado sólido entre otras

Aplicaciones de la realidad aumentada en la educación

La realidad aumentada tiene innumerables aplicaciones, muchas inspiradas en las películas de ciencia ficción, pero que ya son realidad. Un ejemplo es el uso de esta tecnología en proyectos educativos, como museos o centros de visitantes.

Se emplean por ejemplo conexiones inalámbricas con el objeto de mostrar objetos en tres dimensiones, que puede ser, una pieza arqueológica, una planta o un animal, como un dinosaurio; también se emplea en la reconstrucción de paisajes en ruinas, mostrando el aspecto que debieron tener en el pasado; incluso, se pueden mostrar escenarios completos en los que el usuario pueda interactuar con los diferentes elementos en tres dimensiones.

El parque temático francés Futuroscope, es un ejemplo de la utilización de  la realidad aumentada en el desarrollo de sus recursos expositivos.