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Propuesta de iniciación al uso de la
realidad aumentada en la Educación
Secundaria
MASTER UNIVERSITARIO EN FORMACIÓN DEL
PROFESORADO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA,
BACHILLERATO, FORMACIÓN PROFESIONAL Y ENSEÑANZA
DE IDIOMAS
2017-2018
ALUMNO: D. JOSEP JOAN PERIS CORTS
ESPECIALIDAD:DIBUJO
TUTOR: DR. D. IGNACIO NÚÑEZ ARROYO
UNIVERSIDAD CATÓLICADE VALENCIA
“San Vicente Mártir”
Propuesta de iniciación al uso de la realidad aumentada en la educación
secundaria
MásterUniversitario:
MASTER UNIVERSITARIO EN FORMACIÓN DEL PROFESORADO DE
EDUCACIÓN SECUNDARIA, BACHILLERATO, FORMACIÓN PROFESIONAL
Y ENSEÑANZA DE IDIOMAS
RESUMEN
El presente trabajo pretende abordar la realidad aumentada en intersección con la
educación secundaria. Partiendo de un estudio sistemático de la tecnología y de sus usos en
la actualidad se pretende reconocer presentes y potenciales beneficios de su aplicación en
la docencia.
Tras la caracterización de sus impactos beneficiosos, se establecerá en primer lugar
una guía de implementación de la tecnología para facilitar el acceso de cualquier docente a
esta tecnología independientemente de sus conocimientos tecnológicos previos de partida.
El objetivo principal de este trabajo es brindar un acceso a usuarios nuevos o no expertos
en conocimientos de programación y modelado 3D. De esta manera, a través del
documento guía adaptado al nivel de competencia tecnológica del docente neófito en la
materia, se pretende sistematizar la aplicación, facilitando socializar el uso de la realidad
aumentada entre la comunidad educativa.
En segundo término, se ejemplifica cómo aplicar la tecnología a los contenidos
curriculares de4º ESO y 1º BACH propios del docente de educación plástica en secundaria
en 3 fichas de actividades.
Por último, esta implantación de la tecnología buscará integrarse con metodologías
docentes innovadoras (flipped classroom, gamificación y trabajos a través de proyectos) en
los contenidos curriculares, así como potenciar el conocimiento y aprecio del patrimonio
cultural propio del alumnado.
Palabras clave: realidad aumentada, educación, secundaria, plástica, 3D, diseño
asistido por ordenador, TIC, tecnologías de la información y la comunicación, modelado
3D, sketchup, Augment
RESUM
El present treball pretén abordar la realitat augmentada en intersecció amb l'educació
secundària. Partint d'un estudi sistemàtic de la tecnologia i dels seus usos en l'actualitat es
pretén reconéixer presents i potencials beneficis de la seua aplicació en la docència.
Després de la caracterització dels seus impactes beneficiosos, en primer lloc, s'establirà
una guia d'implementació de la tecnologia per a facilitar l'accés de qualsevol docent a
aquesta tecnologia independentment dels seus coneixements tecnològics previs de partida
.L'objectiu principal és brindar accés a usuaris nous o no experts en coneixements de
programació i modelatge 3D. D'aquesta manera a través del document guia adaptat al
nivell de competència tecnològica del docent neòfit en la matèria, se sistematitza
l'aplicació facilitant socialitzar l'ús de l'AR entre la comunitat educativa.
En segon terme, s'exemplifica com aplicar la tecnologia als continguts curriculars de 4t
ESO i 1r BACH propis del docent d'educació plàstica en secundària en 3 fitxes d'activitats.
Finalment, aquesta implantació de la tecnologia buscarà integrar-se amb metodologies
docents innovadores (flipped classroom, gamificació i treball a través de projectes) en els
continguts curriculars i així com potenciar el coneixement i estima del patrimoni cultural
propi de l'alumnat
Paraules clau: realitat augmentada, educació ,secundària, plàstica, 3D, disseny assistit
per ordinador, Tic, modelatge 3D, sketchup, Augment
ABSTRACT
This paper aims to study the intersection of augmented reality between secondary
education. Based on this systematic study of technology and its past and present uses, it is
intended to recognize present and potential benefits of its application in teaching.
After the characterization of its beneficial impact. Firstly, a technology implementation
guide will be established to facilitate the access of any teacher to this technology regardless
of their technological knowledge.Therefore, the main objective is to provide access to new
users or not experts in programming knowledge and 3D modeling skill through the
Guidance Document adapted to the level of technological competence of neophyte teachers
in this subject. So, the application is systematized to facilitate the socialization of the use
of RA among the educational community.
Secondly, it is exemplified how to apply the technology to the curricular contents of
4th ESO and 1st BACH of art and design teacher in secondary education by 3 activity
cards.
Finally, this technology implementation will try to manage to integrate with innovative
teaching methodologies (flipped classroom, gamification and work through projects) in the
curricular contents and as well as in a way that enhances the knowledge and appreciation
of the cultural heritage of the students.
Keywords: augmented reality, education, secondary, plastic, 3D, computer aided
design, Tic, 3D modeling, sketchup, Augment
ÍNDICE:
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1 REALIDAD AUMENTADA 3
2.1.1 DEFINICIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA 3
2.1.2 DIFERENCIAS ENTRE REALIDA AUMNETADA Y REALIDAD VIRTUAL 5
2.1.3 HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA 7
2.2 TECNOLOGÍA 11
2.2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES. SOFTWARE & HARDWARE 11
2.2.1.1 LA REALIDAD AUMENTADA ENTENDIDA COMO UN SISTEMA 11
2.2.1.2 PARTES DEL SISTEMA 12
2.2.1.3 CLASIFICACIÓN Y PORMENORIZACIÓN DE LAS PARTES: 12
2.2.1.4 ETAPAS PARA LA CREACIÓN DE CONTENIDOS Y SU VISUALIZACIÓN 17
2.2.1.5 HARDWARE 18
2.2.1.6 SOFTWARE 20
2.2.2 FUTURO DE LA REALIDAD AUMENTADA 31
2.3. REALIDAD AUMENTADA Y EDUCACIÓN 33
2.3.1 BENEFICIOS Y APLICACIONES 33
2.3.1.1 CONTEXTO INVESTIGADOR EN EL CAMPO EDUCATIVO DE LA REALIDAD
AUMENTADA 33
2.3.1.2 BENEFICIOS DEL USO DE LA AR EN LA EDUCACIÓN. 38
2.3.1.3 APLICACIONES Y MANERAS DE IMPLEMENTACIÓN EN EDUCACIÓN. 43
2.3.2 INTERSECCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA CON METODOLOGÍAS
INNOVADORAS. 51
2.3.2.1 REALIDAD AUMENTADA CON LA METODOLOGÍA FLIPPED CLASSROOM 51
2.3.2.1 AR CON LA METODOLOGÍA GAMIFICACIÓN 54
2.3.2.3 AR CON LA METODOLOGÍA DE PROYECTOS 58
2.3.3 INTERSECCIÓN ENTRE REALIDAD AUMENTADA Y EL PATRIMONIO CULTURAL
61
3. DISEÑO METODOLÓGICO 64
3.1 METODOLOGÍA 64
4. OBJETIVOS 66
5. PROPUESTA DIDÁCTICA 67
5.1 GUÍA DE IMPLANTACIÓN DE ELEMENTOS DE REALIDAD AUMENTADA 68
5.1.1 DEFINICIÓN DE LAS FASES 69
5.1.2 PORMENORIZACIÓN TÉCNICA DE LAS FASES: 73
5.2 PROPUESTA DE ACTIVIDADES. 123
5.2.1 FICHAS DE CONCRECIÓN 123
5.2.1.1 FICHA 1_ VISTAS DE PIEZAS MECANICAS_NIVEL BÁSICO. 124
5.2.1.2 FICHA 2_APUNTES AUMENTADOS DE DIÉDRICO. 156
5.2.1.3 FICHA 3_ INICIACION AL MODELADO CON PLASTILINA_NIVEL BÁSICO. 186
6. CONCLUSIONES Y LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN DE FUTURO 210
7. LEGISLACIÓN 217
8. BIBLIOGRAFÍA 219
ÍNDICE DE IMÁGENES:
Imagen1:Realidad aumentada en el dibujo técnico........................................................2
Imagen 2:Reality-Virtuality (RV) Continuum de Paul Milgram ...................................4
Imagen 3:Google Glass. .................................................................................................9
Imagen 4:Realidad aumentada con las Hololens..........................................................10
Imagen 5:Tipos de AR según la distancia del display a los ojos .................................13
Imagen 6:Sistema de display óptico.............................................................................14
Imagen7:Sistema de display por video.........................................................................14
Imagen 8:Niveles de AR ..............................................................................................16
Imagen 9:Procedimiento de creación de experiencias de AR ......................................17
Imagen 10:How doesAR work? ...................................................................................18
Imagen 11:Working principle. Procedimiento de uso de experiencias de AR ............19
Imagen 12:Sketchfab, pág. web ...................................................................................22
Imagen 13:Poly, pág. web ............................................................................................22
Imagen 14:Uso AR en superficies y espacios ..............................................................32
Imagen 15:Interfaces Naturales, AR en las superficies................................................32
Imagen 16: Tendencias de futuro en la educación. ......................................................37
Imagen 17:Potencialidades de la AR en educación......................................................38
Imagen18:Razones para usar la AR .............................................................................40
Imagen 19:Teorías aprendizaje ....................................................................................41
Imagen 20:Pirámide del aprendizaje ............................................................................42
Imagen 21:Taxonomía de Bloom.................................................................................42
Imagen22:Taxonomía de Bloom y Teorías del aprendizaje para la AR. .....................44
Imagen 23:Laboratorios virtuales.................................................................................45
Imagen 23:Uso de la AR en matemáticas y álgebra.....................................................46
Imagen 24:AR-books ...................................................................................................46
Imagen 25:AR en el Sistema Diédrico.........................................................................47
Imagen 26:AR con Realitat 3 .......................................................................................48
Imagen 27:AR con AUMENTATY .............................................................................48
Imagen 28:Las TIC aplicadas en la metodología FLIPPED CLASSROOM...............53
Imagen 29:Características de la metodología de GAMIFICACIÓN. ..........................60
Imagen 30a:Libro monumentos andaluces...................................................................61
Imagen 30b:Templo originario de Satricum. ...............................................................62
Imagen 31:Reconstrucción de la fortaleza ibérica de Els Vilar, en Arbeca (Lleida). ..62
Imagen 32a:Piezas románicas. Capiteles .....................................................................74
Imagen 32b:Capitel......................................................................................................75
Imagen 33:App store de ANDROID, pág. de instalación de Qubism..........................76
Imágenes 34-42:Pantalla presentación, menús y fases de elaboración del modelo .....78
Imagen 43:Servicio GDRIVE de Google de guardado de archivos en la nube ...........79
Imagen 44:Página de obtención de la cuenta ...............................................................81
Imagen 45:Página de enlace al modelado 3D ..............................................................81
Imagen 46:Página de modelado 3D..............................................................................81
Imagen 47:Menús y encabezado para nombrar el modelo ...........................................82
Imagen 48:Herramienta línea .......................................................................................82
Imagen 48:Herramienta selección................................................................................83
Imagen 49:Ayudas al dibujo de línea...........................................................................84
Imagen 50:Herramienta selección y mover..................................................................85
Imagen 51:Herramienta girar, mover y escalar............................................................85
Imagen 52:Menú de gestión de archivos......................................................................87
Imagen 53:Herramienta girar .......................................................................................87
Imagen 54:Herramienta guardar...................................................................................88
Imagen 55:Herramienta girar, elementos de ayuda ......................................................89
Imagen 56:Pantalla de gestión de la plataforma, opción 3D WAREHOUSE..............90
Imagen 57:Subida del modelo a 3D WAREHOUSE...................................................90
Imagen 58:Salvado de modelo en 3D WAREHOUSE en diferentes formatos............91
Imagen 59:Modelos públicos de 2J en 3D WAREHOUSE .........................................92
Imagen 60:Página de creación de la cuenta de AUGMENT........................................94
Imagen 61:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT......................................95
Imagen 62:Página de edición del marcador por imágenes de AUGMENT .................96
Imagen 63:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT......................................96
Imagen 64:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT......................................98
Imagen 65:Página de definición de las dimensiones del modelo 3D...........................98
Imagen 66:Página del modelo 3D ................................................................................99
Imagen 67:Importación documento a INKscape..........................................................99
Imagen 68:Nueva capa. INKscape .............................................................................100
Imagen 69:Lámina original ........................................................................................101
Imagen 70:Lámina aumentada ...................................................................................101
Imágenes 71-75:Capturas de la aplicación AUGMENT............................................104
Imagen 76:Página de inicio de la plataforma .............................................................106
Imagen 77:Página de creación de la cuenta................................................................106
Imagen 78:Página inicial de la cuenta de usuario ......................................................107
Imagen 79:Página de adición del activador por imágenes .........................................109
Imagen 80:Página de adición del Trigger. Definición de características ...................109
Imagen 81:Pantalla del proceso de subida de la imagen activadora ..........................110
Imagen 82:Pantalla del proceso de edición de la imagen activadora .........................110
Imagen 83:Ventana de adición de material virtual.....................................................113
Imagen 84:Biblioteca de OVERLAYS y TRIGGERS...............................................114
Imagen 85:Ventana de introducción de características de la capa virtual..................114
Imagen 86:Página de lanzamiento de la capa virtual desde el navegador..................115
Imagen 87:Visualización previa de la capa virtual sobre el activador .......................115
Imagen 88:Página de salvado y publicación del AURA ............................................116
Imagen 89:Página inicial de la cuenta del usuario, con las auras creadas..................117
Imagen 90:Página de la biblioteca, carpeta de modelos 3D.......................................117
Imagen 91:Página de compartición de la AURA .......................................................118
Imágenes 92-94:Capturas de la aplicación.................................................................121
Imagen 95:BLOG PLÁSTICA AUMENTADA ........................................................122
Imagen 96:Lámina original seleccionada para ser aumentada ...................................125
Imagen 97:Imagen de la pág. de instalación de Qubism. App store de ANDROID..126
Imágenes 98-120:Pantalla presentación, menús y fases de elaboración ....................136
Imagen 63:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................138
Imagen 64:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................139
Imagen 65:Página de definición de las dimensiones del modelo 3D.........................139
Imagen 121:Configuración unidades de medida .......................................................140
Imagen 122:Configuración básica del modelo cargado a la plataforma ....................141
Imagen 123:Modelos cargados a la plataforma..........................................................142
Figura 124:Página del modelo 3D..............................................................................142
Imagen 125:QR de activación del modelo .................................................................142
Imagen 126a:Importación documento a INKscape....................................................143
Imagen 126b:Nueva capa. INKscape.........................................................................144
Imagen 96:Lámina original seleccionada para ser aumentada ...................................144
Imagen 127:Lámina aumentada .................................................................................144
Imágenes 71-75:Capturas de la aplicación AUGMENT............................................147
Imagen 128:Lámina Vistas 1 aumentada ...................................................................148
Imagen 129:Lámina Perspectiva 1 aumentada...........................................................149
Imagen 130:Captura del programa de visualización GLC-Player..............................150
Imagen 131:Fundamentos del sistema diédrico. Pág. 1 .............................................158
Imagen 132:Fundamentos del sistema diédrico. Pág. 2 .............................................158
Imagen 44:Página de obtención de la cuenta .............................................................159
Imagen 45:Página de enlace al modelado 3D ............................................................159
Imagen 46:Página de modelado 3D............................................................................160
Imagen 47:Menús y encabezado para nombrar el modelo .........................................160
Imagen 48:Herramienta línea .....................................................................................161
Imagen 48:Herramienta selección..............................................................................162
Imagen 49:Ayudas al dibujo de línea.........................................................................162
Imagen 50:Herramienta selección y mover................................................................163
Imagen 51:Herramienta girar, mover y escalar..........................................................164
Imagen 53:Herramienta girar .....................................................................................165
Imagen 54:Herramienta guardar.................................................................................166
Imagen 55:Herramienta girar, elementos de ayuda ....................................................166
Imagen 133:Herramienta guardar...............................................................................167
Imagen 134:Modelo 3D de la proyección y abatimiento en diédrico ........................168
Imagen 135:Modelo 3D de los planos de proyección ................................................168
Imagen 136:Modelo planos bisectores.......................................................................169
Imagen 76:Página de inicio de la plataforma .............................................................171
Imagen 77:Página de creación de la cuenta................................................................171
Imagen 78:Página inicial de la cuenta de usuario ......................................................172
Imagen 79:Página de adición del activador por imágenes .........................................173
Imagen 80:Página de adición del Trigger. Definición de características ...................173
Imagen 81:Pantalla del proceso de subida de la imagen activadora ..........................174
Imagen 82:Pantalla del proceso de edición de la imagen activadora .........................174
Imagen 83:Ventana de adición de material virtual.....................................................177
Imagen 85:Ventana de introducción de características de la capa virtual..................178
Imagen 86:Página de lanzamiento de la capa virtual desde el navegador..................178
Imagen 87:Visualización previa de la capa virtual sobre el activador .......................179
Imagen 88:Página de salvado y publicación del AURA ............................................179
Imagen 89:Página inicial de la cuenta del usuario, con las auras creadas..................180
Imagen 90:Página de la biblioteca, carpeta de modelos 3D.......................................181
Imagen 91:Página de compartición de la AURA .......................................................181
Imágenes 92-94a y 94b:Capturas de la aplicación.....................................................183
Imagen 136:Vídeo realizado con el móvil a Youtube para su difusión .....................188
Imagen 137:Pantalla inicio de la App. PICSART......................................................188
Imagen 138:Pantalla selección de imagen a editar de la App. PICSART..................188
Imagen 139:Selección de filtros.Herramienta: Filtro Magic de la app. PICSART....189
Imagen 148:Lámina aumentada creada en INKscape ................................................191
Imagen 140:Modelos existentes o creación de uno nuevo tocando el icono naranja.193
Imagen 141:Pantalla de captura con asistencia y guía de la aplicación .....................194
Imagen 63:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................196
Imagen 64:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................197
Imagen 65:Página de definición de las dimensiones del modelo 3D.........................197
Figura 142:Página del modelo de plastilina 3D .........................................................198
Imagen 143:QR del modelo de plastilina...................................................................198
Imagen 144:Página de inicio para la creación de código QR.....................................199
Imagen 145:Página de creación y edición de código QR...........................................199
Imagen 146:Página donde se muestran los códigos QR confeccionados...................199
Imagen 147:Creación del documento en INKscape ...................................................200
Imagen 148:Lamina aumentada creada en INKscape ................................................202
Imagen 71:Página de inicio de la App........................................................................204
Imagen 149:Página de visualización de la web AUGMENT.....................................204
Figura 150:Capturas del lector QR ............................................................................205
Figura 151:Detección del lector QR ..........................................................................205
Imagen 152:Vídeo de la técnica .................................................................................205
Imagen 148: Lámina aumentada creada en INKscape ...............................................206
Tablas
Tabla 1: Tabla de adecuación de hardware en función de la fase de creación de RA y
el nivel de RA ......................................................................................................................20
Tabla 2: Repositorios de modelos 3d y material para crear experiencias AR..............22
Tabla 3: Repositorios de Modelos 3D..........................................................................24
Tabla 4: 24 Best Free 3D Design Software/3D Modeling Software Tools..................26
Tabla 5: Clasificación de software de ra según conocimientos de programación
necesarios.............................................................................................................................29
Tabla 6a: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada ....................................30
Tabla 6b: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada....................................30
Tabla 7: Estudios en el campo de la AR ......................................................................35
Tabla 8: Estudios en el campo de la AR ......................................................................36
Tabla 9: Comparativa herramientas de aprendizaje Pasado vs Futuro.........................39
Tabla 10: Características del juego. .............................................................................57
Tabla 11: Caracterización didáctica de las experiencias AR .......................................70
Tabla 12:Tipos de información virtual y aplicaciones para su obtención....................71
Tabla 13: Origen de la información virtual y aplicaciones para su obtención.............74
Tabla 14: Versiones del software GLC-Player según S.O.........................................150
Tabla 15: Contenido curricular según Documento puente de la asignatura EPVA ...153
Tabla 16: Contenido curricular 1º de BACH. Dibujo técnico....................................154
Tabla 17: Rubrica Ficha Vistas y Ficha axonometría ................................................154
Tabla 18: Contenido curricular según Documento puente de la asignatura EPVA ...185
Tabla 19: Contenido curricular según Documento puente de la asignatura EPVA ...208
Tabla 20: Rubrica Modelo de plastilina .....................................................................209
Tabla 21: Tabla relación entre objetivos y conclusiones ...........................................213
1
1. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo pretende ser una aproximación a la realidad aumentada,
contribuyendo a su conocimiento en la comunidad educativa y promocionar su uso como
herramienta útil y accesible en la educación secundaria.
En la actualidad, la penetración de esta tecnología en las aulas es todavía muy limitada.
Las razones son varias, el desconocimiento general de la existencia de la tecnología y los
requerimientos de conocimientos tecnológicos necesarios para la implementación de las
primeras intervenciones en este campo. Sin embargo, existe la convergencia de nuevas
circunstancias que modifiquen esta situación. Por una parte, los sistemas tecnológicos
utilizables para la creación y visualización de experiencias de realidad aumentada se han
reducido tan solo a poseer un dispositivo inteligente tal como un Smartphone o tablet. Así
pues, esta barrera material para socializar esta tecnología móvil abre el campo de uso a los
docentes y gran parte del alumnado. El E-learning y las TIC ya forman parte de las
metodologías y los currículos de la educación reglada y su penetración en los centros es
lenta pero constante siguiendo su incorporación como herramienta habitual en nuestra vida
fuera del centro. Por otra parte empiezan a existir desarrollos de aplicaciones y software
accesibles a usuarios sin conocimientos específicos en la materia y gratuitos o de código
abierto.
Por tanto, se dan las circunstancias para promover el uso de la realidad aumentada
entre la comunidad educativa independientemente de sus conocimientos informáticos y
base tecnológica.
Para ello, este trabajo primeramente definirá un marco teórico suficiente donde queden
establecidos los conceptos principales que sustentan esta tecnología. Una breve cronología
de los hitos principales que conducen su desarrollo, dispositivos y software en este campo.
También se sistematizarán las fases que un usuario necesitara seguir para crear contenidos
de realidad aumentada y el hardware y software asociado a cada una de ellas que es común
a todas las plataformas existentes.
Una vez definidas las cuestiones técnicas necesarias para el conocimiento de la
realidad aumentada, estudiaremos fuentes que hablan sobre los posibles beneficios y usos
de esta tecnología en la educación de poca implantación en la actualidad.
Finalmente, la parte propositiva del trabajo establecerá primeramente una guía o
procedimiento paso a paso del software y hardware a usar para crear contenido de realidad
2
aumentada de manera fácil, de tal manera que los requerimientos técnicos y materiales del
usuario como creador y visualizador sean mínimos. En una segunda parte de la propuesta
se muestran varios ejemplos de actividades propias de la asignatura de plástica y dibujo en
la educación secundaria que incorporan experiencias de realidad aumentada y como
configurar las en plataformas propia de esta tecnología. Serán realizadas partiendo de la
adaptación de materiales propios, preexistentes convencionales y también partiendo de
cero a manera de modelos.
La intersección de mi formación técnica de arquitecto que me ha familiarizado con
herramientas de diseño digital y la experiencia de las prácticas en un aula de plástica donde
ciertos conceptos y procedimientos basados en habilidades del pensamiento espacial
encontraban dificultades por parte de algunos alumnos se ha sustanciado en este trabajo.
Así pues, este trabajo recoge la inquietud de explorar tecnologías innovadoras que sirvan
de herramientas que mejoren el proceso de enseñanza-aprendizaje en determinadas
circunstancias.
Imagen1:Realidad aumentada en el dibujo técnico.
Fuente: Elaboración propia.
3
2. MARCO TEÓRICO
Se pretende describir las bases teóricas necesarias para la comprensión y uso de la
realidad aumentada que sustenta la propuesta didáctica del trabajo.
2.1 REALIDAD AUMENTADA
La realidad aumentada es una tecnología novedosa en su implantación en nuestra vida
cada vez más tecnológica que permite aportar información extra a la realidad que nos rodea
y por tanto aumentar la comprensión de esta enriqueciéndola o haciéndola más accesible.
Según Basogain et al. la tecnología era:
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. El
mundo académico no está al margen de estas iniciativas y también ha empezado a
introducir la tecnologíade la Realidad Aumentada en algunas de sus disciplinas. Sin
embargo, el conocimiento y la aplicabilidad de esta tecnología en la docencia es mínima;
entre otros motivos se debe a la propia naturaleza y estado de desarrollo de dicha
tecnología, así como también a su escasa presencia en los ámbitos cotidianos de la
sociedad. El desarrollo de iniciativas en la utilización de esta tecnología en la educación y
su divulgación contribuirán a su extensión en la comunidad docente (p. 1).
Por tanto, según Durall (citado por Marin-Diaz, et. al., 2016) es una tecnología con
capacidad disruptiva que gracias a los avances tecnológicos y a la socialización de la
tecnología móvil empieza a ser accesible a la gran mayoría de la población y sus
potenciales ventajas en el uso diario y especialmente en la vida educativa (p. 160).
2.1.1 DEFINICIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA
La realidad aumentada es un término de reciente cuño para referirse a una nueva
tecnología emergente cuya difusión se espera que se produzca de manera exponencial.
Original del inglés AUGMENTED REALITY traducido como realidad aumentada (a partir
de ahora nos referiremos a él como AR).
La AR recoge el concepto de una sistemática que permite que la visión humana sobre
la realidad física sea enriquecida o aumentada yuxtaponiendo información adicional
denominada virtual. Esta adición debe cumplir que es interactiva, respondiendo a las
4
acciones del usuario en tiempo real y espacialmente (en 3D). Todo ello es posibilitado por
la participación de un mecanismo tecnológico que ha variado notablemente desde sus
inicios a la actualidad pero que esencialmente es la unión de un software (aplicaciones
informáticas) y hardware (aparatos electrónicos).
Definen y establecen el término por primera vez en 1992 Thomas Caudell y David
Mizell y es resultado de sus trabajos en la compañía Boeing expuestos en una conferencia
internacional (Caudell et. al, 1992, pp. 659–669). El neologismo hace referencia a “una
tecnología que aumenta la percepción sensorial humana con información auxiliar que
puede mejorar potencialmente el rendimiento en la realización de una tarea o experiencia a
través de “la superposición de material que genera y presenta una computadora sobre el
mundo real” que Caudell explicita de esta manera en una entrevista en 2014 (p. 272).
Por tanto, conceptualmente hablaríamos de un sistema que aumenta la información
sensorial con nuevas capas de información. Su definición ha ido enriqueciéndose según la
evolución tecnológica y su adopción por el público.
En 1994 Paul Milgram definió el concepto de Reality-Virtuality Continuum que
englobaba y relacionaba todas las diferentes tecnologías que permitían generar información
virtual. Según este continuum en los extremos estarían delimitados en un lado la realidad y
en el opuesto la realidad virtual, de la que a partir de este momento haremos referencia
como RV, donde todo es generado virtualmente sin referencia al mundo real. En la
transición de uno extremo real al otro virtual se encuentra la AR que sería una realidad que
predomina, pero con información adicional virtual y ya más cerca de la RV la denominada
virtualidad aumentada donde la preponderancia es de la RV pero tendría ciertos elementos
reales incrustados (Milgram, 1994, pp. 282-292).
Imagen 2:Reality-Virtuality (RV) Continuum de Paul Milgram
Fuente: Milgram_IEICE_1994 (1994).
5
Otro momento decisivo en la generación del concepto actual de AR se produce en
1997 por Ronald Azuma en su paper “A survey of augmented reality” (pp.355-385) al
concretar que “un sistema de AR es aquel que combina elementos reales y virtuales, es
interactivo en tiempo real y se registra en 3D”. Por tanto, la relación entre el mundo real y
la información adicionada tiene que cumplir la propiedad de la interacción en tiempo real y
en 3D, excluyendo así de la definición a la simple adición de información 2D sobre el
mundo real.
Con la adopción de la tecnología por la sociedad de manera más generalizada en 1998
aparece el primer congreso internacional sobre la materia, “Internacional Workshop on
Augmented Reality 98” (IWAR 98) realizado en San Francisco.
En este punto la definición teórica de la AR queda ya conceptualizada y restringida
según la interactividad en tiempo real y 3D aunque el público general y el mercado utilizan
esta denominación para sistemas que estrictamente no cumplen estos preceptos
academicistas.
2.1.2 DIFERENCIAS ENTRE REALIDA AUMNETADA Y REALIDAD
VIRTUAL
Una vez caracterizada la definición teórico-académica de la AR, es importante recalcar
las diferencias entre la AR y la RV. Esta difiere de la AR en el nivel de virtualidad. Son
términos estrechamente relacionados en usos y tecnología, por todo ello es importante no
confundirlos.
Atendiendo al concepto antes mencionado de Reality-Virtuality Continuum (Milgram,
1994, pp. 282-292), la RV es una realidad totalmente ficcional o virtual, creada y
presentada por un dispositivo computacional/informático (software y hardware). Para
Torres (2013):
La realidad aumentada es una tecnología derivada de la realidad virtual que, a diferencia de
esta, no consiste en generar un entorno virtual separado de la realidad, sino que se
caracteriza por insertar objetos o gráficos virtuales en un entorno real. Aquí el individuo no
queda inmerso en un mundo virtual, sino que mejora o «aumenta» el espacio que le rodea
con elementos generados por ordenador que complementan la realidad. Las posibilidades
que ofrece la tecnología de realidad aumentada en espacios expositivos y patrimoniales han
crecido exponencialmente en los últimos años debido a su gran atractivo para el público,
constituyendo un importante recurso dentro de sus programas museográficos más
vanguardistas (p. 20).
6
Por tanto es una nueva realidad paralela al mundo físico real al que intenta suplantar y
además pretende ser inmersiva de manera que el usuario la sienta como su auténtica
ACENTO realidad. A diferencia de la RV, la AR no intenta suplantar la realidad física que
envuelve al usuario sino expandir su capacidad de conocimiento del ambiente con capas de
información extra (Saura, et. al., 2011, p. 117).
Por el contrario, acorde a la definición establecida, la AR siempre parte de la realidad,
que es la base preponderante y la aumenta con información virtual que captamos insertada
en nuestro campo de visualización.
Esta primera diferencia establece una segunda operativa. La RV necesita sustituir la
realidad física para crear un entorno virtual de manera inmersiva. Esto limita la gama de
dispositivos que se pueden usar en la RV. En cambio, la AR puede utilizar cualquier
dispositivo capaz de presentar o adicionar información sobre la realidad. La socialización
de los Smartphone y tablets como algo habitual en nuestra vida, accesibles y económicos
permite su uso como plataformas de AR.
7
2.1.3 HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA
Esta es una tecnología relativamente reciente en su creación y en emergencia en la
actualidad, de rápida expansión y evolución continua. Por tanto, esto es una foto fija del
estado del arte a principios del 2018. En este apartado se pretende recopilar los pasos
seguidos por la AR hasta su concreción actual desde el punto de vista de los conceptos,
tecnologías y usos más importantes de manera somera.
Estos hitos o pasos en el desarrollo de la AR ayudan a su comprensión profunda, pero
también deben facilitar el entendimiento de esta materia como algo no cerrado sino más
bien como algo vivo que evoluciona y muta constantemente según unas pautas que de
seguro a futuro la harán redefinirse desde el punto de vista tecnológico y de los usos de
esta.
La AR nace casi al mismo tiempo que la RV, en parte se podría decir que es una rama
derivada de las investigaciones en RV puesto que utiliza inicialmente sus avances
tecnológicos y científico-técnicos para su desarrollo pero toma desde el principio sus
propios caminos puesto que sus objetivos son diferentes a los de la RV mucho más
complejos. En la obra de Clemens, et. al. (2015), se recopila la historia hasta la actualidad
de la AR (pp. 27-29)
El primer paso en todo desarrollo humano es ser imaginado por alguien. Para ello,
según Johnson (2012) en la web Mote & Beamtenemos que retrotraernos a la temprana
época de 1901 donde el autor L. Frank Baum menciona por primera vez la idea de un
dispositivo electrónico que superpone información (en este caso eran personas) en la vida
real.
El segundo paso es más prosaico, pero no menos importante, ponerse manos a la obra
y concretar la idea.
Según Mehler-Bicher, et. al. (2011), el primer sistema creado y patentado aparece
entre 1957-62 por el cineasta Morton Heilig. Fue denominado Sensorama y era el primer
intento de crear una realidad virtual inmersiva (p. 13). Una vez planteado el primer
esquema cabía mejorarlo y simplificarlo. En 1968 Ivan Sutherland crea el primer Head-
Mounted Display o HMD que es un dispositivo con forma de casco para la visualización
de imágenes creadas por ordenador de manera que crea una sensación inmersiva. Es uno de
los esquemas funcionales principales de la actual VR y padre de las google glass para AR.
8
Chrystalla (2013) nos muestra como Alan Kay propone en 1972 el Dynabook el
precursor de la tablet, herramienta principal en la AR actual (p. 32).
En 1975 Myron Krueger establece el primer laboratorio dedicado a la realidad artificial
denominado Videoplace en el que se investigan y crean sistemas para la interacción de
usuarios con objetos virtuales. Este proceso de crear mundos sintéticos entendidos como
mundos virtuales producto de la imaginación humana con la tecnología computacional que
emergía evoluciona hacia sistemas más complejos, realistas, inmersivos y interactivos.
En 1980 Steve Mann crea el primer prototipo funcional a modo de unas simples gafas,
el EyeTap precursor de las google glass que superponía información sobre la visión natural
dentro de la tipología tecnológica de HMD.
Jaron Lainer crea el VPL Research en 1989 una compañía en el incipiente mundo de la
realidad sintética basada en mundos virtuales y acuña el término ahora popularizado de la
RV. Un año después 1990 Thomas P. Caudell define el término de AR que también se
popularizará (Caudell, et al., 1992, pp. 659–669)
En 1994 Paul Milgram and Fumio Kishino escriben el artículo “Taxonomy of Mixed
Reality Visual Displays” (pp. 1321–1329) en el que definen el concepto Reality-Virtuality
Continuum que integra todos los campos de desarrollo de la representación de elementos
virtuales, desde la VR a la realidad física donde la AR es un paso intermedio de
virtualización de la realidad. También en este año Julie Martin crea la primera utilización
de la AR en el escenario ('Augmented Reality Theater production', bailando en el
ciberespacio, fundada por la Australia Council for the Arts) donde bailarines y acróbatas
que manipulan cuerpos virtuales de tamaño natural en tiempo real, proyectados en el
mismo espacio físico y plano de la escena de manera inmersiva. La instalación usó
ordenadores Silicon Graphics y el sistema de detección Polhemus.
Con Ronald Azuma en 1997 el concepto de AR es delimitado desde el punto teórico.
En el articulo “A survey of augmented reality” establece las bases de la actual AR basada
en los siguientes puntos: combina lo real con lo virtual, es interactivo y en tiempo real y
finalmente definido en 3D.
Tecnológicamente hablando en 1999 Hirokazu Kato crea ARToolkit en el HITLAB
que es la base de la socialización y facilita el uso de la tecnología por multitud de
desarrolladores por ser software libre (bajo licencia open source). Y en el 2000, Bruce H.
Thomas desarrolla ARQuake, el primer juego para exteriores de AR, presentado en
elInternational Symposium on Wearable Computers.
9
El 2008es comercializado Wikitude AR Travel Guide para el móvil Android G1. La
app permite superponer sobre las imágenes captadas por el Smartphone y atendiendo a la
geolocalización informaciones relevantes sobre el lugar de wikipedia.
En 2009 se lanza la versión de ARToolkit para Adobe Flash (FLARToolkit)
permitiendo el uso de la AR en navegadores web y por tanto expandiendo su potencial uso
a casi cualquier aparato informático.
El 2012 Google presenta el desarrollo del proyecto Google Glass. Un dispositivo HMD
con forma de gafas que integra la AR en la vida diaria. Un año después lanzan la primera
versión (beta) para desarrolladores. El avance en el conocimiento de la AR es formidable y
empiezan debates sobre posibles problemas éticos y de privacidad. Las gafas se conectan
por bluetooth al Smartphone que integra información adicional a nuestra visión natural.
Imagen 3:Google Glass.
Fuente: Página web Microsoft
El uso educativo de la AR se concreta en la aparición entre otras de la empresa
española Mahei con libros y juguetes que hacen uso de la tecnología (Garnica, et. al.,
2015,p. 62).
Microsoft muestra el 2015 su apuesta por la AR con base en su sistema operativo táctil
Windows 10. Por una parte el Windows Holographic que es la plataforma integrada en el
sistema operativo y por otra parte su versión de las google glass, las HoloLens. Estas
Smartglasses o smart glasses, son unas gafas con la capacidad de añadir información sobre
las imágenes que el usuario observa.
10
Imagen 4:Realidad aumentada con las Hololens
Fuente: Microsoft.com
En julio de 2016 Niantic lanza el Pokémon Go. Un punto de inflexión en los juegos
para móvil y en el conocimiento y difusión de la AR.
El año pasado se avanza otro escalón decisivo en la carrera de hacer accesible la AR a
todos los públicos. Google lanza su propio kit de AR para desarrolladores, llamado
ARCore que no requiere maquinas con capacidad de computación elevada de manera que
cualquier móvil convencional puede hacer uso de él. De manera análoga el gran
competidor Apple también anuncia su versión para sus dispositivos móviles ARkit. Estos
paquetes informáticos permiten a los dispositivos móviles detectar las superficies que
aparecen en la imagen capturada por la cámara y guiar el movimiento de modelos 3D sobre
estas superficies.
Resulta evidente la tendencia de la tecnología de reducir costos, simplificar la
tecnología y la miniaturización. De esta manera los dispositivos actuales en uso permiten
aplicaciones de AR. Con el progresivo abaratamiento de la tecnología parece probable que
la AR continúe la expansión y mejora de la AR en tablets y Smartphone pero también
gafas (smart glasses) y lentes permitirán una mejora en la inmersivilidad de los contenidos
AR.
11
2.2 TECNOLOGÍA
En este punto del trabajo en el que hemos ya definido el mundo de la AR vamos ahora
a caracterizarlo
2.2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES. SOFTWARE & HARDWARE
Definimos los elementos que componen un sistema tecnológico informático
2.2.1.1 LA REALIDAD AUMENTADAENTENDIDA COMO UN SISTEMA
Esta tendrá presente el ámbito del TFM, el cual tiene como objetivo aportar luz y
facilitar el uso de la AR para docentes o personas neófitas en el área. Por tanto,no será una
presentación exhaustiva sino centrada en los conocimientos mínimos para alcanzar los
objetivos del trabajo, mostrar a docentes sin conocimientos técnicos como implementarla y
sus usos posibles en educación. Para sustanciar sus características partimos de la definición
de Caudell (2014):
La AR es un sistema que permite que la visión humana sobre la realidad física sea
enriquecida o aumentada yuxtaponiendo información adicional denominada virtual. Esta
adición debe cumplir que es interactiva, respondiendo a las acciones del usuario en tiempo
real y espacialmente (en 3D). Todo ello es posibilitado por la participación de un
mecanismo tecnológico que esencialmente es la unión de un software (aplicaciones
informáticas) y hardware (aparatos electrónicos) (pp. 277-278).
Por tanto, el sistema está compuesto de las siguientes partes: software y hardware cuya
función es produce siguiendo un procedimiento o etapas de visualización concreto
independientemente de los dispositivos utilizados. Primero el usuario observa el mundo
real a diferencia del VR, paralelamente el sistema captura mediante hardware (cámara-
dispositivo) la escena, esta seguidamente, es procesada (software-procesadores-smart
devices) de manera que reconoce la composición de la escena espacialmente y la reprocesa
añadiendo la capa de información virtual interactiva y en 3D. Finalmente la AR es
presentada al usuario con otro hardware (pantalla-gafas-lentes). Todo el proceso digital es
prácticamente instantáneo de manera que el observador lo siente en tiempo real (Bistaman,
et. al., 2018,pp. 7-13).
A continuación, detallaremos las partes y el procedimiento que sigue cualquier
plataforma AR. También clasificaremos la AR atendiendo al tipo de dispositivos que
12
componen la plataforma (partes, software y hardware) y su forma de procesar y
recomponer el resultado final (niveles y marcadores).
2.2.1.2 PARTES DEL SISTEMA
Como estamos observando las plataformas de AR (sistemas AR) son complejos
tecnológicamente hablando y compuestos por muchos dispositivos diferentes por razón de
su función (Behringer, et. al., 1999, pp.43-93). La tecnología aumenta su miniaturización y
capacidad de procesamiento de manera que la experiencia AR se facilita para el usuario y
mejora su verosimilitud de la integración. Secuencialmente hablando el primer elemento
que entra en juego es una cámara digital de video que capta la escena. Esta información
tiene que ser reconocida por la plataforma. Esto implica que detecte sus planos o
volúmenes y sea capaz de su seguimiento y para ello pueden entrar en juego elementos
denominados marcadores que facilitan este proceso. El reconocimiento se realiza por la
combinación de hardware y software o lo que es lo mismo, computación informática.
Además,como AR tiene que adicionar la capa virtual el ya mencionado software/hardware
u otro en serie al anterior de manera que el resultado sea una composición de la escena y la
capa virtual. El primordial elemento final es el denominado display en inglés, pantalla o
dispositivo donde se representa la unión de la escena real con la capa virtual de
información.
2.2.1.3 CLASIFICACIÓN Y PORMENORIZACIÓN DE LAS PARTES:
Clasificamos las partes con mayor pormenorización que componen el sistema
Display(s):
Una primera clasificación de las plataformas AR depende del display que utilizan y su
caracterización. Según Bimber y Raskar en 2005 podemos definir 3 tipos principales (pp.
70-82). El primero y de capacidad más inmersiva y un futuro prometedor es el que
denomina head-attached en el cual la pantalla o dispositivo de representación de la AR esta
a corta distancia de los ojos. Pueden ser lentillas, una tecnología todavía en incipiente o
mediante unas gafas o casco, sistema este más común. Estos sistemas son hoy por hoy
todavía caros por tanto no se plantea una generalización para usos educativos en un corto
plazo de tiempo. Desde el punto de vista educativo y objetivo de este trabajo serian el
siguiente tipo que denomina hand-held display, pantallas de mano que no son otra cosa que
tablets y teléfonos inteligentes principalmente. Su posesión y uso está totalmente
13
generalizado socialmente por tanto pueden ser la herramienta principal en un ámbito
educativo. Por último, también definen un display espacial en el que se proyecta
directamente sobre las superficies de la escena la información virtual. Su función es
convertir las superficies del espacio en herramientas interactivas. Este último es un sistema
poco utilizado y más en desarrollo y laboratorio, aunque en un futuro lejano podría ser
interesante desde el punto de vista del aula y su digitalización.
Imagen 5:Tipos de AR según la distancia del display a los ojos
Fuente: Bimber, et.al. (2005). Spatial Augmented Reality. Merging Real and Virtual
Worlds (p. 72)
La segunda clasificación según Azuma (1997)se refiere a la característica física de la
pantalla. Puede ser de tipo óptico, que implica que vemos directamente a través de una
superficie óptica transparente la escena real y el sistema solo añade la capa virtual a la
percepción del usuario en esta capa óptica. Es más propia de las gafas y cascos, pero
también hay versiones adaptables a móviles y tablets.
14
Imagen 6:Sistema de display óptico
Fuente: Azuma (1997). A Survey of Augmented Reality. Hughes Research
Laboratories (pág. 11).
El otro tipo es mediante vídeo. La visión en este caso es por vídeo donde la escena y la
capa virtual se presentan combinadas (pág 11). Es propia de tablets y móviles pero también
hay opciones de cascos de AR (HMD).
Imagen7:Sistema de display por video
Fuente: Azuma (1997). A Survey of Augmented Reality. Hughes Research
Laboratories (pág. 11).
Niveles y marcadores:
Otra manera de caracterizar la AR es la basada en los denominados niveles de AR
Introducimos el concepto de activador de experiencia AR y los niveles con sus
consiguientes activadores.
Según Cózar et. al. (2015), Lens-Fitzgerald, uno de los fundadores de Layar que es una
de las plataformas de AR más usadas en la actualidad, escribió el articulo “The Augmented
15
Reality Hype Cycle” en septiembre de 2009 donde define 4 niveles (0,1,2 y 3). La
clasificación determina los niveles en virtud de varios elementos como son el tipo de
información virtual que es añadida. Cuanta más compleja mayor es el nivel. Otro elemento
definitorio de la experiencia AR es el sistema que permite reconocer a la plataforma el
lugar y la manera de interactuar la capa virtual con la escena. Tiene que existir un elemento
usualmente denominado activador que vincula la escena con la información a sobreponer.
Cuanto mayor interactividad mayor es el nivel de AR. Sintetizando estos dos factores los
niveles los podemos caracterizar de la siguiente manera:
Nivel 0: Seria el nivel menos complejo de AR, donde la información que vinculamos
con la escena es simplemente los ya conocidos hiperenlaces (páginas web, vídeos,
documentos y en general material en 2d). Así mismo, el activador también es un elemento
2d, tal que códigos de barras o códigos QR. Estrictamente desde un nivel teórico no sería
una experiencia AR puesto que no es interactiva y en 3D pero la mayoría de plataformas la
ofrecen como una opción más.
Nivel 1: El denominado Marker Based AR en inglés, basado en marcadores para
activar la experiencia de AR. Estos marcadores son simples geometrías simples formadas
por rectángulos en blanco y negro en 2d. Funcionan como plano de referencia para la capa
virtual, lo cual permite al sistema seguir y posicionar el elemento que en este caso suele ser
3D en el espacio y también poder interactuar con él en tiempo real y espacialmente.
Nivel 2: En este caso R.A. markerless, donde estos patrones geométricos en blanco y
negro que sirven como sistema de referencia son sustituidos por el posicionamiento GPS,
imágenes escaneadas o diseñadas y objetos reales. Facilita la activación de la experiencia,
pero implica sistemas con mucha más potencia de cálculo.
16
Nivel 3: En este nivel se habla de visión aumentada. Y se restringe a los sistemas más
inmersivos, los que utilizan dispositivos como gafas y lentes de manera que la
combinación de los mundos real y virtual se realiza directamente a través de la visión (p.
140).
Imagen 8:Niveles de AR
Fuente:Lija Groenewoud van Vliet(2014). The potential of augmented reality (p. 7).
17
2.2.1.4 ETAPAS PARA LA CREACIÓN DE CONTENIDOS Y SU
VISUALIZACIÓN
Para la creación de una experiencia AR se deben completar ciertos pasos.
Creación del contenido virtual y su programación para la realidad aumentada:
Para Camba, et. al. (2015) el primer paso previo a la propia experiencia es la creación
de la información virtual. Si es material multimedia podemos crearlo nosotros mismo o
conseguirlos vía Internet respetando los derechos de autor. En el caso estricto de material
para niveles 1, 2 y 3 de AR y por tanto en 3D podemos seguir un proceso análogo. Obtener
material de repositorios que posteriormente explicitaremos o crearlos nosotros mismos por
medio de software de escaneo 3D, o software de modelado. En nuestro caso nos
centraremos en las posibilidades de software con requerimientos nulos de conocimientos
previos permitiendo que profesores y alumnos puedan utilizarlos sin especial
complicación.
Una vez recabada la capa virtual el siguiente paso consiste en vincular esta
información con la escena real. Este es el paso estrictamente de programación o
configuración de la AR. Esta fase requiere primero configurar un activador que dependerá
del nivel AR (QR, marker, GPS o markerless…). Y en segundo lugar establecer unos
parámetros de visualización del elemento virtual en relación al espacio y el activador,
también en caso necesario el cambio de capas virtuales y la capacidad de control e
interacción del usuario. Es importante tener presente que este contenido virtual y la
programación se almacena en la nube para que sea accesible ubicuamente (pp. 4-6).
Imagen 9:Procedimiento de creación de experiencias de AR
Fuente: Camba & Contero (2015). From reality to augmented reality: Rapid strategies for
developing marker-based AR content using image capturing and authoring tools2015 IEEE
Frontiers in Education Conference (p. 6)
18
La reproducción del contenido AR:
El proceso requiere un navegador que pueda generar la experiencia. Tendrá una parte
de software que enlazará los contenidos de la escena y la capa virtual almacenada en la
nube. Necesitara el hardware para su implementación, cámara, pantalla, sensores y
procesadores. Todo ello puede ser sistemas muy complejos o reducirse a un simple
teléfono inteligente, tableta u ordenador que serán los sistemas que nos interesan para el
sector educativo actualmente. El usuario solo capta la escena por ejemplo dirigiendo la
tableta hacia la escena, la plataforma (la app de la tablet) detecta el activador y asocia la
capa virtual en relación al activador según la programación y representa la combinación en
la pantalla de la tableta o en caso de un dispositivo óptico como pueden ser las gafas el
proceso es análogo.
Imagen 10:How doesAR work?
Fuente: web 3Dstudio
2.2.1.5 HARDWARE
Como acabamos de mencionar el hardware que podemos utilizar puede ser algo tan
reducido y accesible como un móvil. Según Pajares (2015) posee todos los sistemas de
cámara, pantalla sensores (posicionamiento GPS, acelerómetros, etc.) capacidad de
procesamiento y acceso a la nube para implementar la experiencia AR
19
Imagen 11:Working principle. Procedimiento de uso de experiencias de AR
Fuente: página web liaochen.
Desde el punto de vista del educador o alumno para reproducir AR con móviles y
tabletas es suficiente. También podemos utilizar ordenadores portátiles o de sobremesa con
cámara. Todos estos equipamientos son factibles para el uso en las actuales aulas puesto
que su precio actual los hace accesibles a la mayoría de las personas. Hay que recordar que
España está a la cabeza en penetración de estas tecnologías entre la población.
Evidentemente no todos los dispositivos tienen la misma potencia de cálculo, pero
actualmente los dispositivos generalizados son suficientes para poder reproducir AR al
nivel básico que pretende este trabajo.
También existen sistemas más vanguardistas, sistemas HMD basados en gafas y lentes
pero no serán tratados en este trabajo. Quedaran para futuras líneas de trabajo.
De la misma manera como autor de experiencias AR, es decir, programar AR, los
mismos dispositivos móviles y ordenadores pueden llevar a cabo esta fase, con la salvedad
de la posible incomodidad de trabajar con pantallas pequeñas y sin teclado. Y por último
igualmente en la fase previa de creación o búsqueda de información virtual para añadir a la
escena los móviles , tabletas y ordenadores pueden ser usados, los dos primeros
especialmente para generar elementos 3D sencillos. A continuación mostramos una tabla
de Elena Pajares 2015 donde se muestra la compatibilidad de los dispositivos en relación
con los niveles de AR y las fases necesarias para establecer experiencias en AR (pp. 19-
24).
20
Tabla 1: Tabla de adecuación de hardware en función de la fase de creación de RA y el
nivel de RA
Fuente: Elena Paula Pajares Ortega (2015). Diseño de actividades didácticas con
Realidad.
2.2.1.6 SOFTWARE
Para Mealy (2018) el elemento clave y barrera en el acceso a la AR es el software.
Como hemos vistos los dispositivos a utilizar son comunes en su uso y conocimiento y no
suponen un obstáculo para la aplicación en la educación de la AR por su adquisición. Sera
el precio y la facilidad de uso del software los que suponen los elementos limitadores del
uso de esta nueva herramienta en la educación. Se pretende dar una visión general del
software existente y posteriormente centrarse en ciertos programas que se adaptan mejor a
una implementación educativa en virtud de facilidad de uso.
Desde el punto de vista educativo el interés es la utilización de software libre o al
menos gratuito y en la medida de lo posible, fácil de usar, con una curva de aprendizaje
baja.
El software será específico para cada etapa de la AR, habrá software de creación de
contenido virtual. También de programación de la experiencia AR y de visualización (pp.
150-172).
21
SOFTWARE DECREACIÓN Y OBTENCIÓN DEL CONTENIDO VIRTUAL:
Tenemos tres opciones básicas para obtener la información virtual a combinar con la
escena.
BIBLIOTECAS Y REPOSITORIOS
En primer lugar podemos conseguir el material de bibliotecas y bases de datos
virtuales. Si el contenido es multimedia o documentos entendemos que el usuario medio es
capaz de obtenerlo. Respecto a material 3D las fuentes actuales o repositorios más
interesantes son las siguientes:
REPOSITORIOS PARA EDUCACION DE MATERIAL 3D
NOMBRE DIRECCION WEB
1 Poly (Google) https://poly.google.com/
2 Cults https://cults3d.com/en
3 Libre3d http://libre3d.com/index.php
4 Sketchfab https://sketchfab.com/feed
5 Myminifactory https://www.myminifactory.com/category/education
6 Cgtrader https://www.cgtrader.com/
7 3dwarehouse https://3dwarehouse.sketchup.com/
8 Youmagine https://www.youmagine.com/
9 Thingiverse https://www.thingiverse.com/
10 Tinkercad (Autodesk) https://www.tinkercad.com/things/
11 Yobi3d https://www.yobi3d.com/
12 Turbosquid https://www.turbosquid.com/
13 NIH3dprint https://3dprint.nih.gov/
22
14 Grabcad https://grabcad.com/library/category/3d-printing
15 Pinshape https://pinshape.com
Tabla 2: Repositorios de modelos 3d y material para crear experiencias AR.
Fuente: Elaboración propia.
Imagen 12:Sketchfab, pág.
web
Imagen 13:Poly, pág. web
Fuente: sketchfab.com Fuente: poly.google.com
23
Aportamos otros repositorios más generales donde conseguir archivos de modelos para
insertar en nuestras experiencias AR. La explosión en la creación de repositorios es
evidente y facilitaran obtener modelos de todo tipo.
Nombre Registra
ción
Costo Archivos Descripción y observaciones a teneren cuenta
3DHacker No Gratis *.stl 3D Hacker es un sitio paratodo tipode recursos del tema3D, nosolo
modelos. Es gratis bajarlos y noes necesarioregistrarse.
CGTrader Yes Gratis &
premium
*.stl, *.vrml
*.max,
*.obj, *.fbx,
*.dxf,
*.blend,
*.3ds
CGTrader es un sitio para la compray venta de diseños en 3D, el cual
posee una comunidadmuy importante. Además de ofrecer diseños
gratuitos y a la venta, ofrece la posibilidadde solicitarun diseño
personalizadoe interactuar conlos diseñadores.
Cults Si Gratis &
premium
*.stl, *.obj Cultos es un mercado que conecta diseñadores 3D a los compradores que
quieren imprimir objetos 3D.La plataformacontiene una mezcla de
modelos gratuitos y a la venta,algunos de los cuales son bastante únicos.
GrabCAD Si Gratis Various
CAD
formats
GrabCAD es una comunidaddonde los ingenieros pueden cargary
descargar los modelos de una biblioteca CAD libre. El repositorio se
acerca ahora a 300.000modelos de código abierto.
My Mini
Factory
Si Gratis *.stl MyMiniFactory.comofrece una ampliagama de objetos descargables para
imprimir en 3D. Cada objetoes original, único, a suvez fue probado para
su impresión y viene con un instructivoque explica cómolograrla mejor
impresión.
Redpah Si Gratis &
premium
*.stl Redpah es un almacén de archivos de impresión3D destinado a ayudar a
los compradores a encontrar los mejores archivos de impresiónen 3D,y
permite a los diseñadores obtener el beneficio porsutrabajo. El
repositoriocontiene actualmenteuna mezcla de 500 modelos gratuitos y a
la venta.
STL Finder No Gratis *.stl STL Finder es un motor de búsqueda que le ayuda a encontrarlos
modelos 3D en la red. STL Finder es de uso gratuito,los modelos se
localiza están sujetos a los términos y condiciones de cada mercado.
Thingiverse No Gratis *.stl Thingiverse es el repositorio mas utilizado y reconocido enel momento,
para la comunidadde impresiónen 3D. El website está completamente
dedicado a compartirdiseños creados por sus usuarios, generalmente
disponibles bajo la licencia GNU General Public License orCreative
Commons licenses.
Threeding Si Gratis &
premium
*.stl, *vrml,
*.wrl, *.ply,
*.3ds, *.zpr
Threeding.comes una comunidadpara el intercambio y ventade archivos
donde tantocomoprofesionales o empresas pueden compraro vender o
intercambiar en forma gratuita modelos para impresiónen 3D.
Trimble 3D
Warehouse
No Gratis *.skp Trimble 3D Warehouse is una webque acompaña al software SketchUp
3D, donde los usuarios pueden compartirdiseños.
24
TurboSquid Si Premium *.stl, *.max,
*.obj, *.fbx,
*.dxf,
*.blend,
*.3ds
Con más de 300mil modelos disponibles paradescargar, TurboSquides
uno de los repositorios líderes para diseños enla web. La mayoría de los
diseños no están en .stl por lo tantonoestánlistos para ser impresos en
3D.
Yeggi No Gratis *.stl,
*.max,
*.obj
Yeggis es un motorde búsqueda para modelos imprimibles en 3D.Si bien
Yeggis es gratis es posible que los diseños que encuentratenganotros
tipos de licencias.
YouMagine No Gratis *.stl YouMagine es un repositorio de modelos 3D creado porUltimaker.
Todavía está en crecimientopero mejora día a día agregando diseños
bastante exclusivos.
Tabla 3: Repositorios de Modelos 3D
Fuente: Basada en la tabla de la web sylvatica.com.ar
MODELADO 3D
Otra forma de obtener la capa virtual de información es crearla nosotros mismos.
Podemos modelar el elemento 3D o incluso escanearlo de la realidad para introducirlo en
cualquier escena a través de la AR.
El software de modelado y diseño 3D es basto en número y en complejidad por tanto
este no va a ser un muestreo detallado de la materia. Nos centraremos en los programas
más paradigmáticos en las diversas categorías y posteriormente remarcaremos los que
entendemos de mayor interés desde el punto de vista de la educación.
Los programas profesionales obviamente son los más completos pero su complejidad y
curva de aprendizaje en general no los hace adecuados a la educación plástica en
secundaria.
Entre los más populares encontramos los siguientes programas comerciales:
3DS MAX, Cinema4d, AutoCAD, Allplan, Autodesk Maya, Solidworks, Creo (PVZ,
C3DIs), Catia y Sketchup. La mayoría tienen licencias educativas gratuitas que permitirían
al alumnado y profesorado confeccionar privadamente material no comercial.
En el apartado de programas profesionales o avanzados es importante desde el punto
de vista educativo el software de código abierto (open-source) que son gratuitos.
Destacable por su alto nivel y potencia aunque muy complejo en uso, Blender.
Otros programas de código abierto avanzados para diseño 3Dson: Freecad, Openscad,
BRL-CAD y SOLVESPACE .
25
Finalmente nos centraremos en programas con versiones gratuitas y con una curva de
aprendizaje poco pronunciada. Especialmente adaptados para un uso educativo por su
sencillez y que se pueden ejecutar desde cualquier dispositivo móvil en el navegador de
Internet entre los que están:
Tinkercad [https://www.tinkercad.com/#/]
3dslash[https://www.3dslash.net/]
Sketchup [https://app.sketchup.com/app]
Selfcad[ https://www.selfcad.com/]
Clara.ioh[https://clara.io/] semejante a los anteriores.
También debemos mencionar aplicaciones de móvil y ordenador gratuitas y sencillas
tales como:
Paint 3D[https://www.microsoft.com/es-es/p/paint-3d/9nblggh5fv99]
Sculptris[ http://pixologic.com/sculptris/]
Meshmixer[http://www.meshmixer.com/]
Makersempire [https://play.google.com/]
24 aplicaciones gratuitas de modelado 3D:
Software User Level File Formats OS
3D Slash Beginner 3dslash, obj, STL Windows, Mac, Linux,
Raspberry Pi or Browser
Doodle 3D
Transform
Beginner obj, STL Browser, Android, iOS
FractalLab Beginner png Browser
SculptGL Beginner obj, ply, sgl, STL Browser
TinkerCAD Beginner 123dx, 3ds, c4d, mb, obj, svg, STL Browser
Wings 3D Beginner 3ds, fbx, obj, dae, lwo, wrl, rwx, STL, wrl, x, xml Windows, Mac, Linux
Clara.io Intermediate 3dm, 3ds, cd, dae, dgn, gf, gdf, gts, igs, kmz, lwo, rws,
obj, off, ply, pm, sat, scn, skp, slc, sldprt, stp, STL,
Browser
26
x3dv, xaml, vda, vrml, x_t, x, xgl, zpr
Daz3D Intermediate obj, fbx, dae, daz Windows, macOS
MagicaVoxel Intermediate 2d, iso, mc, obj, ply, qb slab, vox, xraw Windows, Mac
MakeHuman Intermediate dae, fbx, obj, STL Windows, Mac, Linux
Meshmixer Intermediate amf, mix, obj, off, STL Windows, Mac, and Linux
Sculptris Intermediate obj, goz Windows and Mac
Vectary Intermediate obj, STL, png Browser
DesignSpark
Mechanical
Advanced rsdoc, dxf, ecad, idf, idb, emn, obj, skp, STL – i(ges,
step)
Windows
FreeCAD Advanced step, iges, obj, STL, dxf, svg, dae, ifc, off, nastran,
vrml, fcstd
Windows, Mac, and Linux
OpenSCAD Advanced dxf, off, STL Windows, Mac, and Linux
SketchUp Advanced dwg, dxf, 3ds, dae, dem, def, ifc, kmz, STL Windows, and Mac
Terragen Advanced fbx, obj, ter, tgo Windows, Mac and Linux
Bforartists Professional 3ds, dae, fbx, dxf, obj, x, lwo, svg, ply, STL, vrml,
vrml97, x3d
Windows, Mac, and Linux
Blender Professional 3ds, dae, fbx, dxf, obj, x, lwo, svg, ply, STL, vrml,
vrml97, x3d
Windows, Mac, and Linux
Fusion 360 Professional catpart, dwg, dxf, f3d, igs, obj, pdf, sat, sldprt, stp Windows and Mac
Houdini Professional geo, clip Windows, Mac, and Linux
Inventor Professional 3dm, igs, ipt, nx, obj, prt, rvt, sldprt, STL, stp, x_b, xgl Windows
OnShape Professional sat, step, igs, iges, sldprt, STL, 3dm, dae, dfx, dwg,
dwt, pdf, x_t, x_b, xxm_txt, ssm_bin
Windows, Mac, Linux,
Chromebook, iOS &
Android
Tabla 4: 24 Best Free 3D Design Software/3D Modeling Software Tools
Fuente: web https://all3dp.com/
27
ESCANEADO 3D
Baltsavias (2006) nos habla profusamente de metodologías de escaneado (pp 21-55),
que es otro medio para registrar cualquier objeto para poder incorporarlo en una escena.
Solo mencionaremos tres aplicaciones básicas de móvil, sin ningún otro tipo de
requerimiento técnico de hardware:
Una para la plataforma de IOS:
TRNIO [http://www.trnio.com/tutorial/].
Y otras dos para la plataforma de ANDROID:
3D Creator de Sony [https://play.google.com/]
Scann3d [http://scann3d.smartmobilevision.com/]
PROGRAMACIÓN Y VISUALIZACIÓN DE LAS EXPERIENCIAS DE
REALIDAD AUMENTADA
El software de programación de las experiencias AR o también denominado de autoría
es diverso en sus características. Cubillo, 2014 las denomina aplicaciones abiertas en
contraposición a las cerradas que serian aquellas que sirven solo para navegar en la AR
pero en las que no podemos crear ni configurar contenido, por tanto simples
visualizadores. Generalmente las aplicaciones abiertas nos permiten crear y visualizar pero
muchos desarrolladores utilizan plataformas en las que el usuario final no necesita utilizar
este software abierto, necesariamente más complejo y que consume más recursos, sino que
añaden un visualizador, programa mucho más liviano con una interfaz más sencilla de
uso(pp. 105-135).
Volviendo a las herramientas de autoría el mismo autor las subdivide en dos
categorías, las estáticas y las dinámicas, estas últimas permiten que el sistema responda a
las acciones del usuario lo cual según Pajares (2015) es de gran utilidad para la educación
permitiendo la retroalimentación identificando la respuesta correcta o el uso de la AR
como herramienta de simulación.
En todas ellas a la hora de configurar la experiencia deberemos primeramente definir
los objetos a reconocer, posteriormente definiremos los parámetros del seguimiento o
tracking del contenido virtual en relación al objeto reconocido o disparador de la
experiencia y en la etapa final estableceremos los parámetros de representación.
28
Otra característica que en nuestro caso será relevante es la necesidad de tener
conocimientos de programación para poder establecer experiencias de AR. Nos
centraremos en plataformas que puedan montar AR sin necesidad de código, de manera
que sean accesibles a toda la comunidad educativa. Tienen la desventaja de tener sus
capacidades y nivel de interacción inferior por lo general a las basadas en código pero su
sencillez y facilidad de uso, al menos como iniciación a la tecnología las hace optimas (pp.
19-24).
29
En la siguiente tabla de Pajares (2015) podemos observar un listado de las más
conocidas:
Tabla 5: Clasificación de software de ra según conocimientos de programación
necesarios.
Fuente: Pajares (2015).Diseño de actividades didácticas con Realidad Aumentada (pp.
22-23).
En la parte practica y de propuesta de este trabajo nos centraremos en las siguientes
plataformas: AUGMENT y HP REVEAL
Y la siguiente tabla caracteriza las plataformas según el tipo de licencia que en nuestro
caso en la fase de propuesta usaremos las gratuitas, por ser software libre o existir la
posibilidad del uso de licencias educativas de estas herramientas comerciales.
30
Tabla 6a: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada
Fuente: Cubillo, Martín, Castro, Colmenar (2014). Recursos digitales autónomos
mediante realidad aumentada (pp. 252-253).
Tabla 6b: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada
Fuente: Cubillo,et. al. (2014). Recursos digitales autónomos mediante realidad
aumentada (pp. 252-253).
31
2.2.2 FUTURO DE LA REALIDAD AUMENTADA
La tecnología va en la dirección de su socialización a través de dispositivos más
baratos con potencias de cálculo inimaginables que posibilitaran una sensación de
inmersivilidad y realismo inaudito y que pasaran desapercibidos en su uso como los
denominados wearables. Se insertarán lentes en nuestros ojos o en un periodo más cercano
el uso de los dispositivos tipo gafas (HDM) que se empiezan a conocer.
La tecnología cambiara los espacios en los que vivimos de manera que se multiplique
su potencial uso y todo ello hacia una tecnología que sea capaz de interpretar nuestros
gestos e incluso pensamientos de tal manera que la interacción y retroalimentación con la
AR sea total.
32
Imagen 14:Uso AR en superficies y espacios
Fuente: Gustavo Salvador Herranz (2014).Diseño e implementación de espacios
distribuidos de aprendizaje colaborativo mediante la utilización de grandes superficies
interactivas y elementos tangibles.
Podemos observar las implicaciones de la generalización de esta tecnología a la hora
de potenciar las capacidades pedagógicas del aula y su adaptación al trabajo por rincones.
Las paredes y superficies horizontales (mesa digital) se convierten en herramienta de
exploración de los contenidos curriculares (por ejemplo, cuerpos geométricos) con planos
de trabajo interactivos infinitos de manera que se consigue una orquestación de aula con
superficies interactivas compatibles con la distribución por rincones.
Imagen 15:Interfaces Naturales, AR en las superficies
Fuente: Alcañiz Raya, Mariano (2012).Conferencia UCM. Mayo 2012. Interfaces
naturales de usuario y bienestar humano. Casos prácticos.
33
2.3. REALIDAD AUMENTADA Y EDUCACIÓN
2.3.1 BENEFICIOS Y APLICACIONES
2.3.1.1 CONTEXTO INVESTIGADOR EN EL CAMPO EDUCATIVO
DE LA REALIDAD AUMENTADA
Una vez hemos adquirido un conocimiento base del mundo de la AR, ahora vamos a
explorar los posibles usos educativos de dicha tecnología y en la parte final del trabajo se
sustanciará en una propuesta de facilitación y uso de la AR.
El mundo educativo es basto y complejo. La AR debe entenderse como una
herramienta, y como tal puede aplicarse de maneras variadas y contextos diferentes y por
tanto con resultados dispares, no hay soluciones únicas ni mágicas. La “buena educación”
solo necesita de un buen docente-educador y un alumno con interés, el resto de elementos
son en diferentes grados poco decisivos. Vamos a bosquejar como la AR podría hacer la
tarea del profesor más fácil y reducir el esfuerzo del alumno en el aprendizaje.
Vivimos en una sociedad en rapidísimo cambio en todas las facetas de la vida y la
sociedad, una revolución tecnológica vertiginosa. Hemos pasado de un mundo analógico y
economía industrial a un mundo virtual, una sociedad liquida de economía del
conocimiento (Kruger, 2006, pág. 10) y la escuela no está exenta de los debates sobre la
necesidad de su reformulación. Según Muñoz (2014) hay un debate de cómo debe ser la
nueva escuela en contraposición a la escuela tradicional (pp. 6-11).En este debate las
denominadas TIC son un elemento esencial (Aparici, 2010) en las cuales debemos insertar
la AR (pp. 77-90).
Pero como menciona Fortea (2009) las tecnologías en sí mismo no son más que
herramientas a utilizar en nuestra metodología didáctica, ya sean innovadoras para una
nueva escuela o las más tradicionales y partiendo de la idea que no existe un método ideal
ni una metodología universal, sino que dependerá del contexto (pp. 7-24).
Este contexto educativo actual tiende a diluir barreras entre la educación formal y la no
formal que además tiende a extenderse a lo largo de toda la vida en virtud de este cambio
acelerado científico-técnico. En el que también aparecen nuevos modelos o metodologías
de aprendizaje (mobile learning, flipped classroom, gamificación…) y los alumnos, nativos
digitales, bajo el influjo de la nueva tecnología y paradigmas sociales según Prensky
34
(2001) tienden a ser visuales en su sentido preferente de aprendizaje, con la capacidad o la
rutina de la multitarea y que buscan la gratificación instantánea.
Por tanto, debemos entender la AR como una herramienta, que de acuerdo con Reinoso
(2012) potencialmente puede resultar disruptiva pero que solo los estudios e
investigaciones demostraran una vez implementada su verdadero alcance. Ciertamente las
primeras investigaciones apuntan claramente a que refuerzan el aprendizaje e incrementan
la motivación de los alumnos (pp. 357-400). Para Kaufmann (2003, citado por Prendes,
2014, p. 51) no serán una solución ideal, tan solo una opción que dependerá de los
objetivos y de la pedagogía utilizada.
Pero como dice Méndez (2012) la tecnología móvil accesible hoy en día unido a la AR
nos permite el aprendizaje a través del descubrimiento (pp. 11-22). La interacción directa
comporta una carga de veracidad que hace el aprendizaje más significativo (Estebanell,
2012)
Futuros estudios mostrarán su capacidad de simbiosis con las pedagogías emergentes.
A continuación, mostramos una tabla sobre los estudios más destacados en el campo
de la AR:
35
Tabla 7: Estudios en el campo de la AR
Fuente: Cascales (2015). Realidad Aumentada y Educación Infantil: Implementación
y Evaluación (p. 125)
36
Tabla 8: Estudios en el campo de la AR
Fuente: Cascales Martínez, Antonia (2015). Realidad Aumentada y Educación
Infantil: Implementación y Evaluación (p. 133)
37
En el documento, Taller de Realidad Aumentada (2015).Introducción a la Realidad
Aumentada podemos leer que:
Numerosas han sido las investigaciones que sugieren que la R.A. refuerza el
aprendizaje e incrementa la motivación por aprender. En este sentido, en el ámbito europeo
se han llevado a cabo diferentes proyectos educativos, como CREATE (2002-2005,
CONNECT (2005-2006) y ARISE (2006-2008), con el objetivo de desarrollar plataformas
y aplicaciones que integren R.A. para su implementación en educación. Recientemente, el
Proyecto SCeTGo, ha reunido a expertos en la enseñanza de las ciencias, ciencias de la
computación y evaluación pedagógica, con la finalidad de explorar nuevas formas de usar
la R.A. para apoyar la educación científica.
Para terminar este punto en la siguiente imagen observamos las proyecciones de futuro
en el ámbito de la educación. Tecnologías y metodologías emergentes que se espera sean
incorporadas al corpus de la educación estándar
Imagen 16: Tendencias de futuro en la educación.
Fuente: Estudio Horizon
38
2.3.1.2 BENEFICIOS DEL USO DE LA AR EN LA EDUCACIÓN.
Imagen 17:Potencialidades de la AR en educación
Fuente: Realidad aumentada y educación. Sí a la tecnología
¿Que mejoras en el proceso enseñanza-aprendizaje podemos esperar de la
implementación de la AR?
Según Lin (2008) desde un punto de vista general las nuevas tecnologías (TIC)
implican una mayor participación, mejora del nivel de atención (debido a la interactividad
y los contenidos multimedia), una activación de la creatividad y el pensamiento crítico a
través del descubrimiento, una capacidad de retroalimentación y conciencia del proceso de
construcción del conocimiento y su grado de comprensión en tiempo real y por ultimo una
presentación flexible y espontanea de contenidos.
Las implicaciones de estas nuevas tecnologías en los materiales escolares la podemos
observar en la siguiente tabla:
39
Tabla 9: Comparativa herramientas de aprendizaje Pasado vs Futuro.
Fuente: Cubillo (2014). Aplicaciones de la AR en la mejora de la educación (p.63)
Centrándonos en la AR y sus beneficios, según Terán (2012) la AR:
nos ofrece algunas de las ventajas del uso de la RA en educación como son: Desarrollo de
habilidades cognitivas, espaciales, perceptivo motoras y temporales en los estudiantes,
indistintamente de su edad y nivel académico. Reforzamiento de la atención,
concentración, memoria inmediata (corto plazo) y memoria mediata (largo plazo) en sus
formas visuales y auditivas, así como del razonamiento. Activación de procesos cognitivos
de aprendizaje. La RA trabaja de forma activa y consciente sobre estos procesos, porque
permite confirmar, refutar o ampliar el conocimiento, generar nuevas ideas, sentimientos u
opiniones acerca del mundo. Formación de actitudes de reflexión al explicar los fenómenos
observados o brindar soluciones a problemas específicos. Suministra un entorno eficaz de
comunicación para el trabajo educativo, porque reduce la incertidumbre del conocimiento
acerca de un objeto. Aumenta la actitud positiva de los estudiantes ante el aprendizaje, así
como su motivación o interés en el tema que se esté abordando, reforzando capacidades y
competencias (independencia, iniciativa y principio de la auto-actividad o trabajo
independiente) (pp. 23-24).
Y Reinoso, citado por Cozar (2015), nos dice que: “se examinan seis aplicaciones
significativas de la AR en educación como son: aprendizaje basado en el descubrimiento,
desarrollo de habilidades profesionales, juegos educativos con RA, modelado de objetos
3D, libros con RA y materiales didácticos” (pp. 140-149).
En la siguiente imagen se representan las líneas de acción más importantes para utilizar
la AR como vector en el aprendizaje:
 Nos permite interactuar con ambientes u objetos peligrosos o inaccesibles.
 Sumergirnos en el espacio y la perspectiva 3D
 La interacción del alumno permite que el aprendizaje sea más significativo.
 La potencia visual y la novedad aumenta la motivación.
40
 Permite potenciar el valor educativo del espacio exterior
 Estimulas los sentidos potenciando el aprendizaje.
 Efectos visuales como rayos X y otros posibilita conocimientos complejos.
 La tecnología actual permite el acceso a un precio bajo.
Imagen18:Razones para usar la AR
Fuente: Virtual iTeach
Para Estebanell (2012) permite superar la limitación tiempo-espacial, por tanto, el
alumno puede acceder en cualquier lugar y horario a los contenidos. Permite una
información situada, contextualizada y en el lugar y momento que el usuario la necesita.
También González (2013) habla de la capacidad de la AR para presentar contenidos
inviables de otro modo, su ubicuidad permite la formación en el hogar y la interactividad
permite integrar el juego, experimentación y la colaboración. Esto último expuesto se
relaciona directamente con las nuevas metodologías emergentes. Según Rousseau (2004)
tiene la capacidad de ser una herramienta importante en el aprendizaje a través del juego, el
aprendizaje activo y aprender haciendo. Pero según Hanson y Shelton (2008) así como
Estebanell (2012) también se adapta a la pedagogía tradicional.
Como herramienta puede adaptarse a cualquier metodología y teoría del aprendizaje
porque su valor reside en su capacidad de mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Roussou (2004) nos relaciona las teorías del aprendizaje, en relación a las
características que las TIC pueden mejorar. Para esta autora un aprendizaje desde el punto
de vista constructivista (Imagen 19: Teorías aprendizaje) necesita entornos interactivos y
participativos. Es decir, modificar, construir, probar ideas e involucrarse en la resolución
de ideas. Esta interactividad necesaria puede ser aportada al menos en parte por
herramientas AR. Además desde el punto de vista de la pirámide del aprendizaje (Imagen
20: Pirámide del aprendizaje) GR. Amthor define la retención de aquello que se ve, oye y
41
hace en un 75% y por tanto la mejor manera de conseguirlo es a través de aprender
haciendo o jugando, en definitiva en la línea del aprendizaje activo.
Imagen 19:Teorías aprendizaje
Fuente: Cascales Martínez, Antonia (2015). Realidad Aumentada y Educación
Infantil: Implementación y Evaluación (p. 68)
Finalmente, definidos los elementos que puede aportar la AR, la ubicuidad, la
interacción realidad-virtualidad (Billinghurst, 2002), viabilizar contenidos que no podrían
ser de otra manera posible (González, 2013) y su capacidad de ser herramientas
metodológicas de juego, experimentación y colaboración hay que tener siempre el objetivo
educativo o curricular final. Estas herramientas deben integrarse dentro de la taxonomía de
Bloom.
42
Imagen 20:Pirámide del aprendizaje
Fuente: web https://www.orientacionandujar.es/
Imagen 21:Taxonomía de Bloom
Fuente: Página web de rauldiego.es
43
2.3.1.3 APLICACIONES Y MANERAS DE IMPLEMENTACIÓN EN
EDUCACIÓN.
En este punto del trabajo entendemos que la base teórica esta ya suficientemente
definida, por tanto, vamos a centrarnos en sus usos educativos más prácticos a partir de
este momento. Serán ya directrices y ejemplos de usos prácticos de la tecnología en la
educación y que progresivamente ira concretándose hasta la propuesta practica propia
Retomamos el concepto de Taxonomía de Bloom como herramienta de clasificación de
las actividades que podemos diseñar en función de los tipos de objetivos o competencias
que pretendemos alcanzar. Rodríguez-Hoyos (2012) hablan sobre los posibles enfoques
curriculares y su intersección con la AR. Y define los enfoques: Técnico, Práctico, Critico
y Postcrítico y como la AR puede aplicarse a cada uno. Las herramientas de creación de
experiencias AR a utilizar y los materiales que podemos desarrollar para el uso del alumno
y las competencias que se alcanzan también están definidas. En el siguiente gráfico
obtenemos una detallada imagen de las posibles utilidades, materiales a utilizar y diseñar
en relación a las competencias que cubrimos.
44
Imagen22:Taxonomía de Bloom y Teorías del aprendizaje para la AR.
Fuente: Pajares (2015). Diseño de actividades didácticas con Realidad Aumentada (p. 59)
45
Todos los autores centran su valor en facilitar el acceso a conceptos abstractos y
complejos, Martin (2004) expone la ubicuidad en el espacio y en el tiempo gracias a la
tecnología móvil y, por último, pero no menos importante para Prensky (2001) el binomio
de la motivación y la interacción. Motivación y retroalimentación que se adapta al
aprendizaje basado en el juego, aprendizaje a través del juego y aprendizaje a través de la
creación donde se desarrollan las competencias de la creatividad, lógica y razonamiento
donde también podemos implementar rutinas de cooperación y comunicación. Desde lo
general a lo más concreto, Reinoso (2012) define algunos de los más evidentes de los
vectores de uso de la AR. Comentamos diferentes tipos de recursos ya presentes con AR.
Aprendizaje basado en el descubrimiento y capacidad de transformar el espacio fuera
del aula en espacio de aprendizaje (podemos usar GPS, geolocalización para relacionar
espacios concretos con imágenes históricas).
Desarrollo habilidades profesionales que permite recrear situaciones reales de trabajo,
formación práctica. Podemos crear cuadernos de prácticas que muestren los instrumentos o
maquinaria en 3D
Imagen 23:Laboratorios virtuales
Fuente: Proyecto e-labora.
Juegos educativos con AR y aplicaciones educativas que tienen una gama amplia de
diferentes contenidos curriculares. Destacamos Arloon Geometry en la que los estudiantes
trabajan su visión espacial.
46
Imagen 23:Uso de la AR en matemáticas y álgebra
Fuente: web http://www.arloon.com/en/apps/arloon-geometry/
Modelado de objetos 3D. En el que los alumnos y profesores pueden crear modelos 3D
(AR-media Sketchup plugin) que insertados en experiencias AR permite su visualización y
manipulación lo que permite acercar, alejar, girar, colocar y explorar propiedades que
permiten un aprendizaje más significativo.
Finalmente, los libros didácticos AR: por ejemplo la editorial ar-books tiene una gama
de publicaciones donde el libro permite una interacción de los contenidos a través de
ejemplos prácticos y ejercicios de manera espacial.
Imagen 24:AR-books
Fuente: Modulo1. Introducción a la realidad aumentada
47
Otro ejemplo de libro aumentado AR es el siguiente ejemplo donde podemos observar
que cualquier apunte o libro convencional es fácilmente susceptible a una adaptación a AR
de manera que facilite el aprendizaje del alumno a través de unos simples marcadores que
disparen la información extra o aumentada.
Imagen 25:AR en el Sistema Diédrico
Fuente: Dièdric, fonaments operatius
Materiales didácticos:
A través de programas de ordenador el profesor puede utilizar la pizarra digital o
proyector para mostrar información visual que facilite la comprensión de conceptos
espaciales, abstractos o complejos. También aplicaciones móviles denominadas lectores de
AR o exploradores donde el profesor con antelación ha subido a la nube el material para
que el alumno con su dispositivo inteligente en cualquier lugar y hora acceda a dichos
materiales que complementan o refuerzan sus explicaciones.
Vian (2011), es un ejemplo del primer caso es la plataforma Realitat3, de la
Conselleria de Cultura y Educación en Linux, gratuita y desarrollada por LABhuman
donde los profesores pueden crear y compartir AR de una forma sencilla obteniendo un
mejor entendimiento a través de la visión espacial de elementos complejos y una mayor
motivación del alumnado mejorando los resultados académicos
48
Imagen 26:AR con Realitat 3
Fuente: Modulo1. Introducción a la realidad aumentada. (p. 125).
Otro ejemplo de aplicaciones para la creación y visualización de uso educativo para
Windows es la plataforma AUMENTATY.
Imagen 27:AR con AUMENTATY
Fuente: Modulo1. Introducción a la realidad aumentada (p. 129).
49
Finalmente mostramos un ejemplo de aplicación móvil, denominada Augment. Es una
plataforma que permite desde el móvil (aunque también hay una versión de escritorio)
crear contenidos AR y visualizarlos. Posee además una versión educativa gratuita.
Las posibilidades en relación a la creación de material didáctico son infinitas. Pueden
actualizarse material ya existente y enriquecerlo con las experiencias AR buscando
aprovechar las potencialidades que tiene la AR. O como ya hemos mostrado crear nuevo
material para adaptarse al currículo o competencias. Podemos también crear guías visuales
utilizando la plataforma LAYAR o cuadernillos de modelos de dibujo técnico o
axonométrico utilizando la plataforma BUILDar.
A continuación mostramos ejemplos de aplicaciones que podemos utilizar en
educación obtenidos del curso online Introducción a la Realidad Aumentada de la
plataforma Aula Aragon. Del autor Iban de la Horra Villacé, recuperada en la plataforma
Moodle .
APP´s de AR para la Ed. Primaria:
En esta etapa destacamos algunas de las aplicaciones más interesantes que a nivel
educativo tienen mayor aceptación en las aulas. Arloon Plants: Esta app de pago nos
presenta un estudio completo sobre las platas y sus ciclos. Conceptos teóricos, actividades
e interactividad se unifican en cada una de las aplicaciones de carácter científico que nos
ofrecen. Está disponible en varias plataformas. ZooKazam: Esta app nos permite conocer el
ecosistema o alimentación de una gran cantidad de animales. Por otro lado, y gracias a la
tecnología de la RA, esta app nos proporciona una interactividad con el escenario
presentado única en su categoría. Está disponible en varias plataformas. Storyfab: Esta app
nos permite crear historias animadas en diversos escenarios mediante el uso de la RA. Usar
personajes o incluir objetos de decoración son algunas de las posibilidades de esta
herramienta. De momento solo está disponible para IOS. Arloon Solar System: Esta app de
pago nos presenta un estudio completo sobre el Sistema Solar y objetos estelares.
Conceptos teóricos, actividades e interactividad se unifican en cada una de las aplicaciones
de carácter científico que nos ofrecen. Está disponible en varias plataformas. The Brain
app: Gracias a esta app podemos hacer un estudio detallado de nuestro sistema nervioso,
analizar las partes de nuestro cerebro o ver como es el funcionamiento y morfología de las
neuronas. Descarga el marcador en su web y verás el sorprendente resultado. Disponible
para IOS y ANDROID. El curso también recoge aplicaciones para el nivel de Educación
Secundaria y Bachillerato (de la Horra, 2012)
Otras aplicaciones reseñables son:
50
Elements 4D: Aplicación con la que podremos hacer un completo estudio de los
diferentes elementos de la tabla periódica.
Anatomy 4D: Centrado en el estudio del cuerpo humano, así como en los órganos.
Plickers: Esta plataforma nos permite gestionar información en forma de preguntas
distribuidas por clases.
Augment: Es la plataforma de AR que utilizaremos para crear nuestro contenido AR y
es de gran sencillez de configuración y uso.
SketchAR: Aprendemos a dibujar como un profesional no ha estado tan cerca como
ahora. Gracias a esta app, podremos dibujar cualquier objeto gracias a su ayudante. Este
nos guiará sobre el papel para obtener el mejor resultado. Esta app está disponible en varias
plataformas.
LandscapAR: Trabaja con líneas de nivel en Geografía simplemente usando un papel
es ahora posible gracias a esta app. Construir lagos, penínsulas o montañas son algunas de
las posibilidades de esta app. De momento solo está disponible para ANDROID.
Para terminar, solo mencionar que la AR puede jugar un papel importante
implementando actividades especificas para la atención a la diversidad según Gamiz (2009,
pp. 484-49) o hacer uso de sistemas con itinerarios particulares y con flexibilidad cognitiva
de acuerdo a Calzadilla. También la creación en general de contenidos transversales puede
ser una línea donde la Ar pueda ser de gran utilidad por sus características.
51
2.3.2 INTERSECCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA CON
METODOLOGÍAS INNOVADORAS.
Las características de la AR entre las que destacan la interactividad, ubicuidad y la
capacidad de facilitar el entendimiento de conceptos complejos nos permiten atisbar el
potencial que tiene en la integración de esta novedosa tecnología con las metodologías
innovadoras. Su capacidad de transformar la información abstracta y aburrida en algo más
dinámico e interesante a continuación nos permitirá describir su relación y posibles
sinergias con la flipped classroom, gamificación y trabajo a través de proyectos. Todas
ellas además pueden interactuar e integrarse, así parte del proyecto puede utilizar la flipped
classroom para introducir contenidos de manera que en el horario de clase prevalezca la
parte práctica y la gamificación puede jugar un papel en las actividades de la flipped
classroom como elemento de motivación e interacción. Las posibilidades son infinitas
como las características de los alumnos. En este cambio de paradigma a la hora de
reestructurar el proceso de enseñanza-aprendizaje los roles de estudiante y profesor
cambian. El alumno pasa a ser protagonista de proceso de aprendizaje, aumenta su
autonomía y responsabilidad, por otra parte, el docente pasa a ser un guía de los alumnos
un rol menos centrado en el y su conocimiento. Liderara y guiara los alumnos en sus
propios autoaprendizajes. (Remitimos a la imagen 22).
2.3.2.1 REALIDAD AUMENTADA CON LA METODOLOGÍA FLIPPED
CLASSROOM
Existen estudios y experiencias para la utilización de la AR en educación a distancia.
En este trabajo nos centraremos en la metodología o proceso de enseñanza aprendizaje
denominado Flipped learning. Para Achutegui (2014) en la publicación El modelo
pedagógico:”The Flipped Classroom consiste básicamente en facilitar la teoría a los
alumnos antes de su asistencia al aula, con el objetivo de ocupar el horario lectivo escolar
en la realización de ejercicios y dinámicas prácticas” (2014, p. 19).
Lo que se potencia es el trabajo autónomo del alumno para permitir en clase la
focalización en la parte práctica de los contenidos y en la que la parte teórica es
responsabilidad del alumno en una primera fase. En esta primera fase autónoma es
importante que los materiales que se entreguen al alumno lo dirijan a través de la teoría y
competencias para su correcta asimilación. Serán necesarios materiales audiovisuales y con
cierta interactividad para que el alumno tenga la motivación y medios variados para que
52
todos los alumnos consigan un aprendizaje significativo de los principales contenidos. Es
aquí donde la AR puede tener una aportación significativa. Con la interactividad y manejo
virtual de objetos, motivación y un enfoque practico con aprendizaje a través del
descubrimiento. Esta metodología implica una disciplina y responsabilidad del alumno
sobre su proceso de enseñanza-aprendizaje que puede ser difícil de implementar de manera
generalizada, pero permite que durante la clase el poder centrarse en dudas y casos
prácticos que afianzan el conocimiento y que pueden permitir llegar a un nivel de
profundidad mayor en la materia. El profesor pasa a un rol de guía y puede hacer un
tratamiento más personalizado hacia los diferentes alumnos.
La AR puede completar demostraciones o simulaciones, así como juegos sobre
conceptos o procesos complejos de una manera visual e interactiva.
Es especialmente útil en materias como la plástica donde la carga teóricaes menor
mientras que el grueso de la labor es práctica y desarrollo de técnicas. Para Aparici (2010)
la AR es una herramienta que encaja bien con la combinación del mobile-learning y la
metodología flipped classroom. El mobil-learning nos aporta la tecnología y su capacidad
de movilidad y ubicuidad. Por otra parte, la AR permite la interacción definida por
Vygotski como un elemento crucial. Todo ello en paralelo ofrece la posibilidad de la
transmisión de información y su transformación en conocimiento sin la necesidad del
profesor presente físicamente durante el periodo de aprendizaje de los conceptos teóricos.
Conviene tener presente que estos conceptos teóricos tienen una implementación
abierta y una dependencia muchas variables por tanto en la línea de Jonathan Bergmanny
Aaron Sams (2014):
No hay solo una manera de “dar la vuelta” a la clase: la “clase al revés” no existe como tal.
No existe ninguna metodología específica que se deba reproducir; tampoco hay una lista de
tareas que se puedan seguir para garantizar los buenos resultados. “Dar la vuelta” a la clase
tiene que ver más con un problema de mentalidad: la idea es redirigir la atención, quitársela
al profesor y ponerla en el alumno y su aprendizaje (p. 23).
53
Imagen 28:Las TIC aplicadas en la metodología FLIPPED CLASSROOM
Fuente: Página web: I.PINIMG
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Unidad II Doctrina de la Iglesia 1 parte
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Factores ecosistemas: interacciones, energia y dinamica
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Josep joan peris corts tfm 2017 18 ucv

  • 1. TFM Propuesta de iniciación al uso de la realidad aumentada en la Educación Secundaria MASTER UNIVERSITARIO EN FORMACIÓN DEL PROFESORADO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA, BACHILLERATO, FORMACIÓN PROFESIONAL Y ENSEÑANZA DE IDIOMAS 2017-2018 ALUMNO: D. JOSEP JOAN PERIS CORTS ESPECIALIDAD:DIBUJO TUTOR: DR. D. IGNACIO NÚÑEZ ARROYO
  • 2. UNIVERSIDAD CATÓLICADE VALENCIA “San Vicente Mártir” Propuesta de iniciación al uso de la realidad aumentada en la educación secundaria MásterUniversitario: MASTER UNIVERSITARIO EN FORMACIÓN DEL PROFESORADO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA, BACHILLERATO, FORMACIÓN PROFESIONAL Y ENSEÑANZA DE IDIOMAS
  • 3. RESUMEN El presente trabajo pretende abordar la realidad aumentada en intersección con la educación secundaria. Partiendo de un estudio sistemático de la tecnología y de sus usos en la actualidad se pretende reconocer presentes y potenciales beneficios de su aplicación en la docencia. Tras la caracterización de sus impactos beneficiosos, se establecerá en primer lugar una guía de implementación de la tecnología para facilitar el acceso de cualquier docente a esta tecnología independientemente de sus conocimientos tecnológicos previos de partida. El objetivo principal de este trabajo es brindar un acceso a usuarios nuevos o no expertos en conocimientos de programación y modelado 3D. De esta manera, a través del documento guía adaptado al nivel de competencia tecnológica del docente neófito en la materia, se pretende sistematizar la aplicación, facilitando socializar el uso de la realidad aumentada entre la comunidad educativa. En segundo término, se ejemplifica cómo aplicar la tecnología a los contenidos curriculares de4º ESO y 1º BACH propios del docente de educación plástica en secundaria en 3 fichas de actividades. Por último, esta implantación de la tecnología buscará integrarse con metodologías docentes innovadoras (flipped classroom, gamificación y trabajos a través de proyectos) en los contenidos curriculares, así como potenciar el conocimiento y aprecio del patrimonio cultural propio del alumnado. Palabras clave: realidad aumentada, educación, secundaria, plástica, 3D, diseño asistido por ordenador, TIC, tecnologías de la información y la comunicación, modelado 3D, sketchup, Augment RESUM El present treball pretén abordar la realitat augmentada en intersecció amb l'educació secundària. Partint d'un estudi sistemàtic de la tecnologia i dels seus usos en l'actualitat es pretén reconéixer presents i potencials beneficis de la seua aplicació en la docència. Després de la caracterització dels seus impactes beneficiosos, en primer lloc, s'establirà una guia d'implementació de la tecnologia per a facilitar l'accés de qualsevol docent a aquesta tecnologia independentment dels seus coneixements tecnològics previs de partida
  • 4. .L'objectiu principal és brindar accés a usuaris nous o no experts en coneixements de programació i modelatge 3D. D'aquesta manera a través del document guia adaptat al nivell de competència tecnològica del docent neòfit en la matèria, se sistematitza l'aplicació facilitant socialitzar l'ús de l'AR entre la comunitat educativa. En segon terme, s'exemplifica com aplicar la tecnologia als continguts curriculars de 4t ESO i 1r BACH propis del docent d'educació plàstica en secundària en 3 fitxes d'activitats. Finalment, aquesta implantació de la tecnologia buscarà integrar-se amb metodologies docents innovadores (flipped classroom, gamificació i treball a través de projectes) en els continguts curriculars i així com potenciar el coneixement i estima del patrimoni cultural propi de l'alumnat Paraules clau: realitat augmentada, educació ,secundària, plàstica, 3D, disseny assistit per ordinador, Tic, modelatge 3D, sketchup, Augment ABSTRACT This paper aims to study the intersection of augmented reality between secondary education. Based on this systematic study of technology and its past and present uses, it is intended to recognize present and potential benefits of its application in teaching. After the characterization of its beneficial impact. Firstly, a technology implementation guide will be established to facilitate the access of any teacher to this technology regardless of their technological knowledge.Therefore, the main objective is to provide access to new users or not experts in programming knowledge and 3D modeling skill through the Guidance Document adapted to the level of technological competence of neophyte teachers in this subject. So, the application is systematized to facilitate the socialization of the use of RA among the educational community. Secondly, it is exemplified how to apply the technology to the curricular contents of 4th ESO and 1st BACH of art and design teacher in secondary education by 3 activity cards. Finally, this technology implementation will try to manage to integrate with innovative teaching methodologies (flipped classroom, gamification and work through projects) in the curricular contents and as well as in a way that enhances the knowledge and appreciation of the cultural heritage of the students.
  • 5. Keywords: augmented reality, education, secondary, plastic, 3D, computer aided design, Tic, 3D modeling, sketchup, Augment
  • 6. ÍNDICE: 1. INTRODUCCIÓN 1 2. MARCO TEÓRICO 3 2.1 REALIDAD AUMENTADA 3 2.1.1 DEFINICIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA 3 2.1.2 DIFERENCIAS ENTRE REALIDA AUMNETADA Y REALIDAD VIRTUAL 5 2.1.3 HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA 7 2.2 TECNOLOGÍA 11 2.2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES. SOFTWARE & HARDWARE 11 2.2.1.1 LA REALIDAD AUMENTADA ENTENDIDA COMO UN SISTEMA 11 2.2.1.2 PARTES DEL SISTEMA 12 2.2.1.3 CLASIFICACIÓN Y PORMENORIZACIÓN DE LAS PARTES: 12 2.2.1.4 ETAPAS PARA LA CREACIÓN DE CONTENIDOS Y SU VISUALIZACIÓN 17 2.2.1.5 HARDWARE 18 2.2.1.6 SOFTWARE 20 2.2.2 FUTURO DE LA REALIDAD AUMENTADA 31 2.3. REALIDAD AUMENTADA Y EDUCACIÓN 33 2.3.1 BENEFICIOS Y APLICACIONES 33 2.3.1.1 CONTEXTO INVESTIGADOR EN EL CAMPO EDUCATIVO DE LA REALIDAD AUMENTADA 33 2.3.1.2 BENEFICIOS DEL USO DE LA AR EN LA EDUCACIÓN. 38 2.3.1.3 APLICACIONES Y MANERAS DE IMPLEMENTACIÓN EN EDUCACIÓN. 43 2.3.2 INTERSECCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA CON METODOLOGÍAS INNOVADORAS. 51 2.3.2.1 REALIDAD AUMENTADA CON LA METODOLOGÍA FLIPPED CLASSROOM 51 2.3.2.1 AR CON LA METODOLOGÍA GAMIFICACIÓN 54 2.3.2.3 AR CON LA METODOLOGÍA DE PROYECTOS 58
  • 7. 2.3.3 INTERSECCIÓN ENTRE REALIDAD AUMENTADA Y EL PATRIMONIO CULTURAL 61 3. DISEÑO METODOLÓGICO 64 3.1 METODOLOGÍA 64 4. OBJETIVOS 66 5. PROPUESTA DIDÁCTICA 67 5.1 GUÍA DE IMPLANTACIÓN DE ELEMENTOS DE REALIDAD AUMENTADA 68 5.1.1 DEFINICIÓN DE LAS FASES 69 5.1.2 PORMENORIZACIÓN TÉCNICA DE LAS FASES: 73 5.2 PROPUESTA DE ACTIVIDADES. 123 5.2.1 FICHAS DE CONCRECIÓN 123 5.2.1.1 FICHA 1_ VISTAS DE PIEZAS MECANICAS_NIVEL BÁSICO. 124 5.2.1.2 FICHA 2_APUNTES AUMENTADOS DE DIÉDRICO. 156 5.2.1.3 FICHA 3_ INICIACION AL MODELADO CON PLASTILINA_NIVEL BÁSICO. 186 6. CONCLUSIONES Y LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN DE FUTURO 210 7. LEGISLACIÓN 217 8. BIBLIOGRAFÍA 219
  • 8. ÍNDICE DE IMÁGENES: Imagen1:Realidad aumentada en el dibujo técnico........................................................2 Imagen 2:Reality-Virtuality (RV) Continuum de Paul Milgram ...................................4 Imagen 3:Google Glass. .................................................................................................9 Imagen 4:Realidad aumentada con las Hololens..........................................................10 Imagen 5:Tipos de AR según la distancia del display a los ojos .................................13 Imagen 6:Sistema de display óptico.............................................................................14 Imagen7:Sistema de display por video.........................................................................14 Imagen 8:Niveles de AR ..............................................................................................16 Imagen 9:Procedimiento de creación de experiencias de AR ......................................17 Imagen 10:How doesAR work? ...................................................................................18 Imagen 11:Working principle. Procedimiento de uso de experiencias de AR ............19 Imagen 12:Sketchfab, pág. web ...................................................................................22 Imagen 13:Poly, pág. web ............................................................................................22 Imagen 14:Uso AR en superficies y espacios ..............................................................32 Imagen 15:Interfaces Naturales, AR en las superficies................................................32 Imagen 16: Tendencias de futuro en la educación. ......................................................37 Imagen 17:Potencialidades de la AR en educación......................................................38 Imagen18:Razones para usar la AR .............................................................................40 Imagen 19:Teorías aprendizaje ....................................................................................41 Imagen 20:Pirámide del aprendizaje ............................................................................42 Imagen 21:Taxonomía de Bloom.................................................................................42 Imagen22:Taxonomía de Bloom y Teorías del aprendizaje para la AR. .....................44 Imagen 23:Laboratorios virtuales.................................................................................45 Imagen 23:Uso de la AR en matemáticas y álgebra.....................................................46 Imagen 24:AR-books ...................................................................................................46 Imagen 25:AR en el Sistema Diédrico.........................................................................47
  • 9. Imagen 26:AR con Realitat 3 .......................................................................................48 Imagen 27:AR con AUMENTATY .............................................................................48 Imagen 28:Las TIC aplicadas en la metodología FLIPPED CLASSROOM...............53 Imagen 29:Características de la metodología de GAMIFICACIÓN. ..........................60 Imagen 30a:Libro monumentos andaluces...................................................................61 Imagen 30b:Templo originario de Satricum. ...............................................................62 Imagen 31:Reconstrucción de la fortaleza ibérica de Els Vilar, en Arbeca (Lleida). ..62 Imagen 32a:Piezas románicas. Capiteles .....................................................................74 Imagen 32b:Capitel......................................................................................................75 Imagen 33:App store de ANDROID, pág. de instalación de Qubism..........................76 Imágenes 34-42:Pantalla presentación, menús y fases de elaboración del modelo .....78 Imagen 43:Servicio GDRIVE de Google de guardado de archivos en la nube ...........79 Imagen 44:Página de obtención de la cuenta ...............................................................81 Imagen 45:Página de enlace al modelado 3D ..............................................................81 Imagen 46:Página de modelado 3D..............................................................................81 Imagen 47:Menús y encabezado para nombrar el modelo ...........................................82 Imagen 48:Herramienta línea .......................................................................................82 Imagen 48:Herramienta selección................................................................................83 Imagen 49:Ayudas al dibujo de línea...........................................................................84 Imagen 50:Herramienta selección y mover..................................................................85 Imagen 51:Herramienta girar, mover y escalar............................................................85 Imagen 52:Menú de gestión de archivos......................................................................87 Imagen 53:Herramienta girar .......................................................................................87 Imagen 54:Herramienta guardar...................................................................................88 Imagen 55:Herramienta girar, elementos de ayuda ......................................................89 Imagen 56:Pantalla de gestión de la plataforma, opción 3D WAREHOUSE..............90 Imagen 57:Subida del modelo a 3D WAREHOUSE...................................................90
  • 10. Imagen 58:Salvado de modelo en 3D WAREHOUSE en diferentes formatos............91 Imagen 59:Modelos públicos de 2J en 3D WAREHOUSE .........................................92 Imagen 60:Página de creación de la cuenta de AUGMENT........................................94 Imagen 61:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT......................................95 Imagen 62:Página de edición del marcador por imágenes de AUGMENT .................96 Imagen 63:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT......................................96 Imagen 64:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT......................................98 Imagen 65:Página de definición de las dimensiones del modelo 3D...........................98 Imagen 66:Página del modelo 3D ................................................................................99 Imagen 67:Importación documento a INKscape..........................................................99 Imagen 68:Nueva capa. INKscape .............................................................................100 Imagen 69:Lámina original ........................................................................................101 Imagen 70:Lámina aumentada ...................................................................................101 Imágenes 71-75:Capturas de la aplicación AUGMENT............................................104 Imagen 76:Página de inicio de la plataforma .............................................................106 Imagen 77:Página de creación de la cuenta................................................................106 Imagen 78:Página inicial de la cuenta de usuario ......................................................107 Imagen 79:Página de adición del activador por imágenes .........................................109 Imagen 80:Página de adición del Trigger. Definición de características ...................109 Imagen 81:Pantalla del proceso de subida de la imagen activadora ..........................110 Imagen 82:Pantalla del proceso de edición de la imagen activadora .........................110 Imagen 83:Ventana de adición de material virtual.....................................................113 Imagen 84:Biblioteca de OVERLAYS y TRIGGERS...............................................114 Imagen 85:Ventana de introducción de características de la capa virtual..................114 Imagen 86:Página de lanzamiento de la capa virtual desde el navegador..................115 Imagen 87:Visualización previa de la capa virtual sobre el activador .......................115 Imagen 88:Página de salvado y publicación del AURA ............................................116
  • 11. Imagen 89:Página inicial de la cuenta del usuario, con las auras creadas..................117 Imagen 90:Página de la biblioteca, carpeta de modelos 3D.......................................117 Imagen 91:Página de compartición de la AURA .......................................................118 Imágenes 92-94:Capturas de la aplicación.................................................................121 Imagen 95:BLOG PLÁSTICA AUMENTADA ........................................................122 Imagen 96:Lámina original seleccionada para ser aumentada ...................................125 Imagen 97:Imagen de la pág. de instalación de Qubism. App store de ANDROID..126 Imágenes 98-120:Pantalla presentación, menús y fases de elaboración ....................136 Imagen 63:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................138 Imagen 64:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................139 Imagen 65:Página de definición de las dimensiones del modelo 3D.........................139 Imagen 121:Configuración unidades de medida .......................................................140 Imagen 122:Configuración básica del modelo cargado a la plataforma ....................141 Imagen 123:Modelos cargados a la plataforma..........................................................142 Figura 124:Página del modelo 3D..............................................................................142 Imagen 125:QR de activación del modelo .................................................................142 Imagen 126a:Importación documento a INKscape....................................................143 Imagen 126b:Nueva capa. INKscape.........................................................................144 Imagen 96:Lámina original seleccionada para ser aumentada ...................................144 Imagen 127:Lámina aumentada .................................................................................144 Imágenes 71-75:Capturas de la aplicación AUGMENT............................................147 Imagen 128:Lámina Vistas 1 aumentada ...................................................................148 Imagen 129:Lámina Perspectiva 1 aumentada...........................................................149 Imagen 130:Captura del programa de visualización GLC-Player..............................150 Imagen 131:Fundamentos del sistema diédrico. Pág. 1 .............................................158 Imagen 132:Fundamentos del sistema diédrico. Pág. 2 .............................................158 Imagen 44:Página de obtención de la cuenta .............................................................159
  • 12. Imagen 45:Página de enlace al modelado 3D ............................................................159 Imagen 46:Página de modelado 3D............................................................................160 Imagen 47:Menús y encabezado para nombrar el modelo .........................................160 Imagen 48:Herramienta línea .....................................................................................161 Imagen 48:Herramienta selección..............................................................................162 Imagen 49:Ayudas al dibujo de línea.........................................................................162 Imagen 50:Herramienta selección y mover................................................................163 Imagen 51:Herramienta girar, mover y escalar..........................................................164 Imagen 53:Herramienta girar .....................................................................................165 Imagen 54:Herramienta guardar.................................................................................166 Imagen 55:Herramienta girar, elementos de ayuda ....................................................166 Imagen 133:Herramienta guardar...............................................................................167 Imagen 134:Modelo 3D de la proyección y abatimiento en diédrico ........................168 Imagen 135:Modelo 3D de los planos de proyección ................................................168 Imagen 136:Modelo planos bisectores.......................................................................169 Imagen 76:Página de inicio de la plataforma .............................................................171 Imagen 77:Página de creación de la cuenta................................................................171 Imagen 78:Página inicial de la cuenta de usuario ......................................................172 Imagen 79:Página de adición del activador por imágenes .........................................173 Imagen 80:Página de adición del Trigger. Definición de características ...................173 Imagen 81:Pantalla del proceso de subida de la imagen activadora ..........................174 Imagen 82:Pantalla del proceso de edición de la imagen activadora .........................174 Imagen 83:Ventana de adición de material virtual.....................................................177 Imagen 85:Ventana de introducción de características de la capa virtual..................178 Imagen 86:Página de lanzamiento de la capa virtual desde el navegador..................178 Imagen 87:Visualización previa de la capa virtual sobre el activador .......................179 Imagen 88:Página de salvado y publicación del AURA ............................................179
  • 13. Imagen 89:Página inicial de la cuenta del usuario, con las auras creadas..................180 Imagen 90:Página de la biblioteca, carpeta de modelos 3D.......................................181 Imagen 91:Página de compartición de la AURA .......................................................181 Imágenes 92-94a y 94b:Capturas de la aplicación.....................................................183 Imagen 136:Vídeo realizado con el móvil a Youtube para su difusión .....................188 Imagen 137:Pantalla inicio de la App. PICSART......................................................188 Imagen 138:Pantalla selección de imagen a editar de la App. PICSART..................188 Imagen 139:Selección de filtros.Herramienta: Filtro Magic de la app. PICSART....189 Imagen 148:Lámina aumentada creada en INKscape ................................................191 Imagen 140:Modelos existentes o creación de uno nuevo tocando el icono naranja.193 Imagen 141:Pantalla de captura con asistencia y guía de la aplicación .....................194 Imagen 63:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................196 Imagen 64:Página de adición de modelo 3D de AUGMENT....................................197 Imagen 65:Página de definición de las dimensiones del modelo 3D.........................197 Figura 142:Página del modelo de plastilina 3D .........................................................198 Imagen 143:QR del modelo de plastilina...................................................................198 Imagen 144:Página de inicio para la creación de código QR.....................................199 Imagen 145:Página de creación y edición de código QR...........................................199 Imagen 146:Página donde se muestran los códigos QR confeccionados...................199 Imagen 147:Creación del documento en INKscape ...................................................200 Imagen 148:Lamina aumentada creada en INKscape ................................................202 Imagen 71:Página de inicio de la App........................................................................204 Imagen 149:Página de visualización de la web AUGMENT.....................................204 Figura 150:Capturas del lector QR ............................................................................205 Figura 151:Detección del lector QR ..........................................................................205 Imagen 152:Vídeo de la técnica .................................................................................205 Imagen 148: Lámina aumentada creada en INKscape ...............................................206
  • 14.
  • 15. Tablas Tabla 1: Tabla de adecuación de hardware en función de la fase de creación de RA y el nivel de RA ......................................................................................................................20 Tabla 2: Repositorios de modelos 3d y material para crear experiencias AR..............22 Tabla 3: Repositorios de Modelos 3D..........................................................................24 Tabla 4: 24 Best Free 3D Design Software/3D Modeling Software Tools..................26 Tabla 5: Clasificación de software de ra según conocimientos de programación necesarios.............................................................................................................................29 Tabla 6a: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada ....................................30 Tabla 6b: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada....................................30 Tabla 7: Estudios en el campo de la AR ......................................................................35 Tabla 8: Estudios en el campo de la AR ......................................................................36 Tabla 9: Comparativa herramientas de aprendizaje Pasado vs Futuro.........................39 Tabla 10: Características del juego. .............................................................................57 Tabla 11: Caracterización didáctica de las experiencias AR .......................................70 Tabla 12:Tipos de información virtual y aplicaciones para su obtención....................71 Tabla 13: Origen de la información virtual y aplicaciones para su obtención.............74 Tabla 14: Versiones del software GLC-Player según S.O.........................................150 Tabla 15: Contenido curricular según Documento puente de la asignatura EPVA ...153 Tabla 16: Contenido curricular 1º de BACH. Dibujo técnico....................................154 Tabla 17: Rubrica Ficha Vistas y Ficha axonometría ................................................154 Tabla 18: Contenido curricular según Documento puente de la asignatura EPVA ...185 Tabla 19: Contenido curricular según Documento puente de la asignatura EPVA ...208 Tabla 20: Rubrica Modelo de plastilina .....................................................................209 Tabla 21: Tabla relación entre objetivos y conclusiones ...........................................213
  • 16.
  • 17. 1 1. INTRODUCCIÓN El presente trabajo pretende ser una aproximación a la realidad aumentada, contribuyendo a su conocimiento en la comunidad educativa y promocionar su uso como herramienta útil y accesible en la educación secundaria. En la actualidad, la penetración de esta tecnología en las aulas es todavía muy limitada. Las razones son varias, el desconocimiento general de la existencia de la tecnología y los requerimientos de conocimientos tecnológicos necesarios para la implementación de las primeras intervenciones en este campo. Sin embargo, existe la convergencia de nuevas circunstancias que modifiquen esta situación. Por una parte, los sistemas tecnológicos utilizables para la creación y visualización de experiencias de realidad aumentada se han reducido tan solo a poseer un dispositivo inteligente tal como un Smartphone o tablet. Así pues, esta barrera material para socializar esta tecnología móvil abre el campo de uso a los docentes y gran parte del alumnado. El E-learning y las TIC ya forman parte de las metodologías y los currículos de la educación reglada y su penetración en los centros es lenta pero constante siguiendo su incorporación como herramienta habitual en nuestra vida fuera del centro. Por otra parte empiezan a existir desarrollos de aplicaciones y software accesibles a usuarios sin conocimientos específicos en la materia y gratuitos o de código abierto. Por tanto, se dan las circunstancias para promover el uso de la realidad aumentada entre la comunidad educativa independientemente de sus conocimientos informáticos y base tecnológica. Para ello, este trabajo primeramente definirá un marco teórico suficiente donde queden establecidos los conceptos principales que sustentan esta tecnología. Una breve cronología de los hitos principales que conducen su desarrollo, dispositivos y software en este campo. También se sistematizarán las fases que un usuario necesitara seguir para crear contenidos de realidad aumentada y el hardware y software asociado a cada una de ellas que es común a todas las plataformas existentes. Una vez definidas las cuestiones técnicas necesarias para el conocimiento de la realidad aumentada, estudiaremos fuentes que hablan sobre los posibles beneficios y usos de esta tecnología en la educación de poca implantación en la actualidad. Finalmente, la parte propositiva del trabajo establecerá primeramente una guía o procedimiento paso a paso del software y hardware a usar para crear contenido de realidad
  • 18. 2 aumentada de manera fácil, de tal manera que los requerimientos técnicos y materiales del usuario como creador y visualizador sean mínimos. En una segunda parte de la propuesta se muestran varios ejemplos de actividades propias de la asignatura de plástica y dibujo en la educación secundaria que incorporan experiencias de realidad aumentada y como configurar las en plataformas propia de esta tecnología. Serán realizadas partiendo de la adaptación de materiales propios, preexistentes convencionales y también partiendo de cero a manera de modelos. La intersección de mi formación técnica de arquitecto que me ha familiarizado con herramientas de diseño digital y la experiencia de las prácticas en un aula de plástica donde ciertos conceptos y procedimientos basados en habilidades del pensamiento espacial encontraban dificultades por parte de algunos alumnos se ha sustanciado en este trabajo. Así pues, este trabajo recoge la inquietud de explorar tecnologías innovadoras que sirvan de herramientas que mejoren el proceso de enseñanza-aprendizaje en determinadas circunstancias. Imagen1:Realidad aumentada en el dibujo técnico. Fuente: Elaboración propia.
  • 19. 3 2. MARCO TEÓRICO Se pretende describir las bases teóricas necesarias para la comprensión y uso de la realidad aumentada que sustenta la propuesta didáctica del trabajo. 2.1 REALIDAD AUMENTADA La realidad aumentada es una tecnología novedosa en su implantación en nuestra vida cada vez más tecnológica que permite aportar información extra a la realidad que nos rodea y por tanto aumentar la comprensión de esta enriqueciéndola o haciéndola más accesible. Según Basogain et al. la tecnología era: 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. El mundo académico no está al margen de estas iniciativas y también ha empezado a introducir la tecnologíade la Realidad Aumentada en algunas de sus disciplinas. Sin embargo, el conocimiento y la aplicabilidad de esta tecnología en la docencia es mínima; entre otros motivos se debe a la propia naturaleza y estado de desarrollo de dicha tecnología, así como también a su escasa presencia en los ámbitos cotidianos de la sociedad. El desarrollo de iniciativas en la utilización de esta tecnología en la educación y su divulgación contribuirán a su extensión en la comunidad docente (p. 1). Por tanto, según Durall (citado por Marin-Diaz, et. al., 2016) es una tecnología con capacidad disruptiva que gracias a los avances tecnológicos y a la socialización de la tecnología móvil empieza a ser accesible a la gran mayoría de la población y sus potenciales ventajas en el uso diario y especialmente en la vida educativa (p. 160). 2.1.1 DEFINICIONES DE LA REALIDAD AUMENTADA La realidad aumentada es un término de reciente cuño para referirse a una nueva tecnología emergente cuya difusión se espera que se produzca de manera exponencial. Original del inglés AUGMENTED REALITY traducido como realidad aumentada (a partir de ahora nos referiremos a él como AR). La AR recoge el concepto de una sistemática que permite que la visión humana sobre la realidad física sea enriquecida o aumentada yuxtaponiendo información adicional denominada virtual. Esta adición debe cumplir que es interactiva, respondiendo a las
  • 20. 4 acciones del usuario en tiempo real y espacialmente (en 3D). Todo ello es posibilitado por la participación de un mecanismo tecnológico que ha variado notablemente desde sus inicios a la actualidad pero que esencialmente es la unión de un software (aplicaciones informáticas) y hardware (aparatos electrónicos). Definen y establecen el término por primera vez en 1992 Thomas Caudell y David Mizell y es resultado de sus trabajos en la compañía Boeing expuestos en una conferencia internacional (Caudell et. al, 1992, pp. 659–669). El neologismo hace referencia a “una tecnología que aumenta la percepción sensorial humana con información auxiliar que puede mejorar potencialmente el rendimiento en la realización de una tarea o experiencia a través de “la superposición de material que genera y presenta una computadora sobre el mundo real” que Caudell explicita de esta manera en una entrevista en 2014 (p. 272). Por tanto, conceptualmente hablaríamos de un sistema que aumenta la información sensorial con nuevas capas de información. Su definición ha ido enriqueciéndose según la evolución tecnológica y su adopción por el público. En 1994 Paul Milgram definió el concepto de Reality-Virtuality Continuum que englobaba y relacionaba todas las diferentes tecnologías que permitían generar información virtual. Según este continuum en los extremos estarían delimitados en un lado la realidad y en el opuesto la realidad virtual, de la que a partir de este momento haremos referencia como RV, donde todo es generado virtualmente sin referencia al mundo real. En la transición de uno extremo real al otro virtual se encuentra la AR que sería una realidad que predomina, pero con información adicional virtual y ya más cerca de la RV la denominada virtualidad aumentada donde la preponderancia es de la RV pero tendría ciertos elementos reales incrustados (Milgram, 1994, pp. 282-292). Imagen 2:Reality-Virtuality (RV) Continuum de Paul Milgram Fuente: Milgram_IEICE_1994 (1994).
  • 21. 5 Otro momento decisivo en la generación del concepto actual de AR se produce en 1997 por Ronald Azuma en su paper “A survey of augmented reality” (pp.355-385) al concretar que “un sistema de AR es aquel que combina elementos reales y virtuales, es interactivo en tiempo real y se registra en 3D”. Por tanto, la relación entre el mundo real y la información adicionada tiene que cumplir la propiedad de la interacción en tiempo real y en 3D, excluyendo así de la definición a la simple adición de información 2D sobre el mundo real. Con la adopción de la tecnología por la sociedad de manera más generalizada en 1998 aparece el primer congreso internacional sobre la materia, “Internacional Workshop on Augmented Reality 98” (IWAR 98) realizado en San Francisco. En este punto la definición teórica de la AR queda ya conceptualizada y restringida según la interactividad en tiempo real y 3D aunque el público general y el mercado utilizan esta denominación para sistemas que estrictamente no cumplen estos preceptos academicistas. 2.1.2 DIFERENCIAS ENTRE REALIDA AUMNETADA Y REALIDAD VIRTUAL Una vez caracterizada la definición teórico-académica de la AR, es importante recalcar las diferencias entre la AR y la RV. Esta difiere de la AR en el nivel de virtualidad. Son términos estrechamente relacionados en usos y tecnología, por todo ello es importante no confundirlos. Atendiendo al concepto antes mencionado de Reality-Virtuality Continuum (Milgram, 1994, pp. 282-292), la RV es una realidad totalmente ficcional o virtual, creada y presentada por un dispositivo computacional/informático (software y hardware). Para Torres (2013): La realidad aumentada es una tecnología derivada de la realidad virtual que, a diferencia de esta, no consiste en generar un entorno virtual separado de la realidad, sino que se caracteriza por insertar objetos o gráficos virtuales en un entorno real. Aquí el individuo no queda inmerso en un mundo virtual, sino que mejora o «aumenta» el espacio que le rodea con elementos generados por ordenador que complementan la realidad. Las posibilidades que ofrece la tecnología de realidad aumentada en espacios expositivos y patrimoniales han crecido exponencialmente en los últimos años debido a su gran atractivo para el público, constituyendo un importante recurso dentro de sus programas museográficos más vanguardistas (p. 20).
  • 22. 6 Por tanto es una nueva realidad paralela al mundo físico real al que intenta suplantar y además pretende ser inmersiva de manera que el usuario la sienta como su auténtica ACENTO realidad. A diferencia de la RV, la AR no intenta suplantar la realidad física que envuelve al usuario sino expandir su capacidad de conocimiento del ambiente con capas de información extra (Saura, et. al., 2011, p. 117). Por el contrario, acorde a la definición establecida, la AR siempre parte de la realidad, que es la base preponderante y la aumenta con información virtual que captamos insertada en nuestro campo de visualización. Esta primera diferencia establece una segunda operativa. La RV necesita sustituir la realidad física para crear un entorno virtual de manera inmersiva. Esto limita la gama de dispositivos que se pueden usar en la RV. En cambio, la AR puede utilizar cualquier dispositivo capaz de presentar o adicionar información sobre la realidad. La socialización de los Smartphone y tablets como algo habitual en nuestra vida, accesibles y económicos permite su uso como plataformas de AR.
  • 23. 7 2.1.3 HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA Esta es una tecnología relativamente reciente en su creación y en emergencia en la actualidad, de rápida expansión y evolución continua. Por tanto, esto es una foto fija del estado del arte a principios del 2018. En este apartado se pretende recopilar los pasos seguidos por la AR hasta su concreción actual desde el punto de vista de los conceptos, tecnologías y usos más importantes de manera somera. Estos hitos o pasos en el desarrollo de la AR ayudan a su comprensión profunda, pero también deben facilitar el entendimiento de esta materia como algo no cerrado sino más bien como algo vivo que evoluciona y muta constantemente según unas pautas que de seguro a futuro la harán redefinirse desde el punto de vista tecnológico y de los usos de esta. La AR nace casi al mismo tiempo que la RV, en parte se podría decir que es una rama derivada de las investigaciones en RV puesto que utiliza inicialmente sus avances tecnológicos y científico-técnicos para su desarrollo pero toma desde el principio sus propios caminos puesto que sus objetivos son diferentes a los de la RV mucho más complejos. En la obra de Clemens, et. al. (2015), se recopila la historia hasta la actualidad de la AR (pp. 27-29) El primer paso en todo desarrollo humano es ser imaginado por alguien. Para ello, según Johnson (2012) en la web Mote & Beamtenemos que retrotraernos a la temprana época de 1901 donde el autor L. Frank Baum menciona por primera vez la idea de un dispositivo electrónico que superpone información (en este caso eran personas) en la vida real. El segundo paso es más prosaico, pero no menos importante, ponerse manos a la obra y concretar la idea. Según Mehler-Bicher, et. al. (2011), el primer sistema creado y patentado aparece entre 1957-62 por el cineasta Morton Heilig. Fue denominado Sensorama y era el primer intento de crear una realidad virtual inmersiva (p. 13). Una vez planteado el primer esquema cabía mejorarlo y simplificarlo. En 1968 Ivan Sutherland crea el primer Head- Mounted Display o HMD que es un dispositivo con forma de casco para la visualización de imágenes creadas por ordenador de manera que crea una sensación inmersiva. Es uno de los esquemas funcionales principales de la actual VR y padre de las google glass para AR.
  • 24. 8 Chrystalla (2013) nos muestra como Alan Kay propone en 1972 el Dynabook el precursor de la tablet, herramienta principal en la AR actual (p. 32). En 1975 Myron Krueger establece el primer laboratorio dedicado a la realidad artificial denominado Videoplace en el que se investigan y crean sistemas para la interacción de usuarios con objetos virtuales. Este proceso de crear mundos sintéticos entendidos como mundos virtuales producto de la imaginación humana con la tecnología computacional que emergía evoluciona hacia sistemas más complejos, realistas, inmersivos y interactivos. En 1980 Steve Mann crea el primer prototipo funcional a modo de unas simples gafas, el EyeTap precursor de las google glass que superponía información sobre la visión natural dentro de la tipología tecnológica de HMD. Jaron Lainer crea el VPL Research en 1989 una compañía en el incipiente mundo de la realidad sintética basada en mundos virtuales y acuña el término ahora popularizado de la RV. Un año después 1990 Thomas P. Caudell define el término de AR que también se popularizará (Caudell, et al., 1992, pp. 659–669) En 1994 Paul Milgram and Fumio Kishino escriben el artículo “Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays” (pp. 1321–1329) en el que definen el concepto Reality-Virtuality Continuum que integra todos los campos de desarrollo de la representación de elementos virtuales, desde la VR a la realidad física donde la AR es un paso intermedio de virtualización de la realidad. También en este año Julie Martin crea la primera utilización de la AR en el escenario ('Augmented Reality Theater production', bailando en el ciberespacio, fundada por la Australia Council for the Arts) donde bailarines y acróbatas que manipulan cuerpos virtuales de tamaño natural en tiempo real, proyectados en el mismo espacio físico y plano de la escena de manera inmersiva. La instalación usó ordenadores Silicon Graphics y el sistema de detección Polhemus. Con Ronald Azuma en 1997 el concepto de AR es delimitado desde el punto teórico. En el articulo “A survey of augmented reality” establece las bases de la actual AR basada en los siguientes puntos: combina lo real con lo virtual, es interactivo y en tiempo real y finalmente definido en 3D. Tecnológicamente hablando en 1999 Hirokazu Kato crea ARToolkit en el HITLAB que es la base de la socialización y facilita el uso de la tecnología por multitud de desarrolladores por ser software libre (bajo licencia open source). Y en el 2000, Bruce H. Thomas desarrolla ARQuake, el primer juego para exteriores de AR, presentado en elInternational Symposium on Wearable Computers.
  • 25. 9 El 2008es comercializado Wikitude AR Travel Guide para el móvil Android G1. La app permite superponer sobre las imágenes captadas por el Smartphone y atendiendo a la geolocalización informaciones relevantes sobre el lugar de wikipedia. En 2009 se lanza la versión de ARToolkit para Adobe Flash (FLARToolkit) permitiendo el uso de la AR en navegadores web y por tanto expandiendo su potencial uso a casi cualquier aparato informático. El 2012 Google presenta el desarrollo del proyecto Google Glass. Un dispositivo HMD con forma de gafas que integra la AR en la vida diaria. Un año después lanzan la primera versión (beta) para desarrolladores. El avance en el conocimiento de la AR es formidable y empiezan debates sobre posibles problemas éticos y de privacidad. Las gafas se conectan por bluetooth al Smartphone que integra información adicional a nuestra visión natural. Imagen 3:Google Glass. Fuente: Página web Microsoft El uso educativo de la AR se concreta en la aparición entre otras de la empresa española Mahei con libros y juguetes que hacen uso de la tecnología (Garnica, et. al., 2015,p. 62). Microsoft muestra el 2015 su apuesta por la AR con base en su sistema operativo táctil Windows 10. Por una parte el Windows Holographic que es la plataforma integrada en el sistema operativo y por otra parte su versión de las google glass, las HoloLens. Estas Smartglasses o smart glasses, son unas gafas con la capacidad de añadir información sobre las imágenes que el usuario observa.
  • 26. 10 Imagen 4:Realidad aumentada con las Hololens Fuente: Microsoft.com En julio de 2016 Niantic lanza el Pokémon Go. Un punto de inflexión en los juegos para móvil y en el conocimiento y difusión de la AR. El año pasado se avanza otro escalón decisivo en la carrera de hacer accesible la AR a todos los públicos. Google lanza su propio kit de AR para desarrolladores, llamado ARCore que no requiere maquinas con capacidad de computación elevada de manera que cualquier móvil convencional puede hacer uso de él. De manera análoga el gran competidor Apple también anuncia su versión para sus dispositivos móviles ARkit. Estos paquetes informáticos permiten a los dispositivos móviles detectar las superficies que aparecen en la imagen capturada por la cámara y guiar el movimiento de modelos 3D sobre estas superficies. Resulta evidente la tendencia de la tecnología de reducir costos, simplificar la tecnología y la miniaturización. De esta manera los dispositivos actuales en uso permiten aplicaciones de AR. Con el progresivo abaratamiento de la tecnología parece probable que la AR continúe la expansión y mejora de la AR en tablets y Smartphone pero también gafas (smart glasses) y lentes permitirán una mejora en la inmersivilidad de los contenidos AR.
  • 27. 11 2.2 TECNOLOGÍA En este punto del trabajo en el que hemos ya definido el mundo de la AR vamos ahora a caracterizarlo 2.2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES. SOFTWARE & HARDWARE Definimos los elementos que componen un sistema tecnológico informático 2.2.1.1 LA REALIDAD AUMENTADAENTENDIDA COMO UN SISTEMA Esta tendrá presente el ámbito del TFM, el cual tiene como objetivo aportar luz y facilitar el uso de la AR para docentes o personas neófitas en el área. Por tanto,no será una presentación exhaustiva sino centrada en los conocimientos mínimos para alcanzar los objetivos del trabajo, mostrar a docentes sin conocimientos técnicos como implementarla y sus usos posibles en educación. Para sustanciar sus características partimos de la definición de Caudell (2014): La AR es un sistema que permite que la visión humana sobre la realidad física sea enriquecida o aumentada yuxtaponiendo información adicional denominada virtual. Esta adición debe cumplir que es interactiva, respondiendo a las acciones del usuario en tiempo real y espacialmente (en 3D). Todo ello es posibilitado por la participación de un mecanismo tecnológico que esencialmente es la unión de un software (aplicaciones informáticas) y hardware (aparatos electrónicos) (pp. 277-278). Por tanto, el sistema está compuesto de las siguientes partes: software y hardware cuya función es produce siguiendo un procedimiento o etapas de visualización concreto independientemente de los dispositivos utilizados. Primero el usuario observa el mundo real a diferencia del VR, paralelamente el sistema captura mediante hardware (cámara- dispositivo) la escena, esta seguidamente, es procesada (software-procesadores-smart devices) de manera que reconoce la composición de la escena espacialmente y la reprocesa añadiendo la capa de información virtual interactiva y en 3D. Finalmente la AR es presentada al usuario con otro hardware (pantalla-gafas-lentes). Todo el proceso digital es prácticamente instantáneo de manera que el observador lo siente en tiempo real (Bistaman, et. al., 2018,pp. 7-13). A continuación, detallaremos las partes y el procedimiento que sigue cualquier plataforma AR. También clasificaremos la AR atendiendo al tipo de dispositivos que
  • 28. 12 componen la plataforma (partes, software y hardware) y su forma de procesar y recomponer el resultado final (niveles y marcadores). 2.2.1.2 PARTES DEL SISTEMA Como estamos observando las plataformas de AR (sistemas AR) son complejos tecnológicamente hablando y compuestos por muchos dispositivos diferentes por razón de su función (Behringer, et. al., 1999, pp.43-93). La tecnología aumenta su miniaturización y capacidad de procesamiento de manera que la experiencia AR se facilita para el usuario y mejora su verosimilitud de la integración. Secuencialmente hablando el primer elemento que entra en juego es una cámara digital de video que capta la escena. Esta información tiene que ser reconocida por la plataforma. Esto implica que detecte sus planos o volúmenes y sea capaz de su seguimiento y para ello pueden entrar en juego elementos denominados marcadores que facilitan este proceso. El reconocimiento se realiza por la combinación de hardware y software o lo que es lo mismo, computación informática. Además,como AR tiene que adicionar la capa virtual el ya mencionado software/hardware u otro en serie al anterior de manera que el resultado sea una composición de la escena y la capa virtual. El primordial elemento final es el denominado display en inglés, pantalla o dispositivo donde se representa la unión de la escena real con la capa virtual de información. 2.2.1.3 CLASIFICACIÓN Y PORMENORIZACIÓN DE LAS PARTES: Clasificamos las partes con mayor pormenorización que componen el sistema Display(s): Una primera clasificación de las plataformas AR depende del display que utilizan y su caracterización. Según Bimber y Raskar en 2005 podemos definir 3 tipos principales (pp. 70-82). El primero y de capacidad más inmersiva y un futuro prometedor es el que denomina head-attached en el cual la pantalla o dispositivo de representación de la AR esta a corta distancia de los ojos. Pueden ser lentillas, una tecnología todavía en incipiente o mediante unas gafas o casco, sistema este más común. Estos sistemas son hoy por hoy todavía caros por tanto no se plantea una generalización para usos educativos en un corto plazo de tiempo. Desde el punto de vista educativo y objetivo de este trabajo serian el siguiente tipo que denomina hand-held display, pantallas de mano que no son otra cosa que tablets y teléfonos inteligentes principalmente. Su posesión y uso está totalmente
  • 29. 13 generalizado socialmente por tanto pueden ser la herramienta principal en un ámbito educativo. Por último, también definen un display espacial en el que se proyecta directamente sobre las superficies de la escena la información virtual. Su función es convertir las superficies del espacio en herramientas interactivas. Este último es un sistema poco utilizado y más en desarrollo y laboratorio, aunque en un futuro lejano podría ser interesante desde el punto de vista del aula y su digitalización. Imagen 5:Tipos de AR según la distancia del display a los ojos Fuente: Bimber, et.al. (2005). Spatial Augmented Reality. Merging Real and Virtual Worlds (p. 72) La segunda clasificación según Azuma (1997)se refiere a la característica física de la pantalla. Puede ser de tipo óptico, que implica que vemos directamente a través de una superficie óptica transparente la escena real y el sistema solo añade la capa virtual a la percepción del usuario en esta capa óptica. Es más propia de las gafas y cascos, pero también hay versiones adaptables a móviles y tablets.
  • 30. 14 Imagen 6:Sistema de display óptico Fuente: Azuma (1997). A Survey of Augmented Reality. Hughes Research Laboratories (pág. 11). El otro tipo es mediante vídeo. La visión en este caso es por vídeo donde la escena y la capa virtual se presentan combinadas (pág 11). Es propia de tablets y móviles pero también hay opciones de cascos de AR (HMD). Imagen7:Sistema de display por video Fuente: Azuma (1997). A Survey of Augmented Reality. Hughes Research Laboratories (pág. 11). Niveles y marcadores: Otra manera de caracterizar la AR es la basada en los denominados niveles de AR Introducimos el concepto de activador de experiencia AR y los niveles con sus consiguientes activadores. Según Cózar et. al. (2015), Lens-Fitzgerald, uno de los fundadores de Layar que es una de las plataformas de AR más usadas en la actualidad, escribió el articulo “The Augmented
  • 31. 15 Reality Hype Cycle” en septiembre de 2009 donde define 4 niveles (0,1,2 y 3). La clasificación determina los niveles en virtud de varios elementos como son el tipo de información virtual que es añadida. Cuanta más compleja mayor es el nivel. Otro elemento definitorio de la experiencia AR es el sistema que permite reconocer a la plataforma el lugar y la manera de interactuar la capa virtual con la escena. Tiene que existir un elemento usualmente denominado activador que vincula la escena con la información a sobreponer. Cuanto mayor interactividad mayor es el nivel de AR. Sintetizando estos dos factores los niveles los podemos caracterizar de la siguiente manera: Nivel 0: Seria el nivel menos complejo de AR, donde la información que vinculamos con la escena es simplemente los ya conocidos hiperenlaces (páginas web, vídeos, documentos y en general material en 2d). Así mismo, el activador también es un elemento 2d, tal que códigos de barras o códigos QR. Estrictamente desde un nivel teórico no sería una experiencia AR puesto que no es interactiva y en 3D pero la mayoría de plataformas la ofrecen como una opción más. Nivel 1: El denominado Marker Based AR en inglés, basado en marcadores para activar la experiencia de AR. Estos marcadores son simples geometrías simples formadas por rectángulos en blanco y negro en 2d. Funcionan como plano de referencia para la capa virtual, lo cual permite al sistema seguir y posicionar el elemento que en este caso suele ser 3D en el espacio y también poder interactuar con él en tiempo real y espacialmente. Nivel 2: En este caso R.A. markerless, donde estos patrones geométricos en blanco y negro que sirven como sistema de referencia son sustituidos por el posicionamiento GPS, imágenes escaneadas o diseñadas y objetos reales. Facilita la activación de la experiencia, pero implica sistemas con mucha más potencia de cálculo.
  • 32. 16 Nivel 3: En este nivel se habla de visión aumentada. Y se restringe a los sistemas más inmersivos, los que utilizan dispositivos como gafas y lentes de manera que la combinación de los mundos real y virtual se realiza directamente a través de la visión (p. 140). Imagen 8:Niveles de AR Fuente:Lija Groenewoud van Vliet(2014). The potential of augmented reality (p. 7).
  • 33. 17 2.2.1.4 ETAPAS PARA LA CREACIÓN DE CONTENIDOS Y SU VISUALIZACIÓN Para la creación de una experiencia AR se deben completar ciertos pasos. Creación del contenido virtual y su programación para la realidad aumentada: Para Camba, et. al. (2015) el primer paso previo a la propia experiencia es la creación de la información virtual. Si es material multimedia podemos crearlo nosotros mismo o conseguirlos vía Internet respetando los derechos de autor. En el caso estricto de material para niveles 1, 2 y 3 de AR y por tanto en 3D podemos seguir un proceso análogo. Obtener material de repositorios que posteriormente explicitaremos o crearlos nosotros mismos por medio de software de escaneo 3D, o software de modelado. En nuestro caso nos centraremos en las posibilidades de software con requerimientos nulos de conocimientos previos permitiendo que profesores y alumnos puedan utilizarlos sin especial complicación. Una vez recabada la capa virtual el siguiente paso consiste en vincular esta información con la escena real. Este es el paso estrictamente de programación o configuración de la AR. Esta fase requiere primero configurar un activador que dependerá del nivel AR (QR, marker, GPS o markerless…). Y en segundo lugar establecer unos parámetros de visualización del elemento virtual en relación al espacio y el activador, también en caso necesario el cambio de capas virtuales y la capacidad de control e interacción del usuario. Es importante tener presente que este contenido virtual y la programación se almacena en la nube para que sea accesible ubicuamente (pp. 4-6). Imagen 9:Procedimiento de creación de experiencias de AR Fuente: Camba & Contero (2015). From reality to augmented reality: Rapid strategies for developing marker-based AR content using image capturing and authoring tools2015 IEEE Frontiers in Education Conference (p. 6)
  • 34. 18 La reproducción del contenido AR: El proceso requiere un navegador que pueda generar la experiencia. Tendrá una parte de software que enlazará los contenidos de la escena y la capa virtual almacenada en la nube. Necesitara el hardware para su implementación, cámara, pantalla, sensores y procesadores. Todo ello puede ser sistemas muy complejos o reducirse a un simple teléfono inteligente, tableta u ordenador que serán los sistemas que nos interesan para el sector educativo actualmente. El usuario solo capta la escena por ejemplo dirigiendo la tableta hacia la escena, la plataforma (la app de la tablet) detecta el activador y asocia la capa virtual en relación al activador según la programación y representa la combinación en la pantalla de la tableta o en caso de un dispositivo óptico como pueden ser las gafas el proceso es análogo. Imagen 10:How doesAR work? Fuente: web 3Dstudio 2.2.1.5 HARDWARE Como acabamos de mencionar el hardware que podemos utilizar puede ser algo tan reducido y accesible como un móvil. Según Pajares (2015) posee todos los sistemas de cámara, pantalla sensores (posicionamiento GPS, acelerómetros, etc.) capacidad de procesamiento y acceso a la nube para implementar la experiencia AR
  • 35. 19 Imagen 11:Working principle. Procedimiento de uso de experiencias de AR Fuente: página web liaochen. Desde el punto de vista del educador o alumno para reproducir AR con móviles y tabletas es suficiente. También podemos utilizar ordenadores portátiles o de sobremesa con cámara. Todos estos equipamientos son factibles para el uso en las actuales aulas puesto que su precio actual los hace accesibles a la mayoría de las personas. Hay que recordar que España está a la cabeza en penetración de estas tecnologías entre la población. Evidentemente no todos los dispositivos tienen la misma potencia de cálculo, pero actualmente los dispositivos generalizados son suficientes para poder reproducir AR al nivel básico que pretende este trabajo. También existen sistemas más vanguardistas, sistemas HMD basados en gafas y lentes pero no serán tratados en este trabajo. Quedaran para futuras líneas de trabajo. De la misma manera como autor de experiencias AR, es decir, programar AR, los mismos dispositivos móviles y ordenadores pueden llevar a cabo esta fase, con la salvedad de la posible incomodidad de trabajar con pantallas pequeñas y sin teclado. Y por último igualmente en la fase previa de creación o búsqueda de información virtual para añadir a la escena los móviles , tabletas y ordenadores pueden ser usados, los dos primeros especialmente para generar elementos 3D sencillos. A continuación mostramos una tabla de Elena Pajares 2015 donde se muestra la compatibilidad de los dispositivos en relación con los niveles de AR y las fases necesarias para establecer experiencias en AR (pp. 19- 24).
  • 36. 20 Tabla 1: Tabla de adecuación de hardware en función de la fase de creación de RA y el nivel de RA Fuente: Elena Paula Pajares Ortega (2015). Diseño de actividades didácticas con Realidad. 2.2.1.6 SOFTWARE Para Mealy (2018) el elemento clave y barrera en el acceso a la AR es el software. Como hemos vistos los dispositivos a utilizar son comunes en su uso y conocimiento y no suponen un obstáculo para la aplicación en la educación de la AR por su adquisición. Sera el precio y la facilidad de uso del software los que suponen los elementos limitadores del uso de esta nueva herramienta en la educación. Se pretende dar una visión general del software existente y posteriormente centrarse en ciertos programas que se adaptan mejor a una implementación educativa en virtud de facilidad de uso. Desde el punto de vista educativo el interés es la utilización de software libre o al menos gratuito y en la medida de lo posible, fácil de usar, con una curva de aprendizaje baja. El software será específico para cada etapa de la AR, habrá software de creación de contenido virtual. También de programación de la experiencia AR y de visualización (pp. 150-172).
  • 37. 21 SOFTWARE DECREACIÓN Y OBTENCIÓN DEL CONTENIDO VIRTUAL: Tenemos tres opciones básicas para obtener la información virtual a combinar con la escena. BIBLIOTECAS Y REPOSITORIOS En primer lugar podemos conseguir el material de bibliotecas y bases de datos virtuales. Si el contenido es multimedia o documentos entendemos que el usuario medio es capaz de obtenerlo. Respecto a material 3D las fuentes actuales o repositorios más interesantes son las siguientes: REPOSITORIOS PARA EDUCACION DE MATERIAL 3D NOMBRE DIRECCION WEB 1 Poly (Google) https://poly.google.com/ 2 Cults https://cults3d.com/en 3 Libre3d http://libre3d.com/index.php 4 Sketchfab https://sketchfab.com/feed 5 Myminifactory https://www.myminifactory.com/category/education 6 Cgtrader https://www.cgtrader.com/ 7 3dwarehouse https://3dwarehouse.sketchup.com/ 8 Youmagine https://www.youmagine.com/ 9 Thingiverse https://www.thingiverse.com/ 10 Tinkercad (Autodesk) https://www.tinkercad.com/things/ 11 Yobi3d https://www.yobi3d.com/ 12 Turbosquid https://www.turbosquid.com/ 13 NIH3dprint https://3dprint.nih.gov/
  • 38. 22 14 Grabcad https://grabcad.com/library/category/3d-printing 15 Pinshape https://pinshape.com Tabla 2: Repositorios de modelos 3d y material para crear experiencias AR. Fuente: Elaboración propia. Imagen 12:Sketchfab, pág. web Imagen 13:Poly, pág. web Fuente: sketchfab.com Fuente: poly.google.com
  • 39. 23 Aportamos otros repositorios más generales donde conseguir archivos de modelos para insertar en nuestras experiencias AR. La explosión en la creación de repositorios es evidente y facilitaran obtener modelos de todo tipo. Nombre Registra ción Costo Archivos Descripción y observaciones a teneren cuenta 3DHacker No Gratis *.stl 3D Hacker es un sitio paratodo tipode recursos del tema3D, nosolo modelos. Es gratis bajarlos y noes necesarioregistrarse. CGTrader Yes Gratis & premium *.stl, *.vrml *.max, *.obj, *.fbx, *.dxf, *.blend, *.3ds CGTrader es un sitio para la compray venta de diseños en 3D, el cual posee una comunidadmuy importante. Además de ofrecer diseños gratuitos y a la venta, ofrece la posibilidadde solicitarun diseño personalizadoe interactuar conlos diseñadores. Cults Si Gratis & premium *.stl, *.obj Cultos es un mercado que conecta diseñadores 3D a los compradores que quieren imprimir objetos 3D.La plataformacontiene una mezcla de modelos gratuitos y a la venta,algunos de los cuales son bastante únicos. GrabCAD Si Gratis Various CAD formats GrabCAD es una comunidaddonde los ingenieros pueden cargary descargar los modelos de una biblioteca CAD libre. El repositorio se acerca ahora a 300.000modelos de código abierto. My Mini Factory Si Gratis *.stl MyMiniFactory.comofrece una ampliagama de objetos descargables para imprimir en 3D. Cada objetoes original, único, a suvez fue probado para su impresión y viene con un instructivoque explica cómolograrla mejor impresión. Redpah Si Gratis & premium *.stl Redpah es un almacén de archivos de impresión3D destinado a ayudar a los compradores a encontrar los mejores archivos de impresiónen 3D,y permite a los diseñadores obtener el beneficio porsutrabajo. El repositoriocontiene actualmenteuna mezcla de 500 modelos gratuitos y a la venta. STL Finder No Gratis *.stl STL Finder es un motor de búsqueda que le ayuda a encontrarlos modelos 3D en la red. STL Finder es de uso gratuito,los modelos se localiza están sujetos a los términos y condiciones de cada mercado. Thingiverse No Gratis *.stl Thingiverse es el repositorio mas utilizado y reconocido enel momento, para la comunidadde impresiónen 3D. El website está completamente dedicado a compartirdiseños creados por sus usuarios, generalmente disponibles bajo la licencia GNU General Public License orCreative Commons licenses. Threeding Si Gratis & premium *.stl, *vrml, *.wrl, *.ply, *.3ds, *.zpr Threeding.comes una comunidadpara el intercambio y ventade archivos donde tantocomoprofesionales o empresas pueden compraro vender o intercambiar en forma gratuita modelos para impresiónen 3D. Trimble 3D Warehouse No Gratis *.skp Trimble 3D Warehouse is una webque acompaña al software SketchUp 3D, donde los usuarios pueden compartirdiseños.
  • 40. 24 TurboSquid Si Premium *.stl, *.max, *.obj, *.fbx, *.dxf, *.blend, *.3ds Con más de 300mil modelos disponibles paradescargar, TurboSquides uno de los repositorios líderes para diseños enla web. La mayoría de los diseños no están en .stl por lo tantonoestánlistos para ser impresos en 3D. Yeggi No Gratis *.stl, *.max, *.obj Yeggis es un motorde búsqueda para modelos imprimibles en 3D.Si bien Yeggis es gratis es posible que los diseños que encuentratenganotros tipos de licencias. YouMagine No Gratis *.stl YouMagine es un repositorio de modelos 3D creado porUltimaker. Todavía está en crecimientopero mejora día a día agregando diseños bastante exclusivos. Tabla 3: Repositorios de Modelos 3D Fuente: Basada en la tabla de la web sylvatica.com.ar MODELADO 3D Otra forma de obtener la capa virtual de información es crearla nosotros mismos. Podemos modelar el elemento 3D o incluso escanearlo de la realidad para introducirlo en cualquier escena a través de la AR. El software de modelado y diseño 3D es basto en número y en complejidad por tanto este no va a ser un muestreo detallado de la materia. Nos centraremos en los programas más paradigmáticos en las diversas categorías y posteriormente remarcaremos los que entendemos de mayor interés desde el punto de vista de la educación. Los programas profesionales obviamente son los más completos pero su complejidad y curva de aprendizaje en general no los hace adecuados a la educación plástica en secundaria. Entre los más populares encontramos los siguientes programas comerciales: 3DS MAX, Cinema4d, AutoCAD, Allplan, Autodesk Maya, Solidworks, Creo (PVZ, C3DIs), Catia y Sketchup. La mayoría tienen licencias educativas gratuitas que permitirían al alumnado y profesorado confeccionar privadamente material no comercial. En el apartado de programas profesionales o avanzados es importante desde el punto de vista educativo el software de código abierto (open-source) que son gratuitos. Destacable por su alto nivel y potencia aunque muy complejo en uso, Blender. Otros programas de código abierto avanzados para diseño 3Dson: Freecad, Openscad, BRL-CAD y SOLVESPACE .
  • 41. 25 Finalmente nos centraremos en programas con versiones gratuitas y con una curva de aprendizaje poco pronunciada. Especialmente adaptados para un uso educativo por su sencillez y que se pueden ejecutar desde cualquier dispositivo móvil en el navegador de Internet entre los que están: Tinkercad [https://www.tinkercad.com/#/] 3dslash[https://www.3dslash.net/] Sketchup [https://app.sketchup.com/app] Selfcad[ https://www.selfcad.com/] Clara.ioh[https://clara.io/] semejante a los anteriores. También debemos mencionar aplicaciones de móvil y ordenador gratuitas y sencillas tales como: Paint 3D[https://www.microsoft.com/es-es/p/paint-3d/9nblggh5fv99] Sculptris[ http://pixologic.com/sculptris/] Meshmixer[http://www.meshmixer.com/] Makersempire [https://play.google.com/] 24 aplicaciones gratuitas de modelado 3D: Software User Level File Formats OS 3D Slash Beginner 3dslash, obj, STL Windows, Mac, Linux, Raspberry Pi or Browser Doodle 3D Transform Beginner obj, STL Browser, Android, iOS FractalLab Beginner png Browser SculptGL Beginner obj, ply, sgl, STL Browser TinkerCAD Beginner 123dx, 3ds, c4d, mb, obj, svg, STL Browser Wings 3D Beginner 3ds, fbx, obj, dae, lwo, wrl, rwx, STL, wrl, x, xml Windows, Mac, Linux Clara.io Intermediate 3dm, 3ds, cd, dae, dgn, gf, gdf, gts, igs, kmz, lwo, rws, obj, off, ply, pm, sat, scn, skp, slc, sldprt, stp, STL, Browser
  • 42. 26 x3dv, xaml, vda, vrml, x_t, x, xgl, zpr Daz3D Intermediate obj, fbx, dae, daz Windows, macOS MagicaVoxel Intermediate 2d, iso, mc, obj, ply, qb slab, vox, xraw Windows, Mac MakeHuman Intermediate dae, fbx, obj, STL Windows, Mac, Linux Meshmixer Intermediate amf, mix, obj, off, STL Windows, Mac, and Linux Sculptris Intermediate obj, goz Windows and Mac Vectary Intermediate obj, STL, png Browser DesignSpark Mechanical Advanced rsdoc, dxf, ecad, idf, idb, emn, obj, skp, STL – i(ges, step) Windows FreeCAD Advanced step, iges, obj, STL, dxf, svg, dae, ifc, off, nastran, vrml, fcstd Windows, Mac, and Linux OpenSCAD Advanced dxf, off, STL Windows, Mac, and Linux SketchUp Advanced dwg, dxf, 3ds, dae, dem, def, ifc, kmz, STL Windows, and Mac Terragen Advanced fbx, obj, ter, tgo Windows, Mac and Linux Bforartists Professional 3ds, dae, fbx, dxf, obj, x, lwo, svg, ply, STL, vrml, vrml97, x3d Windows, Mac, and Linux Blender Professional 3ds, dae, fbx, dxf, obj, x, lwo, svg, ply, STL, vrml, vrml97, x3d Windows, Mac, and Linux Fusion 360 Professional catpart, dwg, dxf, f3d, igs, obj, pdf, sat, sldprt, stp Windows and Mac Houdini Professional geo, clip Windows, Mac, and Linux Inventor Professional 3dm, igs, ipt, nx, obj, prt, rvt, sldprt, STL, stp, x_b, xgl Windows OnShape Professional sat, step, igs, iges, sldprt, STL, 3dm, dae, dfx, dwg, dwt, pdf, x_t, x_b, xxm_txt, ssm_bin Windows, Mac, Linux, Chromebook, iOS & Android Tabla 4: 24 Best Free 3D Design Software/3D Modeling Software Tools Fuente: web https://all3dp.com/
  • 43. 27 ESCANEADO 3D Baltsavias (2006) nos habla profusamente de metodologías de escaneado (pp 21-55), que es otro medio para registrar cualquier objeto para poder incorporarlo en una escena. Solo mencionaremos tres aplicaciones básicas de móvil, sin ningún otro tipo de requerimiento técnico de hardware: Una para la plataforma de IOS: TRNIO [http://www.trnio.com/tutorial/]. Y otras dos para la plataforma de ANDROID: 3D Creator de Sony [https://play.google.com/] Scann3d [http://scann3d.smartmobilevision.com/] PROGRAMACIÓN Y VISUALIZACIÓN DE LAS EXPERIENCIAS DE REALIDAD AUMENTADA El software de programación de las experiencias AR o también denominado de autoría es diverso en sus características. Cubillo, 2014 las denomina aplicaciones abiertas en contraposición a las cerradas que serian aquellas que sirven solo para navegar en la AR pero en las que no podemos crear ni configurar contenido, por tanto simples visualizadores. Generalmente las aplicaciones abiertas nos permiten crear y visualizar pero muchos desarrolladores utilizan plataformas en las que el usuario final no necesita utilizar este software abierto, necesariamente más complejo y que consume más recursos, sino que añaden un visualizador, programa mucho más liviano con una interfaz más sencilla de uso(pp. 105-135). Volviendo a las herramientas de autoría el mismo autor las subdivide en dos categorías, las estáticas y las dinámicas, estas últimas permiten que el sistema responda a las acciones del usuario lo cual según Pajares (2015) es de gran utilidad para la educación permitiendo la retroalimentación identificando la respuesta correcta o el uso de la AR como herramienta de simulación. En todas ellas a la hora de configurar la experiencia deberemos primeramente definir los objetos a reconocer, posteriormente definiremos los parámetros del seguimiento o tracking del contenido virtual en relación al objeto reconocido o disparador de la experiencia y en la etapa final estableceremos los parámetros de representación.
  • 44. 28 Otra característica que en nuestro caso será relevante es la necesidad de tener conocimientos de programación para poder establecer experiencias de AR. Nos centraremos en plataformas que puedan montar AR sin necesidad de código, de manera que sean accesibles a toda la comunidad educativa. Tienen la desventaja de tener sus capacidades y nivel de interacción inferior por lo general a las basadas en código pero su sencillez y facilidad de uso, al menos como iniciación a la tecnología las hace optimas (pp. 19-24).
  • 45. 29 En la siguiente tabla de Pajares (2015) podemos observar un listado de las más conocidas: Tabla 5: Clasificación de software de ra según conocimientos de programación necesarios. Fuente: Pajares (2015).Diseño de actividades didácticas con Realidad Aumentada (pp. 22-23). En la parte practica y de propuesta de este trabajo nos centraremos en las siguientes plataformas: AUGMENT y HP REVEAL Y la siguiente tabla caracteriza las plataformas según el tipo de licencia que en nuestro caso en la fase de propuesta usaremos las gratuitas, por ser software libre o existir la posibilidad del uso de licencias educativas de estas herramientas comerciales.
  • 46. 30 Tabla 6a: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada Fuente: Cubillo, Martín, Castro, Colmenar (2014). Recursos digitales autónomos mediante realidad aumentada (pp. 252-253). Tabla 6b: Ejemplos de Herramientas de Realidad Aumentada Fuente: Cubillo,et. al. (2014). Recursos digitales autónomos mediante realidad aumentada (pp. 252-253).
  • 47. 31 2.2.2 FUTURO DE LA REALIDAD AUMENTADA La tecnología va en la dirección de su socialización a través de dispositivos más baratos con potencias de cálculo inimaginables que posibilitaran una sensación de inmersivilidad y realismo inaudito y que pasaran desapercibidos en su uso como los denominados wearables. Se insertarán lentes en nuestros ojos o en un periodo más cercano el uso de los dispositivos tipo gafas (HDM) que se empiezan a conocer. La tecnología cambiara los espacios en los que vivimos de manera que se multiplique su potencial uso y todo ello hacia una tecnología que sea capaz de interpretar nuestros gestos e incluso pensamientos de tal manera que la interacción y retroalimentación con la AR sea total.
  • 48. 32 Imagen 14:Uso AR en superficies y espacios Fuente: Gustavo Salvador Herranz (2014).Diseño e implementación de espacios distribuidos de aprendizaje colaborativo mediante la utilización de grandes superficies interactivas y elementos tangibles. Podemos observar las implicaciones de la generalización de esta tecnología a la hora de potenciar las capacidades pedagógicas del aula y su adaptación al trabajo por rincones. Las paredes y superficies horizontales (mesa digital) se convierten en herramienta de exploración de los contenidos curriculares (por ejemplo, cuerpos geométricos) con planos de trabajo interactivos infinitos de manera que se consigue una orquestación de aula con superficies interactivas compatibles con la distribución por rincones. Imagen 15:Interfaces Naturales, AR en las superficies Fuente: Alcañiz Raya, Mariano (2012).Conferencia UCM. Mayo 2012. Interfaces naturales de usuario y bienestar humano. Casos prácticos.
  • 49. 33 2.3. REALIDAD AUMENTADA Y EDUCACIÓN 2.3.1 BENEFICIOS Y APLICACIONES 2.3.1.1 CONTEXTO INVESTIGADOR EN EL CAMPO EDUCATIVO DE LA REALIDAD AUMENTADA Una vez hemos adquirido un conocimiento base del mundo de la AR, ahora vamos a explorar los posibles usos educativos de dicha tecnología y en la parte final del trabajo se sustanciará en una propuesta de facilitación y uso de la AR. El mundo educativo es basto y complejo. La AR debe entenderse como una herramienta, y como tal puede aplicarse de maneras variadas y contextos diferentes y por tanto con resultados dispares, no hay soluciones únicas ni mágicas. La “buena educación” solo necesita de un buen docente-educador y un alumno con interés, el resto de elementos son en diferentes grados poco decisivos. Vamos a bosquejar como la AR podría hacer la tarea del profesor más fácil y reducir el esfuerzo del alumno en el aprendizaje. Vivimos en una sociedad en rapidísimo cambio en todas las facetas de la vida y la sociedad, una revolución tecnológica vertiginosa. Hemos pasado de un mundo analógico y economía industrial a un mundo virtual, una sociedad liquida de economía del conocimiento (Kruger, 2006, pág. 10) y la escuela no está exenta de los debates sobre la necesidad de su reformulación. Según Muñoz (2014) hay un debate de cómo debe ser la nueva escuela en contraposición a la escuela tradicional (pp. 6-11).En este debate las denominadas TIC son un elemento esencial (Aparici, 2010) en las cuales debemos insertar la AR (pp. 77-90). Pero como menciona Fortea (2009) las tecnologías en sí mismo no son más que herramientas a utilizar en nuestra metodología didáctica, ya sean innovadoras para una nueva escuela o las más tradicionales y partiendo de la idea que no existe un método ideal ni una metodología universal, sino que dependerá del contexto (pp. 7-24). Este contexto educativo actual tiende a diluir barreras entre la educación formal y la no formal que además tiende a extenderse a lo largo de toda la vida en virtud de este cambio acelerado científico-técnico. En el que también aparecen nuevos modelos o metodologías de aprendizaje (mobile learning, flipped classroom, gamificación…) y los alumnos, nativos digitales, bajo el influjo de la nueva tecnología y paradigmas sociales según Prensky
  • 50. 34 (2001) tienden a ser visuales en su sentido preferente de aprendizaje, con la capacidad o la rutina de la multitarea y que buscan la gratificación instantánea. Por tanto, debemos entender la AR como una herramienta, que de acuerdo con Reinoso (2012) potencialmente puede resultar disruptiva pero que solo los estudios e investigaciones demostraran una vez implementada su verdadero alcance. Ciertamente las primeras investigaciones apuntan claramente a que refuerzan el aprendizaje e incrementan la motivación de los alumnos (pp. 357-400). Para Kaufmann (2003, citado por Prendes, 2014, p. 51) no serán una solución ideal, tan solo una opción que dependerá de los objetivos y de la pedagogía utilizada. Pero como dice Méndez (2012) la tecnología móvil accesible hoy en día unido a la AR nos permite el aprendizaje a través del descubrimiento (pp. 11-22). La interacción directa comporta una carga de veracidad que hace el aprendizaje más significativo (Estebanell, 2012) Futuros estudios mostrarán su capacidad de simbiosis con las pedagogías emergentes. A continuación, mostramos una tabla sobre los estudios más destacados en el campo de la AR:
  • 51. 35 Tabla 7: Estudios en el campo de la AR Fuente: Cascales (2015). Realidad Aumentada y Educación Infantil: Implementación y Evaluación (p. 125)
  • 52. 36 Tabla 8: Estudios en el campo de la AR Fuente: Cascales Martínez, Antonia (2015). Realidad Aumentada y Educación Infantil: Implementación y Evaluación (p. 133)
  • 53. 37 En el documento, Taller de Realidad Aumentada (2015).Introducción a la Realidad Aumentada podemos leer que: Numerosas han sido las investigaciones que sugieren que la R.A. refuerza el aprendizaje e incrementa la motivación por aprender. En este sentido, en el ámbito europeo se han llevado a cabo diferentes proyectos educativos, como CREATE (2002-2005, CONNECT (2005-2006) y ARISE (2006-2008), con el objetivo de desarrollar plataformas y aplicaciones que integren R.A. para su implementación en educación. Recientemente, el Proyecto SCeTGo, ha reunido a expertos en la enseñanza de las ciencias, ciencias de la computación y evaluación pedagógica, con la finalidad de explorar nuevas formas de usar la R.A. para apoyar la educación científica. Para terminar este punto en la siguiente imagen observamos las proyecciones de futuro en el ámbito de la educación. Tecnologías y metodologías emergentes que se espera sean incorporadas al corpus de la educación estándar Imagen 16: Tendencias de futuro en la educación. Fuente: Estudio Horizon
  • 54. 38 2.3.1.2 BENEFICIOS DEL USO DE LA AR EN LA EDUCACIÓN. Imagen 17:Potencialidades de la AR en educación Fuente: Realidad aumentada y educación. Sí a la tecnología ¿Que mejoras en el proceso enseñanza-aprendizaje podemos esperar de la implementación de la AR? Según Lin (2008) desde un punto de vista general las nuevas tecnologías (TIC) implican una mayor participación, mejora del nivel de atención (debido a la interactividad y los contenidos multimedia), una activación de la creatividad y el pensamiento crítico a través del descubrimiento, una capacidad de retroalimentación y conciencia del proceso de construcción del conocimiento y su grado de comprensión en tiempo real y por ultimo una presentación flexible y espontanea de contenidos. Las implicaciones de estas nuevas tecnologías en los materiales escolares la podemos observar en la siguiente tabla:
  • 55. 39 Tabla 9: Comparativa herramientas de aprendizaje Pasado vs Futuro. Fuente: Cubillo (2014). Aplicaciones de la AR en la mejora de la educación (p.63) Centrándonos en la AR y sus beneficios, según Terán (2012) la AR: nos ofrece algunas de las ventajas del uso de la RA en educación como son: Desarrollo de habilidades cognitivas, espaciales, perceptivo motoras y temporales en los estudiantes, indistintamente de su edad y nivel académico. Reforzamiento de la atención, concentración, memoria inmediata (corto plazo) y memoria mediata (largo plazo) en sus formas visuales y auditivas, así como del razonamiento. Activación de procesos cognitivos de aprendizaje. La RA trabaja de forma activa y consciente sobre estos procesos, porque permite confirmar, refutar o ampliar el conocimiento, generar nuevas ideas, sentimientos u opiniones acerca del mundo. Formación de actitudes de reflexión al explicar los fenómenos observados o brindar soluciones a problemas específicos. Suministra un entorno eficaz de comunicación para el trabajo educativo, porque reduce la incertidumbre del conocimiento acerca de un objeto. Aumenta la actitud positiva de los estudiantes ante el aprendizaje, así como su motivación o interés en el tema que se esté abordando, reforzando capacidades y competencias (independencia, iniciativa y principio de la auto-actividad o trabajo independiente) (pp. 23-24). Y Reinoso, citado por Cozar (2015), nos dice que: “se examinan seis aplicaciones significativas de la AR en educación como son: aprendizaje basado en el descubrimiento, desarrollo de habilidades profesionales, juegos educativos con RA, modelado de objetos 3D, libros con RA y materiales didácticos” (pp. 140-149). En la siguiente imagen se representan las líneas de acción más importantes para utilizar la AR como vector en el aprendizaje:  Nos permite interactuar con ambientes u objetos peligrosos o inaccesibles.  Sumergirnos en el espacio y la perspectiva 3D  La interacción del alumno permite que el aprendizaje sea más significativo.  La potencia visual y la novedad aumenta la motivación.
  • 56. 40  Permite potenciar el valor educativo del espacio exterior  Estimulas los sentidos potenciando el aprendizaje.  Efectos visuales como rayos X y otros posibilita conocimientos complejos.  La tecnología actual permite el acceso a un precio bajo. Imagen18:Razones para usar la AR Fuente: Virtual iTeach Para Estebanell (2012) permite superar la limitación tiempo-espacial, por tanto, el alumno puede acceder en cualquier lugar y horario a los contenidos. Permite una información situada, contextualizada y en el lugar y momento que el usuario la necesita. También González (2013) habla de la capacidad de la AR para presentar contenidos inviables de otro modo, su ubicuidad permite la formación en el hogar y la interactividad permite integrar el juego, experimentación y la colaboración. Esto último expuesto se relaciona directamente con las nuevas metodologías emergentes. Según Rousseau (2004) tiene la capacidad de ser una herramienta importante en el aprendizaje a través del juego, el aprendizaje activo y aprender haciendo. Pero según Hanson y Shelton (2008) así como Estebanell (2012) también se adapta a la pedagogía tradicional. Como herramienta puede adaptarse a cualquier metodología y teoría del aprendizaje porque su valor reside en su capacidad de mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje. Roussou (2004) nos relaciona las teorías del aprendizaje, en relación a las características que las TIC pueden mejorar. Para esta autora un aprendizaje desde el punto de vista constructivista (Imagen 19: Teorías aprendizaje) necesita entornos interactivos y participativos. Es decir, modificar, construir, probar ideas e involucrarse en la resolución de ideas. Esta interactividad necesaria puede ser aportada al menos en parte por herramientas AR. Además desde el punto de vista de la pirámide del aprendizaje (Imagen 20: Pirámide del aprendizaje) GR. Amthor define la retención de aquello que se ve, oye y
  • 57. 41 hace en un 75% y por tanto la mejor manera de conseguirlo es a través de aprender haciendo o jugando, en definitiva en la línea del aprendizaje activo. Imagen 19:Teorías aprendizaje Fuente: Cascales Martínez, Antonia (2015). Realidad Aumentada y Educación Infantil: Implementación y Evaluación (p. 68) Finalmente, definidos los elementos que puede aportar la AR, la ubicuidad, la interacción realidad-virtualidad (Billinghurst, 2002), viabilizar contenidos que no podrían ser de otra manera posible (González, 2013) y su capacidad de ser herramientas metodológicas de juego, experimentación y colaboración hay que tener siempre el objetivo educativo o curricular final. Estas herramientas deben integrarse dentro de la taxonomía de Bloom.
  • 58. 42 Imagen 20:Pirámide del aprendizaje Fuente: web https://www.orientacionandujar.es/ Imagen 21:Taxonomía de Bloom Fuente: Página web de rauldiego.es
  • 59. 43 2.3.1.3 APLICACIONES Y MANERAS DE IMPLEMENTACIÓN EN EDUCACIÓN. En este punto del trabajo entendemos que la base teórica esta ya suficientemente definida, por tanto, vamos a centrarnos en sus usos educativos más prácticos a partir de este momento. Serán ya directrices y ejemplos de usos prácticos de la tecnología en la educación y que progresivamente ira concretándose hasta la propuesta practica propia Retomamos el concepto de Taxonomía de Bloom como herramienta de clasificación de las actividades que podemos diseñar en función de los tipos de objetivos o competencias que pretendemos alcanzar. Rodríguez-Hoyos (2012) hablan sobre los posibles enfoques curriculares y su intersección con la AR. Y define los enfoques: Técnico, Práctico, Critico y Postcrítico y como la AR puede aplicarse a cada uno. Las herramientas de creación de experiencias AR a utilizar y los materiales que podemos desarrollar para el uso del alumno y las competencias que se alcanzan también están definidas. En el siguiente gráfico obtenemos una detallada imagen de las posibles utilidades, materiales a utilizar y diseñar en relación a las competencias que cubrimos.
  • 60. 44 Imagen22:Taxonomía de Bloom y Teorías del aprendizaje para la AR. Fuente: Pajares (2015). Diseño de actividades didácticas con Realidad Aumentada (p. 59)
  • 61. 45 Todos los autores centran su valor en facilitar el acceso a conceptos abstractos y complejos, Martin (2004) expone la ubicuidad en el espacio y en el tiempo gracias a la tecnología móvil y, por último, pero no menos importante para Prensky (2001) el binomio de la motivación y la interacción. Motivación y retroalimentación que se adapta al aprendizaje basado en el juego, aprendizaje a través del juego y aprendizaje a través de la creación donde se desarrollan las competencias de la creatividad, lógica y razonamiento donde también podemos implementar rutinas de cooperación y comunicación. Desde lo general a lo más concreto, Reinoso (2012) define algunos de los más evidentes de los vectores de uso de la AR. Comentamos diferentes tipos de recursos ya presentes con AR. Aprendizaje basado en el descubrimiento y capacidad de transformar el espacio fuera del aula en espacio de aprendizaje (podemos usar GPS, geolocalización para relacionar espacios concretos con imágenes históricas). Desarrollo habilidades profesionales que permite recrear situaciones reales de trabajo, formación práctica. Podemos crear cuadernos de prácticas que muestren los instrumentos o maquinaria en 3D Imagen 23:Laboratorios virtuales Fuente: Proyecto e-labora. Juegos educativos con AR y aplicaciones educativas que tienen una gama amplia de diferentes contenidos curriculares. Destacamos Arloon Geometry en la que los estudiantes trabajan su visión espacial.
  • 62. 46 Imagen 23:Uso de la AR en matemáticas y álgebra Fuente: web http://www.arloon.com/en/apps/arloon-geometry/ Modelado de objetos 3D. En el que los alumnos y profesores pueden crear modelos 3D (AR-media Sketchup plugin) que insertados en experiencias AR permite su visualización y manipulación lo que permite acercar, alejar, girar, colocar y explorar propiedades que permiten un aprendizaje más significativo. Finalmente, los libros didácticos AR: por ejemplo la editorial ar-books tiene una gama de publicaciones donde el libro permite una interacción de los contenidos a través de ejemplos prácticos y ejercicios de manera espacial. Imagen 24:AR-books Fuente: Modulo1. Introducción a la realidad aumentada
  • 63. 47 Otro ejemplo de libro aumentado AR es el siguiente ejemplo donde podemos observar que cualquier apunte o libro convencional es fácilmente susceptible a una adaptación a AR de manera que facilite el aprendizaje del alumno a través de unos simples marcadores que disparen la información extra o aumentada. Imagen 25:AR en el Sistema Diédrico Fuente: Dièdric, fonaments operatius Materiales didácticos: A través de programas de ordenador el profesor puede utilizar la pizarra digital o proyector para mostrar información visual que facilite la comprensión de conceptos espaciales, abstractos o complejos. También aplicaciones móviles denominadas lectores de AR o exploradores donde el profesor con antelación ha subido a la nube el material para que el alumno con su dispositivo inteligente en cualquier lugar y hora acceda a dichos materiales que complementan o refuerzan sus explicaciones. Vian (2011), es un ejemplo del primer caso es la plataforma Realitat3, de la Conselleria de Cultura y Educación en Linux, gratuita y desarrollada por LABhuman donde los profesores pueden crear y compartir AR de una forma sencilla obteniendo un mejor entendimiento a través de la visión espacial de elementos complejos y una mayor motivación del alumnado mejorando los resultados académicos
  • 64. 48 Imagen 26:AR con Realitat 3 Fuente: Modulo1. Introducción a la realidad aumentada. (p. 125). Otro ejemplo de aplicaciones para la creación y visualización de uso educativo para Windows es la plataforma AUMENTATY. Imagen 27:AR con AUMENTATY Fuente: Modulo1. Introducción a la realidad aumentada (p. 129).
  • 65. 49 Finalmente mostramos un ejemplo de aplicación móvil, denominada Augment. Es una plataforma que permite desde el móvil (aunque también hay una versión de escritorio) crear contenidos AR y visualizarlos. Posee además una versión educativa gratuita. Las posibilidades en relación a la creación de material didáctico son infinitas. Pueden actualizarse material ya existente y enriquecerlo con las experiencias AR buscando aprovechar las potencialidades que tiene la AR. O como ya hemos mostrado crear nuevo material para adaptarse al currículo o competencias. Podemos también crear guías visuales utilizando la plataforma LAYAR o cuadernillos de modelos de dibujo técnico o axonométrico utilizando la plataforma BUILDar. A continuación mostramos ejemplos de aplicaciones que podemos utilizar en educación obtenidos del curso online Introducción a la Realidad Aumentada de la plataforma Aula Aragon. Del autor Iban de la Horra Villacé, recuperada en la plataforma Moodle . APP´s de AR para la Ed. Primaria: En esta etapa destacamos algunas de las aplicaciones más interesantes que a nivel educativo tienen mayor aceptación en las aulas. Arloon Plants: Esta app de pago nos presenta un estudio completo sobre las platas y sus ciclos. Conceptos teóricos, actividades e interactividad se unifican en cada una de las aplicaciones de carácter científico que nos ofrecen. Está disponible en varias plataformas. ZooKazam: Esta app nos permite conocer el ecosistema o alimentación de una gran cantidad de animales. Por otro lado, y gracias a la tecnología de la RA, esta app nos proporciona una interactividad con el escenario presentado única en su categoría. Está disponible en varias plataformas. Storyfab: Esta app nos permite crear historias animadas en diversos escenarios mediante el uso de la RA. Usar personajes o incluir objetos de decoración son algunas de las posibilidades de esta herramienta. De momento solo está disponible para IOS. Arloon Solar System: Esta app de pago nos presenta un estudio completo sobre el Sistema Solar y objetos estelares. Conceptos teóricos, actividades e interactividad se unifican en cada una de las aplicaciones de carácter científico que nos ofrecen. Está disponible en varias plataformas. The Brain app: Gracias a esta app podemos hacer un estudio detallado de nuestro sistema nervioso, analizar las partes de nuestro cerebro o ver como es el funcionamiento y morfología de las neuronas. Descarga el marcador en su web y verás el sorprendente resultado. Disponible para IOS y ANDROID. El curso también recoge aplicaciones para el nivel de Educación Secundaria y Bachillerato (de la Horra, 2012) Otras aplicaciones reseñables son:
  • 66. 50 Elements 4D: Aplicación con la que podremos hacer un completo estudio de los diferentes elementos de la tabla periódica. Anatomy 4D: Centrado en el estudio del cuerpo humano, así como en los órganos. Plickers: Esta plataforma nos permite gestionar información en forma de preguntas distribuidas por clases. Augment: Es la plataforma de AR que utilizaremos para crear nuestro contenido AR y es de gran sencillez de configuración y uso. SketchAR: Aprendemos a dibujar como un profesional no ha estado tan cerca como ahora. Gracias a esta app, podremos dibujar cualquier objeto gracias a su ayudante. Este nos guiará sobre el papel para obtener el mejor resultado. Esta app está disponible en varias plataformas. LandscapAR: Trabaja con líneas de nivel en Geografía simplemente usando un papel es ahora posible gracias a esta app. Construir lagos, penínsulas o montañas son algunas de las posibilidades de esta app. De momento solo está disponible para ANDROID. Para terminar, solo mencionar que la AR puede jugar un papel importante implementando actividades especificas para la atención a la diversidad según Gamiz (2009, pp. 484-49) o hacer uso de sistemas con itinerarios particulares y con flexibilidad cognitiva de acuerdo a Calzadilla. También la creación en general de contenidos transversales puede ser una línea donde la Ar pueda ser de gran utilidad por sus características.
  • 67. 51 2.3.2 INTERSECCIÓN DE LA REALIDAD AUMENTADA CON METODOLOGÍAS INNOVADORAS. Las características de la AR entre las que destacan la interactividad, ubicuidad y la capacidad de facilitar el entendimiento de conceptos complejos nos permiten atisbar el potencial que tiene en la integración de esta novedosa tecnología con las metodologías innovadoras. Su capacidad de transformar la información abstracta y aburrida en algo más dinámico e interesante a continuación nos permitirá describir su relación y posibles sinergias con la flipped classroom, gamificación y trabajo a través de proyectos. Todas ellas además pueden interactuar e integrarse, así parte del proyecto puede utilizar la flipped classroom para introducir contenidos de manera que en el horario de clase prevalezca la parte práctica y la gamificación puede jugar un papel en las actividades de la flipped classroom como elemento de motivación e interacción. Las posibilidades son infinitas como las características de los alumnos. En este cambio de paradigma a la hora de reestructurar el proceso de enseñanza-aprendizaje los roles de estudiante y profesor cambian. El alumno pasa a ser protagonista de proceso de aprendizaje, aumenta su autonomía y responsabilidad, por otra parte, el docente pasa a ser un guía de los alumnos un rol menos centrado en el y su conocimiento. Liderara y guiara los alumnos en sus propios autoaprendizajes. (Remitimos a la imagen 22). 2.3.2.1 REALIDAD AUMENTADA CON LA METODOLOGÍA FLIPPED CLASSROOM Existen estudios y experiencias para la utilización de la AR en educación a distancia. En este trabajo nos centraremos en la metodología o proceso de enseñanza aprendizaje denominado Flipped learning. Para Achutegui (2014) en la publicación El modelo pedagógico:”The Flipped Classroom consiste básicamente en facilitar la teoría a los alumnos antes de su asistencia al aula, con el objetivo de ocupar el horario lectivo escolar en la realización de ejercicios y dinámicas prácticas” (2014, p. 19). Lo que se potencia es el trabajo autónomo del alumno para permitir en clase la focalización en la parte práctica de los contenidos y en la que la parte teórica es responsabilidad del alumno en una primera fase. En esta primera fase autónoma es importante que los materiales que se entreguen al alumno lo dirijan a través de la teoría y competencias para su correcta asimilación. Serán necesarios materiales audiovisuales y con cierta interactividad para que el alumno tenga la motivación y medios variados para que
  • 68. 52 todos los alumnos consigan un aprendizaje significativo de los principales contenidos. Es aquí donde la AR puede tener una aportación significativa. Con la interactividad y manejo virtual de objetos, motivación y un enfoque practico con aprendizaje a través del descubrimiento. Esta metodología implica una disciplina y responsabilidad del alumno sobre su proceso de enseñanza-aprendizaje que puede ser difícil de implementar de manera generalizada, pero permite que durante la clase el poder centrarse en dudas y casos prácticos que afianzan el conocimiento y que pueden permitir llegar a un nivel de profundidad mayor en la materia. El profesor pasa a un rol de guía y puede hacer un tratamiento más personalizado hacia los diferentes alumnos. La AR puede completar demostraciones o simulaciones, así como juegos sobre conceptos o procesos complejos de una manera visual e interactiva. Es especialmente útil en materias como la plástica donde la carga teóricaes menor mientras que el grueso de la labor es práctica y desarrollo de técnicas. Para Aparici (2010) la AR es una herramienta que encaja bien con la combinación del mobile-learning y la metodología flipped classroom. El mobil-learning nos aporta la tecnología y su capacidad de movilidad y ubicuidad. Por otra parte, la AR permite la interacción definida por Vygotski como un elemento crucial. Todo ello en paralelo ofrece la posibilidad de la transmisión de información y su transformación en conocimiento sin la necesidad del profesor presente físicamente durante el periodo de aprendizaje de los conceptos teóricos. Conviene tener presente que estos conceptos teóricos tienen una implementación abierta y una dependencia muchas variables por tanto en la línea de Jonathan Bergmanny Aaron Sams (2014): No hay solo una manera de “dar la vuelta” a la clase: la “clase al revés” no existe como tal. No existe ninguna metodología específica que se deba reproducir; tampoco hay una lista de tareas que se puedan seguir para garantizar los buenos resultados. “Dar la vuelta” a la clase tiene que ver más con un problema de mentalidad: la idea es redirigir la atención, quitársela al profesor y ponerla en el alumno y su aprendizaje (p. 23).
  • 69. 53 Imagen 28:Las TIC aplicadas en la metodología FLIPPED CLASSROOM Fuente: Página web: I.PINIMG